助力实现“双碳”目标,多位院士出谋划策——让清洁低碳能源“风光无限”

2021-9-13 15:04 来源: 人民日报 |作者: 余建斌

随着未来风、光等可再生能源发电占比越来越高,迫切需要发展以新能源为主体的新型电力系统


数据显示,当前我国能源行业碳排放占全国总量的80%以上,电力行业碳排放在能源行业中的占比超过40%。据测算,到2060年,我国直接电力消费占整体能源消费的70%,加上间接电力消费,这个比例将达到90%。实现“双碳”目标,能源是主战场,电力是主力军,大力发展风能、太阳能等新能源是关键。构建以新能源为主体的新型电力系统有助于确保碳达峰、碳中和目标实现。

核电、水电、风电、光伏等清洁能源,主要通过电网传递到终端用户。杜祥琬认为,未来以新能源为主体的能源转型涉及能源系统整体,电网对于整个清洁能源的消纳将发挥关键作用。因此,风、光电装机大幅增加的同时,能否输出高质量、又满足供需平衡的电力,是亟待解决的问题。光伏和风电的发展颠覆了过去我国能源资源禀赋不足的发展劣势,传统电力系统发展的禀赋依据正在发生巨大变化,新型电力系统规划要顺应时代发展趋势。

中国工程院院士、全球能源互联网研究院院长汤广福说,从能源供给侧看,未来接近70%的能源将由可再生能源替代,其中水能、核能、风能、太阳能等清洁能源,又都必须转化为电能才能加以利用。从能源需求侧看,大约70%的用能场景将会是电力消费,例如交通行业的电动车。因此,电力系统在能源转型中将起到核心作用。考虑到我国石油和天然气的对外依存度,以及我们所面临的能源国际环境,必须大力发挥电力系统在能源转型中的核心作用。现行电力系统是以稳定的火力发电为主导,我国可再生能源资源禀赋较好,适合大力发展以光伏、风电为主导的清洁能源体系。随着未来风、光等可再生能源发电占比越来越高,我们迫切需要发展以新能源为主体的新型电力系统。

中国工程院院士、中国南方电网公司专家委员会主任委员李立浧认为,新型电力系统设计需要适应风、光等可再生能源资源分散,具有随机性、间歇性等特点。未来我国风、光电装机容量非常庞大,电力系统将会发生根本性的变化。构建以新能源为主体的新型电力系统,需要充分考虑新能源这些特性。

新型电力系统建设可选择什么样的技术路径?汤广福认为,以光伏、风电为代表的清洁能源发电的重要特点是具有波动性和间歇性,要想大力发展清洁低碳能源,新型电力系统需要适应高比例清洁能源发电的特性和要求,技术上必须突出柔性化和灵活性。一方面,我国未来的能源体系以清洁能源为主体,具备灵活调节能力的煤电和气电是补偿风电、光伏间歇性的重要手段,灵活的发电方式必然需要灵活的电力系统作为支撑;另一方面,电力系统的柔性化是指推动以柔性直流为代表的柔性输电方式广泛应用。与传统方式相比,柔性直流技术就像一个完全可控的水泵,能够精准控制水流的方向、速度和流量。通过对电力系统的柔性化改造,使得调控更加灵活,确保电网安全稳定运行,更适合清洁能源大规模接入。

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