一、電力是能源轉(zhuǎn)型的中心環(huán)節(jié)
始于本世紀初的這一輪能源轉(zhuǎn)型,源于各國對解決化石能源大量使用帶來的資源緊張、環(huán)境污染、氣候變化等問題的共識。2015年達成的《巴黎協(xié)定》,為這一輪能源轉(zhuǎn)型提供了新的驅(qū)動力。在持續(xù)推進化石能源清潔利用和提高能效的基礎上,大力開發(fā)利用非化石能源,特別是風電、太陽能發(fā)電等新型可再生能源,成為各國的普遍選擇。
電能是清潔、高效的二次能源,具有使用便捷、調(diào)節(jié)靈活、控制精確等特點。從19世紀后半葉到20世紀,電的廣泛應用推動了第二次工業(yè)革命,人類社會進入生產(chǎn)力大解放的電氣時代。21世紀開始的新一輪能源轉(zhuǎn)型,為人類社會開啟了新的再電氣化發(fā)展階段。從本質(zhì)上看,我們認為,這一輪能源轉(zhuǎn)型是一個再電氣化的過程。同以往的化石能源占主導地位的電氣化相比,這一輪再電氣化進程有明顯不同。
在能源生產(chǎn)環(huán)節(jié)
體現(xiàn)為電能越來越多的由非化石能源轉(zhuǎn)換而來,最終將主要由非化石能源特別是可再生能源轉(zhuǎn)換而來。2008-2017年,全球風電、太陽能發(fā)電裝機年均增長19%和46%,中國年均增速達到44%和191%,遠遠高于化石能源裝機增速。截至2017年底,中國可再生能源裝機6.5億千瓦,占比36.6%。隨著技術(shù)的進步,新能源的競爭力日益提升,風電、太陽能發(fā)電的發(fā)展速度將更快。根據(jù)中國《能源生產(chǎn)和消費革命戰(zhàn)略(2016-2030)》,預計2030、2050年中國非化石能源占一次能源消費比重將超過20%和50%。
在終端能源消費環(huán)節(jié)
體現(xiàn)為電能的利用范圍前所未有的拓展,傳統(tǒng)的化石能源消費市場出現(xiàn)明顯的電能替代趨勢,電力將成為支撐現(xiàn)代信息社會和數(shù)字經(jīng)濟的主要能源品種。2000年以來,全球電能占終端能源消費比重由15.4%提高到目前的19%,提升了約4個百分點;中國由14.8%提高到23.5%,提升了約9個百分點。電能成為近20年來終端消費增長最快的能源品種。預計2030、2050年,中國電能占終端能源消費比重將達到30%和40%。未來的美好社會,必將是高度電氣化的社會。
二、推進電網(wǎng)革命是促進能源轉(zhuǎn)型的關鍵舉措
電網(wǎng)連接能源生產(chǎn)和消費,是能源轉(zhuǎn)換利用的重要樞紐和能源資源優(yōu)化配置的基礎平臺。能源轉(zhuǎn)型的不斷深入,對電網(wǎng)的功能作用、運行方式提出了前所未有的考驗。風能、太陽能等新能源,具有顯著的隨機性、間歇性、波動性特征,大規(guī)模、高比例接入電網(wǎng),帶來巨大調(diào)峰調(diào)頻壓力,電力系統(tǒng)平衡調(diào)節(jié)和電網(wǎng)安全穩(wěn)定運行面臨一系列新挑戰(zhàn)。而且,隨著大量分布式電源、微電網(wǎng)、電動汽車、新型交互式用能設備的接入,這些并網(wǎng)主體兼具生產(chǎn)者與消費者雙重身份,改變了傳統(tǒng)的潮流從電網(wǎng)到用戶的單向流動模式,電網(wǎng)運行的復雜性、不確定性顯著增加。未來電網(wǎng)要適應能源轉(zhuǎn)型帶來的這種變化和要求,必須在現(xiàn)有基礎上進行革命性升級換代。這種革命性主要體現(xiàn)在兩個方面:
未來的電網(wǎng),在功能上向著能源互聯(lián)網(wǎng)演進。關于能源互聯(lián)網(wǎng),目前有許多研究,形成了不同的觀點。我們認為,能源互聯(lián)網(wǎng)是有機融合能源系統(tǒng)、信息系統(tǒng)、社會系統(tǒng),以堅強智能電網(wǎng)為核心,以能源互聯(lián)互通為方向,智能靈活、多能互補、開放融合的現(xiàn)代智慧能源系統(tǒng),能夠有效支撐可再生能源大規(guī)模開發(fā)利用,滿足各種能源設施便捷接入,支持能源新模式新業(yè)態(tài)發(fā)展。
未來的電網(wǎng),從技術(shù)上向著新一代電力系統(tǒng)升級。我們認為,新一代電力系統(tǒng),是適應新能源高比例接入、新型用能設備廣泛應用,集成先進輸電、大規(guī)模儲能、新能源友好并網(wǎng)、源網(wǎng)荷儲互動、智能控制等先進技術(shù),具有廣泛互聯(lián)、智能互動、靈活柔性、安全可控、開放共享特征的新型電力系統(tǒng)。
三、中國國家電網(wǎng)公司推動電網(wǎng)創(chuàng)新發(fā)展實踐
作為電網(wǎng)企業(yè),近年來,中國國家電網(wǎng)公司主動適應能源變革趨勢,圍繞打造新一代電力系統(tǒng)、構(gòu)建能源互聯(lián)網(wǎng),大力推動電網(wǎng)創(chuàng)新發(fā)展,取得積極進展。
一是提高電網(wǎng)配置資源能力。
根據(jù)中國能源資源與能源需求呈逆向分布的基本國情,自主研發(fā)了全球最先進的特高壓交、直流輸電技術(shù),能夠?qū)⒅袊鞑勘辈康那鍧嵞茉窗l(fā)電經(jīng)濟高效地輸送到1000-2000公里外的東中部負荷中心。截至目前,公司累計建成“八交十直”18項特高壓工程,線路長度超過3萬公里,直流輸電容量達到8360萬千瓦;公司經(jīng)營區(qū)域并網(wǎng)可再生能源發(fā)電裝機達到5.1億千瓦,國家電網(wǎng)成為世界上資源配置能力最強、新能源并網(wǎng)規(guī)模最大的電網(wǎng)。根據(jù)國家規(guī)劃,目前我們正在推進“五交五直”10項特高壓工程,中國特高壓發(fā)展將迎來又一個高峰期。
二是提高電網(wǎng)智能化水平。
我們針對電網(wǎng)各個環(huán)節(jié),全面開展智能化改造升級,包括:發(fā)展先進并網(wǎng)技術(shù),滿足微電網(wǎng)、分布式能源以及電動汽車等新型用能設施并網(wǎng)需要;發(fā)展柔性輸電技術(shù),建成多端柔性直流、統(tǒng)一潮流控制器等世界級工程,提高電網(wǎng)靈活性和系統(tǒng)穩(wěn)定性;發(fā)展多能互補技術(shù),建成天津中新生態(tài)城、河北國家風光儲輸?shù)纫幌盗兄悄茈娋W(wǎng)綜合示范工程;發(fā)展智能量測技術(shù),累計安裝智能電表4.65億只,開展用電信息自動采集、故障自動判斷、家居遠程控制。
三是提高終端消費電氣化水平。
大力實施電能替代,積極推進以電代煤、以電代油,不斷拓展電能替代的廣度和深度。在中國北方地區(qū)積極開展“煤改電”清潔取暖,替代傳統(tǒng)煤炭散燒方式,累計完成電供暖面積5.3億平方米。適應電動汽車高速發(fā)展,建成“九縱九橫兩環(huán)”高速公路快充網(wǎng)絡,覆蓋3.1萬公里高速公路和150個城市;建成全球規(guī)模最大的智慧車聯(lián)網(wǎng)平臺,累計接入充電樁25萬個,為全國200萬輛電動汽車出行提供一鍵導航、充電優(yōu)選、故障救援等一站式服務,積極引導電動汽車有序充電。同時,在機場、港口、機井等方面積極推進油改電。
四是提高大電網(wǎng)安全控制能力。
以構(gòu)建大電網(wǎng)安全綜合防御體系為重點,開展新能源發(fā)電功率預測、智慧調(diào)度控制、大規(guī)模儲能、負荷精準控制等關鍵技術(shù)研究和應用,著力突破高比例可再生能源接入帶來的電網(wǎng)控制難題。國家電網(wǎng)成為近20年來全球唯一沒有發(fā)生大面積停電事故的特大型電網(wǎng)。我們在江蘇建成大規(guī)模源網(wǎng)荷友好互動系統(tǒng),實現(xiàn)376萬千瓦用電負荷秒級控制、200萬千瓦用電負荷毫秒級控制,有效增強了電網(wǎng)應對故障能力。為驗證一系列技術(shù)措施的有效性,去年6月,我們在青海省實現(xiàn)了連續(xù)7天100%依靠清潔能源供電,全省最大負荷736萬千瓦、總用電量11.8億千瓦時;今年6月進一步提升到9天,為探索能源轉(zhuǎn)型的中國道路不斷積累經(jīng)驗。
推進電網(wǎng)革命,促進能源轉(zhuǎn)型與變革,是一個復雜的系統(tǒng)工程,涉及基礎設施、技術(shù)進步、產(chǎn)業(yè)政策、標準建設等諸多方面,面臨的困難和挑戰(zhàn)很多,需要各方面共同努力。中國國家電網(wǎng)公司愿與各國同行一道,堅持共商共建共享,深化務實合作,加快電網(wǎng)轉(zhuǎn)型升級,為推動能源清潔轉(zhuǎn)型、服務美好生活作出新的貢獻。