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電力系統僵化有了應對之策

作者:     發布日期: 2020-11-12     二維碼分享

當前,中國以煤電為主的電力系統靈活性調節能力欠缺、電網調度運行方式較為僵化,已成為高比例可再生能源并網消納的掣肘。2016至2018年間,中國棄風、棄光電量共計1389億千瓦時,相當于3000萬千瓦煤電廠一年的發電量,對應約350億元燃煤成本和4000萬噸二氧化碳排放。

為實現2030年碳達峰和2060年碳中和的國家承諾,就需要從規劃和機制的更高層面對電力系統的多種靈活性資源進行調配。對此,國際環保組織綠色和平與華北電力大學教授袁家海團隊共同發布了一項有關中國低碳能源轉型的*新研究成果《中國電力系統靈活性的多元提升路徑研究》報告(以下簡稱《報告》)。

《報告》系統分析了中國電源側、電網側和用戶側各類靈活性資源的技術和經濟特性,以及中國目前技術型、市場型和規劃型靈活性發展的現狀和發展空間,綜合考量靈活性資源成本和時間尺度,提出了針對中國電力系統的靈活性提升路線圖。

“事實上,要想從根本上解決可再生能源與傳統煤電在電力系統中的矛盾,不能完全寄希望于現有煤電機組的靈活性改造。由于種種原因,十三五原定的2.2億千瓦煤電改造目標,至今只落實了四分之一?!本G色和平氣候與能源項目主任李丹青說。

袁家海指出,面向2030年非化石能源發電量占比50%的目標,僅依靠煤電機組靈活性改造無法滿足電力系統的靈活性需求。煤電靈活性改造的成本、頻繁啟停的成本以及相應的環境影響將使煤電機組靈活性改造的長遠作用受限,甚至會抬高電力系統的總體供電成本,不利于電力系統的低碳轉型。

《報告》以吉林省為例分析發現,在高滲透率算例中,加入多種靈活性資源較僅依靠煤電靈活性改造,棄風電量將可減少39.9%,煤電啟停次數和啟停成本分別下降27.19%和25%。氣電、儲能、需求響應和電網互濟等多種靈活性資源互配可以在負荷高峰和低谷時刻快速改變出力,為未來的電力系統靈活性提供有力補充,并進一步提高電力系統運行效率,降低排放,值得各省借鑒。

袁家海認為,要打破當前僵化的電力市場分配格局,就需要從電源側、電網側和用戶側充分挖掘現有靈活性資源的潛力,提升系統的靈活性。此外還要提高現有輸電通道的利用率,強化省際間電網聯絡,發揮特高壓輸電網絡的優勢,重組電網格局,減少因電網阻塞而產生的額外靈活性需求。

袁家海建議,面對中長期發展可再生能源的需要,應整合“源—網—荷—儲”各類型靈活性資源,準確評估未來靈活性需求,將電力系統靈活性提升目標納入中長期電力規劃,并與國民經濟各領域規劃有機銜接,促進“源—網—荷—儲”靈活性資源的協調發展。

《報告》指出,目前,中國以火電為主的電力系統靈活性調節能力不足,而可再生能源裝機逐年上升,兩者呈現嚴重的不匹配。從經濟和技術方面來看,現階段進行的煤電靈活性改造可以明顯提升系統靈活性。但隨著電力系統對靈活性資源需求的快速攀升,煤電靈活性改造的成本、頻繁啟停的成本以及相應的環境影響將抬高電力系統的總體供電成本,且不利于電力系統的低碳轉型。

因此,《報告》建議,依靠大幅增加煤電裝機規模來支撐高比例可再生能源發展并不可取,從長期來看,需要合理控制煤電的裝機規模,著重發展氣電、儲能、需求響應等多種靈活性資源,促進煤電與可再生能源的協調有序發展。

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