【年会精华No.5 】蒋莉萍|能源转型与电力发展相关问题探讨

  • 2019年03月27日

编者按:2019年1月19日,绿色低碳发展智库伙伴2019年度研讨会暨五周年庆祝活动在北京举办。来自全国各地的伙伴机构和智库专家一百二十余人,回到发心之地北京,一起展望面向2030年的绿色低碳中国建设,共谋智库平台的发展大计。本期编发的是国网能源研究院副院长蒋莉萍的主题演讲的精华。


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国网能源研究院副院长蒋莉萍


绿色低碳发展智库伙伴(GDTP),我特别喜欢“伙伴”这个词,它定位了GDTP是一个志同道合、有共同目标的朋友相互交流、碰撞思想火花,共同寻找未来发展道路的平台。

 

关于新一轮能源转型的基本认识

 

其一,电力转型是新一轮能源转型的关键所在。


其二,相对于前几次能源转型而言,新一轮能源转型,从根本上来讲不是因为发现了更好用的资源,而是因为外力,环境、资源约束的问题要转型。所以这样一场由外力引发的能源转型,需要政策与市场“双轮驱动”,其定位与作用机理在于未来经济社会生活中,市场作为参与主体发挥“两利相权取其重”、政策和政府管理发挥“两害相权取其轻”的作用。“两利相权取其重”本身就是市场主体所具有的自发行为原则,“两害相权取其轻”意味着政府主体制定政策时必须侧重于对负面影响的关注,选择对我们损失最小的一条发展道路。


其三,技术决定潜力,政策或市场决定成效。这是电力行业消纳新能源时需要反复与业内外进行沟通的话题。最近几年弃风弃光非常严重,主要原因之一是技术短板。具体而言,我国电源结构以煤电为主,系统运行的灵活性相对较差,风电、太阳能光伏加大了对系统调节灵活性的要求,进一步加剧了系统的消纳难度。然而另一方面,系统有限的灵活性潜力并没有得到充分发挥,是什么制约了潜在的系统灵活性?我认为主要是政策与机制因素导致电力系统的成效和潜力发挥受到约束。

 

面向未来的机会与挑战


谈机会与挑战,可以有不同维度的总结,我想重点从以下三个方面进行探讨:

 

问题一:如何“重构”电力系统?

 

从大家普遍认为可再生能源将成为未来的发展主力时,电力行业就开始思考“如何重构电力系统”,我认为重构应当包括规划和调度运行管理两方面。


规划层面,中国正处于市场扩展期,到2040年左右电力增长才可能进入平台期,增速低于2%,也就是说在这之前我们将处在基础设施、社会建设必须较大规模投入的增长阶段。规划要改变原有思路,对新的规划原则、新技术应用预期等加以考虑。比如我们团队在做电力规划时经常发生这样的讨论:煤电资源占比高的系统比较简单;水电资源很丰富的区域则要专门设计枯水年的电量平衡和平水年的电力平衡;未来可再生能源占很大比例时,如何选择典型年份?如何做模拟?每年8760小时典型出力曲线会是怎样的?这都是需要通过开展大量基础研究后重新总结的问题。


调度运行方面,要考虑规程规范规则、各种商业模式,以及对电力系统的影响。传统电源的良好可调度性可以满足用户的随意性,但可再生能源调度性较差,运用怎样的行业供电准则进行调度需要从基础理论、分析方法、技术手段等进行突破。这是电力行业面临的主要挑战,需要技术与管理领域的变革。电力平衡支撑力和系统运行灵活性是事关未来供电能力安排及经济性的两大关键要素。


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如上,左图是我们从调度平台上看到的3月份西北电网负荷与风电理论功率日变化曲线,红色是负荷特性曲线,蓝色是风电出力变化曲线。负荷用电具有规律性,是电力系统稳定可靠的重要基础。风电、太阳能光伏不同,存在波动性、随机性和不可调度性的特点,因此给电力系统运行带来非常大的挑战。


右图展现了风电发电出力曲线与负荷需求之间明显的不吻合的状况。数据显示,2018年8月负荷高峰时段,国网调度范围新能源(风电及太阳能)发电设施最小出力不到1100万千瓦,占装机总容量不到4%,系统如何运行成为现实问题。未来储能在一定程度上是有用的,但同时要考虑经济成本。

 

问题二:如何整合能源和社会基础设施建设?

 

我认为这不是能源行业本身,而是整个经济社会转型需要共同合力的问题,属于供应侧改革范畴,其关键在于如何实现综合协调和利用。现在国家在特色小镇、美丽乡村建设工作上有很大的动作,特色小镇从2016年启动至2018年9月已经开展了几百个项目,美丽乡村以甘肃为例到2018年已经建成900个省级示范村。


经过对部分特色小镇的调研,我们发现特色小镇包括休闲度假、商贸物流、现代制造、城市规划等都开展得非常好,但对能源要素欠缺考虑。以垃圾处理为例,如果我们把垃圾处理过程中的废弃物转变为能源资源,将带来“变废为宝”、“一石二鸟”的双收益、双效益。为推动全国绿色发展,国家发改委出台了《关于创新与完善促进绿色发展价格机制的意见》,包括未来垃圾处理的市场化运营,其中如何将东西变成收益体现了绿色发展机制的低碳化。

 

问题三:如何重构新一代经济社会体系?

 

这里的关键要素是电力系统运行的灵活性等,包括电源灵活,比如国家发改委正在推进的火电厂灵活性改造。另一方面,未来高比例可再生能源的最后一块宝地是需方响应,用户侧如何与发电出力变动性更好的吻合,需要在技术应用和管理要求方面下大力气解决。管理要求可以通过激励措施,设置强制性要求来实现。举个例子,对于一些生产线可以中断的负荷,在系统出现某种情况下是否可要求强制性接受电力系统调度。


未来对电力行业而言,机会与挑战并存。我们要通过电力领域打造未来新能源格局。消费侧的改革关键在于理念、习惯加规则,应当从工业领域和商业中心入手。这是规划而非运行问题,规划是指整个经济社会发展模式的规划,让能源问题在其设计与实施中内部化、要素化。比如,特色小镇在设计时应当考虑当地有多少基础设施的“副产品”可以作为能源供应的来源,用能系统如何设计可以实现系统综合能效的提升等。

 

对中国能源电力转型发展的几个基本判断

 

  • 未来全国电力需求还有较大增长空间;

  • 电力结构清洁化从增量入手逐步过渡到存量调整,这是更经济的发展模式;

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  • 电力行业在助力能源行业实现碳减排目标过程中扮演着特殊角色,要以电力行业的升来实现整个能源行业的降,具体表现为能源行业碳减排的某个时段电力行业碳排放增加,预计在2025年前电力行业碳排放达到峰值,此后将大幅下降(如上图);

  • 电力是构建高比例可再生能源供应系统比例优化配置的重要平台;

  • 未来电力系统成员复杂,气候与电力系统耦合更为密切。因为可再生能源发电出力、用户用电行为都与气候关系很大,同时作用可能出现反向结果,比如天气不好的时候用户用能更多,但风能、太阳能出力更小;

  • 目前全球能源治理以石油、天然气为主,未来转向可再生能源后会引发国际合作要素的改变,电力要素将发挥更重要的作用。未来电力转型需要加强多层面、多维度的国际合作,包括战略与发展思想的交流与合作、技术交流与合作、投融资合作、项目合作等。


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