2021年9月22日,清华大学承担的“新能源电力系统发展及其技术与装备创新支撑研究”顺利通过课题验收。
本课题是国家能源局 “能源技术装备创新支撑能源革命和绿色发展研究”中的第4个子课题,由清华大学与中国电机工程学会、中国电力科学研究院有限公司、国网能源研究院有限公司、南网科学研究院有限责任公司共同承担。课题于2020年3月启动,克服疫情影响,先后组织了4次线上线下会议评审和1次函评,不仅完成了任务初期要求的研究成果,而且还于2021年2月提交了两项研究专报,为新型电力系统的政策推出,做出了积极的贡献。
课题的主要贡献在于:
(1)提出了新能源电力系统的定义,分析了国内外新能源电力系统的发展现状与趋势,对比了国内外新能源电力系统发展特征与技术装备水平。
图1 新能源技术装备产业生命周期
注:1-火电;2-天然气发电;3-水电;4-陆上风电;5-海上风电;6-光伏发电;7-光热发电;8-核电;9-生物质发电;10-智能电网;11-智能供用电;12-储能。
(2)基于碳中和达成情景,预测了三种情景下未来中长期能源电力结构,提出并描述了新能源电力系统应该具备“高比例新能源广泛接入、高弹性电网灵活可靠配置资源、高度电气化负荷多元互动、基础设施多网融合数字赋能”的特征格局。
图2 新型电力系统的特征与格局
(3)提出了我国新能源电力系统的指导思想和中长期发展目标,进一步结合科学技术的发展规律,给出了我国新型电力系统的规划、电源、电网、负荷、储能、调度、数字化、氢能八个领域的技术发展路径建议。
图3 分领域的重点方向
(4)基于技术成熟度模型,提出我国新能源电力系统的重点任务、战略保障措施和政策建议。重点任务包括政府主导的基础性研究、市场主导的技术攻关、重大技术装备示范应用以及网络信息安全等专项任务。
图4 技术成熟度模型
“十四五”是电力系统落实2030年碳达峰和2060年碳中和的关键时期,需要为进一步建设以新能源为主体的新型电力系统奠定扎实的理论基础和技术储备。