黨的二十大報告指出，“推動能源清潔低碳高效利用”“深入推進能源革命”“加快規(guī)劃建設新型能源體系”，為我國能源高質(zhì)量發(fā)展指明了方向，為“雙碳”目標實現(xiàn)提供了根本遵循。
位于湖北省隨州市曾都區(qū)淅河鎮(zhèn)的晶泰光伏電站。夏一菲 攝
近日，由國網(wǎng)經(jīng)濟技術研究院有限公司主辦的第二屆能源轉(zhuǎn)換與經(jīng)濟年度論壇在線上召開。與會專家學者相聚“云端”，圍繞“構(gòu)建綜合能源系統(tǒng)，服務能源低碳轉(zhuǎn)型”這一主題深入交流研討，共同探討構(gòu)建綜合能源系統(tǒng)的關鍵技術和應用。
發(fā)展綜合能源服務是推動能源轉(zhuǎn)型的重要抓手
實現(xiàn)“雙碳”目標、加快構(gòu)建新型電力系統(tǒng)是能源電力領域一場廣泛而深刻的變革，涉及能源生產(chǎn)、供應、消費等各方面，需要不斷凝聚社會各方共識，形成轉(zhuǎn)型合力。
“大力發(fā)展綜合能源服務，是實現(xiàn)‘雙碳’目標、加快能源綠色低碳轉(zhuǎn)型的重要抓手。”國家電網(wǎng)有限公司科技部副主任劉前衛(wèi)在論壇上表示。國家能源局印發(fā)的《2022年能源工作指導意見》強調(diào)，堅持以立為先，深入落實碳達峰碳中和目標要求，深入落實《“十四五”可再生能源發(fā)展規(guī)劃》，大力發(fā)展非化石能源，著力培育能源新產(chǎn)業(yè)新模式，持續(xù)優(yōu)化能源結(jié)構(gòu);大力發(fā)展綜合能源服務，推動節(jié)能提效、降本降碳。
在天津大學電氣自動化與信息工程學院教授、電氣工程系副主任穆云飛看來，綜合能源系統(tǒng)是在規(guī)劃、建設和運行等過程中，對各種能源的產(chǎn)生、傳輸與分配(供能網(wǎng)絡)、轉(zhuǎn)換、存儲、消費、交易等環(huán)節(jié)實施有機協(xié)調(diào)與優(yōu)化，進而形成的能源產(chǎn)供銷一體化系統(tǒng)，其開源節(jié)流能力是能源系統(tǒng)減碳的重要推手。
論壇上，與會專家一致認為，構(gòu)建綜合能源系統(tǒng)重在以綜合化的發(fā)展思路，推動不同類型能源之間的協(xié)調(diào)互補，同時以智能化的發(fā)展手段深化現(xiàn)代通信技術在能源領域的融合應用，實現(xiàn)不同能源環(huán)節(jié)、主體間的協(xié)調(diào)互濟，增強能源生產(chǎn)、傳輸、存儲、消費等各環(huán)節(jié)的靈活性，推動能源高質(zhì)量發(fā)展。
2022年3月，國家發(fā)展改革委、國家能源局聯(lián)合印發(fā)《氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展中長期規(guī)劃(2021～2035年)》，以實現(xiàn)“雙碳”目標為總體方向，明確了氫能是未來國家能源體系的組成部分，是戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)的重點方向，也是構(gòu)建綠色低碳產(chǎn)業(yè)體系、打造產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級的新增長點。
“電和氫都是終端可以利用的能源形式，而且便于相互轉(zhuǎn)化，電-氫協(xié)同可以充分發(fā)揮電便于傳輸、氫易于存儲的優(yōu)勢，為新型電力系統(tǒng)的多時間尺度靈活調(diào)節(jié)提供全新的解決方案。”中國工程院院士、世界電動汽車協(xié)會創(chuàng)始及輪值主席、香港大學榮譽教授陳清泉在論壇上表示。
美國國家工程院院士、伊利諾伊理工大學電氣與計算機工程學院教授、羅伯特·加爾文電力創(chuàng)新中心主任穆罕默德·謝罕德普也在主旨演講中對分布式可再生能源、氫能的不同應用場景進行介紹，論述了氫燃料電池新能源汽車對于降低城市交通網(wǎng)和配電網(wǎng)運營成本、減少碳排放的意義，同時強調(diào)了含氫能的交通-配電網(wǎng)協(xié)同運行對能源低碳轉(zhuǎn)型的重要作用。
科技創(chuàng)新推動電網(wǎng)向能源互聯(lián)網(wǎng)升級
“堅持科技自立自強、持續(xù)強化自主創(chuàng)新，是構(gòu)建現(xiàn)代綜合能源系統(tǒng)、推動能源高質(zhì)量發(fā)展的關鍵環(huán)節(jié)。”劉前衛(wèi)表示，新型電力系統(tǒng)技術特征和運行機理發(fā)生深刻變化，推動電網(wǎng)向能源互聯(lián)網(wǎng)升級更加依賴科技創(chuàng)新。
國家電網(wǎng)公司貫徹落實國家創(chuàng)新驅(qū)動發(fā)展戰(zhàn)略，圍繞公司和電網(wǎng)高質(zhì)量發(fā)展，全面推進科技創(chuàng)新。公司已在特高壓、大電網(wǎng)運行控制、柔性直流輸電等領域取得一批具有自主知識產(chǎn)權、世界領先的原創(chuàng)成果，建成一系列世界級創(chuàng)新工程，科技創(chuàng)新能力全球領先。目前，公司初步建成了以直屬科研產(chǎn)業(yè)單位、省級電力公司、基層創(chuàng)新力量為主體的三級創(chuàng)新體系。
“隨著大規(guī)模新能源電源接入電網(wǎng)，電力系統(tǒng)需要在隨機波動的負荷需求與電源之間實現(xiàn)能量供需平衡，其結(jié)構(gòu)形態(tài)、運行控制方式以及規(guī)劃建設與管理發(fā)生根本性變革，形成以新能源電力生產(chǎn)、傳輸、消費為主體的新一代電力系統(tǒng)，即新型電力系統(tǒng)。”陳清泉認為，新型電力系統(tǒng)的特征是多源互補、源網(wǎng)協(xié)同、供需互動、靈活智能。
湖北電網(wǎng)是三峽電力外送的起點、西電東送的通道、南北電力互供的樞紐和全國電力聯(lián)網(wǎng)的中心。當前，湖北電網(wǎng)通過21回超高壓、特高壓交直流聯(lián)絡線與8個區(qū)外電網(wǎng)相連，與三峽系統(tǒng)聯(lián)系緊密，是典型的樞紐電網(wǎng)。國網(wǎng)湖北省電力有限公司經(jīng)濟技術研究院在廣水市構(gòu)建100%可再生能源互聯(lián)網(wǎng)示范工程，開展了新型電力系統(tǒng)建設實踐。“示范工程聚焦高比例可再生能源電網(wǎng)領域的技術難題，為源、網(wǎng)、荷、儲、控制等多項關鍵技術研究和驗證提供重要的應用平臺。”湖北經(jīng)研院副院長楊東俊介紹。
科技創(chuàng)新給能源低碳轉(zhuǎn)型帶來更多可能。多位專家在論壇上闡釋了新技術新應用對能源轉(zhuǎn)型的作用。加拿大工程院院士，香港理工大學電機工程學系教授、系主任鐘志勇基于能源低碳轉(zhuǎn)型背景，對人工智能的發(fā)展、機器學習算法的關鍵環(huán)節(jié)及其重要應用進行了深入解讀;清華大學教授，太原理工大學黨委副書記、副校長孫宏斌圍繞多能流綜合能量管理的關鍵技術、系統(tǒng)與應用，全面講解了技術背景、理論進展與工程進展;上海交通大學電氣系教授、副主任黎燦兵針對山區(qū)、海島等特殊供電場景，闡釋了多能源局域網(wǎng)靈活組網(wǎng)、透明調(diào)度與故障抑制技術及應用……
市場化為推動更經(jīng)濟有效的低碳轉(zhuǎn)型提供機遇
“推進綜合能源系統(tǒng)建設，不僅需要加快能源技術革新，還要不斷完善有關法律法規(guī)和政策，健全分布式電源發(fā)展新機制，加快現(xiàn)代綜合能源市場建設，支持新模式新業(yè)態(tài)發(fā)展，更多依靠市場機制促進節(jié)能減排降碳，提升能源服務水平。”國網(wǎng)經(jīng)研院院長、黨委書記郭銘群認為，機制建設是服務實現(xiàn)“雙碳”目標的重要手段。
隨著能源轉(zhuǎn)型的推進，火電機組靈活性改造受到了廣泛關注。“在技術層面，減小最小出力、增強調(diào)峰能力是目前火電機組最為廣泛和主要的改造目標;在經(jīng)濟層面，隨著能源結(jié)構(gòu)的調(diào)整，火電機組利用小時數(shù)呈下降趨勢，改造后火電機組的沉沒成本更需要進一步關注;在機制層面，中國特色的調(diào)峰輔助服務市場是現(xiàn)階段火電機組靈活性改造的核心經(jīng)濟驅(qū)動力。”國網(wǎng)經(jīng)研院首席專家王新雷認為，隨著調(diào)峰輔助服務市場的建立和深度調(diào)峰補償措施的完善，我國許多火電廠的靈活性已經(jīng)達到國際先進水平。
“碳市場為推動更經(jīng)濟有效的低碳轉(zhuǎn)型提供機遇，及時對電力調(diào)度和定價機制等方面進行市場化改革對全國碳市場的有效性十分重要。”國際能源署項目協(xié)調(diào)員和氣候政策分析師大衛(wèi)·費舍爾在論壇上表示。
我國全國碳市場于2021年7月啟動交易，碳市場第一個履約期履約率達99.5%。目前，我國碳市場納入發(fā)電行業(yè)，每年覆蓋約45億噸二氧化碳排放量，約占我國能源體系二氧化碳排放總量的40%。
國際能源署可再生能源整合和安全電力部門電力系統(tǒng)轉(zhuǎn)型分析師雅克·沃瑞奇認為，電即未來，電力行業(yè)是去碳化的第一推動者和促進者，電力市場對于提供清潔、安全及可負擔的電能來說至關重要。他建議，建立全國統(tǒng)一電力市場，中國不僅要考慮國內(nèi)的情況，比如省區(qū)之間的交易協(xié)調(diào)，也要在供給安全、經(jīng)濟效率、價格穩(wěn)定性以及與“雙碳”目標的一致性等方面學習國際經(jīng)驗。
構(gòu)建綜合能源系統(tǒng)，助力能源清潔低碳轉(zhuǎn)型，是一項艱巨復雜的系統(tǒng)工程。電力行業(yè)正以更大決心、更大力度、更實舉措支撐構(gòu)建新型電力系統(tǒng)，助力能源電力清潔低碳轉(zhuǎn)型，為實現(xiàn)“雙碳”目標貢獻力量和智慧。（高雅）
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