緊抓清潔能源優(yōu)勢 助力“雙碳”目標(biāo)落地
——國網(wǎng)新疆電力打造新型電力系統(tǒng)示范區(qū)
今年第三季度，我國部分地區(qū)呈現(xiàn)用電、用能緊張的局面，國家發(fā)展改革委表示將會同有關(guān)方面全力增加電力供應(yīng)保障能力，加強(qiáng)運(yùn)行協(xié)調(diào)調(diào)度，確保電力可靠供應(yīng)。可以看到，在碳達(dá)峰、碳中和的大背景下，以新能源為主體的新型電力系統(tǒng)顯示出其優(yōu)勢和必要性。
今年3月15日中央財(cái)經(jīng)委員會第九次會議上提出的構(gòu)建以新能源為主體的新型電力系統(tǒng)，為我國能源電力發(fā)展提供了根本遵循。國家電網(wǎng)公司第一時間學(xué)習(xí)貫徹，成立工作領(lǐng)導(dǎo)小組，研究制定國內(nèi)首個碳達(dá)峰、碳中和行動方案，提出6個方面18項(xiàng)舉措；組織院士專家深入研究推動構(gòu)建新型電力系統(tǒng)，編制2021~2030年行動方案，選定包括南疆在內(nèi)的5個區(qū)域，打造新型電力系統(tǒng)省級、地區(qū)級示范區(qū)，爭當(dāng)能源清潔低碳轉(zhuǎn)型的引領(lǐng)者、推動者、先行者。
新疆資源稟賦好、互補(bǔ)優(yōu)勢強(qiáng)、電網(wǎng)結(jié)構(gòu)堅(jiān)強(qiáng)，在構(gòu)建以新能源為主體的新型電力系統(tǒng)中具有得天獨(dú)厚的優(yōu)勢。而國網(wǎng)新疆電力有限公司也正在探尋新型電力系統(tǒng)的“新疆模式”。該公司董事長謝永勝表示，以新能源為主體的新型電力系統(tǒng)是傳統(tǒng)電力系統(tǒng)的跨越升級，新型電力系統(tǒng)與傳統(tǒng)電力系統(tǒng)相比，技術(shù)基礎(chǔ)、控制基礎(chǔ)和運(yùn)行機(jī)理將深刻變化，平衡模式將由“源隨荷動”逐步向源網(wǎng)荷儲協(xié)調(diào)互動轉(zhuǎn)變。
新能源優(yōu)勢明顯
“煤電+CCS”兜底過渡
“立足我國國情和資源稟賦，構(gòu)建新型電力系統(tǒng)既需要推動太陽能、風(fēng)能等新能源大規(guī)模開發(fā)利用，確保能源清潔低碳可持續(xù)發(fā)展，也需要通過實(shí)施‘煤電+CCS’推動煤炭清潔高效利用，為能源安全供應(yīng)兜底保障?！敝x永勝表示，在清潔能源供給方面，新疆有得天獨(dú)厚的優(yōu)勢，這里的太陽能、風(fēng)能資源儲量均居全國第二，新疆未利用的土地面積廣袤、地勢平坦，為新能源大規(guī)模開發(fā)提供了良好條件。新疆煤炭預(yù)測儲量2.19萬億噸，約占全國的40.5%，位居全國首位。塔里木盆地、準(zhǔn)噶爾盆地、吐哈盆地等地質(zhì)封存條件好，鹽水層、油氣層二氧化碳封存潛力分別達(dá)到千億噸級、百億噸級水平。這些，都將為新疆新型電力系統(tǒng)建設(shè)提供有力支撐。
數(shù)據(jù)顯示，“十三五”期間新疆新能源裝機(jī)、年發(fā)電量、利用率分別達(dá)到3561萬千瓦、585億千瓦時、91.14%，連續(xù)5年持續(xù)增長，新疆新能源累計(jì)發(fā)電達(dá)2300億千瓦時，減少燃燒標(biāo)準(zhǔn)煤約7360萬噸，其風(fēng)電平均利用小時數(shù)增加605小時，達(dá)到2176小時，年均增長6.7%；光伏平均利用小時數(shù)增加393小時，達(dá)到1438小時，年均增長6.6%。2020年利用率達(dá)到91.14%，新能源投資預(yù)警由“紅”轉(zhuǎn)“橙”。
據(jù)國網(wǎng)新疆電力調(diào)度控制中心水電及新能源處副處長李國慶介紹，今年年中，南疆地區(qū)清潔能源發(fā)電裝機(jī)容量達(dá)793萬千瓦，占南疆發(fā)電裝機(jī)的55.5%。其中新能源裝機(jī)402萬千瓦，占南疆發(fā)電裝機(jī)的28%。李國慶表示，南疆地區(qū)發(fā)電裝機(jī)規(guī)模持續(xù)擴(kuò)大，有利于區(qū)域資源優(yōu)勢轉(zhuǎn)化，進(jìn)一步促進(jìn)了南疆綠色低碳轉(zhuǎn)型發(fā)展，為新疆探索構(gòu)建新型電力系統(tǒng)提供了“試驗(yàn)田”。
新疆維吾爾自治區(qū)發(fā)展改革委發(fā)布《新疆維吾爾自治區(qū)國民經(jīng)濟(jì)和社會發(fā)展第十四個五年規(guī)劃和2035年遠(yuǎn)景目標(biāo)綱要》指出，要建設(shè)國家新能源基地。建成準(zhǔn)東千萬千瓦級新能源基地，推進(jìn)建設(shè)哈密北千萬千瓦級新能源基地和南疆環(huán)塔里木千萬千瓦級清潔能源供應(yīng)保障區(qū)，建設(shè)新能源平價上網(wǎng)項(xiàng)目示范區(qū)；推進(jìn)風(fēng)光水儲一體化清潔能源發(fā)電示范工程，開展智能光伏、風(fēng)電制氫試點(diǎn)。
國網(wǎng)新疆電力經(jīng)濟(jì)技術(shù)研究院（以下簡稱“經(jīng)研院”）企業(yè)管理與戰(zhàn)略研究中心副主任李海峰說，為打好新型電力系統(tǒng)電源側(cè)的基礎(chǔ)，新疆電力年初就開始著手摸清新能源資源稟賦，全面測算各地區(qū)風(fēng)電及光伏的理論、技術(shù)和經(jīng)濟(jì)可開發(fā)量，形成新能源開發(fā)潛力分布圖。同時，推動新能源集中式基地化開發(fā)，打造喀克和、環(huán)塔里木盆地南部、吐哈、準(zhǔn)東、準(zhǔn)北千萬千瓦級新能源基地。
把新疆納入新型電力系統(tǒng)示范區(qū)，除了其資源優(yōu)勢，其困難也具有普遍意義。新疆屬于資源型區(qū)域、經(jīng)濟(jì)發(fā)展資源依賴型，此外能源電力碳排放總量大，到2018年二氧化碳排放總量達(dá)到4.22億噸，其中電力行業(yè)碳排放達(dá)到2.81億噸，占總量的三分之二。
在這種背景下快速構(gòu)架新能源為主體的電力系統(tǒng)難度較大，需要尋找具有新疆特色的過渡措施，新疆電力提出的“煤電+CCS”技術(shù)，將助力新型電力系統(tǒng)建設(shè)。CCS技術(shù)是指將二氧化碳從工業(yè)過程、能源利用或大氣中分離出來，直接注入地層以實(shí)現(xiàn)二氧化碳永久封存的過程。這樣新疆既有新能源為主體的基礎(chǔ)，又有兜底保障條件，支撐調(diào)節(jié)資源建設(shè)有潛力，才能在構(gòu)建新型電力系統(tǒng)方面起到示范引領(lǐng)作用。
構(gòu)建智能化、數(shù)字化電網(wǎng)
提升供電系統(tǒng)韌性與彈性
我國能源資源稟賦，決定了我國“由西向東、自北向南”的總體能源流向。由于東中部地區(qū)新能源資源有限，東中部電力缺口將持續(xù)擴(kuò)大，這就需要像新疆這樣資源豐富的地區(qū)支撐東中部地區(qū)以新能源為主體的新型電力系統(tǒng)建設(shè)。因此，新疆構(gòu)建以新能源為主體的新型電力系統(tǒng)對西北乃至全國具有典型示范意義。
在謝永勝看來，新型電力系統(tǒng)在電網(wǎng)側(cè)要以“加強(qiáng)交流保內(nèi)供、構(gòu)建異步電網(wǎng)促外送”模式加快柔性直流、數(shù)字化、智能傳感等新技術(shù)和新設(shè)備的應(yīng)用，建強(qiáng)疆內(nèi)“保供網(wǎng)”，構(gòu)建疆內(nèi)跨多能源基地和跨省區(qū)異步柔性“外送網(wǎng)”，推動交直流電網(wǎng)融合發(fā)展，推進(jìn)電網(wǎng)向能源互聯(lián)網(wǎng)轉(zhuǎn)型升級，打造堅(jiān)強(qiáng)高效、智能開放的資源優(yōu)勢配置平臺。
以大電網(wǎng)為主導(dǎo)、多種電網(wǎng)形態(tài)相融并存的前提，是要擁有一個堅(jiān)強(qiáng)的電網(wǎng)。資料顯示，2010年以來，國家電網(wǎng)公司在新疆投資1368億元，建成以烏魯木齊為中心，東至哈密，西到博州、伊犁，南延喀什、和田，北聯(lián)阿勒泰的750千伏骨干網(wǎng)架，東西橫跨2000千米，南北貫穿3300千米，覆蓋地域130余萬平方公里，形成“內(nèi)供四環(huán)網(wǎng)”網(wǎng)架格局。
與此同時，2010年11月，750千伏新疆與西北主網(wǎng)聯(lián)網(wǎng)第一通道建成投運(yùn)，結(jié)束新疆電網(wǎng)孤網(wǎng)運(yùn)行歷史；2013年6月，750千伏新疆與西北主網(wǎng)聯(lián)網(wǎng)第二通道建成投運(yùn)，疆電外送能力提升至200萬千瓦；2014年1月，±800千伏哈密南—鄭州特高壓直流輸電工程投運(yùn)，疆電外送第三通道建成；2019年9月，±1100千伏準(zhǔn)東—皖南特高壓直流輸電工程投運(yùn)，建成疆電外送第四通道，外送能力達(dá)2500萬千瓦。截至2021年8月31日，新疆通過“外送四通道”累計(jì)外送電量4498億千瓦時，其中新能源電量超1230億千瓦時。新能源外送電量相當(dāng)于燃燒3690萬噸標(biāo)準(zhǔn)煤，可以減排二氧化碳9594萬噸、二氧化硫11萬噸。
目前，新疆另一條內(nèi)供線路莎車—和田Ⅱ回750千伏輸變電工程基礎(chǔ)、鐵塔已建設(shè)完畢。國網(wǎng)新疆建設(shè)分公司工程業(yè)主項(xiàng)目經(jīng)理馬忠龍說，該工程是促進(jìn)和田地區(qū)經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展、社會和諧穩(wěn)定、加強(qiáng)和田電網(wǎng)與新疆主網(wǎng)聯(lián)系、落實(shí)“煤改電”工程實(shí)施、提升和田電網(wǎng)供電可靠性及供電質(zhì)量的重點(diǎn)民生工程。
此外，新疆電力2021年計(jì)劃開工35千伏及以上項(xiàng)目146項(xiàng)，線路3360千米、變電容量744萬千伏安；計(jì)劃投產(chǎn)35千伏及以上項(xiàng)目162項(xiàng)，線路4922千米、變電容量1638萬千伏安，為保障新疆社會穩(wěn)定、促進(jìn)經(jīng)濟(jì)發(fā)展起到重要支撐作用。
作為新疆電力的“大腦”，經(jīng)研院一直致力于研究電網(wǎng)建設(shè)怎樣更好作用于新型電力系統(tǒng)。經(jīng)研院新型電力系統(tǒng)發(fā)展研究技術(shù)專責(zé)辛超山認(rèn)為，為配合新型電力系統(tǒng)建設(shè)，在內(nèi)供網(wǎng)線方面要加強(qiáng)電網(wǎng)南北互濟(jì)能力，在建成吐魯番—巴州—庫車Ⅱ回750千伏輸變電工程的同時，研究開辟南北疆電力互補(bǔ)通道。在外送通道方面，要推動吉泉直流核增配套新能源，持續(xù)提升在運(yùn)特高壓直流利用效率和新能源占比，推進(jìn)疆電入渝特高壓直流、新疆與西北一通道補(bǔ)強(qiáng)等工程。
強(qiáng)大的電網(wǎng)是新型電力系統(tǒng)的基本保障，其最終目的是加快推進(jìn)電網(wǎng)功能、結(jié)構(gòu)、形態(tài)向能源互聯(lián)網(wǎng)轉(zhuǎn)型升級，支撐水火風(fēng)光互補(bǔ)互濟(jì)、源網(wǎng)荷儲協(xié)同互動，深化“大云物移智鏈”等數(shù)字技術(shù)與電網(wǎng)融合發(fā)展，在智能化與新能源結(jié)合方面，新疆電力也走在前面。
今年6月，新疆電力實(shí)現(xiàn)近3萬臺風(fēng)電、新能源設(shè)備海量運(yùn)行信息云平臺全接入，將為政府部門、發(fā)電企業(yè)、咨詢設(shè)計(jì)單位和設(shè)備廠商提供更加優(yōu)質(zhì)的數(shù)據(jù)服務(wù)，這也是國家電網(wǎng)公司新能源云平臺首批試點(diǎn)推廣的實(shí)施單位。自2019年11月起，新疆等第一批13家試點(diǎn)單位全面啟動新能源云平臺實(shí)施工作。新能源云是由國家電網(wǎng)公司開發(fā)的新能源數(shù)字經(jīng)濟(jì)平臺，可有效優(yōu)化新能源全過程管理，提供建站并網(wǎng)、補(bǔ)貼申報(bào)、消納分析等“一站式”服務(wù)。新疆電力依托新能源云平臺內(nèi)消納管理模塊，定量測算在多種邊界條件下的新能源消納能力，逐年測算新疆電網(wǎng)新能源消納能力，統(tǒng)籌安排各區(qū)域消納規(guī)模，保障新能源健康有序發(fā)展。
全面推進(jìn)電能替代
引導(dǎo)可調(diào)節(jié)負(fù)荷參與需求側(cè)響應(yīng)
當(dāng)前，新疆經(jīng)濟(jì)發(fā)展任務(wù)艱巨，能源生產(chǎn)和消費(fèi)持續(xù)增長，能源電力行業(yè)既承擔(dān)著新疆本地區(qū)的電力供應(yīng)，又承擔(dān)著中東部的電力供應(yīng)。
“新疆電力將持續(xù)拓展電能替代廣度深度，充分挖掘工業(yè)、建筑、交通等行業(yè)替代潛力，提升終端用能電氣化水平；推動電制氫等新型可控負(fù)荷發(fā)展，引導(dǎo)負(fù)荷側(cè)各類資源全面參與需求側(cè)響應(yīng)，構(gòu)建可中斷、可調(diào)節(jié)的多元負(fù)荷資源，實(shí)現(xiàn)源隨荷動向源荷互動轉(zhuǎn)變?！敝x永勝表示，新疆電力將推動新能源汽車發(fā)展，加快實(shí)施“達(dá)坂城充換儲調(diào)一體化”示范項(xiàng)目。建立可調(diào)節(jié)負(fù)荷資源庫，建設(shè)智慧能源服務(wù)平臺，將工業(yè)負(fù)荷、充電樁、電采暖等可調(diào)節(jié)資源全部接入智慧能源服務(wù)平臺，引導(dǎo)可調(diào)節(jié)負(fù)荷全面參與需求側(cè)響應(yīng)。
據(jù)了解，“十三五”期間，新疆電力累計(jì)實(shí)施電能替代項(xiàng)目4.69萬個，實(shí)現(xiàn)替代電量280億千瓦時。2021年，計(jì)劃全年推動替代電量40億千瓦時。
2019年以來，新疆電力聚焦南疆“煤改電”一期(喀什地區(qū)、克孜勒蘇柯爾克孜自治州、和田地區(qū))工程目標(biāo)任務(wù)，累計(jì)投入105.36億元，全面加快配套電網(wǎng)工程建設(shè)，為南疆三地州89.2萬戶居民實(shí)施“煤改電”工程提供了安全可靠的電力供應(yīng)。經(jīng)過3年建設(shè)，今年10月初已全部完成“煤改電”一期配套電網(wǎng)建設(shè)任務(wù)。目前，90%以上的配套電網(wǎng)工程已順利投運(yùn)，剩余工程已進(jìn)入最后沖刺階段。
實(shí)施南疆四地州“煤改電”配套電網(wǎng)工程是一項(xiàng)貫徹落實(shí)黨中央治疆方略、聚焦新疆工作總目標(biāo)的重大工程，也是充分發(fā)揮資源優(yōu)勢、帶動南疆經(jīng)濟(jì)發(fā)展、提高南疆人民生活水平的重大暖心工程、惠民工程，對推進(jìn)南疆四地州經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展具有重大的現(xiàn)實(shí)意義。
在電動汽車發(fā)展迅猛的今天，新疆由于冬季時間長、氣溫低、地域面積大等客觀因素導(dǎo)致電動汽車市場推進(jìn)緩慢。新疆電力意識到新能源汽車是未來的主流發(fā)展趨勢，一直在提前布局充電樁，并引導(dǎo)、推廣使用新能源汽車。截至2021年6月，新疆電力累計(jì)在27個縣級市、縣建設(shè)116個充電樁。
據(jù)了解，新疆電力今年計(jì)劃在超500個鄉(xiāng)鎮(zhèn)供電所推廣使用新能源汽車，引領(lǐng)鄉(xiāng)鎮(zhèn)電動汽車發(fā)展，助力鄉(xiāng)村振興。為了給新能源汽車下鄉(xiāng)提供保障，年底將累計(jì)在全疆各縣級市、縣建設(shè)超500個公共充電樁，為鄉(xiāng)鎮(zhèn)地區(qū)用戶提供便捷充電服務(wù)。
謝永勝表示，新疆處于電動汽車發(fā)展的初期，應(yīng)在布局之初就考慮電動汽車參與電網(wǎng)調(diào)峰調(diào)頻輔助服務(wù)市場的問題，有序引導(dǎo)充電方式，統(tǒng)一企事業(yè)單位、居民小區(qū)、公共快充等充電設(shè)施接入技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，運(yùn)用車網(wǎng)互動技術(shù)，確保電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行；研究出臺平臺功能應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)，向用戶提供優(yōu)質(zhì)便捷充電體驗(yàn)，充分發(fā)揮全社會充電設(shè)施運(yùn)營效率，共同構(gòu)建充電服務(wù)“生態(tài)圈”。
探索多樣性儲能模式
提升系統(tǒng)調(diào)節(jié)能力
“為滿足新能源大規(guī)模并網(wǎng)，要加快各級電網(wǎng)工程和新能源送出工程建設(shè)，推動抽水蓄能、新型儲能、柔性直流等項(xiàng)目實(shí)施?！敝x永勝表示。
新型能源系統(tǒng)的系統(tǒng)調(diào)節(jié)能力尤為重要，為增加新疆電網(wǎng)的系統(tǒng)調(diào)節(jié)能力，首先要加快推動火電靈活性改造，進(jìn)一步完善火電參與調(diào)峰輔助服務(wù)市場機(jī)制，調(diào)動火電參與靈活性改造和調(diào)峰積極性。其次加快阜康、哈密抽水蓄能電站建設(shè)，推動阿克陶、阜康東等盡可能多的抽水蓄能電站開工建設(shè)。而后，推進(jìn)新型儲能規(guī)?；l(fā)展應(yīng)用，加快推動哈密十三間房共享儲能建設(shè)。同時推動新能源企業(yè)通過自建、合建或購買調(diào)峰能力方式，提升系統(tǒng)調(diào)節(jié)能力。
“在擴(kuò)大新能源發(fā)展規(guī)模的同時，要加快建立儲能產(chǎn)業(yè)發(fā)展專項(xiàng)引導(dǎo)資金，推進(jìn)南疆三地州電網(wǎng)側(cè)儲能示范工程建設(shè)?！苯?jīng)研院企業(yè)管理與戰(zhàn)略研究中心副主任李海峰表示，新疆有2870萬千瓦的水電可開發(fā)量，位居全國第四位。此外，根據(jù)國家中長期發(fā)展規(guī)劃，新疆還有3660萬千瓦的抽水蓄能儲備規(guī)模。
“十四五”期間，新疆將建成阜康120萬千瓦抽水蓄能電站，同時推進(jìn)哈密120萬千瓦抽水蓄能電站、南疆四地州光伏側(cè)儲能等調(diào)峰設(shè)施建設(shè)，推動發(fā)展“共享儲能”模式，促進(jìn)可再生能源規(guī)模穩(wěn)定增長。
據(jù)李海峰介紹，“共享儲能”是單一實(shí)體儲能電站通過市場化交易在同一時刻為兩個及兩個以上發(fā)電企業(yè)、電網(wǎng)企業(yè)或電力用戶提供儲能服務(wù)的商業(yè)模式，可充分利用多個發(fā)電企業(yè)、電網(wǎng)企業(yè)或用戶的發(fā)用電時空互補(bǔ)性，提升儲能電站的利用率，提升電力系統(tǒng)靈活性，實(shí)現(xiàn)儲能降本增效。共享儲能電站，即電站資源不專屬于某一新能源站或電網(wǎng)，而是以電網(wǎng)為紐帶，將獨(dú)立分散的電網(wǎng)側(cè)、電源側(cè)、用戶側(cè)儲能電站進(jìn)行資源整合，統(tǒng)一協(xié)調(diào)服務(wù)于網(wǎng)內(nèi)所有新能源站，推動源網(wǎng)荷各端儲能能力全面釋放。
在哈密，有3家風(fēng)電企業(yè)聯(lián)合建設(shè)了十三間房共享儲能項(xiàng)目，利用區(qū)塊鏈技術(shù)可追蹤的特性融通電力調(diào)度控制系統(tǒng)的新型平臺，可監(jiān)管每一筆參與交易的能量流，形成一套完整、可追溯的發(fā)—儲—配—用體系，進(jìn)而促進(jìn)共享儲能快速交易和清分結(jié)算。
十三間房發(fā)電集中在午間，而在早晚用電高峰時段，新能源出力低，常規(guī)電源備用不足時，則會出現(xiàn)電力失衡問題。傳統(tǒng)的“新能源+儲能獨(dú)享模式”存在電站棄電功率不均勻且不穩(wěn)定、光伏電站與站內(nèi)儲能的結(jié)算周期不固定與資金到位有延期等“短板”，會影響儲能電站的調(diào)峰能力和收益。共享儲能電站的建設(shè)將極大提高十三間房區(qū)域新能源入網(wǎng)穩(wěn)定性，切實(shí)解決當(dāng)?shù)仫L(fēng)力發(fā)電波動大等問題，提高電網(wǎng)調(diào)峰能力。與單個儲能電站相比，多家企業(yè)設(shè)備分布面廣、設(shè)備多的特點(diǎn)使其調(diào)峰能力也有一定程度增加。
“構(gòu)建新型電力系統(tǒng)是一項(xiàng)極具挑戰(zhàn)性、影響性、長遠(yuǎn)性、系統(tǒng)性的工程，堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)是基礎(chǔ)，源網(wǎng)荷儲協(xié)同是關(guān)鍵，系統(tǒng)調(diào)節(jié)能力是核心，電力市場建設(shè)是重點(diǎn)，改革創(chuàng)新是動力，政策體制機(jī)制是保障?！敝x永勝表示，從另一種視角來看，可認(rèn)為新型電力系統(tǒng)的核心就是新能源為主體，主體不僅是裝機(jī)規(guī)模占主體，電量規(guī)模也要占主體，關(guān)鍵點(diǎn)是如何統(tǒng)籌好以新能源為主體的新型電力系統(tǒng)在經(jīng)濟(jì)、安全、可靠之間的關(guān)系。新疆電力將摸著石頭過河，探索出一條具備示范意義的新型電力系統(tǒng)建設(shè)之路。
作者：謝文川 李易峰
