山西大唐岢岚大阳坡风电场 (上海电气风电集团供图)
伊金霍洛旗采煤沉陷区生态治理光伏发电项目(伊金霍洛旗能源局供图)
党的十八大以来,中国是全球能耗强度降低最快的国家之一,超额完成到2020年碳排放强度下降40%~45%的目标,累计减少排放二氧化碳58亿吨。在我国已建成全球规模最大的碳市场和清洁发电体系的同时,也必须清醒地认识到,目前清洁发电体系仍然面临诸多挑战,继续提升电力系统绿电占比必须在保供、开发、消纳、科技、体制机制等方面持续发力,加快我国新型能源体系建设。
提升绿电占比是能源绿色低碳转型发展的必由之路,是新型能源体系建设的重中之重,是力争实现碳达峰碳中和的关键举措,也是统筹推进能源高质量发展的迫切需要。党的二十大报告提出,“积极稳妥推进碳达峰碳中和”“立足我国能源资源禀赋,坚持先立后破,有计划分步骤实施碳达峰行动”“加快规划建设新型能源体系”“积极参与应对气候变化全球治理”这些重要论述,为我国能源体系转型指明了方向。为如期实现碳达峰碳中和目标,实现经济效益和生态环境效益双赢,加快构建新型能源体系,必须在提升绿电占比的路上踔厉奋发,笃行不怠。
党的十八大以来,中国是全球能耗强度降低最快的国家之一,超额完成到2020年碳排放强度下降40%~45%的目标,累计减少排放二氧化碳58亿吨。在我国已建成全球规模最大的碳市场和清洁发电体系的同时,也必须清醒地认识到,目前清洁发电体系仍然面临诸多挑战,继续提升电力系统绿电占比必须在保供、开发、消纳、科技、体制机制等方面持续发力,加快我国新型能源体系建设。
先立后破保供优先,结合我国国情稳步推进新型绿色电力保供体系
2021年10月21日,习近平总书记在胜利油田考察时提出,“能源的饭碗必须端在自己手里”。2022年以来,叠加全球经济恢复推动的能源需求大增,俄乌冲突导致的能源供给不足等多重不利因素,全球化石能源价格暴涨,能源危机笼罩全球。我国能源供应链安全性和稳定性面临更加复杂的形势,电力、煤炭供应区域性、时段性紧张风险更加凸显,极端条件下能源供应保障不确定因素快速增加。迫切需要发挥我国在全球绿色能源领域的领导力,构建新型能源体系,化不利的外部环境为自身发展动力,重塑全球绿色价值链、供应链、产业链,为全球能源安全提出中国方案,贡献中国智慧。
首先,统筹新能源和传统能源的发展,确保电力安全可靠供应,有效防范和化解绿色低碳转型的伴生风险。遵循我国能源安全的指导方针,立足富煤、贫油、少气的基本国情,充分认识到煤炭保障能源安全的重要基础地位短期内不可替代,发挥好传统支撑性电源的托底保障作用,持续推进应急备用能力建设,确保传统能源逐步退出要建立在新能源安全可靠替代的基础上,积极、稳妥、安全降碳。
其次,突破新能源在电力保供方面的瓶颈,逐步建立绿色低碳电力保供体系。加快提升新能源可靠替代能力,推进新能源多能互补、大区域时空互补和源网荷储一体化发展模式,加快新能源装备技术研发,强化清洁能源资源评估和功率预测技术研究,延长预测周期、提升预测准确性、完善调度运行辅助决策功能,深化极端天气下功率预测技术研究。强化省内、省间电网通道输电能力和灵活性,充分发挥大电网平台作用和风电、光伏发电“平滑效应”,促进各省盈缺互剂、优势互补,充分发挥好特高压输电通道作为跨省区资源配置的重要功能。加快长中短期储能技术研发与应用,依托抽水蓄能和新型储能实现中短周期储能,促进新能源消纳和电力平衡;依托大型水库可逆式机组、储氢、储氨等实现长周期储能,保障能源电力跨季节调节。通过技术进步和规模化应用相结合,不断实现关键技术突破,逐步建立绿色电力保供体系。
集中式与分布式并举,加快提升外送基地绿电占比
风光等新能源集中式和分布式并重,实现大规模开发应用,逐步成为能源供应的主体。其中,集中式新能源开发主要受国土空间、生态环境、送出能力等制约,尤其在人口、产业相对密集的中东部地区,新能源开发与生态保护、土地资源的矛盾更为突出。综合考虑节约国土资源、与生态环境相适应等因素,“三北”地区优化推动基地化规模化开发,西南地区统筹推进水风光综合开发,中东南部地区重点推动就地就近开发,东部沿海地区积极推进海上风电集群化开发。
分布式风光与土地、环境融合发展,推动中东部地区绿电就近开发消纳。光伏发电方面,光伏发电设施对地表、地质要求不高,环境适应性强,各类土地和一些建筑物、构筑物均可做建设场址;光伏组件支架长高,多层次共用空间,同一块地可以多重收益,提高土地综合利用率;通过技术创新不断提升效率,减少单位发电装机用地面积。未来随着光伏成本进一步下降,探索光伏发电产品更多样,能上墙、可上房,不局限于地面,多途径融合发展。风电方面,开发低风速风电机组、耐磨蚀叶片、桁架式基础等,降低风速约束边界,使风电对建设场址更宽容,可在中东部低风速地区实现经济开发;风电机组分布稀疏,周边土地可继续利用、复合利用增值;风电机组基础等可做其他用途,集成综合应用可提高单位用地效益。深入推进“千乡万村驭风行动”“千家万户沐光行动”,结合乡村振兴和农村能源革命,大力推动分布式新能源因地制宜开发、就近并网接入、统一平衡消纳。
可再生能源基地规模化及绿色化发展,将极大提升新型能源体系绿色低碳成色。今年5月,《关于促进新时代新能源高质量发展的实施方案》里进一步明确了大基地“三位一体”的发展思路,加大力度规划建设以大型风光基地为基础,以其周边清洁高效先进节能的煤电为支撑,以稳定安全可靠的特高压输变电线路为载体的新能源供给消纳体系。2021年,我国启动了总规模约4.5亿千瓦的以沙漠、戈壁、荒漠地区为重点的大型风电光伏基地规划建设。目前约1亿千瓦的大型风光电基地已全部开工建设,涉及内蒙古、青海、甘肃等19个省份,第二批基地项目正在积极推动前期工作、部分已开工,第三批基地项目也在组织谋划中。水风光一体化基地主要依托主要流域现有水电调节能力、水电扩机、新建常规水电站、建设抽水蓄能电站等,以水电和抽蓄为支撑性和调节性电源,因地制宜带动流域周边风光资源规模化开发利用。基于现有水电开发情况、未来开发潜力以及周边抽水蓄能资源情况,初步估计水风光一体化可带动5亿千瓦~20亿千瓦的新能源开发。
不断优化外送基地电源配置方案,加快提升外送基地绿电占比。以水电为支撑电源的新能源基地外送绿电占比可达100%,如金上到湖北、藏东南至粤港澳大湾区等外送通道,“三北”地区以煤电为支撑电源的新能源基地绿电占比相对较低(一般为50%左右),如陇东至山东、陇电入浙等外送通道。以水电为支撑的通道,可考虑通过水电扩机并增加抽水蓄能或新型储能的电源配套方案,在现有规划基础上将一条通道扩充为两条到三条送出通道;对于以火电为支撑的通道,可考虑通过适当减少火电装机并结合抽水蓄能和新型储能,提高通道的绿电占比。目前,掺氢燃机已经在国内外开展了规模化应用,最高掺氢比例可达50%,预计2030年前后100%以氢为燃料的高效燃机技术将逐步成熟。同时,考虑随着技术进步和规模化发展,电解水制氢价格将逐步达到经济可接受区间,在“三北”地区天然气资源较丰富的区域开展以掺氢燃机为支撑电源的外送基地将成为可能,掺氢燃机基地可逐步过渡到100%采用绿氢为燃料的纯绿电外送基地。考虑到外送通道资源的稀缺性及受端省份对绿电需求的迫切性,未来新建通道的绿电占比应逐步提高到70%以上,并随着技术进步和经济竞争力改善,越来越多100%纯绿电外送通道将呈现在眼前。