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大唐集团时家林 :构建“电为核心的发输储用”一体化新型能源系统

所属分类 :储能发布时间 :2020-05-22

5月17日 ,中共中央 、国务院印发《关于新时代推进西部大开发形成新格局的指导意见》(以下简称《指导意见》) 。《指导意见》明确优化能源供需结构 :支持符合环保 、能效等标准要求的高载能行业向西部清洁能源优势地区集中 。面对“百年未有之大变局” ,能源行业一方面要当好经济秩序恢复重建的主力军 ,另一方面要思考如何将能源革命与经济恢复 、转型升级相结合 ,探索出一条新基建时代的能源高质量发展道路 。

1 、新基建 新机遇

改革开放40多年 ,“中国速度”创造了人类经济史上不曾有过的奇迹 。2010年中国成为世界第二大经济体 ,2019年人均GDP跨越1万美元 ,中国发展备受瞩目 。与此同时 ,我国的经济发展也面临诸多挑战 。避免重复投资和建设 ,聚焦到转型发展和高质量发展上来是一条必由之路 。

能源是国家社会经济的支撑 ,长期以来中国油气对外依存度高达60%以上 ,始终是一把悬在能源安全上的“达摩克利斯之剑”;化石能源的巨大消耗导致了严重的环境污染和碳排放 ,这种模式已经难以为继 。能源实现独立和转型 ,对中国彻底摆脱石油美元经济体系 ,走上独立自主的可持续发展道路具有重大意义 。

新冠肺炎疫情带来了世界发展的新拐点 ,“三驾马车”中“出口”乏力 ,唯有刺激“消费” 、扩大“内需” ,推动经济发展的质变 。中国不能再走粗放型 、高污染的发展道路 ,而是应该加速转型升级 ,推动能源高质量发展的新布局 、新结构 ,实现非化石能源对化石能源的替代 ,为中国转型发展 ,注入新动能 。

在本次疫情防控阻击战中 ,中国的体制机制显示出了优势 。随着新能源 、特高压 、5G 、互联网等技术的发展 ,党中央提出“新基建”恰逢其时 ,技术 、体制 、市场 、理念等各种因素的叠加 ,为中国引领能源革命 、加速推动能源革命创造了条件 。

2 、从量变走向质变

从量变上看 ,一方面我国胡焕庸线以西的风光资源十分充沛 ,技术可开发容量高达180余亿千瓦 ,仅完全开发青海柴达木盆地的风光资源 ,即可满足50年内全国能源的总需求;2019年风电 、光伏装机容量双双突破2亿千瓦 ,位居全球第一;风光能源成本快速下降 ,10年来平均度电成本已从1元以上降至0.3元以下 ,已经具备替代化石能源的经济性条件 。另一方面 ,我国风电 、光伏装备产能 ,以及储能 、氢能装机和产能均居全球第一 ,已建成全球最大特高压交直流网络 ,为中国能源从量变走向质变奠定了坚实基础 。

新基建绝不是单纯的做大做强 、重复建设 ,而应该是转型升级 ,淘汰落后产能 ,实现量变到质变的过程 。新基建时代 ,能源 、信息和智慧化控制等技术将会加速融合 ,进一步加速能源革命的质变过程 。“电气化”是能源革命的关键导向 ,推动能源“空间转移+时间转移 ,抓住供需两头”将是实现能源革命质变的战略路径 。

在供应侧 ,建设若干西部清洁能源基地 ,将廉价的清洁能源通过特高压送到东部地区 ,实现我国清洁能源大规模的“空间转移” 。在消费侧 ,大力推进以电代煤 、以电代油 、以电代气 ,加快储能 、储热 、储冷 、电动车及氢能的发展 ,实现传统的电力“发输用”同时完成向“发输储用”本质转变 ,实现对能源的“时间转移” ,彻底解决风光间歇性问题 。

实施“能源岛+智慧城市”为代表的“清洁替代计划” 。“十四五”期间 ,三华电网电力缺口预计将达到1.2—1.8亿千瓦左右 ,内蒙古锡林郭勒盟与蒙古国交界区域 ,新能源可开发量在4亿千瓦以上 ,建议在此区域规划建设“亿级千瓦风光储一体化能源岛” ,预计落地电价0.35元/千瓦时左右 ,具有经济性 。同时在受端规划建设6—8座“智慧城市” ,整体布局储热 、储冷 、电动车及氢能等“时间转移”负荷 ,构建“电为核心的发输储用”一体化新型能源系统 ,率先打造“十四五”零碳发展示范模式 。

通过“能源岛+智慧城市——清洁替代计划”的实施 ,一是可以迅速满足三华地区80%的增量能源需求 ,也可满足部分对存量化石能源的替代 ,以及荒漠化土地的治理 ,把资源优势转化成经济发展动力 。二是将全面拉动新材料 、高端装备 、智能制造 、储能 、氢能 、电动汽车等绿色产业发展 ,触发投资规模将超万亿美元 ,打造新的增长点 。三是实现清洁能源提供交通用能 、供冷供热 ,提高生活质量 ,建设美丽中国 。

目前 ,按照传统“发输用”同时完成的电力系统 ,我国电力装机20亿千瓦 ,最大负荷约12亿千瓦 ,电网整体效率较低 ,只有50%左右 。“发输储用”新型电力系统 ,将通过对氢 、电 、热 、冷的“时间转移” ,大大降低对供电的安全性 、稳定性要求 ,可以在现有电力系统基础上 ,大幅提高效率 。在不提高能源成本的情况下 ,完成能源的质变过程 ,从而实现对煤油气化石能源的全面替代 。

3 、现代能源系统的展望

按照“空间转移+时间转移”的战略路径 ,中国能源革命将分两个阶段完成 。

第一阶段 :2020年—2035年 ,实现对石油 、天然气替代 。这个时期 ,一方面继续加大特高压外送通道建设力度 ,并在存量火电调峰的前提下 ,可在西部快速建设3—5个亿千瓦级清洁能源岛基地直送东部 ,快速提升东部可再生能源电量占比 ,同时在消费侧大力发展储热 、储冷 、电动车 、电制氢等灵活性储能批量化产业 ,电力系统效率从50%提高到80% ,不改变现有电力系统的情况下 ,实现对油气化石能源35%的替代 。

第二个阶段 :2035年—2050年 ,实现对石油 、天然气 、煤的全面替代 。这个时期 ,储能 、氢能技术实现大规模成熟应用 ,“电为核心的现代能源体系”将成为我国能源优化配置的主要平台 ,以清洁电代石油 、代天然气 、代煤全部完成 ,清洁能源将实现对化石能源的最终替代 。

为了顺利完成以上两个阶段的任务 ,应该在以下四个方面发力 。一是对所有发电商及用户实现峰谷电价政策 ,适当拉大峰谷电价差 ,激励更多社会资源参与 ,支持谷电 、新能源制氢 、制热 、制冷 、充电等商业模式发展 。二是鼓励技术创新和商业模式创新 ,围绕电动车 、氢能车推广 、冷热能替代 、智能能源控制等 ,选择一些省市开展智慧城市试点 。三是加大西部新能源的开发及政策支持力度 ,在内蒙古与蒙古国交界等地率先建设一批亿千瓦级清洁能源基地 ,把西 、北部的高原 、荒漠变成“新能源电气田” ,替代传统的“油田 、气田 、煤田” 。四是这样一个巨大工程推进 ,不是一蹴而就的 ,有许多挑战和困难 ,需要得到社会各界通力支持 ,需要在政策上 、税收上给予更多倾斜支持 ,如成立国家能源转型基金 、协调通道建设等 。

在“新基建”加快布局之际 ,能源革命已到了蓄势而发的阶段 ,既是机遇 、也是挑战 ,大有可为 。对中国而言 ,此次能源革命是一项巨大的系统工程 ,不仅是一次行业革命 ,更是对习近平总书记就推动能源生产和消费革命提出的“四个革命 ,一个合作”能源战略的深化实践 ,对推进现代化进程及实现“两个一百年”奋斗目标的意义重大 。中国有体制优势 、资源优势 、市场优势 ,完全可以成为世界能源革命的引领者 ,在“百年未有之大变局”中实现破局 ,走出一条新道路 ,为实现人类对美好生活的追求提供更坚强的保障 。

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