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刘敏:雪炭行动助力能源保供及新型能源体系构建 2023-09-17 13:09:00

摘要:能源新闻网讯,9月16日,2023全球能源转型高层论坛在昌平区未来科学城开幕。论坛期间,还将举行主论坛、九大专题分论坛、签约和揭牌仪式等活动。

能源新闻网讯,9月16日,以“能源安全 绿色转型”为主题的2023全球能源转型高层论坛在昌平区未来科学城开幕。

 

开幕式后,与会领导来到华为、国家能源集团、隆基等展区,参观了论坛举办的科技成果展览展示。论坛期间,还将举行主论坛、九大专题分论坛、签约和揭牌仪式等活动。

 

下面是九大专题分论坛之2023“能源谷”建设发展论坛活动中国家电力投资集团有限公司首席专家刘敏先生的发言:

 

尊敬的刘司长、潘会长,各位领导、各位专家、各位来宾,大家上午好!

 

感谢论坛组委会的邀请,非常高兴也非常荣幸参加“全球能源转型高层论坛—综合智慧能源分论坛”,并有机会就能源转型方面的最新创新与探索实践,跟大家做个分享。我分享的主题是“雪炭行动助力能源保供及新型能源体系构建”,包括三部分的内容:一、能源转型的趋势与挑战;二、雪炭行动及其形态特质;三、缺电保供典型省市探索实践。

 

第一部分,能源转型的趋势与挑战。

 

能源转型的趋势重点还是在需供两侧的变化。

 

从需求侧来看最主要的变化和特点是,终端电气化比例加速提升,绿色生产生活方式加速转变,用户侧智慧能源具有巨大的发展空间。预计未来全社会电气化率每年将增加1个百分点,到2025年绿色低碳产品市场占有率大幅提升,重点领域消费绿色转型取得明显成效,绿色低碳循环发展的消费体系初步形成。到2030年,绿色低碳产品成为市场主流,重点领域消费绿色低碳发展模式基本形成,绿色消费制度政策体系和体制机制基本健全。

 

从供给侧看特点是,未来能源结构将加速向可再生能源转变,新能源将成为主体能源,分布式新能源成为其重要组成部分。我国新能源发电装机规模快速扩张,高比例新能源接入已是系统必须适应的现实。截止2023年6月我国可再生能源装机达13.22亿千瓦,历史性超过煤电的比重,约占我国能源总装机的48.8%,其中风电、太阳能发电累计装机规模分别为3.4亿、4.71亿千瓦,约占我国能源总装机的31.8%。到2030年我国风电、光伏装机预计将达16亿千瓦,清洁能源装机占比达到70%左右。

 

能源转型面临的挑战最主要体现在以下几个方面:

 

一是城乡电气化水平提升,全社会用电量快速增长,大量小而散的新型负荷越来越多,成为社会总用电量增长的重要因素。

 

二是负荷呈现峰值特征,峰谷差逐渐拉大,全年尖峰时间近40小时,仅依靠大激励、大电网模式或者纯电模式无法满足我国未来绿色电力的需求。

 

三是随着生活水平提高与极端天气的频发,夏冬两季空调负荷占全社会最高用电负荷的比例逐步增高,但持续时间较短,以电力满足短期内的供热需求,系统代价高,需要充分地融合包括太阳能集热、生物质、电厂蒸汽、工业余热、数据中心资源冷却、天然气等非电的功能技术,与电力功能构成有机协同关系,充分释放多技术融合效应。这一部分我们现在面临的问题还是非常突出的,我们在推进整个能源转型、技术创新和模式创新的时候,是把电或者融合技术放在非常突出的位置,而融合技术里面的非电技术排序应该是最靠前的。

 

第二部分,雪炭行动及其形态特质。

 

重点方向四个方面的内容:一是雪炭行动与零碳电长的关系,二是综合智慧零碳点长的内涵,三是零碳电厂的四大特性,四是零碳电厂的核心特质。

 

雪炭行动顾名思义就是雪中送炭,是在去年夏季年均缺电保供背景下提出来的,旨在通过源储荷多方发力。这里面我需要重点说明的是,雪炭行动尽管是在缺电保供背景下提出来的,但它不局限于缺电保供,各个地方可以因地制宜的来开展推进,国家电投现在涉及到全国各个地域都在推进这个雪炭行动。目前我们围绕乡村振兴、脱贫保供、帮扶国家大战略正在推雪炭N行动,把雪炭行动变成乡村的形态进一步聚焦、升级,提升以后到雪炭N行动来推。

 

综合智慧零碳电厂是雪炭行动最主要的业务形态,它针对尖峰负荷持续时间短、频次低、短时尖峰电力供应不足等问题,旨在通过源储荷一体化应对,融合协同构建乡村、园区及城镇为主要形态的自平衡点,自调度的用户侧综合能源系统,解决电力供应局部紧张问题,促进终端用户大比例就近、就地使用绿色电力,推动生产生活方式的绿色转型。

 

一是综合智慧零碳电厂的内涵:综合智慧零碳电厂是将相对分散的源网荷储等元素,通过智慧系统进行聚合,等效形成一个对内协调平衡,对外与电网友好互助,并可接受电网调控的新型电厂,它是一个新型能源生产与消费的聚合体。主要包括绿色装机规模、储能规模、可调负荷规模等重要的要素,零碳电厂它定位在县及市和区的层级,我们的划分是把它界定在这么一个层级。朝下有零碳分厂、零碳单元。零碳电厂的核心是可控资源池的构建。

 

二是综合智慧零碳电厂的四大特性:第一大特性属地特性,大家都知道虚拟电厂,但是虚拟电厂是没有属地特性的,零碳电厂有很强的属地特性,在聚合时以乡村、城镇、工业园区、城市等形态为核心,将各条线的资源以属地化的形式聚合为源网荷储一体化的自平衡体,各级自平衡体以套娃的形式,就是零碳单元、零碳分厂、乡村、城镇、县、市一步步上来,套娃式的形式来进行聚合。

 

聚合过程中充分考虑到了各种资源作用的空间尺度差异,每个资源效用,辐射空间的半径距离是不一样的,使得各种聚合资源的价值充分发挥;可以将各种资源协同互补的效应,在各级自平衡体内放大,从而使得资源聚合更加有序、精准、高效,这是跟一般的虚拟电厂非常大的差异。

 

综合智慧零碳电厂第二大特性,能量平衡的互济特性,综合智慧零碳电厂具有多技术融合、多设施协同,多品类互济的特质,应该说它是综合智慧能源的高级形态。我们这么多年包括国家电投一直在探索,包括荷源网储各种各样的县域和形态,我们把它分成典型形态、特殊形态、高级形态一步步的进化,去年我们集团党组正式推出雪炭行动,包括了数据问题(音)、孤岛问题、割裂问题,…带来的后果就是造成多能源设施未能有效协同,导致设施利用率非常低。大家知道我们现在很多主体都要配能源设施,大家知道那个能源设施我们做过调研,很多都有20%、30%、40%的利用率,背后就是我们的投资效用非常低。割裂问题会造成多技术路线未能充分融合,导致系统能效低,系统柔性差,保供性能低的问题。

 

综合智慧零碳电厂的第三大特性是智慧特性,综合智慧零碳电厂服务的对象主体多,分布散而广,需求差异大,同一时空点上同时存在经济、节能、绿能等差异化需求,不同的主体在一个区域之内有的是追求成本最优,就是我们讲的经济模式,有的追求的是能效模式,就是我们讲的节能模式,还有的追求排放最优,就是我们讲的绿能模式,还有很多可能是一个主体这几个模式同时存在。要有效地解决这些问题,难度是非常大的,尤其在同一个时空点上,我们现在很多智慧系统还在点上做工作,如果成面或者域立体式解决难度是很大的。这里面要有效地破解这个问题,最核心的还是数字底座的打造,包括需求侧和供给侧两侧的对象,这里就涉及到建模到不到位,建模的机理如果你不到位,用传统的建模要实现满足这么多的需求,未来几乎是不可能实现的,要同时满足这些差异化的需求几乎是不可能的,这也是不同的平台、不同的智慧系统最核心的竞争力或者最大的差异所在。

 

综合智慧零碳电厂依托天书体系,通过对象化建模、特征标签化,实现同一个时空点上经济、节能、绿能、复合多种运营模式共存。有这样的智慧系统做支撑,综合智慧零碳电厂就能既满足电网的灵活调度要求,又能满足客户的差异化用能需求,实现更好的调节调度效果和运营价值。特别是在未来新型电力系统下,我们未来的新型电力系统有四大价值、四大市场,这里面电能量价值、灵活性价值、可靠性价值和绿色环境价值,四大价值的实现会形成有力的支撑。

 

综合智慧零碳电厂第四大特性是高参数响应特性,这个特性源于综合智慧零碳电厂高质量的可控资源池构建,可控资源池由源储荷三类资源构成,其中源主要是分布式,以2B、2C为主,原则上2G的资源不能纳入。比如你全额上网,这个不能放入池子里面,主要是近用户侧的储能设施,这里面包括了固定+移动,固定储能和移动储能比如V2G,实体储能、虚拟储能。这里面的可控资源池具有100%具有调节能力。

 

四是综合智慧零碳电厂的核心特质,在智慧能源领域从事的时间非常长,特质内、体制外都干过,这么多年从事智慧能源领域的创新工作,要想取得成功业务形态要创新,业务模式要取得很好的突破,最大的感受就是思维认知的提升与突破。我们的思维认知如果不变,我经常讲新瓶装旧酒的思维阶段,那这个事情做不好。最核心的体现在三个方面:一、不能只是电的思维,我们最擅长电但不能只是电,一定是多品类;二、不能是供给侧的思维,我们最擅长做供给侧的业务,一定要突出体现需求主导、用工一体、需工互动;三、一定不能只是电量平衡的思维,一定是能量平衡的思维。这是我们这么多年做下来,包括很多做不好的项目和沟通的事情,这三方面的事情如果做比较大的变化,我们未来的业务就会有比较大的突破。

 

综合智慧零碳电厂是典型的新型能源体系的形态,它体现了多技术融合、多设施协同、多品类互济的核心特质,这里面融合技术、谋划方案、智慧系统在中间起着至关重要的作用。

 

第三部分,缺电保供典型省市探索实践。下面我以浙江、重庆为重点,来跟大家分享。

 

近年来,受国际形势、极端天气、资源禀赋等因素的影响,以浙江为代表的多个省市存在巨大的区域能源保供压力。一方面浙江是能源大省、消费大省,用电需求超过德国,相当于韩国,是典型的能源输入型的资源小省;另一方面,浙江三高特征愈加明显,高比例的外来电占比高达33%,高比例的新能源超过25%,峰谷复合差达到了31000千瓦。

 

自去年9月启动雪炭行动以来,综合智慧零碳电厂已覆盖全省11个地级市,90个区县,资源总容量达到了396万千瓦。到今年6月底已形成140万千瓦的顶峰能力,等同于两台百万千瓦核电机组,实施效果得到了浙江省领导,省发改委及省能源局一致认可,并推动全省推广应用。

 

浙江省零碳电厂在源储荷多侧发力,实现对各类分布式资源、分布式能源、储能和可调负荷的整合性调控,重点围绕发挥地方产业优势,打造能源生态圈,构建多常态可控资源池,为大客户提供源网荷储等的新模式。

 

当前,国家电投正在举全集团之力,充分发挥基于场景的多技术融合谋划方案,形成可落地场景及实证,同生态伙伴一起在全省11个地市,90个区县内推进零碳电厂的高质量绿色低碳发展。预计到“十四五”末,可实现每年碳减排近百万吨,带动近百亿的储能新能源产业发展,近万人的就业。

 

重庆也面临严峻的电力保供形势,去年最大的电力缺口达到了600万千瓦,已经连续两年夏季最大负荷超电网…得到重庆市委市政府的高度认可。2023年4月国家电投与重庆市达成共识,建设重庆全域综合智慧零碳电厂,并签署全面深化战略合作协议,成为全国首个以协议形式明确与国家电投共同开展全域综合智慧零碳电厂建设的省级行政区。

 

结合重庆各区县的产业特点,资源禀赋条件和地域特征,我们将重庆划分为四大区域开展,围绕新时代、新重庆,对构建新型电力系统的要求,在城市和乡村重点建设聚合电、热、冷、气、水,源网荷储控的丰富场景元素,创新实现社会、政府、企业、居民用能数据的有效统一,为能源保供提供新模式。预计到“十四五”末,重庆全域综合智慧零碳电厂将实现38个区县全覆盖,实现顶峰能力400万千瓦,减少二氧化碳排放159万吨,创造就业岗位8000余个,打造科研创新重要阵地,为重庆能源保供、产业升级、环境保护及经济社会高质量发展保驾护航。

 

我们再看一看全国的形势,当前像浙江和重庆这样电力保供压力较大的省市还有很多,尤其是近年来寒潮、高温等极端天气,逐渐呈现持续时间长、影响范围广的特点,越来越多的省市在冬夏两季负荷高峰期电力电量缺口日益突出。在今年上半年山东、浙江、江苏等14个省市出现较大的电量缺口,缺口总量高达5700亿度。习总书记高度重视能源保供,多次做出重要指示,要求保障煤电油气供应,切实维护正常经济社会秩序。国家电投积极履行央企责任担当,依托浙江和重庆的实施经验和成果,在江苏、湖南、江西等14个电力电量缺口明显的省市,大力推进综合智慧零碳电厂建设,助力国家能源保供。预计到“十四五”末可具备顶峰能力不少于6000万千瓦,减少二氧化碳2200万吨,拉动投资近千亿元,提供就业岗位约10万个。

 

最后,我想以这段话结束我今天的分享。新模式、新业态、新路径,让我们一起携手共进,共创生态,为构建新型能源体系而奋进,谢谢大家!

 

本文系能源新闻网整理自刘敏在全球能源转型高层论坛中九大专题分论坛之2023“能源谷”建设发展论坛演讲实录,未经本人审阅。