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碳中和目标背景下的电力保供,需要打一套“长短组合拳”
时间:2022-09-20 20:03    发布者:团委    浏览量:1381

近来,中国高温天气呈现出持续时间长、范围广、强度大的特点,部分区域电网的用电需求最高负荷屡次刷新纪录。与此同时,四川盆地到长江中下游地区干旱频发,以水电为主的四川迎来历史同期最少降水量,造成了局部地区电力缺口加大的严峻局面。这引发了政府对能源稳定供应的高度重视。目前,有关部门已经打出加强电力保供的“组合拳”,从供给侧和需求侧两方发力,同时协调跨区跨省余缺互济,这些行动均突出强调了全力保障能源安全的重要性。

结合“双碳”目标来看,当下中国主要面临能源低碳转型与能源安全稳定供应两大难题。具体来看,在低碳转型背景下,中国的能源安全在中短期和中长期面临的挑战还存在很大差异,需要尽快认清不同阶段的主要问题,并对症下药、逐一解决。

从中短期来看,中国能源安全的主要挑战是极端天气引发的局部能源供应不足,以及石油对外依存度高。

今后出现极端天气的概率很可能还会增加,气候风险对于能源供应是一个重大挑战。首先,通过有序用电的方式能够快速有效地解决高温天气导致的电力负荷突升问题,如果可以利用智能电网调节居民和工商业用电比例,则可以减少行政调整存在的一些弊端。在极端气温下,居民用电负荷波动性大,但持续性不强,对工业企业实行有序用电,可以暂时缓解电力供需紧张,保障居民用电。所以,对于电网基础设施的前瞻性规划和投资变得更加重要。需要考虑到极端气象条件可能产生的影响,让电网变得更具“弹性”、更智能。

其次,电网设计应该从系统、互联的角度出发,尽量避免独立电网的出现,通过区域系统互联电网,各区域之间调配、传输电力,既可以减少局部停电或供应不足带来的损失,又可以在新能源装机快速增长的情况下保障消纳问题。

最后,丰富电力来源,更灵活地发挥煤电“压舱石”的作用,这对于稳定极端情况下电力供应而言都是重要的保障。

中国目前的石油对外依存度较高。数据显示,2021年中国石油对外依存度接近73%,能源供应容易受到地缘政治冲突影响。虽然中国石油供应长期以来十分稳定,但是政治冲突、贸易风险对石油供应的威胁仍不可小觑,俄乌冲突就已经提出了警告。众所周知,俄乌冲突给欧洲的能源供应带来了巨大的难题,导致欧洲面临严重的能源短缺,而且其在短期内难以找到充足的油气能源供应来替代。目前,居高不下的能源价格已经严重影响到了欧洲社会经济的发展。

具体到中国来说,目前我们的油气在能源消费中的占比不到30%,油气供应短缺的影响相对可控,但是石油安全供应问题仍然不可忽视。以“双碳”目标为导向的低碳转型,给中国降低石油依存度提供了具体的解决方案。短期内,中国的能源安全主要还是通过大规模发展电动汽车进行石油替代,利用能源供给端的清洁化和能源使用端的电气化合力降低石油对外依存度。

从中长期来看,为了实现2060年碳中和目标,风电、光伏最终在一次能源结构中的占比大约需要达到65%-70%之间。届时,中国的能源结构已经转为以新能源为主体的低碳能源结构,如何将输出不稳定的风电、光伏转变为稳定的电源,将是保障能源安全的重大难题。

具体来说,中国目前仍然以火电为主,风电、光伏发电占比低于10%。所以,在风电、光伏出现较大波动时,可以通过稳定的火力发电等方式进行弥补。在这种情况下,风光电配储的规模较小,而且发挥作用不大,因此对电力系统的智能化程度和储能的发展要求不高。但是,在中长期规划中,“双碳”目标要求风电光伏等新能源的发电占比达到65%以上,甚至将近70%,煤电在电力系统中占比将大幅下降,只能在配备碳捕集、利用与封存 (CCUS) 技术的情况下作为应急能源。此时,要打造一个稳定的低碳电力结构,就必须配备大规模储能以及智能化的电网管理系统。

应对未来风电光伏大比例接入后的电力安全供应问题,需要考虑未来电力系统的稳定。具体来说,在以风电光伏为主体的新能源电力系统中,发电端整体成本可能会随着装机规模扩大和技术创新而逐渐下降,而输配电侧为了保持电力稳定供应可能面临越来越高的成本。未来电力系统的总体成本可能更多集中在稳定电力供应方面,而这些成本将随着新能源电力系统和储能系统的快速增长而不断扩大。目前电力系统内部难以消化转型成本,需要外部的参与,让用户和消费者逐渐参与到稳定供应的成本分担中来。