■本刊記者 白歌/編輯 王睿佳

《“十四五”現(xiàn)代能源體系規(guī)劃》（以下簡稱《規(guī)劃》）不僅闡明了我國能源發(fā)展方針、主要目標和任務舉措，更是對我國“十四五”時期能源發(fā)展和轉型路徑作了系統(tǒng)性部署。

《規(guī)劃》提出，以電網(wǎng)為基礎平臺，增強電力系統(tǒng)資源優(yōu)化配置能力，提升電網(wǎng)智能化水平。加快配電網(wǎng)改造升級，推動智能配電網(wǎng)、主動配電網(wǎng)建設。完善區(qū)域電網(wǎng)主網(wǎng)架結構，推動電網(wǎng)之間柔性可控互聯(lián)，構建規(guī)模合理、分層分區(qū)、安全可靠的電力系統(tǒng)，提升電網(wǎng)適應新能源的動態(tài)穩(wěn)定水平。為此，中能傳媒集團《中國電業(yè)與能源》記者采訪了國網(wǎng)能源研究院原總經(jīng)濟師白建華博士，就相關問題作了具體解讀。

《中國電業(yè)與能源》：《規(guī)劃》與“十三五”相比，在電網(wǎng)領域有什么不同，又有哪些亮點？

白建華：我國風電光伏建設從大型風電基地（“風電三峽”）起步，由于多種原因，“十三五”初期我國曾出現(xiàn)較為嚴重的“棄風”“棄水”“棄光”現(xiàn)象?！笆濉逼陂g，我國東中部地區(qū)的分布式光伏、分散式風電開發(fā)得到重視，西部北部大型風光基地及特高壓跨區(qū)輸電建設有所放緩。

能源革命與碳達峰碳中和，要求加快推動電力系統(tǒng)向適應大規(guī)模高比例新能源方向演進，我國能源資源稟賦決定了必須加快開發(fā)西部北部的大型風電光伏基地。因此，《規(guī)劃》提出以電網(wǎng)為基礎平臺，增強電力系統(tǒng)資源優(yōu)化配置能力，推動電網(wǎng)主動適應大規(guī)模集中式新能源和量大面廣的分布式能源發(fā)展。加大力度規(guī)劃建設以大型風光電基地為基礎、以其周邊清潔高效先進節(jié)能的煤電為支撐、以穩(wěn)定安全可靠的特高壓輸變電線路為載體的新能源供給消納體系。結合清潔能源基地開發(fā)和中東部地區(qū)電力供需形勢，建成投產(chǎn)一批、開工建設一批、研究論證一批多能互補輸電通道。完善華北、華東、華中區(qū)域內特高壓交流網(wǎng)架結構，為特高壓直流送入電力提供支撐，建設川渝特高壓主網(wǎng)架，完善南方電網(wǎng)主網(wǎng)架。

特高壓能源資源大規(guī)模遠距離配置能力強大。交直流合理配置，逐步形成我國特高壓骨干網(wǎng)架，是“十四五”乃至中長期的重大戰(zhàn)略選擇，需要研究確定未來電網(wǎng)主網(wǎng)架形態(tài)。《規(guī)劃》不但提出建設特高壓直流，也注重特高壓交流網(wǎng)架結構，是適應我國高比例風電光伏發(fā)展的正確選擇。

先進特高壓輸電技術是清潔能源大規(guī)模遠距離優(yōu)化配置的基礎，未來柔性特高壓直流輸電技術將得到快速發(fā)展。大規(guī)?？鐓^(qū)跨省電力輸送是我國能源輸送的重要組成部分，而且呈現(xiàn)出可再生能源跨區(qū)跨省輸送規(guī)模越來越大的趨勢。過去煤電裝機增長快，存在輸煤輸電比選、優(yōu)化煤電布局的需要；在碳達峰碳中和的大背景下，風光水等非化石可再生能源發(fā)電快速增長，未來煤炭、煤電的利用規(guī)模將有所減少，我國將出現(xiàn)輸電、輸氫并舉的情況，利用西部、北部可再生能源發(fā)電制取“綠氫”，并實現(xiàn)跨區(qū)跨省規(guī)?；敋涞母窬?，作為輸電的有效補充。

《中國電業(yè)與能源》：《規(guī)劃》提到，要創(chuàng)新電網(wǎng)結構形態(tài)和運行模式。您認為創(chuàng)新痛點難點在哪？又該如何克服？

白建華：分布式能源、電氣化交通和清潔化制冷供暖等，將加速配電網(wǎng)向多能協(xié)同互補、源網(wǎng)荷儲一體轉變。《規(guī)劃》提出加快配電網(wǎng)改造升級，推動智能配電網(wǎng)、主動配電網(wǎng)建設，提高配電網(wǎng)接納新能源和多元化負荷的承載力和靈活性，促進新能源優(yōu)先就地就近開發(fā)利用。積極發(fā)展以消納新能源為主的智能微電網(wǎng)，實現(xiàn)與大電網(wǎng)兼容互補等，是適應分布式能源加快發(fā)展、微能網(wǎng)逐步形成的客觀需要。

只有將行業(yè)之間相互割裂、各自為政的局面轉變?yōu)槎嗄芑パa、集成優(yōu)化，真正做到綜合能源規(guī)劃（IRP——Integrated Resource Planning），才能最大限度降低備用容量，避免出現(xiàn)“大馬拉小車”現(xiàn)象，顯著降低投資成本，同時優(yōu)化運行方式，提升效率，降低總體運行成本。實現(xiàn)綜合能源規(guī)劃，需要踐行新的規(guī)劃理念，即綠色、低碳、經(jīng)濟兼顧，冷、熱、電、氣、交通系統(tǒng)協(xié)同，源網(wǎng)荷儲貫通，規(guī)劃、運行一體，物理、數(shù)字系統(tǒng)同步等。

要確保容量充裕度，以及系統(tǒng)的彈性與靈活性。發(fā)揮系統(tǒng)間的協(xié)調互補作用，在各子系統(tǒng)規(guī)劃的基礎上進行整體系統(tǒng)的優(yōu)化調整。通過充電樁、直流配網(wǎng)、儲能、光伏等的聯(lián)合規(guī)劃和優(yōu)化運行，降低配電網(wǎng)的擴容壓力、優(yōu)化潮流分布、抑制部分線路或變壓器過載；通過多能互補、發(fā)揮分布式電源、儲能及需求側自身的調節(jié)能力，降低園區(qū)與公共電網(wǎng)連接處的最大電力負荷、降低峰荷及腰荷時段的電量需求；規(guī)劃交直流混合配網(wǎng)，降低配網(wǎng)投資成本、增強分布式光伏等在園區(qū)的自我消納能力、優(yōu)化配網(wǎng)潮流分布、降低線損、提高供電安全可靠性、提升電能質量等。

隨著電動汽車等新型交通方式進入規(guī)?；l(fā)展，其對配電網(wǎng)的規(guī)劃和運行將帶來越來越大的影響，需要實現(xiàn)充電樁與配電網(wǎng)的協(xié)同規(guī)劃，以及充換電與配電網(wǎng)運行的協(xié)調。未來電動汽車充電的優(yōu)化管理將成為平滑用電曲線的非常重要且十分艱巨的任務，做不好的話將給電網(wǎng)特別是配電網(wǎng)的擴容帶來極大壓力，對配電網(wǎng)的安全可靠運行增加很大難度。

《中國電業(yè)與能源》：“十四五”時期，電力領域在推動碳減排方面有何舉措？如何做到“加快能源結構綠色低碳轉型”？

白建華：《規(guī)劃》從大力發(fā)展非化石能源、推動構建新型電力系統(tǒng)、減少能源產(chǎn)業(yè)碳足跡、更大力度強化節(jié)能降碳等方面，全方位闡述了“十四五”目標和重點舉措。

加速能源結構綠色低碳轉型，“十四五”及中長期，重點在以下電力領域發(fā)力：

一是實現(xiàn)碳達峰碳中和，加快提升電氣化水平是必然之選。終端能源消費結構將轉變?yōu)橐噪娔転橹?，加之一定比例的氫能（電制綠氫）、生物質、環(huán)境熱能（通過熱泵）等。電力需求增長的拉動因素除人口變化、城鎮(zhèn)化率、工業(yè)化進程、三次產(chǎn)業(yè)結構等傳統(tǒng)因素外，物聯(lián)網(wǎng)、數(shù)據(jù)中心、5G、人工智能等數(shù)字經(jīng)濟發(fā)展，工業(yè)領域、交通運輸、建筑領域的以電代煤、以電代油、以電代氣，電制燃料和原材料（氫、甲醇、甲烷及氨等）等也將成為未來電力需求增長的重要拉動因素。據(jù)相關研究，為實現(xiàn)碳中和，我國全社會用電量將比目前的水平增長約1.5倍。

二是加快風光水核等清潔與可再生能源發(fā)展，同時為確保電力供應的可靠容量，化石能源發(fā)電增量和存量優(yōu)化也是值得關注的重要內容，確保規(guī)避大規(guī)模停電風險。據(jù)相關研究，我國風電、光伏發(fā)電快速增長，2025年裝機合計約是2020年的2.3倍；2030年裝機合計約是2020年的3.4倍；2060年裝機合計約是2020年的12倍；水電將充分開發(fā)利用，2030年裝機容量約4.4億千瓦，2060年裝機容量約5.8億千瓦；核電在確保安全的基礎上加快發(fā)展，2030年裝機容量約1.1億千瓦，2060年裝機容量約2.5億千瓦。非化石能源裝機容量占比，由2020年的約46%，提升到2025年的57%、2030年的66%、2060年的88%。我國燃氣發(fā)電將適度發(fā)展，除聯(lián)合循環(huán)裝機外，也將配置適當容量的單循環(huán)機組，以增強電力系統(tǒng)的調峰能力。預計燃氣發(fā)電裝機容量2025年為1.5億千瓦、2030年為2億千瓦、2060年為3億千瓦。

風電、光伏發(fā)電“靠天吃飯”，其發(fā)電具有隨機性、間歇性、時段性特征，對滿足最大電力需求的容量保證程度低，且未來最大電力負荷平衡難點將主要集中在傍晚的負荷高峰時段，此時太陽能光伏發(fā)電出力基本為零，對電力平衡沒有貢獻，為保證電力系統(tǒng)的容量充裕度，避免供電容量的嚴重短缺，實現(xiàn)碳達峰碳中和情況下我國燃煤火電不會簡單退出歷史舞臺，2060年我國仍需保留8億千瓦左右的燃煤火電。但保留的燃煤火電的功能未來將逐步轉變?yōu)椤皟δ?非化石能源燃料”的清潔能源靈活調節(jié)電源，實現(xiàn)“煤電不燒煤或少燒煤”。可考慮將保留的燃煤電廠改造為儲能電站。電力—熱能—電力存儲系統(tǒng)（稱為卡諾電池）將成為在碳達峰碳中和能源系統(tǒng)中存儲大量能量的重要備選技術。利用風光大發(fā)時段或夜間負荷低谷時段的電力加熱熔鹽以儲存高溫熱能（相變儲熱），在電力負荷高峰時段釋放熱能產(chǎn)生高溫高壓水蒸氣，推動火電機組發(fā)電，實現(xiàn)清潔供電、供熱。通過技術和裝備攻關，將燃煤電廠的燃料逐步由燃煤替換為清潔能源燃料，如不能全部替代需配置CCUS技術實現(xiàn)規(guī)?；撎?；燃料逐步由燃煤過渡到生物質與煤混燒，生物質燃料、電制綠氫作為燃料，電制甲烷、甲醇、氨等作為燃料等。

三是構建能源資源優(yōu)化配置的堅強和靈活電網(wǎng)平臺。未來隨著電源裝機容量的快速增加、結構和布局優(yōu)化，我國電網(wǎng)也將長期快速增長，各級電壓電網(wǎng)協(xié)調發(fā)展；特高壓交直流電網(wǎng)快速發(fā)展將在風光水電源的全國大范圍優(yōu)化配置中發(fā)揮強大作用；配電網(wǎng)將成為綜合能源的樞紐平臺，協(xié)調分布式與大基地、實現(xiàn)多能互補、聯(lián)結電力網(wǎng)與交通網(wǎng)、深度融合通信網(wǎng)，借助現(xiàn)代通信與信息技術，實現(xiàn)數(shù)字化、自動化和智慧化，助力碳達峰碳中和。

四是優(yōu)化配置大規(guī)模儲能等靈活性調節(jié)“電源”，使其成為新型電力系統(tǒng)的“平衡器”。大規(guī)模高比例可再生能源并網(wǎng)、電氣化交通加快發(fā)展等，使得發(fā)用兩側的隨機性增大，發(fā)電出力與電力需求難以同步，調峰、調頻儲能電源大規(guī)模發(fā)展成為剛需，電力系統(tǒng)具備充足的靈活調節(jié)能力勢在必行，解決措施有配置各種儲能（抽水蓄能，化學儲能電池，壓縮、液化空氣儲能等）、清潔能源制氫、火電靈活性改造、需求側管理等。抽水蓄能電站單機容量大，是目前最為成熟的儲能方式。我國抽水蓄能站址資源豐富，據(jù)普查結果，總容量超過8億千瓦，需加快開發(fā)建設。抽水蓄能并網(wǎng)裝機容量預計2025年達到0.8億千瓦、2030年1.2億千瓦、2060年5億千瓦。新型儲能是未來電力系統(tǒng)增加靈活性的關鍵裝備之一，裝機容量預計2025年達到0.3億千瓦、2030年1.2億千瓦、2060年2.5億千瓦。但由于技術進步的不確定性，其類型組合未來存在一定的不確定性：安全性、經(jīng)濟性需要提升，市場地位需要明確，收益機制需要形成。電動汽車預期是未來主要的地面交通工具，替代目前的燃油汽車，其電池容量合計將達到非常驚人的量級，在一些時段可以作為儲能電源，與電力系統(tǒng)友好互動，預計2060年可用作儲能的容量達2.8億千瓦。我國燃煤發(fā)電裝機未來峰值將達到12～13億千瓦，碳中和時需要保留8億千瓦左右，通過各種上述“儲能+清潔燃料”及其他靈活性改造措施，未來保留的“燃煤電廠”也將成為重要的靈活調節(jié)電源。氫能產(chǎn)業(yè)鏈與電力系統(tǒng)協(xié)調互動，將成為重要的電力平衡措施。可再生能源發(fā)電、核電制氫，氫能用于發(fā)電、供熱、交通、燃料與工業(yè)原料等，可起到電力“儲能”的作用，而且氫能可以跨季節(jié)儲存，是為數(shù)不多的長時儲能形式。根據(jù)相關研究，為滿足我國未來氫能需求，制備“綠氫”需要的電量，2030年約0.6萬億千瓦時、2060年約2.5萬億千瓦時；需要的電功率，2030年1.5億千瓦左右、2060年6億千瓦左右。可見，只要時段安排得當，制備“綠氫”可以成為促進可再生能源消納和利用低谷時段電力的重要手段。通過需求側的電力大數(shù)據(jù)積累和規(guī)律挖掘，未來電力需求側管理的潛力巨大：如按最大負荷的3%估算，需求側管理的潛力將達到2030年約0.6億千瓦、2060年約0.9億千瓦，可以有效降低儲能容量配置壓力，具有巨大的社會和經(jīng)濟效益?！?/p>