專家建言：將氣候適應(yīng)性理念納入電力系統(tǒng)發(fā)展規(guī)劃的頂層設(shè)計(jì)
【谷騰環(huán)保網(wǎng)訊】為助力我國新型電力系統(tǒng)適應(yīng)氣候風(fēng)險(xiǎn)、提升安全保供能力，自然資源保護(hù)協(xié)會(huì)（NRDC）與北京綠源碳和科技有限公司日前共同發(fā)布《考慮氣候風(fēng)險(xiǎn)的電力系統(tǒng)保供能力提升路徑與機(jī)制研究》（以下簡(jiǎn)稱《報(bào)告》）從新型電力系統(tǒng)氣候適應(yīng)性的視角，聚焦氣候風(fēng)險(xiǎn)對(duì)中長期電能量平衡的影響，探討了氣候風(fēng)險(xiǎn)下新型電力系統(tǒng)平穩(wěn)轉(zhuǎn)型和高效保供的有效策略。
國家電網(wǎng)三級(jí)顧問蔣莉萍、中電聯(lián)計(jì)劃財(cái)務(wù)處計(jì)劃部處長張衛(wèi)東、國家氣候中心副研究員王陽、北京大學(xué)能源研究院特聘副研究員康俊杰、NRDC清潔電力高級(jí)顧問王萬興等多位專家參會(huì)研討。NRDC北京代表處首席代表張潔清參會(huì)并致辭。
電力安全面臨氣候風(fēng)險(xiǎn)等雙重壓力
電力安全保供是我國電力發(fā)展的首要命題。新型電力系統(tǒng)以電源側(cè)可再生能源的高比例并網(wǎng)和需求側(cè)多樣化資源的大規(guī)模接入為特征，電力系統(tǒng)結(jié)構(gòu)日益復(fù)雜，系統(tǒng)性風(fēng)險(xiǎn)顯著增大。
而隨著氣候變化的加劇，高溫、暴雨等極端天氣事件的頻發(fā)可能導(dǎo)致電力供需嚴(yán)重失衡。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型和氣候風(fēng)險(xiǎn)加劇的兩相疊加，為電力安全保供帶來了雙重壓力。
我國電力低碳轉(zhuǎn)型近十年來取得了長足的進(jìn)步，以風(fēng)、光為代表的可再生能源實(shí)現(xiàn)了跨越式發(fā)展，為新型電力系統(tǒng)的建設(shè)打下了良好基礎(chǔ)。NRDC北京代表處首席代表張潔清表示，但另一方面，電力安全保供面臨著系統(tǒng)結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型和氣候風(fēng)險(xiǎn)事件頻發(fā)的雙重壓力。“在這樣的形勢(shì)下，構(gòu)建以新能源為主體的新型電力系統(tǒng)，打破傳統(tǒng)的能源不可能三角，實(shí)現(xiàn)電力系統(tǒng)的安全、經(jīng)濟(jì)、低碳，在保障能源安全的前提下，逐步實(shí)現(xiàn)新能源的替代和傳統(tǒng)化石能源比重的降低，是我們面臨的重大課題。”
國家電網(wǎng)三級(jí)顧問蔣莉萍表示，在我國可再生能源將成為主體電源的背景下，建立氣候韌性的電力系統(tǒng)，需要在規(guī)劃建設(shè)新型能源體系的總體架構(gòu)下，依靠源網(wǎng)荷儲(chǔ)縱向協(xié)同以及與其他用能系統(tǒng)的橫向協(xié)同。“就提升可再生能源發(fā)電的保供能力而言，一是需要提升其發(fā)電出力的可預(yù)測(cè)性和可調(diào)度性；二是要加強(qiáng)對(duì)項(xiàng)目發(fā)展與建設(shè)的科學(xué)合理布局；三是要結(jié)合氣候方面的研究，更準(zhǔn)確地把握各種時(shí)間尺度下的風(fēng)光出力特性、規(guī)律，并納入國家預(yù)警預(yù)報(bào)體系，通過建立更好的協(xié)同機(jī)制，發(fā)揮可再生能源的保供作用。”
極端天氣下電力如何保供？
《報(bào)告》選取西部以高比例可再生能源為主的電力送端大省——青海省，以及東部以火電為主的電力受端大省——廣東省作為典型案例。通過量化青海省極寒與廣東省高溫的氣候場(chǎng)景，模擬兩地2025年電力系統(tǒng)的安全保供運(yùn)行特性，從經(jīng)濟(jì)性的角度探討了電力保供組合方案，并設(shè)計(jì)了電力系統(tǒng)保供能力提升路徑。
《報(bào)告》還從資源規(guī)劃、保供理念、監(jiān)測(cè)預(yù)警、區(qū)域發(fā)展、多主體協(xié)作等層面，為我國新型電力系統(tǒng)提升氣候適應(yīng)性和安全保供能力提出了政策建議。
《報(bào)告》指出，在以極寒和高溫為核心特征的氣候場(chǎng)景下，將出現(xiàn)用電負(fù)荷大幅上漲、電源總體供電能力下降的現(xiàn)象，超出了電力系統(tǒng)的常態(tài)化保供能力范圍。在不考慮需求側(cè)管理措施和應(yīng)急調(diào)整輸電計(jì)劃的情況下，青海省和廣東省的電力缺口可分別達(dá)到全網(wǎng)最大負(fù)荷的40%和10%以上。
《報(bào)告》認(rèn)為，在氣候風(fēng)險(xiǎn)沖擊下，可再生能源為主的電力系統(tǒng)主要面臨長時(shí)間的資源充裕度不足和靈活性不足的問題，火電為主的電力系統(tǒng)主要面臨的是負(fù)荷尖峰時(shí)段資源充裕度不足的問題。各地區(qū)需要按照電力供需緊張形勢(shì)和資源條件制定針對(duì)性方案，把調(diào)動(dòng)需求側(cè)資源、釋放可調(diào)節(jié)負(fù)荷潛力作為實(shí)現(xiàn)電力系統(tǒng)供需平衡的關(guān)鍵優(yōu)先選項(xiàng)。
《報(bào)告》強(qiáng)調(diào)，新型電力系統(tǒng)適應(yīng)氣候風(fēng)險(xiǎn)的關(guān)鍵基礎(chǔ)是統(tǒng)籌“源網(wǎng)荷儲(chǔ)”多環(huán)節(jié)資源。建議加快建設(shè)分鐘級(jí)快速響應(yīng)資源、小時(shí)級(jí)深度可控資源和長時(shí)級(jí)備用供應(yīng)資源等三個(gè)等級(jí)的保供調(diào)節(jié)資源架構(gòu)；強(qiáng)化需求側(cè)資源管理，形成“虛擬電廠”調(diào)節(jié)效應(yīng)，作為應(yīng)對(duì)季節(jié)性尖峰用電緊張、緩解系統(tǒng)保供壓力的首要措施；充分挖掘區(qū)域資源互濟(jì)能力，加強(qiáng)區(qū)域保供電力的時(shí)空互濟(jì)；發(fā)揮可再生能源主體責(zé)任提升保供能力，在西部地區(qū)，通過提高預(yù)測(cè)精度等手段提升新能源發(fā)電的可調(diào)性和可控性，在東部地區(qū)，實(shí)現(xiàn)“發(fā)電于民”“藏電于民”，分布式電源形成點(diǎn)狀支撐網(wǎng)絡(luò)來提升電力可靠供應(yīng)能力；加強(qiáng)氣候風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警預(yù)報(bào)工作，并建立應(yīng)急事故響應(yīng)機(jī)制。
《報(bào)告》提出的政策建議還包括將氣候適應(yīng)性理念納入電力系統(tǒng)發(fā)展規(guī)劃的頂層設(shè)計(jì)，推動(dòng)建設(shè)氣候適應(yīng)性新型電力系統(tǒng)；革新新型電力系統(tǒng)安全保供理念，在電力應(yīng)急保供處置方案中重視氣候風(fēng)險(xiǎn)下負(fù)荷分級(jí)減載措施緩解電力保供壓力的作用；強(qiáng)化電力系統(tǒng)的天氣氣候信息監(jiān)測(cè)預(yù)測(cè)功能，實(shí)現(xiàn)數(shù)字化氣候風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警與防范應(yīng)對(duì)；明確電力保供工作中各主體的功能和責(zé)任，協(xié)調(diào)各方利益，通力合作應(yīng)對(duì)氣候風(fēng)險(xiǎn)。
保供還需建設(shè)有氣候韌性的新型電力系統(tǒng)
“電力系統(tǒng)非常復(fù)雜，從某些角度看是非常脆弱的系統(tǒng)。在雙碳目標(biāo)的背景下，電力系統(tǒng)將成為能源系統(tǒng)的基礎(chǔ)和樞紐。電力系統(tǒng)在應(yīng)對(duì)災(zāi)害性氣候方面應(yīng)加強(qiáng)事后重建能力，而在應(yīng)對(duì)極端氣候方面需要調(diào)整電力行業(yè)的生產(chǎn)方式，提升系統(tǒng)的適應(yīng)能力，發(fā)展可再生能源，并開發(fā)調(diào)節(jié)性資源。”中電聯(lián)計(jì)劃財(cái)務(wù)部計(jì)劃處處長張衛(wèi)東認(rèn)為，今年以來，我國高溫日數(shù)創(chuàng)歷史新高。盡管如此，我國并未出現(xiàn)類似去年四川那樣大規(guī)模的嚴(yán)重缺電狀況，“主要原因在于政府和相關(guān)單位對(duì)目前環(huán)境下保供認(rèn)識(shí)的提升，對(duì)保供電力和可再生能源加大了投入，更加重視對(duì)需求側(cè)資源調(diào)節(jié)潛力的挖掘，開發(fā)分布式儲(chǔ)能和電源，完善跨區(qū)供電網(wǎng)絡(luò)，實(shí)施多種措施的系統(tǒng)化聯(lián)合方案。”
NRDC清潔電力項(xiàng)目副主任劉明明認(rèn)為，新型電力系統(tǒng)目前處于建設(shè)初期，面臨許多問題和挑戰(zhàn)，包括越來越頻繁出現(xiàn)的極端天氣對(duì)源荷兩側(cè)的多重影響。從傳統(tǒng)能源向新型能源的轉(zhuǎn)變，需要摸索其規(guī)律，要從傳統(tǒng)的依賴煤電作為保供主力，逐漸轉(zhuǎn)向多方面挖掘保供潛力：在電源側(cè)，通過風(fēng)光水儲(chǔ)一體化提升可再生能源的保供能力，提供較為穩(wěn)定的出力曲線；在需求側(cè)，挖掘多樣化的用能主體在冷熱電一體化方面的潛力，平緩負(fù)荷曲線并提升靈活調(diào)節(jié)能力。此外，源網(wǎng)荷儲(chǔ)一體化、擴(kuò)大資源配置范圍、實(shí)現(xiàn)跨區(qū)域協(xié)同等手段，都是待挖掘和實(shí)踐的有效的保供路徑。
“當(dāng)下極為關(guān)鍵的是通過研究提升對(duì)風(fēng)光水等可再生能源發(fā)電規(guī)律性的認(rèn)識(shí)。”國家氣候中心副研究員王陽認(rèn)為，區(qū)域性高溫干旱、大范圍寒潮、霧霾、沙塵、臺(tái)風(fēng)、暴雨等極端天氣氣候事件通過影響可再生能源發(fā)電出力，破壞能源基礎(chǔ)設(shè)施，進(jìn)而影響能源電力安全。對(duì)于構(gòu)建新型電力系統(tǒng)以及保障國家能源電力安全來說，氣象部門首先可利用全國高密度的氣象觀測(cè)臺(tái)站、測(cè)風(fēng)塔、衛(wèi)星遙感、再分析資料等開展精細(xì)化的可再生能源資源詳查和評(píng)估。評(píng)估過程不僅要關(guān)注風(fēng)光水資源的平均狀態(tài)，更要關(guān)注其波動(dòng)態(tài)，尤其是極端態(tài)；其次是提供精準(zhǔn)的風(fēng)能、太陽能資源預(yù)測(cè)，這里尤其要強(qiáng)調(diào)的是中長期預(yù)測(cè)，這些預(yù)測(cè)信息可以用于指導(dǎo)能源電力企業(yè)的生產(chǎn)、調(diào)度和運(yùn)行，并幫助他們提前預(yù)判可能的氣候風(fēng)險(xiǎn)。
北京大學(xué)能源研究院特聘副研究員康俊杰認(rèn)為，新型電力系統(tǒng)不能不計(jì)代價(jià)地保障電力供應(yīng)，應(yīng)算清經(jīng)濟(jì)賬，要用邊際成本代替平均成本來核算，即核算對(duì)保供電力的投入和保障尖峰時(shí)段用電的時(shí)長。2022年，浙江跨省交易的最高價(jià)格達(dá)到了每度電10塊錢，這一價(jià)格反映了浙江尖峰時(shí)段保供電價(jià)的真實(shí)成本。按照全國用電負(fù)荷較大區(qū)域的電力系統(tǒng)尖峰負(fù)荷來計(jì)算，保供成本也超過10塊錢，這部分成本是由電力系統(tǒng)來承擔(dān)的，未來需要優(yōu)化的新型電力系統(tǒng)來降低這部分投入。“基于我國資源特點(diǎn)和發(fā)展階段，煤電會(huì)在一定時(shí)期內(nèi)作為我國的基礎(chǔ)保障型和靈活調(diào)節(jié)型電源，尤其是在極端氣候事件發(fā)生時(shí)擔(dān)負(fù)保供重任。”
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