構(gòu)建綜合能源系統(tǒng) 服務(wù)能源低碳轉(zhuǎn)型

 

近日，由國網(wǎng)經(jīng)濟技術(shù)研究院有限公司主辦的第二屆能源轉(zhuǎn)換與經(jīng)濟年度論壇在線上召開。與會專家學(xué)者相聚“云端”，圍繞“構(gòu)建綜合能源系統(tǒng)，服務(wù)能源低碳轉(zhuǎn)型”這一主題深入交流研討，共同探討構(gòu)建綜合能源系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)和應(yīng)用。

 

發(fā)展綜合能源服務(wù)是推動能源轉(zhuǎn)型的重要抓手

 

實現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)、加快構(gòu)建新型電力系統(tǒng)是能源電力領(lǐng)域一場廣泛而深刻的變革，涉及能源生產(chǎn)、供應(yīng)、消費等各方面，需要不斷凝聚社會各方共識，形成轉(zhuǎn)型合力。

 

“大力發(fā)展綜合能源服務(wù)，是實現(xiàn)‘雙碳’目標(biāo)、加快能源綠色低碳轉(zhuǎn)型的重要抓手。”國家電網(wǎng)有限公司科技部副主任劉前衛(wèi)在論壇上表示。國家能源局印發(fā)的《2022年能源工作指導(dǎo)意見》強調(diào)，堅持以立為先，深入落實碳達(dá)峰碳中和目標(biāo)要求，深入落實《“十四五”可再生能源發(fā)展規(guī)劃》，大力發(fā)展非化石能源，著力培育能源新產(chǎn)業(yè)新模式，持續(xù)優(yōu)化能源結(jié)構(gòu)；大力發(fā)展綜合能源服務(wù)，推動節(jié)能提效、降本降碳。

 

在天津大學(xué)電氣自動化與信息工程學(xué)院教授、電氣工程系副主任穆云飛看來，綜合能源系統(tǒng)是在規(guī)劃、建設(shè)和運行等過程中，對各種能源的產(chǎn)生、傳輸與分配（供能網(wǎng)絡(luò)）、轉(zhuǎn)換、存儲、消費、交易等環(huán)節(jié)實施有機協(xié)調(diào)與優(yōu)化，進(jìn)而形成的能源產(chǎn)供銷一體化系統(tǒng)，其開源節(jié)流能力是能源系統(tǒng)減碳的重要推手。

 

論壇上，與會專家一致認(rèn)為，構(gòu)建綜合能源系統(tǒng)重在以綜合化的發(fā)展思路，推動不同類型能源之間的協(xié)調(diào)互補，同時以智能化的發(fā)展手段深化現(xiàn)代通信技術(shù)在能源領(lǐng)域的融合應(yīng)用，實現(xiàn)不同能源環(huán)節(jié)、主體間的協(xié)調(diào)互濟，增強能源生產(chǎn)、傳輸、存儲、消費等各環(huán)節(jié)的靈活性，推動能源高質(zhì)量發(fā)展。

 

2022年3月，國家發(fā)展改革委、國家能源局聯(lián)合印發(fā)《氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展中長期規(guī)劃（2021～2035年）》，以實現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)為總體方向，明確了氫能是未來國家能源體系的組成部分，是戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)的重點方向，也是構(gòu)建綠色低碳產(chǎn)業(yè)體系、打造產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級的新增長點。

 

“電和氫都是終端可以利用的能源形式，而且便于相互轉(zhuǎn)化，電-氫協(xié)同可以充分發(fā)揮電便于傳輸、氫易于存儲的優(yōu)勢，為新型電力系統(tǒng)的多時間尺度靈活調(diào)節(jié)提供全新的解決方案。”中國工程院院士、世界電動汽車協(xié)會創(chuàng)始及輪值主席、香港大學(xué)榮譽教授陳清泉在論壇上表示。

 

美國國家工程院院士、伊利諾伊理工大學(xué)電氣與計算機工程學(xué)院教授、羅伯特·加爾文電力創(chuàng)新中心主任穆罕默德·謝罕德普也在主旨演講中對分布式可再生能源、氫能的不同應(yīng)用場景進(jìn)行介紹，論述了氫燃料電池新能源汽車對于降低城市交通網(wǎng)和配電網(wǎng)運營成本、減少碳排放的意義，同時強調(diào)了含氫能的交通-配電網(wǎng)協(xié)同運行對能源低碳轉(zhuǎn)型的重要作用。

 

科技創(chuàng)新推動電網(wǎng)向能源互聯(lián)網(wǎng)升級

 

“堅持科技自立自強、持續(xù)強化自主創(chuàng)新，是構(gòu)建現(xiàn)代綜合能源系統(tǒng)、推動能源高質(zhì)量發(fā)展的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。”劉前衛(wèi)表示，新型電力系統(tǒng)技術(shù)特征和運行機理發(fā)生深刻變化，推動電網(wǎng)向能源互聯(lián)網(wǎng)升級更加依賴科技創(chuàng)新。

 

國家電網(wǎng)公司貫徹落實國家創(chuàng)新驅(qū)動發(fā)展戰(zhàn)略，圍繞公司和電網(wǎng)高質(zhì)量發(fā)展，全面推進(jìn)科技創(chuàng)新。公司已在特高壓、大電網(wǎng)運行控制、柔性直流輸電等領(lǐng)域取得一批具有自主知識產(chǎn)權(quán)、世界領(lǐng)先的原創(chuàng)成果，建成一系列世界級創(chuàng)新工程，科技創(chuàng)新能力全球領(lǐng)先。目前，公司初步建成了以直屬科研產(chǎn)業(yè)單位、省級電力公司、基層創(chuàng)新力量為主體的三級創(chuàng)新體系。

 

“隨著大規(guī)模新能源電源接入電網(wǎng)，電力系統(tǒng)需要在隨機波動的負(fù)荷需求與電源之間實現(xiàn)能量供需平衡，其結(jié)構(gòu)形態(tài)、運行控制方式以及規(guī)劃建設(shè)與管理發(fā)生根本性變革，形成以新能源電力生產(chǎn)、傳輸、消費為主體的新一代電力系統(tǒng)，即新型電力系統(tǒng)。”陳清泉認(rèn)為，新型電力系統(tǒng)的特征是多源互補、源網(wǎng)協(xié)同、供需互動、靈活智能。

 

湖北電網(wǎng)是三峽電力外送的起點、西電東送的通道、南北電力互供的樞紐和全國電力聯(lián)網(wǎng)的中心。當(dāng)前，湖北電網(wǎng)通過21回超高壓、特高壓交直流聯(lián)絡(luò)線與8個區(qū)外電網(wǎng)相連，與三峽系統(tǒng)聯(lián)系緊密，是典型的樞紐電網(wǎng)。國網(wǎng)湖北省電力有限公司經(jīng)濟技術(shù)研究院在廣水市構(gòu)建100%可再生能源互聯(lián)網(wǎng)示范工程，開展了新型電力系統(tǒng)建設(shè)實踐。“示范工程聚焦高比例可再生能源電網(wǎng)領(lǐng)域的技術(shù)難題，為源、網(wǎng)、荷、儲、控制等多項關(guān)鍵技術(shù)研究和驗證提供重要的應(yīng)用平臺。”湖北經(jīng)研院副院長楊東俊介紹。

 

科技創(chuàng)新給能源低碳轉(zhuǎn)型帶來更多可能。多位專家在論壇上闡釋了新技術(shù)新應(yīng)用對能源轉(zhuǎn)型的作用。加拿大工程院院士，香港理工大學(xué)電機工程學(xué)系教授、系主任鐘志勇基于能源低碳轉(zhuǎn)型背景，對人工智能的發(fā)展、機器學(xué)習(xí)算法的關(guān)鍵環(huán)節(jié)及其重要應(yīng)用進(jìn)行了深入解讀；清華大學(xué)教授，太原理工大學(xué)黨委副書記、副校長孫宏斌圍繞多能流綜合能量管理的關(guān)鍵技術(shù)、系統(tǒng)與應(yīng)用，全面講解了技術(shù)背景、理論進(jìn)展與工程進(jìn)展；上海交通大學(xué)電氣系教授、副主任黎燦兵針對山區(qū)、海島等特殊供電場景，闡釋了多能源局域網(wǎng)靈活組網(wǎng)、透明調(diào)度與故障抑制技術(shù)及應(yīng)用……

 

市場化為推動更經(jīng)濟有效的低碳轉(zhuǎn)型提供機遇

 

“推進(jìn)綜合能源系統(tǒng)建設(shè)，不僅需要加快能源技術(shù)革新，還要不斷完善有關(guān)法律法規(guī)和政策，健全分布式電源發(fā)展新機制，加快現(xiàn)代綜合能源市場建設(shè)，支持新模式新業(yè)態(tài)發(fā)展，更多依靠市場機制促進(jìn)節(jié)能減排降碳，提升能源服務(wù)水平。”國網(wǎng)經(jīng)研院院長、黨委書記郭銘群認(rèn)為，機制建設(shè)是服務(wù)實現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)的重要手段。

 

隨著能源轉(zhuǎn)型的推進(jìn)，火電機組靈活性改造受到了廣泛關(guān)注。“在技術(shù)層面，減小最小出力、增強調(diào)峰能力是目前火電機組最為廣泛和主要的改造目標(biāo)；在經(jīng)濟層面，隨著能源結(jié)構(gòu)的調(diào)整，火電機組利用小時數(shù)呈下降趨勢，改造后火電機組的沉沒成本更需要進(jìn)一步關(guān)注；在機制層面，中國特色的調(diào)峰輔助服務(wù)市場是現(xiàn)階段火電機組靈活性改造的核心經(jīng)濟驅(qū)動力。”國網(wǎng)經(jīng)研院首席專家王新雷認(rèn)為，隨著調(diào)峰輔助服務(wù)市場的建立和深度調(diào)峰補償措施的完善，我國許多火電廠的靈活性已經(jīng)達(dá)到國際先進(jìn)水平。

 

“碳市場為推動更經(jīng)濟有效的低碳轉(zhuǎn)型提供機遇，及時對電力調(diào)度和定價機制等方面進(jìn)行市場化改革對全國碳市場的有效性十分重要。”國際能源署項目協(xié)調(diào)員和氣候政策分析師大衛(wèi)·費舍爾在論壇上表示。

 

我國全國碳市場于2021年7月啟動交易，碳市場第一個履約期履約率達(dá)99.5%。目前，我國碳市場納入發(fā)電行業(yè)，每年覆蓋約45億噸二氧化碳排放量，約占我國能源體系二氧化碳排放總量的40%。

 

國際能源署可再生能源整合和安全電力部門電力系統(tǒng)轉(zhuǎn)型分析師雅克·沃瑞奇認(rèn)為，電即未來，電力行業(yè)是去碳化的第一推動者和促進(jìn)者，電力市場對于提供清潔、安全及可負(fù)擔(dān)的電能來說至關(guān)重要。他建議，建立全國統(tǒng)一電力市場，中國不僅要考慮國內(nèi)的情況，比如省區(qū)之間的交易協(xié)調(diào)，也要在供給安全、經(jīng)濟效率、價格穩(wěn)定性以及與“雙碳”目標(biāo)的一致性等方面學(xué)習(xí)國際經(jīng)驗。

 

構(gòu)建綜合能源系統(tǒng)，助力能源清潔低碳轉(zhuǎn)型，是一項艱巨復(fù)雜的系統(tǒng)工程。電力行業(yè)正以更大決心、更大力度、更實舉措支撐構(gòu)建新型電力系統(tǒng)，助力能源電力清潔低碳轉(zhuǎn)型，為實現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)貢獻(xiàn)力量和智慧。