當(dāng)前世界范圍內(nèi)能源轉(zhuǎn)型加速，國(guó)家電網(wǎng)公司也提出建設(shè)具有中國(guó)特色國(guó)際領(lǐng)先的能源互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)的戰(zhàn)略目標(biāo)。建設(shè)能源互聯(lián)網(wǎng)是承接國(guó)家能源安全新戰(zhàn)略，推動(dòng)電網(wǎng)和發(fā)展高質(zhì)量發(fā)展的關(guān)鍵。在新時(shí)代和新戰(zhàn)略下，對(duì)能源互聯(lián)網(wǎng)的認(rèn)識(shí)也需要不斷深化。國(guó)網(wǎng)能源研究院能源互聯(lián)網(wǎng)研究所聚焦于能源互聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)理論、綜合能源系統(tǒng)規(guī)劃優(yōu)化與市場(chǎng)機(jī)制、能源電力轉(zhuǎn)型發(fā)展、能源互聯(lián)網(wǎng)新技術(shù)新元素、城市智慧能源系統(tǒng)等領(lǐng)域開(kāi)展了深入研究。本專(zhuān)欄圍繞能源互聯(lián)網(wǎng)關(guān)鍵問(wèn)題，從理論研究、模型方法和經(jīng)驗(yàn)實(shí)踐等方面展開(kāi)，結(jié)合相關(guān)成果和研究思考與讀者進(jìn)行交流分享。
文章導(dǎo)讀：隨著風(fēng)電和光伏發(fā)電的成本逐步下降，疊加能源清潔化轉(zhuǎn)型深入推進(jìn)，新能源將在我國(guó)電源結(jié)構(gòu)中發(fā)揮愈加重要的作用。但考慮到新能源發(fā)電存在較強(qiáng)的波動(dòng)性和不確定性，利用小時(shí)數(shù)較低，且在電力支撐和轉(zhuǎn)動(dòng)慣量方面貢獻(xiàn)非常有限，為解決新能源大規(guī)模發(fā)展帶來(lái)的電力、電量平衡與系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行問(wèn)題，仍需各類(lèi)電源協(xié)調(diào)發(fā)展。煤電裝機(jī)容量雖將呈現(xiàn)先升后降趨勢(shì)，但將長(zhǎng)期在我國(guó)電力系統(tǒng)中持續(xù)發(fā)揮重要作用。氣電、核電、水電的裝機(jī)容量同樣不會(huì)因新能源逐漸呈現(xiàn)出的經(jīng)濟(jì)競(jìng)爭(zhēng)力而停止增長(zhǎng)，但發(fā)展空間分別受到燃料成本、站址選擇和資源條件等因素限制。
我國(guó)各類(lèi)電源發(fā)展展望
執(zhí)筆人：張寧、代紅才、湯芳
（國(guó)網(wǎng)能源研究院 能源互聯(lián)網(wǎng)研究所）
陸上風(fēng)電、光伏發(fā)電快速增長(zhǎng)，將逐步由我國(guó)電源結(jié)構(gòu)的增量主體演進(jìn)為存量主體。補(bǔ)貼退坡雖將在短期內(nèi)放緩風(fēng)電、光伏發(fā)電的增速，但中長(zhǎng)期來(lái)看二者的經(jīng)濟(jì)競(jìng)爭(zhēng)力將逐步顯現(xiàn)。在整個(gè)規(guī)劃期內(nèi)，二者都將保持強(qiáng)勁的增長(zhǎng)勢(shì)頭。特別是光伏發(fā)電，隨著組件成本持續(xù)下降，將成為規(guī)劃期內(nèi)增長(zhǎng)幅度最大的電源。2018年我國(guó)陸上風(fēng)電和光伏發(fā)電的裝機(jī)容量分別為1.8億、1.7億千瓦。常規(guī)轉(zhuǎn)型情景下，2025年陸上風(fēng)電、光伏發(fā)電裝機(jī)容量分別為4.1億、3.7億千瓦，2035年分別增至7.3億、8.5億千瓦，2050年分別增至10.0億、14.0億千瓦。電氣化加速情景下，2025年陸上風(fēng)電、光伏發(fā)電裝機(jī)容量分別為4.7億、4.0億千瓦，2035年分別增至9.1億、10.5億千瓦，2050年分別增至13.3億、16.6億千瓦。2050年，陸上風(fēng)電與光伏發(fā)電的裝機(jī)容量在電源結(jié)構(gòu)中的占比超過(guò)一半，發(fā)電量占比超過(guò)三分之一。
海上風(fēng)電、光熱發(fā)電技術(shù)逐步成熟，中遠(yuǎn)期有望迎來(lái)裝機(jī)容量規(guī)?；鲩L(zhǎng)階段，但總體發(fā)展空間有限。二者相較于陸上風(fēng)電、光伏發(fā)電更具系統(tǒng)友好性：海上風(fēng)電比陸上風(fēng)電資源條件好、出力波動(dòng)小、距離負(fù)荷中心近，光熱發(fā)電作為一種可控電源能夠?yàn)橄到y(tǒng)電力平衡與調(diào)峰做出貢獻(xiàn)。當(dāng)前在補(bǔ)貼政策等因素影響下，海上風(fēng)電項(xiàng)目明顯增加，發(fā)展態(tài)勢(shì)良好，“搶裝潮”將持續(xù)至2021年底。光熱發(fā)電受限于成本，目前發(fā)展仍較為緩慢。隨著技術(shù)進(jìn)步，二者的裝機(jī)成本也將迎來(lái)持續(xù)下降，將先后進(jìn)入快速發(fā)展階段，但發(fā)展規(guī)模仍受限于站址資源、接入條件和補(bǔ)貼退坡后的經(jīng)濟(jì)競(jìng)爭(zhēng)力。在兩個(gè)情景下，2025年、2035年、2050年海上風(fēng)電裝機(jī)容量將分別達(dá)到約0.3億、0.5億~0.6億、0.8億~1.2億千瓦。2025年、2035年、2050年光熱發(fā)電裝機(jī)容量將分別達(dá)到約0.1億、0.3億~0.5億、1.2億~1.5億千瓦。
煤電仍有小幅增長(zhǎng)空間，將長(zhǎng)期在電力系統(tǒng)中仍將發(fā)揮電力平衡和調(diào)節(jié)作用，作為我國(guó)保障電力供應(yīng)安全的“壓艙石”。為有效應(yīng)對(duì)新能源發(fā)電的波動(dòng)性與隨機(jī)性，未來(lái)需要煤電機(jī)組更好地發(fā)揮電力支撐、調(diào)峰、備用等作用。同時(shí)，從保障電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行角度，新能源發(fā)電機(jī)組轉(zhuǎn)動(dòng)慣量低，大規(guī)?？焖侔l(fā)展增加電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)，近期英國(guó)、澳大利亞等幾次大停電事故多與新能源高比例接入有關(guān)。煤電轉(zhuǎn)動(dòng)慣量大且調(diào)節(jié)能力強(qiáng)，保持一定規(guī)模有利于電網(wǎng)安全運(yùn)行。2018年我國(guó)煤電裝機(jī)容量約為10.1億千瓦。在兩個(gè)情景下，2025年煤電裝機(jī)容量將分別達(dá)到11.7億、13.4億千瓦，2035年分別為11.5億、13.3億千瓦，2050年分別為7.4億、8.0億千瓦。我國(guó)煤電容量峰值將在2030年前后出現(xiàn)，峰值分別為12億、14億千瓦左右。
氣電受成本因素制約，增長(zhǎng)空間有限。我國(guó)天然氣資源稀缺，用氣成本較高，一定程度上制約了氣電的發(fā)展。從發(fā)電角度，燃?xì)獍l(fā)電近期不具備經(jīng)濟(jì)性，隨著新能源成本持續(xù)下降，未來(lái)氣電的經(jīng)濟(jì)競(jìng)爭(zhēng)力更加有限。從調(diào)峰角度，在我國(guó)當(dāng)前電源結(jié)構(gòu)下，通過(guò)建立合理市場(chǎng)機(jī)制和開(kāi)展靈活性改造能夠激發(fā)出煤電可觀的調(diào)峰潛力，今后隨著儲(chǔ)能成本不斷降低、需求響應(yīng)商業(yè)模式逐漸豐富、互聯(lián)電網(wǎng)靈活優(yōu)化運(yùn)行能力日益提升，氣電在調(diào)峰方面的角色并非不可替代。氣電裝機(jī)的增長(zhǎng)動(dòng)力主要來(lái)源于東部地區(qū)限制燃煤發(fā)電和供熱，氣電是相對(duì)清潔的可靠電源，燃?xì)鉄犭娐?lián)產(chǎn)或冷熱電三聯(lián)供同時(shí)也是園區(qū)供熱的重要選擇，目前在廣東、江蘇等部分省份已呈現(xiàn)較好發(fā)展態(tài)勢(shì)。根據(jù)系統(tǒng)整體優(yōu)化規(guī)劃結(jié)果，2025年、2035年、2050年氣電裝機(jī)容量將從當(dāng)前的0.8億千瓦分別增長(zhǎng)至約1.1億~1.2億、1.8億~2.6億、1.9億~3.9億千瓦。其中電氣化加速情景下由于新能源裝機(jī)規(guī)模更大，所需的系統(tǒng)調(diào)節(jié)能力更強(qiáng)，因此氣電容量較高。
核電容量穩(wěn)步增長(zhǎng)，發(fā)展受限于站址空間和政策選擇。核電是清潔、可靠的電源，且其利用小時(shí)數(shù)較高，在風(fēng)電、光伏發(fā)電大規(guī)模發(fā)展的情況下能夠?qū)ο到y(tǒng)電力電量平衡做出較大貢獻(xiàn)，是推進(jìn)生態(tài)文明建設(shè)的重要力量，應(yīng)當(dāng)在確保安全的基礎(chǔ)上高效發(fā)展核電，2018年我國(guó)核電裝機(jī)容量為4500萬(wàn)千瓦。我國(guó)核電發(fā)展受到電站選址空間及規(guī)劃建設(shè)周期等因素影響，在不發(fā)展內(nèi)陸核電的情況下，預(yù)計(jì)2025年、2035年、2050年裝機(jī)容量將分別達(dá)到約0.9億、1.7億、2.1億千瓦。如果政策允許內(nèi)陸核電發(fā)展，2050年核電裝機(jī)容量有望達(dá)到2.7億千瓦。考慮到核電發(fā)展的多方面社會(huì)影響，本報(bào)告暫不計(jì)及內(nèi)陸核電。
水電發(fā)展受到資源條件限制，增長(zhǎng)潛力相對(duì)有限。水電是我國(guó)重要的能源戰(zhàn)略資源，是國(guó)家實(shí)現(xiàn)能源清潔化發(fā)展轉(zhuǎn)型、完成非化石能源發(fā)展目標(biāo)的重要保障，2018年我國(guó)水電裝機(jī)容量已達(dá)到3.5億千瓦。但我國(guó)水電可開(kāi)發(fā)潛力有限，主要集中在西南地區(qū)，且綜合開(kāi)發(fā)成本呈上升趨勢(shì)。2035年之前水電仍具備一定發(fā)展?jié)摿?，預(yù)計(jì)到2035年大渡河、雅礱江、瀾滄江上游、金沙江上游川藏段川滇段電站基本開(kāi)發(fā)完畢。綜合考慮成本、生態(tài)、民生等因素，藏東南水電可開(kāi)發(fā)潛力相對(duì)有限。預(yù)計(jì)2025年、2035年、2050年水電裝機(jī)容量將分別達(dá)到約3.9億、4.5億、4.7億千瓦。
作者介紹
張寧，國(guó)網(wǎng)能源研究院能源互聯(lián)網(wǎng)研究所研究員，電力系統(tǒng)自動(dòng)化專(zhuān)業(yè)博士，高級(jí)工程師。主要從事能源電力規(guī)劃、能源轉(zhuǎn)型、能源互聯(lián)網(wǎng)、綜合能源等領(lǐng)域研究。發(fā)表SCI、EI檢索論文30余篇，其中一作一區(qū)SCI4篇，一作論文他引200余次，擔(dān)任《Energy》等20余個(gè)SCI期刊審稿人。主筆《中國(guó)能源電力發(fā)展展望》等著作，參編國(guó)網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)3項(xiàng)。曾獲行業(yè)級(jí)一等獎(jiǎng)、二等獎(jiǎng)，國(guó)家電網(wǎng)公司特等獎(jiǎng)、一等獎(jiǎng)、二等獎(jiǎng)等獎(jiǎng)項(xiàng)。
代紅才，國(guó)網(wǎng)能源研究院能源互聯(lián)網(wǎng)研究所所長(zhǎng)，IEEE PES能源互聯(lián)網(wǎng)專(zhuān)委會(huì)政策與規(guī)劃分委會(huì)副主任,高級(jí)工程師。長(zhǎng)期從事能源互聯(lián)網(wǎng)、綜合能源服務(wù)、企業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略與規(guī)劃、電力市場(chǎng)改革等領(lǐng)域的研究，具有豐富的研究經(jīng)驗(yàn)。曾作為課題負(fù)責(zé)人或主要工作人員參與多項(xiàng)國(guó)家發(fā)改委、能源局、國(guó)家電網(wǎng)公司等單位委托的多項(xiàng)重大科研項(xiàng)目，受到委托單位和專(zhuān)家的好評(píng)。近年來(lái)作為項(xiàng)目負(fù)責(zé)人承擔(dān)了《能源互聯(lián)網(wǎng)功能形態(tài)架構(gòu)設(shè)計(jì)及關(guān)鍵支撐技術(shù)研究》、《綜合能源服務(wù)戰(zhàn)略研究》等重大課題。曾獲得國(guó)家電網(wǎng)公司科技進(jìn)步獎(jiǎng)特等獎(jiǎng)、二等獎(jiǎng)、三等獎(jiǎng)等獎(jiǎng)項(xiàng)，多次獲得國(guó)網(wǎng)能源研究院科技進(jìn)步特等獎(jiǎng)、一等獎(jiǎng)等。
湯芳，國(guó)網(wǎng)能源研究院能源互聯(lián)網(wǎng)研究所綜合能源研究室研究員，博士，高級(jí)工程師，長(zhǎng)期從事綜合能源服務(wù)、能源發(fā)展規(guī)劃、企業(yè)運(yùn)營(yíng)戰(zhàn)略、能源互聯(lián)網(wǎng)等方面的研究工作。近年來(lái)先后主持或參與國(guó)家能源局、國(guó)家電網(wǎng)公司等委托的數(shù)十項(xiàng)科研課題，曾獲得行業(yè)協(xié)會(huì)、國(guó)家電網(wǎng)公司獎(jiǎng)勵(lì)十余項(xiàng)，出版專(zhuān)著4部，第一作者發(fā)表學(xué)術(shù)論文核心期刊或三大檢索論文十余篇。
團(tuán)隊(duì)簡(jiǎn)介：國(guó)網(wǎng)能源研究院能源互聯(lián)網(wǎng)研究所（簡(jiǎn)稱(chēng)互聯(lián)網(wǎng)所）于2015年7月份成立，主要負(fù)責(zé)能源互聯(lián)網(wǎng)市場(chǎng)分析及技術(shù)經(jīng)濟(jì)研究、能源互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展政策與戰(zhàn)略規(guī)劃研究、綜合能源系統(tǒng)規(guī)劃運(yùn)行、城市智慧能源系統(tǒng)研究、綜合能源服務(wù)業(yè)務(wù)發(fā)展及市場(chǎng)分析、國(guó)際能源政策及戰(zhàn)略研究等?；ヂ?lián)網(wǎng)所內(nèi)設(shè)國(guó)際能源政策研究室、物聯(lián)網(wǎng)經(jīng)濟(jì)研究室、綜合能源研究室，共有19名員工，平均年齡34歲，其中博士12人，具有高級(jí)職稱(chēng)14人，專(zhuān)業(yè)覆蓋電氣工程及其自動(dòng)化、經(jīng)濟(jì)學(xué)、環(huán)境科學(xué)與工程、法學(xué)、計(jì)算機(jī)科學(xué)等。曾多次獲得“國(guó)家電網(wǎng)公司先進(jìn)集體”、“國(guó)家電網(wǎng)公司先進(jìn)班組”、“國(guó)網(wǎng)能源研究院先進(jìn)集體”、“先進(jìn)黨支部”以及“課題攻關(guān)黨員創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)”等稱(chēng)號(hào)。
