中國儲能網(wǎng)訊：黨的二十屆三中全會決定提出，健全綠色低碳發(fā)展機制。加快規(guī)劃建設新型能源體系，完善新能源消納和調(diào)控政策措施。作為我國能源體系的核心地位，電力系統(tǒng)如何向新轉(zhuǎn)型發(fā)展，為新型能源體系提供關鍵支撐？在這個“無人區(qū)”怎樣構(gòu)建新型電力系統(tǒng)，推動綠色發(fā)展、實現(xiàn)“雙碳”目標？
8月17日—18日，由中國工程院能源與礦業(yè)工程學部、南瑞集團（國網(wǎng)電科院）主辦的中國工程院工程科技學術(shù)研討會暨第九屆紫金論電學術(shù)研討會在南京舉行，來自中國、英國、加拿大等國家的60位中外院士、教授和學者，圍繞“以新型電力系統(tǒng)為關鍵支撐的新型能源體系”主題，交流最新研究成果，研判能源電力領域新技術(shù)、新模式、新業(yè)態(tài)，支撐構(gòu)建清潔低碳、安全充裕、經(jīng)濟高效、供需協(xié)同、靈活智能的新型電力系統(tǒng)。
新舊電力系統(tǒng)轉(zhuǎn)換正當其時
我們?yōu)槭裁匆P注新型電力系統(tǒng)？新型電力系統(tǒng)“新”在哪里？
建設新型能源體系是推動綠色發(fā)展、實現(xiàn)“雙碳”目標的必然要求。中國工程院院士、國網(wǎng)電力科學研究院名譽院長薛禹勝解釋，傳統(tǒng)電力系統(tǒng)輸入端是化石類能源，可傳輸也可存放，輸入和輸出間的能量平衡便于掌控。可再生能源中的風、光電均不可控，預測性較差。而輸入與輸出兩個量間的平衡，必須依靠電力系統(tǒng)來掌控。因此原來封閉的電力系統(tǒng)就要考慮上下游變化，電力系統(tǒng)也應作為能源鏈的一個環(huán)節(jié)來研究。
能源鏈是支撐經(jīng)濟社會發(fā)展的重要支撐，也是溫室氣體排放的主要貢獻者。薛禹勝說，對包括新型電力系統(tǒng)在內(nèi)的新型能源體系與碳排放、碳中和緊密耦合，我們必須高度關注，應加快構(gòu)建新型電力系統(tǒng)。
中國工程院院士、中國南方電網(wǎng)有限責任公司專家委員會名譽主任委員、華南理工大學電力學院名譽院長李立浧給出一組數(shù)據(jù)：2023年，全國新增風光等新能源裝機2.93億千瓦。截至2024年3月，全國發(fā)電裝機容量29.9億千瓦，其中太陽能發(fā)電裝機容量6.6億千瓦、風電裝機容量4.6億千瓦，風光裝機總?cè)萘窟_到11.2億千瓦，預計“十四五”全國新能源裝機超過15億千瓦。
“新能源發(fā)展的意義在于減少對傳統(tǒng)化石能源的依賴，保護環(huán)境，實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。隨著沙戈荒大能源基地建設、海上風電開發(fā)、分布式光伏推進，我國新能源發(fā)展勢頭不減，構(gòu)建新型電力系統(tǒng)正當其時?！崩盍普J為，雙碳目標下的新型電力系統(tǒng)，是大電網(wǎng)、主動配電網(wǎng)和微電網(wǎng)組成的電網(wǎng)，其中配電網(wǎng)與分布式電源協(xié)同發(fā)展，形成分布式電網(wǎng)，高滲透率接入新能源將深刻改變傳統(tǒng)電力系統(tǒng)的形態(tài)、特性和機理，從而建立基于數(shù)字化智能化的透明新型電力系統(tǒng)。整體而言，電力系統(tǒng)從剛性轉(zhuǎn)變成柔性可控，智能靈活，可“無條件”接受新能源，系統(tǒng)有“無限大”的功率、“無限多”的能量，依靠功率和能量的動態(tài)平衡實現(xiàn)系統(tǒng)的安全穩(wěn)定。
核算“碳足跡”攻克“碳壁壘”
“當前，產(chǎn)品國際競爭已從‘成本+質(zhì)量’變?yōu)椤杀?質(zhì)量+低碳’，碳足跡成為影響產(chǎn)品競爭力的關鍵因素，分時分區(qū)電碳因子在產(chǎn)品碳足跡核算中的作用更加突出?！敝袊こ淘涸菏?、中國電機工程學會理事長、國際電工委員會第36屆主席舒印彪以他正在進行的“基于分時分區(qū)電碳因子分析方法構(gòu)建產(chǎn)品碳足跡標準認證體系”課題為例，就綠電認定、碳排放計算、碳足跡管理、雙碳認證和標準制定等做了分享。
舒印彪說，電碳因子，指生產(chǎn)一千瓦時電所排放的二氧化碳量?；\統(tǒng)計算某個區(qū)域某個長時間段內(nèi)的平均碳排放量不夠精準，而分時分區(qū)電碳因子能準確反映碳排放時空變化，實現(xiàn)電力系統(tǒng)碳流的精準溯源，進而引導用戶優(yōu)化用電行為，減少生產(chǎn)過程中的碳排放，促進清潔電力投資、生產(chǎn)和消費。以江蘇為例，對13個設區(qū)市2023年5月—8月全天24小時用電碳排放情況跟蹤發(fā)現(xiàn)，連云港和鹽城因核電和海上風電的應用，24小時電碳因子分別為0.17公斤/千瓦時和0.286公斤/千瓦時，是全省平均數(shù)的30%和50%。今年6月，江蘇電網(wǎng)圍繞500千伏變電站形成的32個220千伏的供電分區(qū)平均電碳因子計算表明，最高分區(qū)和最低分區(qū)分別為0.734公斤/千瓦時和0.404公斤/千瓦時，這種區(qū)域差異正是江蘇爭當“碳”路先鋒的潛力和發(fā)力點。
近年來，我國電動汽車、鋰電池、光伏產(chǎn)品發(fā)展迅猛，以“新三樣”為代表的新型能源技術(shù)裝備產(chǎn)品碳足跡以電力間接排放為主。舒印彪表示，分時分區(qū)電碳因子分析方法的構(gòu)建和應用，將助力“新三樣”突破歐美以產(chǎn)品“碳足跡”為核心的“碳壁壘”。
“新型電力系統(tǒng)概念對應碳中和目標，應當實現(xiàn)‘廣域電氣化’”。李立浧認為，這意味著終端電能消費大幅提升，到2060年將達到70%左右。在該系統(tǒng)中，除了以電能作為直接能源外，目前尚未使用或者大規(guī)模使用電力的工業(yè)等領域?qū)V泛使用電能，同時電能多元化轉(zhuǎn)換也將廣泛應用，比如電解水制氫，氫用于交通、工業(yè)的能源等；除了直接使用，電能還間接制造能源；源、網(wǎng)、荷、儲、電能多元化轉(zhuǎn)換協(xié)調(diào)互動，實現(xiàn)新型電力系統(tǒng)柔性化發(fā)展。
更多技術(shù)創(chuàng)新亟待探索
新型電力系統(tǒng)呼喚更多科技創(chuàng)新。中國工程院院士、國家電網(wǎng)公司一級顧問郭劍波表示，構(gòu)建新型電力系統(tǒng)正面臨諸多風險和挑戰(zhàn)，新能源出力占比超50%的場景將首次在負荷超億千瓦電網(wǎng)出現(xiàn)，傳統(tǒng)安全問題仍然存在并更加嚴峻。新的問題已經(jīng)出現(xiàn)，其演進過程中將長期面臨安全、經(jīng)濟、環(huán)境矛盾交織等問題。他提醒，新型電力系統(tǒng)構(gòu)建是一項復雜的系統(tǒng)工程，該系統(tǒng)是以電力系統(tǒng)為樞紐平臺的新型能源體系，政策、技術(shù)、標準、數(shù)字化和智能化是體系運轉(zhuǎn)順暢的關鍵。同時，隨著新能源裝機規(guī)模的超預期發(fā)展，新能源極高占比場景加速，這使得科技創(chuàng)新的緊迫性不斷增強。
國家電網(wǎng)有限公司科技創(chuàng)新部副主任許海清介紹，上半年，國家電網(wǎng)公司出臺進一步加強科技創(chuàng)新工作12項重點措施，組建新一屆科技咨詢委員會，發(fā)布2030重大攻關任務布局和新型電力系統(tǒng)科技攻關登高行動計劃2024專項，同時加強關鍵核心技術(shù)攻關，發(fā)布“雙八百”特高壓直流標準化、面向超高海拔地區(qū)特高壓直流關鍵技術(shù)等多項成果。
南瑞集團先人一步，從實際出發(fā)在新型電力系統(tǒng)構(gòu)建方面積極探索并取得了不少成果。董事長山社武介紹，最近一年，南瑞成功研制可控換相換流閥等多項世界和全國首套先進裝備，持續(xù)完善電網(wǎng)調(diào)度、新能源并網(wǎng)等系列技術(shù)和成套產(chǎn)品，支撐新能源高質(zhì)量發(fā)展。7項技術(shù)裝備入選國家第三批能源領域首臺（套）重大技術(shù)裝備名單。發(fā)起首個由我國主導并承擔秘書處的國際電工委員會（iec）系統(tǒng)委員會，牽頭發(fā)布世界首個穩(wěn)控領域iec國際標準，牽頭發(fā)布國家標準和行業(yè)標準各7項。同時，重點構(gòu)建以價值為導向的新型科研體系，成立技術(shù)委員會，推動全國重點實驗室實體化運行，重組成立研究院和研發(fā)中心，設立技術(shù)方案中心，推動創(chuàng)新引領能力和產(chǎn)品研發(fā)質(zhì)效雙提升。山社武表示，將著力深化機制體制改革，加快原創(chuàng)技術(shù)突破，促進科技創(chuàng)新和產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新融合，持續(xù)激發(fā)創(chuàng)新創(chuàng)造活力，勇挑新型電力系統(tǒng)建設的大梁。
中國工程院院士、中國工程院能源與礦業(yè)工程學部主任周守為表示，電力系統(tǒng)作為整個能源鏈中的樞紐橋梁，是能源變革的中心環(huán)節(jié)，急需系列顛覆性的技術(shù)創(chuàng)新的強大支撐。下一步，要聚焦國際化背景下的能源戰(zhàn)略問題，關注雙循環(huán)下的能源轉(zhuǎn)型發(fā)展，以實現(xiàn)雙碳目標為核心，瞄準能源領域原創(chuàng)性引領性顛覆性技術(shù)，推動跨領域跨學科的協(xié)同創(chuàng)新，更好引領新型能源體系建設。
