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刘振亚:建设我国能源互联网 推进绿色低碳转型(下)

2020-08-05 08:35:46 中国能源报 作者:刘振亚

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五、把握“十四五”战略机遇期,推动我国能源互联网建设新突破

“十三五”以来,我国电力行业开拓进取、砥砺奋进,取得巨大发展成就。电力规模大幅提升,截至2019年,我国发电装机容量、年发电量达到20.1亿千瓦、7.2万亿千瓦时,较2015年分别增长32%、27%。清洁发展成效显著,水电、风电、太阳能发电装机分别达到3.6亿、2.1亿、2亿千瓦,较2015年分别增长12%、60%、365%,规模和增速均居世界第一。技术装备创新突破,攻克超超临界机组、第三代核电、大容量风机、高效率太阳能电池、±1100千伏特高压直流输电等世界领先的核心技术,投运全球首个具有网络特性的柔性直流电网示范工程,建成“十交十四直”24个特高压工程。国际合作加快推进,我国电力企业海外业务遍布全球五大洲,境外资产总额超过2000亿美元。总体看,“十三五”我国立足技术创新,加快提质增效,电力工业在规模、结构、安全、效益等方面迈上新台阶,为经济社会发展提供了坚强保障,也为“十四五”发展奠定了良好基础。

“十四五”是我国开启建设社会主义现代化强国新征程的第一个五年规划期,是全面落实高质量发展要求、加快能源变革转型的关键期。我国电力需求将持续增长,预计到2025年全社会用电量、最大负荷将达9.2万亿千瓦时、15.7亿千瓦,年均增速4.4%、4.8%。面对保障供应和加快转型双重压力,解决煤电问题,开发清洁能源、建设特高压电网等各项任务非常紧迫。如不在“十四五”加快转型,我国能源安全、碳排放、环境污染等问题将更加严峻。“十四五”绝不能走化石能源先建后拆、先排后治的老路,必须加快建设清洁主导、电为中心、互联互通的我国能源互联网,实现从化石能源为主向清洁能源主导的“直线式”转型。总的思路是,深入贯彻新发展理念和能源安全新战略,严格控制煤电,全面推进清洁替代和电能替代,推广应用储能,加快建设特高压电网,根本扭转“一煤独大”格局,通过风-光-水-储-输协同,满足新增能源需求,为“十四五”我国经济社会发展提供清洁、安全、高效的能源保障。

(一)严控煤电规模

按照“控制总量、优化布局”思路,下决心控煤减煤,“十四五”期间我国煤电新增5500万千瓦(包括特高压配套3100万千瓦和在建2400万千瓦),退出低效机组4000万千瓦,净增装机1500万千瓦,到2025年总装机控制在11亿千瓦,实现煤电规模达峰和布局优化。

削减东中部煤电。“十四五”东中部不再新建煤电,同时加快退出3500万千瓦低效机组,到2025年东中部煤电装机占比从2020年的56%下降至52%,新增电力需求主要由区外受电和本地清洁能源满足。

新建煤电布局到西部北部。有序推进山西、陕北、锡盟、鄂尔多斯、宁东、哈密、准东等大型煤电基地集约高效开发,与当地风电、太阳能发电打捆,通过特高压大电网向东中部地区输送。

推进煤电灵活性改造。提高煤电机组调峰能力,“十四五”煤电累计改造规模超过2.2亿千瓦,推动煤电机组由电量型向电力型转变。

(二)加快清洁能源开发

坚持集中式和分布式并举,水风光多种类型协同,加快开发西部北部大型清洁能源基地,因地制宜发展分布式发电和海上风电。到2025年实现清洁能源装机17亿千瓦,装机和发电量占比分别达57%和45%。

加快开发水电。以四川、云南、青海、西藏为重点,加快开发金沙江、雅砻江水电基地,投运乌东德、白鹤滩等大型水电站,“十四五”新增常规水电5600万千瓦,2025年水电总装机达到3.9亿千瓦。

大力发展风电。建设新疆哈密、甘肃酒泉、内蒙古等“三北”地区大型风电基地,稳步开发广东、江苏、山东、福建等海上风电,积极推进分布式风电,“十四五”新增陆上风电2.9亿千瓦、海上风电2400万千瓦,2025年风电装机达到5.4亿千瓦。

大力发展太阳能发电。建设青海海南、青海格尔木、新疆哈密等大型太阳能发电基地,在东中部地区加快发展分布式太阳能发电,“十四五”新增光伏发电3.2亿千瓦,2025年太阳能发电装机达到5.6亿千瓦。

(三)加强电网建设

加快构建以特高压为骨干网架,各级电网协调发展的坚强智能电网,全面提高电网安全水平、配置能力和运行效率,促进清洁能源大规模开发、大范围配置和高效利用,更好支撑“十四五”经济社会发展。

尽快建成坚强特高压骨干网架。加快建设特高压交流同步电网,在东部形成“三华”同步电网,在西部形成川渝特高压交流主网架,大幅提升电网配置能力和抵御严重故障能力。统筹推进西部北部大型能源基地特高压直流外送通道建设,新建雅中-江西、白鹤滩-江苏、白鹤滩-浙江、金上-湖北、陕北-湖北、甘肃-山东、新疆-重庆等特高压直流工程。到2025年,跨区跨省输电规模达到3.6亿千瓦。

高质量发展配电网。以保障供电安全、提升服务质量为目标,加快构建可靠性高、互动性好、经济高效的中心城市电网,在北京、上海、广州、深圳等超大型城市建成世界一流现代化配电网。完善配电网结构,合理划分供区范围,提高负荷转供能力,全面消除薄弱环节,优化电力营商环境。围绕服务乡村振兴战略,加快新型小乡镇、中心村电网和农业生产供电设施升级改造,补齐乡村配电网短板。

提升电网智能化水平。推动大数据、云计算、物联网、移动互联、人工智能等现代信息通信技术与电力系统深度融合,更好适应清洁能源开发和电能替代需要。大力构建智能互动、开放共享、协同高效的现代电力服务平台,促进“源-网-荷-储”协调发展,满足各类分布式发电、用电设施接入以及用户多元化需求。深挖需求侧响应潜力,通过加强需求侧智能管理,提升灵活调节能力,实现5%左右的最大用电负荷“削峰”,降低峰谷差,更好满足能源消纳需要。

(四)加快电能替代

推进工业、交通、农业、生活等领域电能替代,大幅提高电气化水平,形成电为中心的能源消费格局。到2025年,各领域替代电量超过6000亿千瓦时,电能占终端能源消费比重从目前的25%提高到32%。

推进工业电气化。在水泥、钢铁、有色金属等高耗能行业,推广应用电加热回转窑、电炉炼钢热泵、感应电炉等技术和设备。在陶瓷、造纸、纺织等行业,推广使用电窑炉、热泵、电锅炉替代燃煤锅炉。在原材料领域,大力推进电制氢气、甲烷等产业。到2025年我国工业领域年替代电量达到3400亿千瓦时。

加快电动交通发展。大力推进电动汽车产业发展,加强电动船舶技术研发与产业培育,加快建设电动汽车充电桩、港口岸电、机场桥载电源等配套设施。到2025年我国交通领域年替代电量达到1100亿千瓦时。

推动农业和生活领域电能替代。推广应用电排灌、电动联合收割机等大型作业机械,提高农业电气化和智能化水平。有序推进煤改电、煤改气和电采暖等惠民工程,推动以电炊具、电锅炉、电暖气、空调等替代散烧煤和燃煤锅炉,提升用能效率。到2025年我国农业和生活领域年替代电量达到950亿千瓦时。

(五)科学发展储能

加快储能技术推广应用,把储能融入电力系统发、输、用各环节,加强统筹规划和科学布局,提升系统灵活性和调节能力,保障电力可靠供应。

加快发展电源侧储能。加快电化学储能在风能、太阳能电站应用,在有条件的地区发展压缩空气等长时间、大容量储能,在西部北部地区适当开发光热发电,多措并举提升新能源发电稳定性和电能质量。到2025年,力争电源侧电化学储能达到3000万千瓦。

科学配置电网侧储能。加快河北、山东、浙江、福建、安徽、河南、广东等省份抽水蓄能电站建设,“十四五”投产抽水蓄能3600万千瓦以上,2025年装机达6800万千瓦。因地制宜开展常规水电机组扩容和抽蓄改造,进一步提高调节能力。适量布局电化学储能,形成以抽水蓄能为主、电化学储能为辅的电网侧储能体系。发挥互联电网“时空储能”作用,优化电网调控,完善市场机制,实现多种能源广域配置和高效互补。

创新发展用电侧储能。到2025年,我国电动汽车保有量有望达到5000万辆,形成规模约20亿千瓦时的巨大储能系统。应以合理价格机制引导电动汽车参与电网调峰,提高用户侧灵活响应水平。探索新型储能模式,积极推广清洁电制氢、甲烷等燃料和原材料,丰富储能体系和能源供应方式。

(六)强化科技创新

实现“十四五”能源电力高质量发展,必须发挥科技创新的驱动作用,按照“自主创新、示范先行、中国引领”的发展思路,加强技术攻关,抢占全球能源技术创新制高点,在以绿色低碳为方向的新一轮能源革命中赢得主动。

提升自主创新能力。统筹制定科技创新发展战略,依托重大能源电力项目,加快推动关键共性技术、前沿引领技术、重大工程技术创新。要在“卡脖子”问题上下功夫,加快自主研发相关技术和装备,实现关键核心技术自主可控,把创新主动权、发展主动权、安全主动权牢牢掌握在自己手中。

突破重大关键技术。推动清洁能源发电技术创新,研发低风速、大容量风机和高效率、低成本光伏材料,提高新能源开发利用效率;积极推进第四代核电、小型模块化反应堆和受控核聚变技术研发,提高核电安全性和经济性。推动特高压大容量海底电缆、特高压柔性直流、超导输电等先进技术与装备实现突破,提升电网高效配置资源能力。发展能源互联网智能控制、大容量虚拟同步机等新技术,提升清洁能源大规模接入条件下电网安全性和灵活性。加快智慧城市、智能家居、电动汽车、电力需求侧响应等领域技术创新,提高终端用能效率。

加强产学研用协同。充分发挥企业创新主体作用,建立健全产学研用协同创新体系,整合各方资源,共享前沿信息、研发设施和科研成果,推动重大技术研发、重大装备研制、重大示范工程和技术创新平台四位一体,在“十四五”加快将科研创新成果转化为实实在在的生产力和竞争力优势。

(七)推进市场建设和企业转型

“十四五”是全面推进电力市场建设的关键期,是加快电力企业转型的机遇期,要以我国能源互联网为平台,加快推动构建全国统一电力市场,健全交易机制、理顺价格关系,形成统一开放、竞争有序的现代市场体系,激发企业发展活力。

建设全国统一电力市场。加强顶层设计,完善相关交易机制,推动国家与省级电力市场有效衔接并逐步融合,更好发挥“大电网、大市场”作用,打破省间壁垒,实现能源资源跨区跨省经济高效配置。积极研究推动电力市场与碳交易市场融合,构建全国电-碳市场,整合气候与能源领域治理机制、参与主体和市场功能,实现碳减排与能源转型协同推进。

推动形成科学电价机制。加快完善一次能源价格、上网电价、销售电价联动机制,使电价真实反映能源成本、供求关系和生态环境成本。完善省间辅助服务补偿和交易机制,充分利用输电通道容量和受端调峰资源,促进清洁能源全国优化配置。结合电价改革进程,妥善解决电价交叉补贴问题。

加快电力企业变革转型。聚焦能源电力行业绿色转型大趋势,优化调整业务布局、运营模式和管理方式,主动压减不符合清洁发展方向的业务,尽快实现主营业务绿色转型,重塑面向未来的竞争优势,提升社会价值。积极适应能源供应体系和消费方式变革,不断拓展新业务领域,加快向综合服务供应商转变。

(八)深化国际合作

全方位加强国际能源合作是“十四五”推动能源高质量发展、实现开放条件下能源安全的必然要求。要统筹利用国内国外两种资源、两个市场,积极推动国外优质、经济的清洁电力“引进来”和我国技术、装备、产能“走出去”,积极推动和引领全球能源互联网发展,全面提升我国能源电力发展质量和效益。

加快我国与周边国家电力互联互通。发挥我国能源互联网平台和枢纽作用,推进与缅甸、老挝、尼泊尔、韩国、蒙古、巴基斯坦等周边国家电力互联,有效利用国际资源和市场,扩大跨国电力贸易规模,助力“一带一路”建设向深走实。

积极推动全球能源互联网发展。发挥我国电力行业综合优势,强化全产业、跨领域资源整合和优势互补,围绕全球能源互联网联合开展技术攻关、项目开发、市场开拓,创新商业模式,打造新的效益增长点。发挥全球能源互联网发展合作组织平台作用,推动能源电力上下游企业加强资源共享、需求对接和项目合作,积极参与全球能源互联网建设,推动中国倡议早日落地实施。

把握“十四五”战略机遇期,加快我国能源互联网建设,对保障国家能源安全、推动经济高质量发展意义重大。能源电力行业应担负起光荣使命和重大责任,深入贯彻落实总书记关于能源发展的重要指示精神,解放思想、登高望远、凝聚合力、变革创新,大力推动我国和全球能源互联网建设,助力构建人类命运共同体,为实现“两个一百年”奋斗目标和中华民族伟大复兴的中国梦作出新的贡献。

(作者系全球能源互联网发展合作组织主席,中国电力企业联合会理事长,瑞典皇家工程科学院院士,英国皇家工程院院士,德国国家工程院院士)


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