多元化电源储能互补 支撑新型电力系统构建

 

在新能源项目开发建设过程中，部分项目源网同步建设仍有待加强。当前，我国可再生能源发展不断提速，随着我国风电、光伏发电逐渐成为新增电力装机的主体，构建新型电力系统正在成为行业发展的重要命题。日前，由《中国改革报·能源发展》周刊、中国产业发展促进会氢能分会共同举办的“第七届中国能源发展与创新论坛”在京召开，论坛就“碳中和背景下的新能源电力系统构建”展开了充分探讨。

 

□ 吴昊

 

国家能源局数据显示，今年1月~5月，全国可再生能源新增装机4281万千瓦，占全国新增发电装机的81%，但与此同时，在新能源项目开发建设过程中，部分项目源网同步建设仍有待加强。当前，我国可再生能源发展不断提速，随着我国风电、光伏发电逐渐成为新增电力装机的主体，构建新型电力系统正在成为行业发展的重要命题。

日前，由《中国改革报·能源发展》周刊、中国产业发展促进会氢能分会共同举办的“第七届中国能源发展与创新论坛”在京召开，论坛就“碳中和背景下的新能源电力系统构建”展开了充分探讨。国家电网公司调度控制中心原副总工程师裴哲义在论坛上指出，未来的电力系统一定是多元发电、多种电源互补，发挥不同电源的特点和能力，共同来支撑新型电力系统的发展。

高比例新能源时代供应安全引关注

据了解，构建新型电力系统的重要目标之一，在于应对高比例可再生能源可能带来的问题。浙江可胜技术股份有限公司董事长兼总工程师金建祥指出，未来的电力系统是以新能源为主体，为了实现碳中和，新能源发电量预计会超过80%甚至90%。他强调，“在这种情况下，既要考虑用电的成本问题，也要考虑用电的保障问题，还要考虑电力系统的安全问题。”

在金建祥看来，风电和光伏发电本身的缺陷在于不稳定，要“看天吃饭”。为了保障用电，需要依靠其它的发电方式，其中包括光热发电，还要靠储能来平衡发电和用电问题。但目前来看，储能的成本问题是实现碳中和目标的一大障碍，未来随着风电和光伏发电成本进一步降低，风、光应该在电力系统中承担主体作用和主要经济性的来源。“光伏本质上是半导体，成本还是会不断地下降。”他预计，五年之后，光伏的发展将离不开储能，同样，光热、储能的发展也离不开光伏提供的廉价电源。

当前，以新能源为主体的新型电力系统如何应对可能存在的供应安全的风险，在业内已引起广泛关注。“新型电力系统需要解决安全性、经济性等诸多挑战。”隆基股份品牌总经理霍焱以2021年美国得州的新能源断供为例，强调传统能源的逐步退出，必须建立在新能源安全可靠的替代基础上，要重点关注光伏电站生命周期里面的安全可靠性，以应对各种气象变化和极端天气。

据悉，去年年初，美国得州由于低温而引发停电事故，一度引发对过度开发风电、光伏的担忧。而造成发电单元停运最主要的原因是仪器仪表被冻结导致天然气发电中断，而风机叶片被冻导致风电停运。在大停电期间所有经历停运的1045

个发电单元中，天然气有604个机组合计106,568MW停运，占58%；风电285个机组停运，占27%；煤电58个机组停运，占6%；太阳能发电仅22个单元停运，铭牌功率2868MW，占2%。

“随着碳中和的提出，构建新型电力系统成为电力领域的重要方向。”裴哲义表示，未来，高比例的新能源发展成为主力电源后，面对天气变化，光伏发电、风电不稳定时，缺少的电量如何去补，一方面要靠储能，另一方面要靠多元发电，比如光热发电。

构建新型电力系统多能互补是关键

新型电力系统需要解决可再生能源占比不断扩大带来的供应安全问题，而对于未来的电力系统的特点，金建祥认为，未来新型电力系统的总体应用场景是，风电、光伏发电的占比会很高，但真正能够直接消纳的比例并不高，总体上估计不会超过50%。为此，他指出，要达到碳中和目标，需要有更多的储能才能实现。在金建祥看来，新型电力系统中，电源和储能都将呈现多元化特点。“未来的电力系统，没有一种发电方式可以‘一统天下’，储能也一样，各种储能方式都会拥有适合的地方。”他强调，未来需要各种各样的电源形式和各种各样的储能形式协同发展，更多的场景将是多种电源互补，协同发展，共同满足碳中和的要求，这将是大势所趋。

对此，霍焱认为，新型电力系统是以承载实现碳达峰碳中和，确保能源电力安全为基本前提，以满足经济社会发展电力需求为首要目标，以最大化消纳新能源为主要任务，以坚强智能电网为枢纽平台，以“源网荷储”互动为特征，以多能互补为支撑，具有清洁低碳、安全可控、灵活高效、智能友好、开放互动五大基本特征。

业内认为，安全可靠是对能源系统的基本要求，经济可行的能源系统才会被社会接受，绿色低碳是能源转型的大方向。为此，新型电力系统必须逐步做到满足这三个目标，而实现安全可靠离不开“多能互补”。当前，无论是大型风电光伏发电基地，还是水风光流域一体化，都在国家政策层面推动多种电源优势互补，也代表着电力系统转型的方向。

解决当下发展难题电氢耦合是未来

虽然可再生能源发展不断提速，但业内认为，构建新型电力系统仍然存在的一些难题，需要行业积极寻找解决路径。“要实现构建新型电力系统的战略目标，整个电源系统的价格体系需要做一些调整。”金建祥指出，当前，光热发电、储能成本仍然较高，需要靠光伏、风电来解决其高成本问题，但如果还是以同样很低的价格上网，可能会面临很多的问题，比如新能源配置储能后，因电池成本很高，可能会导致偷工减料。

在金建祥看来，为解决这一发展难题，未来新能源的上网电价应该根据时间来决定。他强调，“特别是在用户端，需要根据不同的用电时段形成价格差，从而在并网侧也能相应地形成价格差，这样储能和光热就可以发挥比较好的性能。”

与此同时，氢能的发展也被业内广泛视为未来解决电力系统问题的重要路径。裴哲义指出，目前来看，火电还需要作为一种保底的电源，不过，未来氢能也会在新型电力系统中发挥重要作用。他表示，在西北地区，光伏电价足够低，制氢的成本也足够低，就可以将绿氢加工成一种燃料。比如，甲醇在风、光不足的时候，就可以拿出来做燃料代替煤电。

对此，霍焱认为，“绿电助力绿氢，绿氢成就绿电”正在成为能源转型的重要一环，推广“绿电+绿氢”是实现碳中和的有力武器。因此，发展“电氢耦合”构建绿色电力系统，是未来实现碳中和的重要路径之一，也是未来绿氢产业升级的重要选项。