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“我國電能需求還未飽和，2050年全社會(huì)總用電量可能會(huì)比現(xiàn)在翻一番，約為15萬億千瓦時(shí)。如果僅就太陽能發(fā)電而言，為2050年提供全社會(huì)用電量的1/3是可能的，而且其成本競爭力已到了‘平價(jià)’關(guān)口。而可再生能源應(yīng)用的主流形式是分布式，分布式發(fā)電不僅能節(jié)省電網(wǎng)建設(shè)、運(yùn)行費(fèi)用，還可提高供電可靠性和韌性。解決‘風(fēng)光’發(fā)電間歇性、多變性和不確定性問題的最好方式是就地開發(fā)與消納。” 中國工程院院士余貽鑫近期在“第五屆世界智能大會(huì)”上表示。

余貽鑫指出，為了實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰、碳中和目標(biāo)，我國必須發(fā)展高比例的“風(fēng)光”發(fā)電；開發(fā)模式的選擇對高比例“風(fēng)光”發(fā)電的順利實(shí)現(xiàn)、未來電網(wǎng)格局及相關(guān)配套產(chǎn)業(yè)的發(fā)展有著重大影響；在此背景下，分布式“風(fēng)光”就地開發(fā)與消納是關(guān)鍵。

經(jīng)濟(jì)性比較是重要依據(jù)

余貽鑫表示，我國的電力負(fù)荷中心位于中東部省份，中東部省份在發(fā)展高比例“風(fēng)光”發(fā)電時(shí)面臨兩種開發(fā)模式：大規(guī)模遠(yuǎn)距離輸送、就地開發(fā)與消納。

其中，大規(guī)模遠(yuǎn)距離輸送是指利用西部、北部地區(qū)較好的“風(fēng)光”資源，建設(shè)大規(guī)模的“風(fēng)光”基地，然后把電能遠(yuǎn)距離輸送到中東部負(fù)荷中心。就地開發(fā)與消納，是指在中東部負(fù)荷中心就地開發(fā)“風(fēng)光”發(fā)電，該模式下分布式“風(fēng)光”廣泛、分散地接入當(dāng)?shù)仉娋W(wǎng)并就地消納。余貽鑫說：“這種模式并不排斥‘風(fēng)光’發(fā)電機(jī)組的集中建設(shè)。”

部分專家認(rèn)為，如果西部、北部地區(qū)“風(fēng)光”資源的優(yōu)勢可以彌補(bǔ)遠(yuǎn)距離輸電線路的投資，那么大規(guī)模遠(yuǎn)距離輸送模式的供電成本將比就地開發(fā)與消納的模式低。

余貽鑫指出，上述專家觀點(diǎn)有待商榷。“供電經(jīng)濟(jì)性比較”是制定相關(guān)戰(zhàn)略決策的重要依據(jù)。“風(fēng)光”發(fā)電具有強(qiáng)烈的間歇性、多變性和不確定性，它們不能獨(dú)立向負(fù)荷地區(qū)供電。根據(jù)電力系統(tǒng)的運(yùn)行原理，西部送端系統(tǒng)的風(fēng)電和光伏發(fā)電需要與當(dāng)?shù)氐幕痣?、水電等出力可控機(jī)組打捆成比較平穩(wěn)的功率，再輸送給終端的電力用戶。“所以，在對兩種開發(fā)模式開展經(jīng)濟(jì)性比較時(shí)，正確的評估方法應(yīng)該從全社會(huì)成本的角度開展對比分析，需要綜合計(jì)及打捆電源的成本、電能的過網(wǎng)費(fèi)差異、網(wǎng)絡(luò)損耗的差異、對供電可靠性的影響等多種要素。”

就地開發(fā)與消納優(yōu)勢顯著

余貽鑫通過研究測算發(fā)現(xiàn)，就地開發(fā)與消納一度“風(fēng)光”電能的全社會(huì)供電成本優(yōu)勢顯著，且該模式下中東部負(fù)荷中心能實(shí)現(xiàn)更高的“風(fēng)光”電量滲透率。

“僅采用大規(guī)模遠(yuǎn)距離輸送模式能夠?qū)崿F(xiàn)滲透率約12%，兩種開發(fā)模式同時(shí)采用能夠?qū)崿F(xiàn)約25%的滲透率，僅采用就地開發(fā)與消納的模式能實(shí)現(xiàn)‘風(fēng)光’電量滲透率28%。如果疊加改造火電機(jī)組、調(diào)動(dòng)需求側(cè)響應(yīng)、安裝儲(chǔ)能設(shè)備等輔助，就地開發(fā)與消納能使‘風(fēng)光’電量滲透率提高到60%以上。”余貽鑫舉例說。

余貽鑫進(jìn)一步指出，“風(fēng)光”就地開發(fā)與消納可以降低中東部省份的電能對外依存度，“電從身邊來”是提高電力系統(tǒng)韌性、保障供電安全的根本保證。“全球范圍內(nèi)臺風(fēng)、暴雪等極端天氣出現(xiàn)的頻率越來越高，疊加一系列潛在因素的影響，大大提高了對電力系統(tǒng)韌性的要求。如果采用大規(guī)模遠(yuǎn)距離輸送模式，一旦輸電線路發(fā)生故障或者被破壞，送端和受端系統(tǒng)均面臨巨大的沖擊，很可能導(dǎo)致長時(shí)間、大面積的停電。而采用就地開發(fā)與消納的模式，海量的分布式電源能夠繼續(xù)向重要負(fù)荷供電，有效地抵御災(zāi)害性事件。”

離不開智能電網(wǎng)的支持

在余貽鑫看來，高比例“風(fēng)光”就地開發(fā)與消納離不開智能電網(wǎng)的支持。他介紹，電網(wǎng)第一次智能化始于上世紀(jì)70年代，主要原動(dòng)力是可靠性、安全性等訴求。“由于當(dāng)時(shí)通信和計(jì)算機(jī)成本高，主要集中應(yīng)用在22萬伏以上的大電網(wǎng)，并未推廣到配電網(wǎng)。”

余貽鑫指出，“智能電網(wǎng)”是電網(wǎng)的第二次智能化，其最強(qiáng)勁的原動(dòng)力是為實(shí)現(xiàn)碳中和目標(biāo)，接納數(shù)量巨大、廣泛分布、多變的“風(fēng)光”可再生能源。“第二次智能化的重點(diǎn)在11萬伏及以下的電網(wǎng)。與傳統(tǒng)電網(wǎng)相比，智能電網(wǎng)通過電力和信息的雙向流動(dòng)，建立起高度自動(dòng)化和廣泛分布的能量交換網(wǎng)絡(luò)。這樣的電網(wǎng)具有‘自愈’能力，能夠容納全部發(fā)電和儲(chǔ)能，終端用戶成為電力的生產(chǎn)型消費(fèi)者，參與電力市場和電網(wǎng)優(yōu)化運(yùn)行。”

余貽鑫進(jìn)一步指出，智能電網(wǎng)可激勵(lì)新產(chǎn)品、新服務(wù)和新市場，為數(shù)字經(jīng)濟(jì)提供買得起、高質(zhì)量的電能，保障國家能源安全，并實(shí)現(xiàn)資產(chǎn)優(yōu)化利用和高效運(yùn)行，對系統(tǒng)干擾、自然災(zāi)害等破壞可作出迅速反應(yīng)，使其恢復(fù)運(yùn)行。

“然而，我國對智能電網(wǎng)，特別是分布式電源的認(rèn)識還有待深入。”余貽鑫指出，“沒有智能電網(wǎng)的支持，難以接入和消納高比例的分布式可再生能源；反過來，若離開廣泛的分布式電源，智能電網(wǎng)也就失去了其最艱巨的挑戰(zhàn)，而且挑戰(zhàn)和機(jī)遇并存。”

原標(biāo)題：中國工程院院士余貽鑫：新能源更適合就地開發(fā)與消納