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電力系統如何助力能源轉型？最頂尖能源思考者有不同見解
來源：南方能源觀察 | 0評論 | 5107查看 | 2017-09-27 14:37:00    
　　中國工程院和國家能源局聯合舉辦的能源論壇至今已有四屆，在此屆論壇，“電力創新”首次成為研討焦點。電力系統將如何助力能源轉型？能源革命是否要去煤化？分布式和集中式如何平衡？電力能源行業最頂尖的思考者給出各自答案。

　　與會者從各自領域出發，為電力創新提出各自見解，有的希望在原有技術上更進一步做到極致，有的希望跳出原有模式來一場徹底革命。這表明，能源轉型與電力創新尚未有共識，亟待更多的研究支撐，也需要更多的實踐探索。

　　化石能源怎么辦？

　　談到國內能源轉型不可能繞開化石能源，電力系統亦是如此。

　　中國工程院原副院長謝克昌指出，現代能源體系要求能源在全產業鏈上達到清潔、低碳、安全、高效四個方面目標。對于清潔，謝克昌強調“清潔高效利用的煤炭也是清潔能源”。對于低碳，謝克昌認為各種能源都需發力，其中非化石能源重在提高經濟性和規模化發展，核電需繼續向安全、高效發展，而化石能源特別是煤炭的清潔、高效、可持續開發利用也將發揮重要的作用。

　　對于中國應對氣候變化的外交政策，謝克昌認為不應將“氣候舉旗”看成一蹴而就的短期策略，需要謀定而后動，密切關注特朗普在化石能源方面的舉措，并指出，智庫要實事求是地通過科學咨詢為國家科學決策提供科學支撐，“不要把話說得太滿”。

　　作為國際知名潔凈煤技術專家，中國工程院院士岳光溪認為所有化石燃料都是污染性燃料，能源轉型應發展清潔燃料利用技術而不是在沒有可靠的清潔能源來源時就簡單地拋棄化石燃料。循環流化床技術雖然并不起源于中國，卻在中國屢屢取得突破，其制造、運行水平均已經達到世界領先地位，而進一步推進該技術，可發展成一種低成本的、以燃燒過程中氣體污染物控制為主的超低排放燃煤技術。

　　另一位中國工程院院士劉吉臻對于循環流化床燃燒技術也十分認可，特別看好其在火電靈活性改造上將發揮重要作用，劉吉臻認為火電未來會發展成為“一頭靈活的大象”，擔起調峰電源的重任。

　　中國工程院院士黃其勵認可火電靈活性的重要性。他表示靈活性是新能源時期賦予燃煤機組的新角色，煤電除了需要清潔、高效地提供電能外，還需要通過為電網提供彈性支撐，黃其勵同時指出享受調峰服務的一方需要給予火電合理的補償。

　　劉吉臻認為，為了適應高比例可再生能源接入，電源、電網、用戶三方都需響應，其中電源側的響應主要指電網友好型新能源發電技術的開發、多源互補以及靈活發電技術，而在中國靈活性電源如抽水蓄能與氣電裝機有限，火電靈活性改造是提供靈活電源最現實、最有效的措施。劉吉臻指出，目前國內火電機組無論是調峰深度、變負荷速率還是快速啟停能力都離丹麥、德國、美國等國家有較大差距，這也意味著未來火電靈活性改造有很大的空間與潛力。

　　除了對火電靈活性改造技術進行分析與展望外，劉吉臻對于傳統的調度模式也提出了建議，他認為傳統的調度直接調度機組，難以及時掌握機組信息，且直調機組數量龐大、系統復雜，廠級調度才可最大化機組的靈活性。

　　可再生能源如何發展？

　　黃其勵院士對國內新能源發展面臨的挑戰與創新對策進行了闡述。他認為，國內新能源發展主要面臨五大挑戰，首先是消納矛盾突出，“三棄”現象嚴重；其次是新能源利用形式單一，主要用來發電；第三是新能源發電振蕩問題影響系統安全運行；第四是新能源發電設備與電網友好的標準偏低，易脫網；最后是可再生能源發展基金資金不足，補貼拖欠。

　　至于應對之策，黃其勵提出需要抓短板和抓系統。其中抓短板有三個層次。首先近期短板，即調峰能力的不足，需要注重電源結構的調整，即加強調峰能力建設和市場輔助服務政策，加大火電靈活性改造和巨大熱容量的利用，以及重視自備電廠的公平調峰和用戶側的“虛擬”調峰。

　　其次是補齊中期短板，即注重二次能源的電氣化、擴大電力需求，加大儲能技術的開發，加快建設全國電力市場。最后是補齊中長期短板，即重視新型輸電技術、超導材料和高比例可再生能源并網后的電網安全。

　　至于抓系統，黃其勵強調能源系統的高度互聯，指出需要關注負荷側響應；新能源的多種利用，如新能源電力制氫、供暖，熱能的跨季節、跨地區利用等；形成全國的電力市場，以實現地區互濟、資源共享；以及協同負荷側，結合微電網等技術實現多用戶互補。最后黃提出技術創新和管理創新需要協同，其認為可再生能源配額制加綠證交易制度可促進新能源行業持續健康發展。

　　新能源的消納問題也是多位專家關注的重點，但對于應對之策各有想法。中電聯理事長劉振亞和國家電網公司董事長舒印彪均指出發展特高壓技術，西電東送是解決新能消納的良方。

　　但中國工程院院士余貽鑫在同記者交流時直言“可再生能源只能西電東送是偽命題”。余貽鑫指出，很多人認為東部不合適發展新能源，土地是制約的關鍵因素，其實不然，覆蓋國內2050年全年用電量只需要占國土1.1%的光伏，所以土地不是問題，但應對其間歇性需要創新。

　　余貽鑫認為，分布式對于電力系統才將是顛覆性的革命。“想象未來建筑物不僅屋頂，四周也覆蓋上光伏板”，余貽鑫表示這才是未來的發展趨勢，若失去了這一空間，中國損失太大。

　　余貽鑫指出調峰能力是制約電力系統接納可再生能源發電的最根本因素，而國內主要利用火電機組的調峰，導致“棄風就是因為遠距離輸送”。據余貽鑫分析，電力遠距離輸送其實是占據了受端的基荷，即受端系統可用調節容量減小，從而導致受端可安裝的波動性可再生能源減少。并給出了具體數據，即大規模遠距離輸送模式向受端系統每注入1單位的新能源，會使得受端系統減少2單位的就地消納模式的新能源。

　　余貽鑫強調為了實現可再生能源的就地利用，智能配電網技術的發展將提供最佳的解決方案。據余貽鑫分析，現有的配電網絡是按單向潮流設計，不具備有效集成大量分布式電源的技術潛能，故難以接納高比例的分布式可再生能源，而智能電網通過配電數據信息化、先進的傳感測量技術、高級計量體系、高級配電管理和自動化等關鍵技術可以完成高比例的分布式可再生能源并網這一任務。

　　能源政策不能靠拍腦袋制定

　　對于集中式和分布式發展，中國科學院院士薛禹勝會后對記者表示，兩者需要協調，現在多發展集中式，分布式也不能忽略，至于如何平衡則需從全社會成本的角度考量。

　　薛禹勝表示，在一定年限內，中國需要實現什么樣的能源目標，以及實現同一目標，采用不同的路徑，所需付出的全社會代價都是不同的。薛禹勝指出在能源目標的設定與路徑的選擇時需要考慮如能源種類、自然災害、供應安全等物理因素，信息獲得與挖掘、信息安全、智能決策等信息要素，以及電力經濟、市場監管、投資等社會因素。

　　在薛禹勝看來，中國能源政策的制定多是憑經驗，拍腦袋而定，“誰都可以說，講得多了大家都趨同了，便成了真理”。而薛禹勝目前的研究重點是建立模型，希望為中國的2050年的能源目標及路徑選擇提供依據。

　　在向記者講解其模型時，薛禹勝舉了一個投資風電的例子。他指出較早投運的風電，雖排放收益大，但風機的質量、技術水平比后來者差。而較晚投運的風電效率高、經濟性好，但減排的收益相對早投運的少。投運的早與晚，看上去存在矛盾。

　　薛禹勝表示，其實每種能源都有其優點和缺點，選怎樣的能源組合，在何時何地建，都會影響到能源的安全性、環境的安全、經濟的指標。而他正在做的便是把不同方案中表現的各項指標折算成經濟代價，用總的經濟代價表征每一路徑，最后比較所有路徑的綜合經濟代價，從而得到2050年中國能源目標與路徑的最優選擇。薛禹勝告訴記者，目前建模工作已初步完成，正在等來自煤炭、石油、天然氣等各種部門提供的能源數據，預計今年年底可以給出一個初步結果。

　　薛禹勝也表示，這項建模工作十分困難，主要體現在對不確定性的考慮，比如對于政策改變的預計，其并未選用概率模型，而將其納入擾動考慮，正如在傳統的電力系統可靠性分析時，對于外部自然災害、成片的故障也作為擾動。薛禹勝認為最
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