舒印彪：發(fā)展新型電力系統(tǒng) 助力實(shí)現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)

2020年9月22日，習(xí)近平主席向世界宣布，中國將力爭2030年前碳排放達(dá)到峰值，努力爭取2060年前實(shí)現(xiàn)碳中和。實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰、碳中和，事關(guān)中華民族永續(xù)發(fā)展和構(gòu)建人類命運(yùn)共同體，中國經(jīng)濟(jì)社會(huì)將發(fā)生廣泛而深刻的變革。碳達(dá)峰、碳中和是一項(xiàng)系統(tǒng)工程，電力行業(yè)肩負(fù)著重要的歷史使命。根據(jù)國際能源署（IEA）統(tǒng)計(jì)，2019年中國碳排放總量113億噸，能源領(lǐng)域碳排放量98億噸，占全國總量的87%，其中，電力行業(yè)碳排放42億噸，占全國總量的37%。因此，實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰、碳中和，能源電力行業(yè)任務(wù)最重、責(zé)任最大，將承擔(dān)主力軍作用。

近年來中國電力低碳轉(zhuǎn)型成效顯著

一是新能源實(shí)現(xiàn)快速發(fā)展。截至2020年底，中國風(fēng)電、太陽能發(fā)電裝機(jī)分別達(dá)到2.8億、2.5億千瓦，占世界風(fēng)電、太陽能發(fā)電裝機(jī)的34%、33%，均居世界首位。中國新能源已形成完整的技術(shù)研發(fā)和生產(chǎn)制造產(chǎn)業(yè)供應(yīng)鏈體系，海上風(fēng)電最大單機(jī)達(dá)1.2萬千瓦，光伏210毫米硅片大尺寸組件最大功率可達(dá)670瓦。新能源發(fā)電成本不斷下降，近10年陸上風(fēng)電、光伏發(fā)電成本分別下降40%和82%。

二是大力實(shí)施電能替代。加快“以電代煤、以電代油”，2016年以來累計(jì)電能替代電量超過9000億千瓦時(shí)。建成覆蓋全國主要高速公路的“九縱九橫兩環(huán)”電動(dòng)汽車城際快充網(wǎng)絡(luò)，打造世界上規(guī)模最大的智慧車聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)，新能源汽車保有量突破500萬輛。中國電能占終端能源消費(fèi)比重達(dá)到27%，過去10年增幅是世界平均水平的2.7倍。

三是特高壓有力支撐可再生能源大規(guī)模開發(fā)利用。特高壓是最先進(jìn)的輸電技術(shù)，具有遠(yuǎn)距離、大容量、低損耗的優(yōu)勢，是西部大型水電、新能源基地開發(fā)外送的關(guān)鍵技術(shù)。10年來，累計(jì)投資5150億元，建成13回交流、16回直流特高壓工程，年輸送電量4500億千瓦時(shí)，其中70%以上為可再生能源。依托特高壓大電網(wǎng)，可再生能源實(shí)現(xiàn)基地化、規(guī)模化開發(fā)，在西南地區(qū)金沙江、瀾滄江、雅礱江等流域，建成向家壩、溪洛渡、錦屏等巨型水電站，形成千萬千瓦級(jí)水電基地4個(gè)。在“三北”地區(qū)甘肅、新疆、寧夏等省區(qū)建成千萬千瓦級(jí)風(fēng)電基地8個(gè)，青海、新疆、內(nèi)蒙古等省區(qū)建成千萬千瓦級(jí)太陽能發(fā)電基地8個(gè)。

四是煤電實(shí)現(xiàn)清潔高效利用。86%的煤電機(jī)組完成超低排放改造，全國供電煤耗降至305克/千瓦時(shí)，過去10年下降28克/千瓦時(shí)，相當(dāng)于年減少煤炭消耗1.4億噸、減排二氧化碳4億噸。優(yōu)化存量、控制增量，煤電裝機(jī)占比歷史上首次降至50%以下。大力發(fā)展垃圾發(fā)電、污泥耦合發(fā)電，建成9個(gè)煤電CCUS示范項(xiàng)目，二氧化碳捕集能力達(dá)40萬噸/年。

再電氣化是實(shí)現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)的有效途徑

實(shí)施再電氣化，就是在能源生產(chǎn)側(cè)實(shí)現(xiàn)“清潔替代”，在能源消費(fèi)側(cè)實(shí)現(xiàn)“電能替代”，以電為中心、電力系統(tǒng)為平臺(tái)，以清潔化、電氣化、數(shù)字化、標(biāo)準(zhǔn)化為方向，構(gòu)建清潔低碳、安全高效的能源體系。電是現(xiàn)代能源系統(tǒng)的中心，在生產(chǎn)側(cè)，實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰、碳中和，要大力發(fā)展可再生能源，可再生能源資源需要通過轉(zhuǎn)化為電力加以高效利用。在消費(fèi)側(cè)，工業(yè)、交通和建筑等行業(yè)實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰、碳中和的重要途徑是大幅提升電氣化水平，提高能源利用效率，加快控碳脫碳。在傳統(tǒng)電氣化基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)高度電氣化社會(huì)。

以新能源為主體的電力系統(tǒng)將發(fā)生革命性改變。按照“雙碳”目標(biāo)，基于中國能源稟賦，我們對(duì)未來40年的能源轉(zhuǎn)型進(jìn)行推演。預(yù)計(jì)到2060年，中國非化石能源消費(fèi)比重將達(dá)到83%，電能消費(fèi)比重達(dá)到70%，全社會(huì)用電量超過16萬億千瓦時(shí)，新能源發(fā)電裝機(jī)達(dá)到50億千瓦，新能源發(fā)電量占比由目前的8%提高到60%以上。大規(guī)模新能源發(fā)電具有間歇性、隨機(jī)性和波動(dòng)性，給電力系統(tǒng)平衡調(diào)節(jié)和靈活運(yùn)行帶來重大挑戰(zhàn)，高比例新能源、高比例電力電子裝備廣泛接入，電力系統(tǒng)的穩(wěn)定特性、安全控制和生產(chǎn)模式都將發(fā)生根本性改變。

構(gòu)建以新能源為主體的新型電力系統(tǒng)

傳統(tǒng)電力系統(tǒng)將向新型電力系統(tǒng)轉(zhuǎn)變。過去一百多年來，電力系統(tǒng)已經(jīng)形成以化石能源為主體的技術(shù)體系，在規(guī)劃運(yùn)行和安全管理等方面具有成熟的技術(shù)，達(dá)到很高的水平，保障了可靠的電力供應(yīng)。未來，將加快向以新能源為主體的新型電力系統(tǒng)轉(zhuǎn)變。電力系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)形態(tài)發(fā)生變化，從高碳電力系統(tǒng)，變?yōu)樯疃鹊吞蓟蛄闾茧娏ο到y(tǒng)；從以機(jī)械電磁系統(tǒng)為主，變?yōu)橐噪娏﹄娮悠骷橹?；從確定性可控連續(xù)電源，變?yōu)椴淮_定性隨機(jī)波動(dòng)電源；從高轉(zhuǎn)動(dòng)慣量系統(tǒng)，變?yōu)槿蹀D(zhuǎn)動(dòng)慣量系統(tǒng)。

構(gòu)建新型電力系統(tǒng)，需要統(tǒng)籌發(fā)展與安全，保障電力持續(xù)可靠供應(yīng)，充分利用數(shù)字技術(shù)和智慧能源技術(shù)，在傳統(tǒng)電力系統(tǒng)基礎(chǔ)上，增強(qiáng)靈活性和柔性，提高資源優(yōu)化配置能力，實(shí)現(xiàn)多能互補(bǔ)、源網(wǎng)荷儲(chǔ)高效協(xié)同，有效平衡新能源的波動(dòng)性、隨機(jī)性和不確定性，實(shí)現(xiàn)智慧友好。

新型電力系統(tǒng)具有四個(gè)方面基本特征：一是廣泛互聯(lián)。形成更加堅(jiān)強(qiáng)的互聯(lián)互通網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)，發(fā)揮大電網(wǎng)優(yōu)勢，獲取時(shí)間差季節(jié)差互補(bǔ)、風(fēng)光水火互相調(diào)劑和跨地區(qū)跨流域補(bǔ)償調(diào)節(jié)等效益，實(shí)現(xiàn)各類發(fā)電資源充分共享、互為備用。二是智能互動(dòng)?，F(xiàn)代信息通信技術(shù)與電力技術(shù)深度融合，實(shí)現(xiàn)信息化、智慧化、互動(dòng)化，改變傳統(tǒng)能源電力配置方式，由部分感知、單向控制、計(jì)劃為主，轉(zhuǎn)變?yōu)楦叨雀兄?、雙向互動(dòng)、智能高效。三是靈活柔性。新能源要能主動(dòng)平抑出力波動(dòng)，提高發(fā)電品質(zhì)，成為友好型電源，具備可調(diào)可控能力，提升主動(dòng)支撐性能。電網(wǎng)具備充足的調(diào)峰調(diào)頻能力，實(shí)現(xiàn)靈活柔性控制，增強(qiáng)抗擾動(dòng)能力，保障多能互補(bǔ)，更好地適應(yīng)新能源發(fā)展需要。電力用戶既是電能消費(fèi)者又是生產(chǎn)者，加強(qiáng)主動(dòng)配電網(wǎng)建設(shè)，由過去單一的網(wǎng)隨荷動(dòng)，變?yōu)楹呻S網(wǎng)動(dòng)、源網(wǎng)荷協(xié)調(diào)互動(dòng)。四是安全可控。實(shí)現(xiàn)交流與直流、各電壓等級(jí)協(xié)調(diào)發(fā)展，建設(shè)新一代調(diào)控系統(tǒng)，筑牢安全“三道防線”，有效防范系統(tǒng)故障和大面積停電風(fēng)險(xiǎn)。

清潔低碳轉(zhuǎn)型是全球面臨的共同挑戰(zhàn)，需要各國科技界、企業(yè)界開展更加廣泛的國際合作，共享合作成果。充分發(fā)揮科技創(chuàng)新引領(lǐng)作用，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)學(xué)研用協(xié)同，加快突破關(guān)鍵核心技術(shù)。在基礎(chǔ)前瞻領(lǐng)域，重點(diǎn)攻關(guān)高效率高安全大容量儲(chǔ)能、氫能及燃料電池、高效率光伏發(fā)電材料、新型絕緣材料、超導(dǎo)材料、寬禁帶電力電子器件等技術(shù)。在工程應(yīng)用領(lǐng)域，重點(diǎn)攻關(guān)CCUS、高效率低成本新能源發(fā)電、大規(guī)模海上風(fēng)電、虛擬電廠、源網(wǎng)荷儲(chǔ)協(xié)調(diào)運(yùn)行、主動(dòng)需求響應(yīng)、綜合能源系統(tǒng)等技術(shù)。

清潔低碳發(fā)展已成為未來趨勢，中國華能將勇當(dāng)能源轉(zhuǎn)型排頭兵，大力調(diào)整能源結(jié)構(gòu)，加快建設(shè)世界一流現(xiàn)代化清潔能源企業(yè)，力爭2025年前實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰，“十四五”清潔能源裝機(jī)占比超過50%，2035年超過75%。中國華能將積極推進(jìn)新型電力系統(tǒng)建設(shè)，加強(qiáng)低碳技術(shù)研發(fā)，創(chuàng)新商業(yè)模式和融資方式，完善產(chǎn)業(yè)政策和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，為實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰、碳中和作出積極貢獻(xiàn)。

本文刊載于《中國電力企業(yè)管理》2021年03期，作者系中國華能集團(tuán)有限公司黨組書記、董事長，中國工程院院士

人物介紹

舒印彪 1958年7月出生于河北涿州，博士研究生，中共黨員，1982年2月參加工作，教授級(jí)高級(jí)工程師，中國工程院院士?，F(xiàn)任中國華能集團(tuán)有限公司黨組書記、董事長，十三屆全國政協(xié)委員、人口資源環(huán)境委員會(huì)委員，國際電工委員會(huì)(IEC)第36屆主席。