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中國2060碳中和目標的宣布，對于電力行業來說，意味著加快推進我國能源結構從以煤炭發電為主向以清潔低碳能源為主的跨越式發展。如果中國要在2060年之前實現碳中和目標，需沿著1.5℃路徑不懈努力，力爭在2050年前實現75%~85%的溫室氣體減排。為了達到這一目標，2050年清潔能源占一次能源比例應超過85%。

隨著風(feng)、光等可(ke)再(zai)生(sheng)能(neng)源的(de)(de)大(da)規模上網(wang)，電力系(xi)統(tong)的(de)(de)轉動(dong)慣量持續下降，調頻、調峰能(neng)力有待(dai)大(da)力加強(qiang)。同時，由(you)于(yu)可(ke)再(zai)生(sheng)能(neng)源資源的(de)(de)波動(dong)性和隨機(ji)性、發電設備(bei)的(de)(de)低抗擾性和弱支撐性，電力系(xi)統(tong)將(jiang)面臨高效消納、安全(quan)運行(xing)和機(ji)制(zhi)(zhi)體制(zhi)(zhi)三(san)大(da)挑戰(zhan)。如(ru)何在(zai)快速發展可(ke)再(zai)生(sheng)能(neng)源的(de)(de)同時保證系(xi)統(tong)的(de)(de)安全(quan)、穩(wen)定(ding)、高效，成(cheng)為(wei)電力系(xi)統(tong)轉型的(de)(de)關(guan)鍵所在(zai)。

01、—核能與可再生能源協同的智慧能源體系—

隨著煤電裝機(ji)比重的(de)(de)(de)下降和可再生(sheng)能(neng)源發電比例的(de)(de)(de)提高，核(he)(he)(he)電對電網長(chang)(chang)期(qi)(qi)安全穩(wen)定(ding)運(yun)行將起(qi)到重要的(de)(de)(de)作(zuo)(zuo)用(yong)。核(he)(he)(he)能(neng)依(yi)靠其(qi)運(yun)行穩(wen)定(ding)可靠、換料周期(qi)(qi)長(chang)(chang)等(deng)特點(dian)，作(zuo)(zuo)為清潔的(de)(de)(de)基(ji)荷能(neng)源可以解決(jue)大規模(mo)電力供(gong)應(ying)的(de)(de)(de)安全穩(wen)定(ding)問題，核(he)(he)(he)能(neng)與(yu)風、光等(deng)可再生(sheng)能(neng)源協同互補發展的(de)(de)(de)局面亟待形成。

因此(ci)，從我(wo)(wo)國能(neng)源(yuan)(yuan)(yuan)稟(bing)賦實(shi)(shi)際(ji)出發(fa)、適應能(neng)源(yuan)(yuan)(yuan)轉型(xing)需(xu)要，核(he)能(neng)與可再生能(neng)源(yuan)(yuan)(yuan)協同智(zhi)慧系(xi)統兼顧戰略性、必要性、可行(xing)性和經(jing)濟(ji)性，可以在保障能(neng)源(yuan)(yuan)(yuan)安全的(de)前提下，有(you)(you)效(xiao)減少棄(qi)風棄(qi)光(guang)，實(shi)(shi)現(xian)(xian)資源(yuan)(yuan)(yuan)高效(xiao)配置，優化(hua)我(wo)(wo)國能(neng)源(yuan)(yuan)(yuan)結構，突破(po)化(hua)石(shi)能(neng)源(yuan)(yuan)(yuan)制約，實(shi)(shi)現(xian)(xian)減排目標，是(shi)我(wo)(wo)國實(shi)(shi)現(xian)(xian)中國“30·60目標”下清潔低(di)碳能(neng)源(yuan)(yuan)(yuan)的(de)發(fa)展和能(neng)源(yuan)(yuan)(yuan)轉型(xing)的(de)重(zhong)要途徑(jing)，對我(wo)(wo)國實(shi)(shi)現(xian)(xian)生態文明建設(she)、引領全球(qiu)氣候治理(li)具有(you)(you)重(zhong)要價值，是(shi)確保能(neng)源(yuan)(yuan)(yuan)供應、經(jing)濟(ji)發(fa)展和生態環(huan)境協調發(fa)展的(de)重(zhong)要選擇。

核(he)能(neng)與(yu)可再(zai)生(sheng)能(neng)源(yuan)協同智(zhi)(zhi)慧系統是以電(dian)力系統為(wei)核(he)心，以智(zhi)(zhi)能(neng)電(dian)網為(wei)基礎(chu)，以核(he)能(neng)和可再(zai)生(sheng)能(neng)源(yuan)為(wei)主體，配以適量水電(dian)和火電(dian)，實(shi)現冷、熱、氣(qi)、水、電(dian)等多(duo)種(zhong)能(neng)源(yuan)互補，提高(gao)用能(neng)效(xiao)率的智(zhi)(zhi)慧能(neng)源(yuan)系統。

核(he)能(neng)與可再生能(neng)源(yuan)(yuan)協同智(zhi)慧系(xi)統(tong)架(jia)構主要包(bao)(bao)括(kuo)(kuo)四個(ge)部分：發展基礎(chu)體(ti)(ti)系(xi)，包(bao)(bao)括(kuo)(kuo)核(he)能(neng)和可再生能(neng)源(yuan)(yuan)基礎(chu)設施；技(ji)術(shu)(shu)(shu)支(zhi)撐體(ti)(ti)系(xi)，包(bao)(bao)括(kuo)(kuo)分布式(shi)能(neng)源(yuan)(yuan)技(ji)術(shu)(shu)(shu)、智(zhi)能(neng)電網(wang)技(ji)術(shu)(shu)(shu)、大數據技(ji)術(shu)(shu)(shu)、物聯網(wang)技(ji)術(shu)(shu)(shu)和多能(neng)互補技(ji)術(shu)(shu)(shu)等；消費體(ti)(ti)系(xi)，包(bao)(bao)括(kuo)(kuo)能(neng)源(yuan)(yuan)交易(yi)、能(neng)源(yuan)(yuan)服務、決策支(zhi)持(chi)和優(you)化控制；標準(zhun)規范體(ti)(ti)系(xi)，包(bao)(bao)括(kuo)(kuo)需求響應、能(neng)源(yuan)(yuan)協調、能(neng)源(yuan)(yuan)存儲、能(neng)源(yuan)(yuan)價格、能(neng)源(yuan)(yuan)交易(yi)、網(wang)絡安全等一(yi)系(xi)列標準(zhun)。

該系(xi)統通過將現(xian)代信息技(ji)術(shu)(shu)(shu)、智能(neng)(neng)控制與(yu)優化技(ji)術(shu)(shu)(shu)和現(xian)代能(neng)(neng)源(yuan)(yuan)供應、儲運、消費技(ji)術(shu)(shu)(shu)深度(du)融合，為(wei)(wei)能(neng)(neng)源(yuan)(yuan)優化管理(li)、多(duo)能(neng)(neng)協同(tong)提(ti)(ti)供更為(wei)(wei)科學(xue)的(de)預(yu)測(ce)、決策與(yu)互動平臺，為(wei)(wei)消費者創造獲(huo)取(qu)能(neng)(neng)源(yuan)(yuan)、存儲能(neng)(neng)源(yuan)(yuan)乃至(zhi)售賣能(neng)(neng)源(yuan)(yuan)的(de)全新(xin)方式。促進核能(neng)(neng)和可(ke)再生能(neng)(neng)源(yuan)(yuan)比例(li)提(ti)(ti)升和能(neng)(neng)源(yuan)(yuan)結構調整優化，促進用(yong)戶用(yong)能(neng)(neng)理(li)念變革和終端能(neng)(neng)效(xiao)提(ti)(ti)升，實現(xian)在(zai)節能(neng)(neng)減排目(mu)標(biao)約束下的(de)能(neng)(neng)源(yuan)(yuan)安全、清(qing)潔、節約和可(ke)持續(xu)發展。

在(zai)該(gai)系統(tong)中(zhong)，核能(neng)(neng)(neng)綜合利用可提(ti)(ti)供(gong)(gong)多(duo)種(zhong)二次(ci)能(neng)(neng)(neng)源(yuan)。例(li)如在(zai)風光(guang)不(bu)能(neng)(neng)(neng)提(ti)(ti)供(gong)(gong)有(you)效(xiao)電源(yuan)的(de)情(qing)況(kuang)下，核能(neng)(neng)(neng)發揮(hui)基荷能(neng)(neng)(neng)源(yuan)特性提(ti)(ti)供(gong)(gong)電源(yuan)保障(zhang)；在(zai)風光(guang)提(ti)(ti)供(gong)(gong)有(you)效(xiao)電源(yuan)的(de)情(qing)況(kuang)下，核能(neng)(neng)(neng)通過綜合利用，將能(neng)(neng)(neng)量(liang)轉(zhuan)化為(wei)氫、淡水、熔鹽儲熱(re)等方(fang)式儲存和運(yun)輸(shu)，提(ti)(ti)高系統(tong)整體經濟性和利用率(lv)。

核(he)能與(yu)可(ke)再(zai)(zai)生能源(yuan)(yuan)協同智慧(hui)系統采用(yong)先進的核(he)能與(yu)可(ke)再(zai)(zai)生能源(yuan)(yuan)供應(ying)與(yu)能源(yuan)(yuan)轉換(huan)技(ji)術(shu)(shu)、能源(yuan)(yuan)傳輸技(ji)術(shu)(shu)、能源(yuan)(yuan)消(xiao)費技(ji)術(shu)(shu)、智能處理技(ji)術(shu)(shu)、綜合系統優化技(ji)術(shu)(shu)，實現能源(yuan)(yuan)供應(ying)與(yu)消(xiao)費的自主(zhu)化、安(an)全化、清潔化、多(duo)元(yuan)化、高效化。該(gai)系統的主(zhu)要(yao)特征包括安(an)全、清潔、多(duo)元(yuan)、經濟。

安全：核能與可(ke)再生(sheng)能源(yuan)協同智(zhi)慧系統中(zhong)的能源(yuan)總量穩定豐富，可(ke)持續性強，系統中(zhong)的能源(yuan)供給對(dui)外部依(yi)存度低。

清潔：核(he)能與可(ke)再生能源(yuan)協同(tong)智慧系統中的能源(yuan)供給是低碳能源(yuan)，環境友(you)好性高。

多(duo)元(yuan)：核(he)能與可再生能源(yuan)(yuan)協同智慧系統中的(de)(de)能源(yuan)(yuan)供應(ying)(ying)連續性強。核(he)能作(zuo)為基礎負荷，通過冷、熱、氣、水(shui)、電等多(duo)種能源(yuan)(yuan)相互(hu)補充，靈活(huo)應(ying)(ying)用，保障多(duo)品種的(de)(de)能源(yuan)(yuan)供應(ying)(ying)。

經(jing)濟(ji)：核能作為一種(zhong)成熟的支撐電源，已(yi)實現(xian)技術自主化，其(qi)成本可控(kong)且(qie)隨(sui)著(zhu)應用規(gui)模擴大將逐(zhu)步降低。風、光等可再生能源也(ye)已(yi)成為極具經(jing)濟(ji)競爭(zheng)力的能源品種(zhong)。同時(shi)，核能與可再生能源協同智慧系統中(zhong)的電力傳輸損耗(hao)小、能源損耗(hao)低。

要實現核能(neng)與(yu)可再(zai)生能(neng)源(yuan)(yuan)智慧協(xie)同，核電(dian)的靈活運行能(neng)力是基礎保(bao)障。目前我國(guo)三代核電(dian)普遍(bian)具有一定的靈活運行能(neng)力，核電(dian)的高能(neng)量密度和可調節性可以(yi)為可再(zai)生能(neng)源(yuan)(yuan)上(shang)網(wang)保(bao)駕護航(hang)，滿足電(dian)網(wang)安全穩定運行的需求。

02、—核能與可再生能源協同應用場景—

1.能源基地外送場景

截(jie)至2020年三季度末，青(qing)海新(xin)(xin)能(neng)(neng)源(yuan)(yuan)(yuan)發(fa)電(dian)總裝機占比(bi)突破57.1%。由(you)(you)于風、光等可再生(sheng)(sheng)能(neng)(neng)源(yuan)(yuan)(yuan)所固(gu)有(you)的(de)隨(sui)機性、波動性和間歇性特點，導致其(qi)大(da)規模(mo)并(bing)網(wang)對(dui)電(dian)網(wang)產生(sheng)(sheng)沖擊，加之電(dian)網(wang)調峰(feng)(feng)容(rong)量緊(jin)張，造(zao)成電(dian)網(wang)消納困(kun)難，因此(ci)新(xin)(xin)能(neng)(neng)源(yuan)(yuan)(yuan)基(ji)地在并(bing)網(wang)時須考(kao)慮穩定(ding)的(de)基(ji)荷電(dian)源(yuan)(yuan)(yuan)。此(ci)外，青(qing)海省電(dian)力市場長期供大(da)于求，為(wei)了(le)解決大(da)規模(mo)新(xin)(xin)能(neng)(neng)源(yuan)(yuan)(yuan)的(de)消納問題，必須依托外送通(tong)道。因此(ci)，“清潔能(neng)(neng)源(yuan)(yuan)(yuan)基(ji)地+外送通(tong)道+匹配的(de)調峰(feng)(feng)電(dian)源(yuan)(yuan)(yuan)”的(de)開發(fa)模(mo)式，成為(wei)開發(fa)新(xin)(xin)能(neng)(neng)源(yuan)(yuan)(yuan)基(ji)地的(de)必由(you)(you)之路。

青海省擬為其(qi)第二個大(da)規(gui)(gui)模新(xin)(xin)能(neng)源基地搭(da)建(jian)特(te)高壓直流通道(dao)，但由于一時(shi)無法解(jie)決(jue)電源支持點(dian)問題(ti)，致(zhi)使(shi)規(gui)(gui)劃落(luo)地緩慢。為了充分(fen)利用全國最好光照(zhao)資源和大(da)面(mian)積荒漠化(hua)土地，促進柴達木循環經濟(ji)試驗區(qu)可(ke)(ke)再生能(neng)源就近消納綜合試點(dian)工程建(jian)設，可(ke)(ke)考(kao)慮選取合適(shi)地點(dian)建(jian)設核電機組，為新(xin)(xin)能(neng)源基地提供(gong)(gong)穩定支持電源點(dian)，促進新(xin)(xin)能(neng)源基地和外送通道(dao)建(jian)設落(luo)地。該應(ying)用場(chang)景可(ke)(ke)推(tui)廣至內蒙、新(xin)(xin)疆等可(ke)(ke)再生能(neng)源資源豐富、能(neng)源供(gong)(gong)需不均衡的地區(qu)。

2.能源綜合利用(yong)場景

山東省(sheng)是(shi)我國沿海經濟帶的(de)重要區域，清潔高(gao)效安全的(de)能(neng)(neng)(neng)源體系是(shi)其快(kuai)速穩定發(fa)(fa)展(zhan)的(de)堅實(shi)基礎。截至2020年(nian)底，全省(sheng)新能(neng)(neng)(neng)源和(he)可(ke)再生能(neng)(neng)(neng)源發(fa)(fa)電(dian)(dian)裝機達到4800萬(wan)千(qian)瓦，占電(dian)(dian)力(li)總(zong)裝機的(de)比(bi)重突破30%。與此同時核電(dian)(dian)規劃建設(she)穩步(bu)推進，現(xian)已累計(ji)發(fa)(fa)電(dian)(dian)突破485億千(qian)瓦時，全省(sheng)在運在建核電(dian)(dian)裝機達到570萬(wan)千(qian)瓦。山東省(sheng)的(de)地理條件和(he)能(neng)(neng)(neng)源稟賦具(ju)備(bei)發(fa)(fa)展(zhan)可(ke)再生能(neng)(neng)(neng)源和(he)核能(neng)(neng)(neng)智(zhi)慧協同的(de)天然條件。

已建(jian)成的(de)(de)海(hai)陽核電(dian)站在發電(dian)的(de)(de)同(tong)時，不僅通過核能(neng)供暖(nuan)滿足(zu)了周邊近(jin)70萬(wan)平方米居民清潔供暖(nuan)需求，而且可參與海(hai)上風電(dian)的(de)(de)調節，一定(ding)程度上彌補海(hai)上風電(dian)間(jian)歇性的(de)(de)短(duan)板。

核能綜合利用系統示意圖

針(zhen)對沿海(hai)地區(qu)場景，還可(ke)以(yi)推廣核(he)能(neng)(neng)(neng)(neng)綜(zong)合(he)利用(yong)系統，通過對核(he)電站(zhan)的(de)熱(re)力系統進行創新(xin)，實現(xian)發電、制(zhi)(zhi)氫、海(hai)水淡化(hua)、供(gong)(gong)熱(re)、制(zhi)(zhi)冷(leng)、供(gong)(gong)汽、儲能(neng)(neng)(neng)(neng)等多種功能(neng)(neng)(neng)(neng)綜(zong)合(he)協同。核(he)能(neng)(neng)(neng)(neng)裂變后釋(shi)放的(de)能(neng)(neng)(neng)(neng)量(liang)最初就(jiu)是以(yi)熱(re)能(neng)(neng)(neng)(neng)的(de)形式(shi)展現(xian)，對核(he)熱(re)能(neng)(neng)(neng)(neng)直接進行綜(zong)合(he)利用(yong)，可(ke)以(yi)有效提(ti)高能(neng)(neng)(neng)(neng)源系統的(de)經(jing)(jing)濟性。此外(wai)核(he)能(neng)(neng)(neng)(neng)制(zhi)(zhi)氫具有無溫室氣體排放、高效等諸(zhu)多優勢，核(he)能(neng)(neng)(neng)(neng)海(hai)水淡化(hua)可(ke)以(yi)保障沿海(hai)缺乏(fa)地區(qu)的(de)用(yong)水安全，核(he)能(neng)(neng)(neng)(neng)供(gong)(gong)熱(re)、制(zhi)(zhi)冷(leng)可(ke)以(yi)提(ti)供(gong)(gong)清(qing)潔(jie)經(jing)(jing)濟的(de)居民供(gong)(gong)暖和(he)工業(ye)用(yong)熱(re)、用(yong)冷(leng)，滿足地區(qu)經(jing)(jing)濟發展和(he)人民需求的(de)各種用(yong)能(neng)(neng)(neng)(neng)形式(shi)。

3.孤網運行場景

對遠離大(da)陸的海上孤島(dao)等偏遠地區(qu)，由于特殊(shu)地理因(yin)素(su)的原因(yin)，從(cong)主電網架(jia)線的電損大(da)且成(cheng)本高，這就需要因(yin)地制(zhi)宜地在當地建設離網型能(neng)源供應系統。

核(he)(he)能(neng)(neng)作為一種穩定、可(ke)控、能(neng)(neng)量(liang)密度大的(de)能(neng)(neng)源(yuan)形(xing)式，是這(zhe)種場景模式下基荷能(neng)(neng)源(yuan)的(de)最優選擇(ze)。將小型(xing)核(he)(he)能(neng)(neng)系統與太(tai)陽能(neng)(neng)、風能(neng)(neng)、海(hai)洋能(neng)(neng)等任(ren)何一種或者幾(ji)種進行組合，結(jie)合核(he)(he)能(neng)(neng)綜(zong)合利用技術，則可(ke)以獲得更加安全(quan)、經濟、高效的(de)能(neng)(neng)源(yuan)供給(gei)。

在此模式下，一(yi)方面場景內(nei)供(gong)給(gei)側利用核能和可再生能源協同發(fa)電(dian)，實(shi)現綠色電(dian)力(li)(li)的穩定供(gong)應，另一(yi)方面對終(zhong)端用能設備進行零(ling)碳替代，如城市家庭(ting)等用能終(zhong)端電(dian)氣化，交通、物(wu)流船(chuan)舶碼(ma)頭、市政(zheng)環衛等系(xi)統采(cai)用氫能化運營，供(gong)冷、供(gong)熱、動力(li)(li)終(zhong)端全面實(shi)現電(dian)氣化替代，則(ze)可為孤網運行場景實(shi)現零(ling)碳智慧高效能源體系(xi)。