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大規(guī)模開發(fā)新能源、推動(dòng)電力系統(tǒng)脫碳是實(shí)現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)的重要路徑之一。國家發(fā)展改革委、國家能源局《關(guān)于促進(jìn)新時(shí)代新能源高質(zhì)量發(fā)展的實(shí)施方案》中提出，要“加快構(gòu)建適應(yīng)新能源占比逐漸提高的新型電力系統(tǒng)”。

“十四五”、“十五五”是可再生能源高質(zhì)量躍升發(fā)展期，我國錨定了2030年我國風(fēng)電太陽能發(fā)電總裝機(jī)容量達(dá)到12億千瓦以上的目標(biāo)。然而，能源電力碳達(dá)峰碳中和需要堅(jiān)持“先立后破”，傳統(tǒng)能源逐步退出要建立在新能源安全可靠替代的基礎(chǔ)上，這就要求新能源盡快“立”住。只有重點(diǎn)解決新能源“立”的問題，更好發(fā)揮新能源在能源保供增供方面的作用，為我國如期實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰碳中和奠定堅(jiān)實(shí)的新能源發(fā)展基礎(chǔ)。

“12億千瓦”的明晰目標(biāo)之下，新能源布局與開放建設(shè)步伐正在加快。集中式與分布式并舉、風(fēng)光大型基地建設(shè)與分布式新能源共同推進(jìn)的格局正在形成。業(yè)內(nèi)專家認(rèn)為，未來新能源開發(fā)，要綜合考慮資源水平、開發(fā)成本、消納能力等，同時(shí)應(yīng)增強(qiáng)電源協(xié)調(diào)優(yōu)化運(yùn)行能力，充分利用靈活調(diào)節(jié)電源，支撐電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行。

(相關(guān)資料圖)

大型風(fēng)電光伏基地：“三高”現(xiàn)象考驗(yàn)規(guī)?；_發(fā)能力

中國工程院院士湯廣福表示，按照碳達(dá)峰、深度低碳、零碳的不同階段，在2031年到2050年，新型電力系統(tǒng)中新能源電量要取代傳統(tǒng)電力占據(jù)首位，2051年到2060年，風(fēng)電光伏的發(fā)電量要提升到60%。

在“三北”及沙漠、戈壁、荒漠地區(qū)集中式開發(fā)無疑是新能源“立起來”最為顯著的方式之一。水電水利規(guī)劃設(shè)計(jì)總院新能源部副主任王躍峰分析，我國西部、東北地區(qū)風(fēng)、光資源好，未利用地多，新能源開發(fā)優(yōu)勢(shì)明顯，中、東部地區(qū)負(fù)荷集中，對(duì)綠色能源的需求明顯，我國能源電力流向呈現(xiàn)“自西向東、由北向南”的特征。在新能源資源稟賦優(yōu)良的西部、東北地區(qū)，以及東部沿海地區(qū)，開發(fā)陸上、海上新能源大基地，帶動(dòng)區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展的同時(shí)，將優(yōu)勢(shì)資源轉(zhuǎn)化為促進(jìn)我國經(jīng)濟(jì)社會(huì)低碳綠色發(fā)展的動(dòng)力。

今年2月，國家發(fā)改委、國家能源局聯(lián)合印發(fā)《以沙漠、戈壁、荒漠地區(qū)為重點(diǎn)的大型風(fēng)電光伏基地規(guī)劃布局方案》提出，到2030年，規(guī)劃建設(shè)風(fēng)光大基地總裝機(jī)約4.55億千瓦。結(jié)合2021年底我國風(fēng)電和光伏累計(jì)總裝機(jī)容量6.35億千瓦的規(guī)模計(jì)算，要達(dá)到這一目標(biāo)，風(fēng)光大基地項(xiàng)目將成新能源新增裝機(jī)的主要來源。

國家發(fā)改委近日透露，目前第一批9500萬千瓦基地項(xiàng)目已全部開工建設(shè)，印發(fā)第二批項(xiàng)目清單并抓緊推進(jìn)前期工作，組織謀劃第三批基地項(xiàng)目。

在沙漠、戈壁、荒漠之外，推進(jìn)海上風(fēng)電規(guī)?；s化開發(fā)，也是新能源規(guī)?；s化發(fā)展的重要一環(huán)。專家建議，應(yīng)優(yōu)化海上風(fēng)電產(chǎn)業(yè)布局，支持東部沿海地區(qū)加快形成海上風(fēng)電統(tǒng)一規(guī)劃、集中連片、規(guī)模化滾動(dòng)開發(fā)態(tài)勢(shì)。探索利用已有的海洋油氣開采裝備技術(shù)突破海上浮式風(fēng)電技術(shù)，推動(dòng)海上風(fēng)電逐漸向深遠(yuǎn)海發(fā)展。

專家提醒，大型風(fēng)電光伏基地開發(fā)建設(shè)過程中，新能源須與國土、生態(tài)充分銜接，合理利用土地。以光伏為例，太陽能能量密度低，光伏發(fā)電系統(tǒng)占地面積大，每1萬千瓦光伏發(fā)電占地300畝左右。考慮尾流影響，連片開發(fā)1萬千瓦的風(fēng)電，需要約2000畝地來安裝。

統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示，2022年7月迄今，山西、河北、河南、安徽、海南、內(nèi)蒙、陜西7省區(qū)共計(jì)廢止風(fēng)光項(xiàng)目累計(jì)規(guī)模約9GW?！爸饕蚴恰Χ唤āh(huán)評(píng)不過關(guān)，觸及生態(tài)紅線、林業(yè)等問題。”西北勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院有限公司新能源工程院總工程師惠星分析。

王躍峰分析，城鎮(zhèn)空間、農(nóng)業(yè)空間、生態(tài)空間三條控制線劃定與新能源規(guī)劃銜接不夠，存在空間沖突，部分項(xiàng)目落地困難，沙漠、戈壁、荒漠以及采煤沉陷區(qū)同樣存在生態(tài)紅線問題，風(fēng)光開發(fā)利用未與環(huán)境充分融合。

而在開發(fā)之后的并網(wǎng)運(yùn)行階段，大基地光伏存在“三高”現(xiàn)象(集中度高、容配比高、同時(shí)率高)易導(dǎo)致“棄電”、“缺電”、“爬坡”等問題同一天發(fā)生，常規(guī)電源配合調(diào)節(jié)更為困難，特別是配套火電以百萬千瓦機(jī)組為主，機(jī)組組合靈活性不足，對(duì)供電安全和系統(tǒng)頻率控制提出更高要求。此外，電壓擾動(dòng)、慣量降低等也將影響安全。

無疑，大規(guī)?？焖偕像R的風(fēng)光大基地，考驗(yàn)著新能源外送和消納能力。

分布式新能源：綠色價(jià)值與經(jīng)濟(jì)價(jià)值兼具

分布式開發(fā)利用是可再生能源發(fā)展的主要模式之一，具有貼近用戶、建設(shè)周期短、投資規(guī)模小、土地空間占用少和商業(yè)模式多樣等優(yōu)點(diǎn)，近年來在國內(nèi)外得到越來越多的關(guān)注與快速發(fā)展。

“用戶中心時(shí)代，用戶既是能源消費(fèi)者，也是能源生產(chǎn)者和電力系統(tǒng)中起平衡作用的基本單元。新型分布式綜合能源是多能互補(bǔ)、源網(wǎng)荷儲(chǔ)融合發(fā)展的典型模式，是新型能源體系的細(xì)胞，是保證能源安全、特別是電力安全的重要基礎(chǔ)。”中國能源研究會(huì)學(xué)術(shù)顧問，國家能源局原副局長吳吟表示。

如今，無論是在北方的山頭，還是南方村鎮(zhèn)的屋頂，風(fēng)機(jī)和光伏板的身影越來越常見。在分布式新能源方面，《“十四五”現(xiàn)代能源體系規(guī)劃》也提出了明確的方向：在具備條件的農(nóng)村地區(qū)、邊遠(yuǎn)地區(qū)探索建設(shè)高可靠性可再生能源微電網(wǎng)。實(shí)施千家萬戶沐光行動(dòng)、千鄉(xiāng)萬村馭風(fēng)行動(dòng),積極推動(dòng)屋頂光伏、農(nóng)光互補(bǔ).漁光互補(bǔ)等分布式光伏和分散式風(fēng)電建設(shè)。

《關(guān)于促進(jìn)新時(shí)代新能源高質(zhì)量發(fā)展的實(shí)施方案》給出了分布式新能源更具體的應(yīng)用場景：推動(dòng)新能源在工業(yè)和建筑領(lǐng)域應(yīng)用。開發(fā)利用新能源是我國工業(yè)和建筑領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)碳達(dá)峰碳中和的重要舉措，要在具備條件的工業(yè)企業(yè)、工業(yè)園區(qū)加快發(fā)展分布式光伏和分散式風(fēng)電等新能源項(xiàng)目，積極推進(jìn)工業(yè)綠色微電網(wǎng)、源網(wǎng)荷儲(chǔ)一體化、新能源直供電等模式創(chuàng)新；推動(dòng)太陽能與既有和新建建筑深度融合發(fā)展，完善光伏建筑一體化技術(shù)體系，顯著擴(kuò)大光伏安裝覆蓋率，提高終端用能的新能源電力比重。

近日，中德能源與能效合作發(fā)布《中國分布式可再生能源與新型電力系統(tǒng)協(xié)調(diào)發(fā)展——德國實(shí)踐的政策啟示》報(bào)告，梳理了在構(gòu)建新型電力系統(tǒng)背景下，中國分布式新能源發(fā)展的價(jià)值。

規(guī)模化發(fā)展分布式新能源有利于建立遠(yuǎn)近結(jié)合、來源多元的電源體系，提高負(fù)荷中心地區(qū)的電力自給能力和供電安全。有利于在電力系統(tǒng)用電高峰時(shí)段減少系統(tǒng)峰值負(fù)荷，降低系統(tǒng)供電壓力，減緩高峰負(fù)荷過快增長，有助于延緩或替代傳統(tǒng)電源、配電線路投資建設(shè)，延緩輸配電價(jià)增長，降低社會(huì)用電成本。

“綠色價(jià)值”方面，有利于在用戶附近實(shí)現(xiàn)就近發(fā)電，建立可再生能源自備電源，有助于用戶企業(yè)完成碳排放責(zé)任。同時(shí)，富余的綠色電能通過參加綠電交易或國家可核證自愿減排量CCER交易，實(shí)現(xiàn)綠色價(jià)值向經(jīng)濟(jì)價(jià)值轉(zhuǎn)化。

規(guī)?；l(fā)展分布式新能源還可為用戶帶來真金白銀的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。有利于與儲(chǔ)能、用戶用電設(shè)備和制冷、暖通負(fù)荷等構(gòu)成“新能源+儲(chǔ)能”源網(wǎng)荷儲(chǔ)一體化和多能互補(bǔ)系統(tǒng)，提高用戶綜合能源效率和經(jīng)濟(jì)效益。此外，還有利于綜合利用土地、屋頂和建筑外立面資源，實(shí)現(xiàn)閑置資源盤活變現(xiàn)，增加屋頂、土地和建筑物產(chǎn)權(quán)方收入。

上述報(bào)告提醒，隨著中國分布式光伏發(fā)電進(jìn)入快速增長期，大規(guī)模分布式光伏并網(wǎng)運(yùn)行，將對(duì)配電網(wǎng)的規(guī)劃、運(yùn)行、維護(hù)、調(diào)度產(chǎn)生重要影響，源網(wǎng)之間的矛盾逐漸凸顯，電力系統(tǒng)運(yùn)行需要充分考慮分布式光伏的影響?？梢灶A(yù)見，將會(huì)有越來將多的地方會(huì)對(duì)分布式光伏發(fā)電提出并網(wǎng)技術(shù)要求。因此，在并網(wǎng)運(yùn)行方面，應(yīng)合理配置儲(chǔ)能、改善運(yùn)行性能，促進(jìn)分布式新能源與電網(wǎng)友好互動(dòng)。

電源協(xié)調(diào)優(yōu)化運(yùn)行：提高系統(tǒng)靈活性促產(chǎn)業(yè)高效發(fā)展

無論是集中式還是分布式，新能源發(fā)電的快速發(fā)展都已成為既定的趨勢(shì)。新型電力系統(tǒng)因此具有了“雙高”特征——高比例新能源、高比例電力電子裝備，為傳統(tǒng)電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定帶來新的挑戰(zhàn)。

“一個(gè)好漢三個(gè)幫”。風(fēng)光等新能源要盡快“立得住”“立得好”，與其他電源打好“配合”、增強(qiáng)電源協(xié)調(diào)優(yōu)化運(yùn)行能力不可或缺。提升煤電機(jī)組深度調(diào)峰能力之外，因地制宜建設(shè)天然氣調(diào)峰電站和發(fā)展儲(chǔ)熱型太陽能熱發(fā)電，推動(dòng)氣電、太陽能熱發(fā)電與風(fēng)電、光伏發(fā)電融合發(fā)展、聯(lián)合運(yùn)行。

王躍峰介紹，光熱發(fā)電是為數(shù)不多的具備連續(xù)發(fā)電和長周期調(diào)節(jié)能力的新能源發(fā)電品種，一是可以靈活調(diào)節(jié)出力且調(diào)峰深度可達(dá)15%，優(yōu)于常規(guī)煤電和氣電，二是通過配置電加熱裝置和儲(chǔ)能系統(tǒng)可將無法消納的電力吸收并進(jìn)行存儲(chǔ)，待系統(tǒng)需要時(shí)再將電力發(fā)出，三是可以同火電一樣通過汽輪機(jī)組為系統(tǒng)提供慣量支撐。

中國能建哈密50兆瓦光熱發(fā)電項(xiàng)目是國家能源局首批太陽能熱發(fā)電示范項(xiàng)目之一。該項(xiàng)目于2021年9月實(shí)現(xiàn)滿負(fù)荷運(yùn)行，由東方電氣集團(tuán)東方鍋爐提供核心系統(tǒng)與設(shè)備，每年可提供近2億度清潔的、可調(diào)度的電力，對(duì)保證電力系統(tǒng)安全、穩(wěn)定、高效運(yùn)行具有重要作用。

提高電源靈活調(diào)節(jié)能力方面，中國科學(xué)院院士周孝信提出了“綜合能源生產(chǎn)單元（IEPU）”的概念。該生產(chǎn)單元融合既有煤電及CCUS技術(shù)、可再生能源發(fā)電及電制氫制甲烷/甲醇技術(shù)，使之成為能源電力系統(tǒng)中一種具有多種能源產(chǎn)品和靈活性調(diào)節(jié)功能的新成員，有望成為煤電低碳/無碳轉(zhuǎn)型路徑方案的一種選擇。

周孝信介紹，綜合能源生產(chǎn)單元一個(gè)很重要的優(yōu)勢(shì)是靈活調(diào)節(jié)能力。以極端天氣下風(fēng)光發(fā)電大幅減弱背景為例，綜合能源生產(chǎn)單元燃?xì)鈾C(jī)組采用生產(chǎn)儲(chǔ)備的(氫+二氧化碳)制甲烷發(fā)電1.37億kWh，有效緩解了電力供應(yīng)，發(fā)揮了長周期儲(chǔ)能應(yīng)對(duì)極端天氣影響的關(guān)鍵作用。

“同類型的綜合能源生產(chǎn)單元方案與數(shù)智化技術(shù)結(jié)合，形成能源供應(yīng)側(cè)各種智慧型基本單元，與終端消費(fèi)側(cè)智慧型基本單元如虛擬電廠、綜合能源微網(wǎng)等一起，成為未來新型電力系統(tǒng)的基本組成結(jié)構(gòu)，成為電網(wǎng)調(diào)度和電力市場的基本單元。”周孝信表示。

來源：環(huán)球網(wǎng)

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責(zé)任編輯：馮崢

標(biāo)簽： 電力系統(tǒng) 可再生能源 生產(chǎn)單元