在现阶段,我国用能需求较高,能源结构整体以煤为主,碳排放总量和强度双高。为了促进我国双碳目标的达成,需要重新构建能源体系。而构建新型电力系统是双碳目标导向下重构能源体系的核心。
实现双碳目标要求重构能源体系
我国的能源转型需要从减少二氧化碳的排放来源,人为消除方式方法等方面综合考量分析。减少二氧化碳排放的方式包括减少能源消费总量、调整能源消费结构。人为消除二氧化碳的方式包括碳汇、碳捕捉与封存等。重构能源体系是实现双碳目标的必然要求,核心是构建新型电力系统,新型电力系统构建的本质是承载高水平电气化和实现高水平低碳化。
构建新型电力系统一方面是中端能源消费部门可以通过电能替代来减少温室气体的排放,另一方面是可以通过非化石能源对传统化石能源的替代实现低碳排放。由于大部分非化石能源是通过电能转化利用,实施电能替代的终端部门用能方式将提升进一步电气化水平。同时加大对非化石能源的利用又会促进电力系统的低碳化。
新型电力系统特征
双碳目标下低碳的非化石能源将替代传统高碳能源成为电力系统能源供应的主体。新型电力系统具有清洁低碳、安全可控、灵活高效、智能友好、开放互动等特征。
新型电力系统将发展非化石能源,进而实现电力系统低碳化。以新能源为主体是新型电力系统最核心的特征。碳中和、碳达峰目标形成的低碳约束要求电力系统的能源供应体系由传统化石能源为主体向非化石能源为主体转变。
另外,为保证新型电力系统安全稳定运行,新型电力系统将是可以平抑出力波动,具备充足调峰调频能力,可有效应对电源、电网及负荷波动性、不稳定性的高度灵活的电力系统。新型电力系统的高度灵活性主要体现在:具有风光水火储一体化、多能互补的能源供应系统,具有较强预测能力和平衡调控能力的调度系统,各类储能的广泛应用。
同时,新型电力系统需要对集散并举开发利用模式下数量激增的能源供应和负荷主体进行实时状态感知并对海量的交互信息进行采集和处理。为提升电力调控系统的信息采集、感知、处理能力,满足新型电力系统的综合调控需求,新型电力系统将具有高度数字化、智能化、互联化等特征。同时将通过源网协调、网荷互动、网储互动、源荷互动等多种交互方式,整合电源侧、电网侧、负荷侧资源,提升能源清洁利用水平和电力系统运行效率。
构建新型电力系统的战略目标
新型电力系统的构建是一个复杂的系统工程,不同发展阶段存在不同特征。为实现碳达峰、碳中和的目标,以 2030 年、2040 年、2060 年为战略目标的重要时间节点,制定能源低碳转型下构建新型电力系统的战略。
2020-2030年,仍以煤电发电为主,新能源发电快速发展,为增量替代、技术攻关、体制改革的重要阶段。2030-2040年,初步形成以新能源为主体的新型电力系统。煤电逐渐退出主导地位,非化石能源发电逐渐成为主体能源。风光发电量比重超过煤电,成为第一大电源。此阶段为存量替代、系统变革的重要阶段。2040-2060年,新型电力系统逐步成熟,将建成近零排放电力系统。新能源主体地位不断加强,煤电加快退出,形成包括生物质发电、核电、水电、储能、氢能等低碳多元灵活性电力系统。