如果全球沸腾的时代到来,电力供需形势将会越来越严峻,能源电力领域的“不可能三角”矛盾愈加突出。
在今年7月初,北方各地气温创下新高,我国专家提出电力供应「不可能再追求100%可靠供应」,就是对“不可能三角”的暂时妥协。能源电力领域要加快对未来新型能源体系、新型电力系统建设的不断推进,为破解“不可能三角”提供可行路径。
一、能源电力领域的“不可能三角”
作为碳排放的主力,能源电力行业同时面临着清洁低碳转型、安全稳定供应和经济价格低廉三重要求。对此,业内人士引入金融政策领域“不可能三角”理论,提出了能源电力领域的“不可能三角”,即能源安全稳定、经济可行、清洁低碳三者不可兼得和电网侧电力稳定供应、用电侧电价低廉和电源侧清洁低碳三者不可兼得。
二、现状:中国能源结构转型与“不可能三角”的失衡
在能源安全新战略和“双碳”目标指导下,近年来风电、光伏单位造价成本不断降低,新能源装机量和发电量迎来爆发式增长,能源“不可能三角”中清洁低碳的权重越来越高,而电力系统在运行稳定性上持续承压:一方面,随着未来新能源装机比例进一步增长,风电、光伏的日内出力波动若大于系统调峰能力,可能引起严重的电网安全问题;另一方面,新能源资源条件较好的地区主要分布于西北,而主要用电地区位于东部沿海,电源端与负荷端时空分布较远,新能源发电消纳受到限制。总之,电力更加清洁、低碳,新能源造价低廉,经济性仍然可行,但系统调峰能力和消纳能力成为瓶颈,电力安全供应保障风险不断升高。
三、解读:「不可能再追求100%可靠供应」是可预测、可控制的暂时妥协
不过,即使气候变化愈加极端,用电尖峰负荷增长加速、保障性电源装机增长缓慢、新能源出力不可预测性增强、电网调节建设未达预期等因素之间的矛盾不断加深,我们仍然有足够的能力平衡好“不可能三角”。专家提出的「不再追求100%可靠供应」,并不是指随时拉闸限电、有序用电、影响经济民生,而是“将气候适应性纳入规划,使气象模型、数据与能源规划、生产计划模型有机衔接与深度融合,深挖需求侧潜力,做好电力负荷分级管理”。系统不再简单追求满足“所有人在任何时间使用任意多的电力”,而是在可预测、可控制范围内,使用需求侧响应、峰谷电价、智能配网调节等方式,将一部分在气候变化极端时刻、用电尖峰时刻的相对不重要、不影响经济民生的负荷削减,以牺牲一小部分电力可靠供应的方式,确保电力系统整体的安全稳定、经济可行和清洁低碳。
四、展望:新型能源体系、新型电力系统建设不断推进,能源电力领域终将实现“可能三角”
未来,新型能源体系和新型电力系统建设将使能源电力在“安全稳定、经济可行、绿色环保”三个方面同时发展,实现能源电力领域的高质量发展。
在安全稳定方面,新型电力系统中,新能源通过提升可靠支撑能力逐步向系统主体电源转变;煤电继续承担基础保障;多时间尺度储能协同运行,支撑电力系统实现动态平衡;“大电源、大电网”与“分布式”兼容并举、多种电网形态并存,共同支撑系统安全稳定运行,同时满足清洁低碳要求。
在经济可行方面,随着能源产业链现代化水平和经济性不断提升,清洁能源生产、新型储能、氢能产储运等关键技术成本将不断降低,电力市场、绿证市场、碳市场不断发展,清洁能源成本疏导更加合理,新型电力系统的电力价格仍可保持经济可行,充分保障社会经济可持续发展。
在绿色环保方面,新型电力系统中,非化石能源发电将逐步转变为装机主体和电量主体,核、水、风、光、储等多种清洁能源协同互补发展,化石能源发电装机及发电量占比下降的同时,在新型低碳零碳负碳技术的引领下,电力系统碳排放总量逐步达到“双碳”目标要求。
随着安全高效、清洁低碳、柔性灵活和智慧融合的新型电力系统构建成型,能源电力“不可能三角”也将转变为“可能三角”,为迎接全球沸腾的时代的到来做好准备。
来源:中国能建中南院