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全球新動態(tài):發(fā)揮能源互聯(lián)網(wǎng)賦能優(yōu)勢,推動建設高質量能源體系
發(fā)布時間:2023-02-07 10:11:52 文章來源:社科院網(wǎng)站
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黨的二十大報告提出,深入推進能源革命,加強煤炭清潔高效利用,加大油氣資源勘探開發(fā)和增儲上產力度,加快規(guī)劃建設新型能源體系,統(tǒng)籌水電開發(fā)和生態(tài)保護,積極安全有序發(fā)展核電,加強能源產供儲銷體系建設,確保能源安全。近些年,我國能源結構持續(xù)優(yōu)化,非化石能源消費比重不斷提升,2022年全國風電光伏風電裝機突破7億千瓦,穩(wěn)居世界首位,已形成煤、油、氣、風、光、核等多輪驅動的能源供應體系,能源生產能力和能源自給率不斷提升,能源資源保供穩(wěn)價工作取得良好成效,有力保障了經(jīng)濟社會穩(wěn)步發(fā)展和民生用能需求。

“十四五”以來,我國能源低碳轉型進入重要窗口期,能源安全保障步入關鍵攻堅期。協(xié)同推進能源轉型與能源安全,構建清潔低碳安全高效的現(xiàn)代能源體系,是實現(xiàn)碳達峰碳中和的重要基礎?,F(xiàn)階段,我國在多元化能源體系構建、電網(wǎng)跨域互聯(lián)互濟、需求側響應以及儲能設施建設等方面仍存在較多短板。具體來看:


(相關資料圖)

其一,清潔能源結構相對單一,能源供給波動性較大。風、光、水等清潔能源屬于“靠天吃飯”的被動能源,具有波動性和間歇性特征,面對各類自然災害和極端天氣很難保障電力的持續(xù)穩(wěn)定供應和彼此間協(xié)調互補,為電網(wǎng)安全運行帶來挑戰(zhàn)。同時,當前電力系統(tǒng)大型可控能源未形成多元化結構,靈活性調峰功能不足,對于新能源消納支撐作用有限。發(fā)電端可再生能源占比不斷提升,消費端電氣化進程不斷推進,將進一步加劇電力系統(tǒng)靈活性資源緊缺程度。此外,伴隨我國防疫舉措優(yōu)化和宏觀政策調控力度加大,經(jīng)濟恢復發(fā)展信心和市場預期不斷增強,各產業(yè)部門用能不斷增長,預計國民經(jīng)濟將穩(wěn)步復蘇,能源消費需求持續(xù)走強,為能源供需平衡帶來進一步挑戰(zhàn)。

其二,跨區(qū)域電力輸送受阻,電網(wǎng)互聯(lián)互濟能力不足。具體表現(xiàn)為:配套能源基礎設施發(fā)展滯后,清潔能源開發(fā)利用與電網(wǎng)建設速度不匹配,缺乏跨省跨區(qū)電力互濟能力和跨區(qū)域調節(jié)能力,發(fā)電地至負荷中心輸電不暢,“點對網(wǎng)”輸電方式弊端凸顯,“有電送不出,外電進不來”問題突出,容易出現(xiàn)在電力富余時因外送通道不足而導致外送消納無法大幅增加、在電力緊張時因雙向輸送通道滯后導致省內電力供給不足。

其三,負荷側需求響應缺位,調峰資源未得到有效開發(fā)。目前我國分布式能源、可控負荷和新能源汽車等資源尚未廣泛參與調峰調頻,短時需求相應有待增強,可調節(jié)負荷資源參與電力需求交易潛力也未得到充分挖掘,虛擬電廠建設仍處于邀約型階段,輔助調控功能和電力交易功能發(fā)揮不足,應用場景較為局限,靈活性調節(jié)資源對于電力系統(tǒng)風險防控支持欠缺。

其四,穩(wěn)定電源支撐能力不足,新型儲能規(guī)模有待提升。截至2022年底,國內電力儲能項目累計裝機規(guī)模為0.59億千瓦,同清潔能源裝機規(guī)模相比仍存在較大缺口。不同儲能方式無法完全滿足電網(wǎng)運行靈活調節(jié)需求,不利于支撐高比例可再生能源發(fā)電網(wǎng)運行及多元能源系統(tǒng)靈活性提升。此外,當前電化學儲能經(jīng)濟性有待增強,需要進一步降低成本,以氫儲能為代表的長時儲能技術研發(fā)應用仍處于起步階段。

面向碳達峰碳中和目標,能源系統(tǒng)亟需謀求高質量轉型和現(xiàn)代化發(fā)展。數(shù)字經(jīng)濟是繼農業(yè)經(jīng)濟、工業(yè)經(jīng)濟之后的主要經(jīng)濟形態(tài),其與社會經(jīng)濟各領域的廣泛交融催生了新一輪技術革命和產業(yè)革命。伴隨數(shù)字革命和能源革命推進,二者呈現(xiàn)不斷交融趨勢,能源互聯(lián)網(wǎng)恰是大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)、人工智能等數(shù)字技術與能源系統(tǒng)生產、傳輸、存儲、消費各環(huán)節(jié)深度融合的產物。能源互聯(lián)網(wǎng)將廣泛賦能構建新型電力系統(tǒng),促進數(shù)字技術與能源系統(tǒng)各項技術廣泛融合,構建“風光水火”多源互補、“源網(wǎng)荷儲”協(xié)調高效的智慧能源系統(tǒng),為推動能源體系現(xiàn)代化轉型和高質量發(fā)展提供核心抓手。

結合現(xiàn)階段我國能源系統(tǒng)發(fā)展特征,應在多能協(xié)調互補體系構建、電網(wǎng)基礎設施升級、負荷端靈活響應和配套儲能設備建設層面著重發(fā)力。

第一,發(fā)揮能源互聯(lián)網(wǎng)開放互聯(lián)特性,加快構建多能互補綜合利用體系。首先,搭建傳統(tǒng)能源和新能源有機互聯(lián)的綜合能源系統(tǒng)。通過布局能源互聯(lián)網(wǎng),打破傳統(tǒng)能源系統(tǒng)中供電、供氣、供油等不同能源行業(yè)壁壘,有效接入水、核、風、光等清潔能源,通過熱電轉換技術、氣電轉換技術和清潔能源發(fā)電技術等多重技術耦合,提升清潔能源消納水平,強化多種能源之間的協(xié)同互補和綜合利用,避免單一能源供給結構影響地區(qū)能源資源的安全穩(wěn)定供應,增強能源系統(tǒng)彈性和韌性。其次,以能源互聯(lián)網(wǎng)為平臺,推動大型可控能源多元化發(fā)展。利用5G網(wǎng)絡、大數(shù)據(jù)、云計算等數(shù)字技術實現(xiàn)能源信息互聯(lián),加強能碳實時監(jiān)控和評估預警,協(xié)同推進低碳減排和能源安全,正確認識煤炭“壓艙石”重要作用,確保煤電的安全穩(wěn)定供應,助力煤電由基荷能源向靈活調峰角色平穩(wěn)過渡,同時推動天然氣、常規(guī)水電、核電等作為代煤穩(wěn)定出力能源,有效應對短時用電需求陡增和新能源發(fā)電波動情況。最后,要構建可感、可知、可視、可控的數(shù)據(jù)資源體系,強化不同能源數(shù)據(jù)收集、分析和利用能力,深入挖掘能源數(shù)據(jù)價值,增強能源安全管理能力,提升能源供需預測精準度和多能綜合利用效率。

第二,夯實電網(wǎng)基礎設施建設,推動能源系統(tǒng)數(shù)智化水平提升。一是要發(fā)揮智能電網(wǎng)在能源互聯(lián)網(wǎng)中的核心作用,明確各類電力資源的功能定位,利用物聯(lián)網(wǎng)和協(xié)調控制技術實現(xiàn)全局優(yōu)化配置,提升靈活調節(jié)能力,借助多能轉換技術和信息流、能量流交互技術,有機銜接各類能源資源網(wǎng)絡。二是建立全國特高壓輸電系統(tǒng)大數(shù)據(jù)平臺,加強物聯(lián)網(wǎng)、自動遠程控制技術同跨省跨區(qū)的特高壓輸電通道高度集成,構建以“大電網(wǎng)”為主體的能源傳輸通道,促進區(qū)域上的協(xié)同互補和供需調配,暢通電力送受端雙向輸送通道建設。三是廣泛布局低壓智能感知傳感器和設備狀態(tài)監(jiān)測終端,加強對分布式能量流計量分析與信息交互共享,有效提升輸配網(wǎng)優(yōu)化調度水平和微電網(wǎng)運行效率,保障大規(guī)模、高比例分布式能源安全并網(wǎng),推動分布式設備管理由局部協(xié)調向廣域協(xié)同轉變,進一步提高能源系統(tǒng)整體穩(wěn)定性與安全性。

第三,提升需求側相應能力,釋放負荷側沉淀調節(jié)潛能。一方面,要充分發(fā)揮能源互聯(lián)網(wǎng)信息感知和集成技術優(yōu)勢,挖掘分布式新能源、用戶需求響應、電動汽車等靈活性新型負荷資源,利用人工智能和大數(shù)據(jù)分析處理海量供給缺口和可調配資源數(shù)據(jù),建立精準能源網(wǎng)絡供需平衡和負荷調動資源庫。另一方面,要借助區(qū)塊鏈技術在計量認證、市場交易和組織協(xié)同層面的技術優(yōu)勢,引導分布式能源、可控負荷和新能源汽車等資源廣泛參與能源系統(tǒng)互動,通過共享能源系統(tǒng)各節(jié)點供需信息和實時價格,建立公平靈活性補償機制,利用虛擬電廠構建多類主體參與、多源網(wǎng)絡互聯(lián)、多樣服務目標、多重手段風控的綜合虛擬電力系統(tǒng)。

第四,配套推進儲能建設,提升能源系統(tǒng)穩(wěn)定供應能力。儲能是能源互聯(lián)網(wǎng)中電力與其他能源轉換、電網(wǎng)與各類能源網(wǎng)絡互聯(lián)的關鍵設備。要利用能源互聯(lián)網(wǎng)信息透明和共享機制,充分調動集中式和分布式儲能參與能源系統(tǒng)積極性,推廣儲能在局域和廣域能源網(wǎng)中應用,提高能源交易自由度和市場響應靈活度,促進資源合理配置。同時要綜合利用數(shù)字技術賦能電力技術提質增效,強化大容量儲能和分布式儲能、長時儲能與短期儲能同電網(wǎng)運行不同需求的精準匹配,提供短時功率平衡和長時能量調節(jié)服務,加強儲能同“源”“網(wǎng)”“荷”各環(huán)節(jié)縱向協(xié)調,發(fā)揮儲能系統(tǒng)在調峰、調頻、調壓、應急等方面的重要作用,加快大規(guī)模儲能與可再生能源發(fā)電的協(xié)同規(guī)劃與調度技術研發(fā)進度,進一步降低各類儲能技術成本,提升儲能項目經(jīng)濟適用性。

(作者系廈門大學中國能源經(jīng)濟研究中心、鄒至莊經(jīng)濟研究院教授)

標簽: 能源系統(tǒng) 電力系統(tǒng) 數(shù)字技術

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