1月6日,國家能源局消息顯示,組織電力規(guī)劃設(shè)計總院、水電水利規(guī)劃設(shè)計總院、國核電力規(guī)劃設(shè)計研究院、國網(wǎng)經(jīng)濟技術(shù)研究院、國網(wǎng)能源研究院、中國電力企業(yè)聯(lián)合會編制的《新型電力系統(tǒng)發(fā)展藍皮書(征求意見稿)》(下稱“藍皮書”)日前已向社會公開征求意見。
藍皮書指出,新型電力系統(tǒng)是以確保能源電力安全為基本前提,以滿足經(jīng)濟社會高質(zhì)量發(fā)展的電力需求為首要目標,以高比例新能源供給消納體系建設(shè)為主線任務,以源網(wǎng)荷儲多向協(xié)同、靈活互動為堅強支撐,以堅強、智能、柔性電網(wǎng)為樞紐平臺,以技術(shù)創(chuàng)新和體制機制創(chuàng)新為基礎(chǔ)保障的新時代電力系統(tǒng),是新型能源體系的重要組成和實現(xiàn)“雙碳”目標的關(guān)鍵載體。
新型電力系統(tǒng)具備安全高效、清潔低碳、柔性靈活、智慧融合四大重要特征,其中安全高效是基本前提,清潔低碳是核心目標,柔性靈活是重要支撐,智慧融合是基礎(chǔ)保障,共同構(gòu)建了新型電力系統(tǒng)的“四位一體”框架體系。
為科學部署、有序推進構(gòu)建新型電力系統(tǒng),藍皮書以2030年、2045年、2060年為重要時間節(jié)點,制定新型電力系統(tǒng)“三步走”發(fā)展路徑,當前至2030年為加速轉(zhuǎn)型期,2030年至2045年為總體形成期,2045年至2060年為鞏固完善期。具體來看:
加速轉(zhuǎn)型期(當前至2030年)
我國全面進入建設(shè)社會主義現(xiàn)代化國家的新發(fā)展階段,經(jīng)濟社會步入高質(zhì)量發(fā)展模式,產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)逐步優(yōu)化升級。立足我國能源資源稟賦,堅持先立后破,有計劃分步驟實施碳達峰行動。期間,推動各產(chǎn)業(yè)用能形式向低碳化發(fā)展,非化石能源消費比重達到25%。新能源開發(fā)實現(xiàn)集中式與分布式并舉,引導產(chǎn)業(yè)由東部向中西部轉(zhuǎn)移。新型電力系統(tǒng)發(fā)展以支撐實現(xiàn)碳達峰為主要目標,加速推進清潔低碳化轉(zhuǎn)型。
電力消費新模式不斷涌現(xiàn),終端用能領(lǐng)域電氣化水平逐步提升。新能源跨領(lǐng)域融合、負荷聚合服務、綜合能源服務等貼近終端用戶的新業(yè)態(tài)新模式不斷涌現(xiàn),分散化需求響應資源進一步整合,用戶側(cè)靈活調(diào)節(jié)和響應能力提升至5%以上,促進新能源就近就地開發(fā)利用和高效消納。電能在工業(yè)、建筑、交通等重點用能行業(yè)的替代“提速擴圍”,終端用能電氣化水平提升至35%以上,充分支撐煤油氣等化石能源的碳排放盡早達峰。
碳達峰戰(zhàn)略目標推動非化石能源發(fā)電快速發(fā)展,新能源逐步成為發(fā)電量增量主體。在堅持生態(tài)優(yōu)先、確保安全的前提下,藏東南水電、沿海核電等非化石能源結(jié)合資源潛力持續(xù)積極建設(shè)。新能源堅持集中式開發(fā)與分布式開發(fā)并舉,通過配置儲能、提升功率預測水平、智慧化調(diào)度等手段有效提升可靠替代能力,推動新能源成為發(fā)電量增量主體,裝機占比超過40%,發(fā)電量占比超過20%。
煤電作為電力安全保障的“壓艙石”,繼續(xù)發(fā)揮主體電源的基礎(chǔ)保障作用。我國以煤為主的能源資源稟賦決定了較長時間內(nèi)煤炭在能源供給結(jié)構(gòu)中仍將占較高比例,煤電作為煤炭清潔高效的利用途徑之一,仍是電力系統(tǒng)中的基礎(chǔ)保障型電源。2030年前煤電裝機和發(fā)電量仍將適度增長,并重點圍繞送端大型新能源基地、主要負荷中心、電網(wǎng)重要節(jié)點等區(qū)域統(tǒng)籌優(yōu)化布局。為支撐“雙碳”戰(zhàn)略和系統(tǒng)穩(wěn)定運行,煤電機組通過靈活性改造和節(jié)能減排改造,逐步向清潔低碳化轉(zhuǎn)型,調(diào)節(jié)能力進一步提升。
電力資源配置能力進一步提升,分布式智能電網(wǎng)進入發(fā)展起步期。跨省跨區(qū)電力資源配置層面,隨著沙漠、戈壁、荒漠等大型新能源基地開發(fā)建設(shè),充分發(fā)揮電網(wǎng)資源優(yōu)化配置平臺作用,進一步擴大以西電東送為代表的跨省跨區(qū)通道規(guī)模。骨干網(wǎng)架層面,電力系統(tǒng)仍將以交流電技術(shù)為基礎(chǔ),保持交流同步電網(wǎng)實時平衡的技術(shù)形態(tài),全國電網(wǎng)將維持以區(qū)域同步電網(wǎng)為主體、區(qū)域間異步互聯(lián)的電網(wǎng)格局。配電網(wǎng)層面,為促進新能源的就近就地開發(fā)利用,滿足分布式電源和各類新型負荷高比例接入需求,配電網(wǎng)有源化特征日益顯著,分布式智能電網(wǎng)快速發(fā)展,促進新能源就地就近開發(fā)利用。
儲能多應用場景多技術(shù)路線規(guī)?;l(fā)展,重點滿足系統(tǒng)日內(nèi)平衡調(diào)節(jié)需求。作為提升系統(tǒng)調(diào)節(jié)能力的重要舉措,抽水蓄能結(jié)合系統(tǒng)實際需求科學布局,2030年抽水蓄能裝機規(guī)模達到1.2億千瓦以上。以壓縮空氣儲能、電化學儲能、熱儲能等日內(nèi)調(diào)節(jié)為主的多種新型儲能技術(shù)路線并存,重點依托系統(tǒng)友好型“新能源+儲能”電站、基地化新能源配建儲能、電網(wǎng)側(cè)獨立儲能、用戶側(cè)儲能削峰填谷等模式,在源、網(wǎng)、荷各側(cè)開展規(guī)?;季謶?,滿足系統(tǒng)日內(nèi)調(diào)節(jié)需求。
數(shù)字化、智能化技術(shù)助力源網(wǎng)荷儲智慧融合發(fā)展。“云大物移智鏈邊”等數(shù)字化、智能化技術(shù)在電力系統(tǒng)源網(wǎng)荷儲各側(cè)逐步融合應用,推動傳統(tǒng)電力配置方式由部分感知、單向控制、計劃為主向高度感知、雙向互動、智能高效轉(zhuǎn)變。適應新能源大規(guī)模發(fā)展的平衡控制和調(diào)度體系逐步建成,源網(wǎng)荷儲協(xié)調(diào)能力大幅提升。
全國統(tǒng)一電力市場體系基本形成。保障電力系統(tǒng)經(jīng)濟安全穩(wěn)定運行,電力市場建設(shè)逐步完善,層次分明、功能完備、機制健全、治理完善的全國統(tǒng)一電力市場體系基本建成,促進新能源發(fā)展和高效利用、激發(fā)各類靈活性資源調(diào)節(jié)能力。各市場主體在安全保供、成本疏導等方面形成責任共擔機制,促進源網(wǎng)荷儲挖潛增效。
總體形成期(2030年至2045年)
本世紀中葉,我國將建成社會主義現(xiàn)代化強國,經(jīng)濟社會發(fā)展將進入相對高級的發(fā)展階段,廣泛形成綠色生產(chǎn)生活方式,碳排放由峰值水平平穩(wěn)降低,用電需求在2045年前后達到飽和。期間,隨著水電、新能源等大型清潔能源基地的開發(fā)完成,跨省跨區(qū)電力流規(guī)模進入峰值平臺期。新能源發(fā)展重點轉(zhuǎn)向增強安全可靠替代能力和積極推進就地就近消納利用,助推全社會各領(lǐng)域的清潔能源替代。碳中和戰(zhàn)略目標推動電力系統(tǒng)清潔低碳化轉(zhuǎn)型提速,新型電力系統(tǒng)總體形成。
用戶側(cè)低碳化、電氣化、靈活化、智能化變革方興未艾,全社會各領(lǐng)域電能替代廣泛普及。各領(lǐng)域各行業(yè)先進電氣化技術(shù)及裝備水平進一步提升,工業(yè)領(lǐng)域電能替代深入推進,交通領(lǐng)域新能源、氫燃料電池汽車替代傳統(tǒng)能源汽車。虛擬電廠、電動汽車、可中斷負荷等用戶側(cè)優(yōu)質(zhì)調(diào)節(jié)資源參與電力系統(tǒng)靈活互動,用戶側(cè)調(diào)節(jié)能力大幅提升。電能在終端能源消費中逐漸成為主體,助力能源消費低碳轉(zhuǎn)型。
電源低碳、減碳化發(fā)展,新能源逐漸成為裝機主體電源,煤電清潔低碳轉(zhuǎn)型步伐加快。水、核等傳統(tǒng)非化石能源受站址資源約束,增速放緩,新能源發(fā)展進一步提速,以新能源為主的非化石能源發(fā)電逐步替代化石能源發(fā)電,全社會各領(lǐng)域形成新能源可靠替代新局面,新能源成為系統(tǒng)裝機主體電源。依托燃煤耦合生物質(zhì)發(fā)電、CCUS等清潔低碳技術(shù)的創(chuàng)新突破,加快煤電清潔低碳轉(zhuǎn)型步伐。
電網(wǎng)穩(wěn)步向柔性化、智能化、數(shù)字化方向轉(zhuǎn)型,大電網(wǎng)、分布式智能電網(wǎng)等多種新型電網(wǎng)技術(shù)形態(tài)融合發(fā)展。跨省跨區(qū)電力流達到或接近峰值水平,支撐高比例新能源并網(wǎng)消納,電網(wǎng)全面柔性化發(fā)展,常規(guī)直流柔性化改造、柔性交直流輸電、直流組網(wǎng)等新型輸電技術(shù)廣泛應用,支撐“大電網(wǎng)”與“分布式智能電網(wǎng)”的多種電網(wǎng)形態(tài)兼容并蓄。同時,智能化、數(shù)字化技術(shù)廣泛應用,基于人工智能、大數(shù)據(jù)、云計算等新興技術(shù),智慧化調(diào)控運行體系加快升級,滿足分布式發(fā)電、儲能、多元化負荷發(fā)展需求。
規(guī)模化長時儲能技術(shù)取得重大突破,滿足日以上平衡調(diào)節(jié)需求。新型儲能技術(shù)路線多元化發(fā)展,滿足系統(tǒng)電力供應保障和大規(guī)模新能源消納需求,提高安全穩(wěn)定運行水平。以機械儲能、熱儲能、氫能等為代表的10小時以上長時儲能技術(shù)攻關(guān)取得突破,實現(xiàn)日以上時間尺度的平衡調(diào)節(jié),推動局部電網(wǎng)形態(tài)向動態(tài)平衡過渡。
鞏固完善期(2045年至2060年)
新型電力系統(tǒng)進入成熟期,具有全新形態(tài)的電力系統(tǒng)全面建成。實現(xiàn)全社會綠色轉(zhuǎn)型和智慧升級是其核心功能定位,高開放性是新型電力系統(tǒng)持續(xù)演化、釋放更多戰(zhàn)略價值潛力的關(guān)鍵驅(qū)動力。隨著支撐新型電力系統(tǒng)構(gòu)建的重大關(guān)鍵技術(shù)取得創(chuàng)新突破,以新能源為電量供給主體的電力資源與其他二次能源融合利用,助力新型能源體系逐步成熟完善。
電力生產(chǎn)和消費關(guān)系深刻變革,用戶側(cè)與電力系統(tǒng)高度靈活互動。交通、化工領(lǐng)域綠電制氫、綠電制甲烷、綠電制氨等新技術(shù)新業(yè)態(tài)新模式大范圍推廣。既消費電能又生產(chǎn)電能的電力用戶“產(chǎn)消者”蓬勃涌現(xiàn),成為電力系統(tǒng)重要的平衡調(diào)節(jié)參與力量。
新能源逐步成為發(fā)電量結(jié)構(gòu)主體電源,電能與氫能等二次能源深度融合利用。依托儲能技術(shù)、虛擬同步機技術(shù)、長時間尺度新能源資源評估和功率預測技術(shù)、智慧集控技術(shù)等創(chuàng)新突破,新能源普遍具備電力支撐、電力安全保障、系統(tǒng)調(diào)節(jié)等重要功能,逐漸成為發(fā)電量結(jié)構(gòu)主體電源和基礎(chǔ)保障型電源。煤電、氣電、常規(guī)水電等傳統(tǒng)電源轉(zhuǎn)型成為系統(tǒng)調(diào)節(jié)性電源,服務高比例新能源消納,支撐電網(wǎng)安全穩(wěn)定運行,提供應急保障和備用容量。電力在能源系統(tǒng)中的核心紐帶作用充分發(fā)揮,通過電轉(zhuǎn)氫、電制燃料等方式與氫能等二次能源融合利用,助力構(gòu)建多種能源與電能互聯(lián)互通的能源體系。增強型干熱巖發(fā)電等顛覆性技術(shù)有望實現(xiàn)突破,新一代先進核電技術(shù)實現(xiàn)規(guī)?;瘧?,形成熱堆—快堆匹配發(fā)展局面,核聚變有望進入商業(yè)化應用并提供長期穩(wěn)定安全的清潔能源輸出,助力碳中和目標實現(xiàn)。
新型輸電組網(wǎng)技術(shù)創(chuàng)新突破,電力與能源輸送深度耦合協(xié)同。低頻輸電、超導直流輸電等新型技術(shù)實現(xiàn)突破,支撐網(wǎng)架薄弱地區(qū)的新能源開發(fā)需求,交直流互聯(lián)大電網(wǎng)與分布式電網(wǎng)等形態(tài)廣泛并存。能源與電力輸送協(xié)同發(fā)展,打造輸電—輸氣一體化的“超導能源管道”,實現(xiàn)能源與電力輸送格局變革。
儲電、儲熱、儲氣、儲氫等覆蓋全周期的多類型儲能協(xié)同運行,電力系統(tǒng)實現(xiàn)動態(tài)平衡,能源系統(tǒng)運行靈活性大幅提升。儲電、儲熱、儲氣和儲氫等多種類儲能設(shè)施有機結(jié)合,重點發(fā)展基于液氫和液氨的化學儲能、壓縮空氣儲能等長時儲能技術(shù)路線,在不同時間和空間尺度上滿足未來大規(guī)??稍偕茉凑{(diào)節(jié)和存儲需求,保障電力系統(tǒng)中高比例新能源的穩(wěn)定運行,解決新能源季節(jié)出力不均衡情況下系統(tǒng)長時間尺度平衡調(diào)節(jié)問題,支撐電力系統(tǒng)實現(xiàn)跨季節(jié)的動態(tài)平衡,能源系統(tǒng)運行的靈活性和效率大幅提升。
藍皮書提出,要著力打造以“錨定一個基本目標,聚焦一條主線引領(lǐng),加強四大體系建設(shè),強化三維創(chuàng)新支撐”為主的新型電力系統(tǒng)總體架構(gòu)。以助力規(guī)劃建設(shè)新型能源體系為基本目標,以加快構(gòu)建新型電力系統(tǒng)為主線,加強電力供應支撐體系、新能源開發(fā)利用體系、儲能規(guī)?;季謶皿w系、電力系統(tǒng)智慧化運行等四大體系建設(shè),強化適應新型電力系統(tǒng)的標準規(guī)范、核心技術(shù)與重大裝備、相關(guān)政策與體制機制創(chuàng)新的三維基礎(chǔ)支撐作用。