能源是實現碳達峰、碳中和的主戰場,電力則是主戰場的主力軍。2020年我國能源消費產生的二氧化碳排放占總排放量的88%左右,而電力行業占能源行業排放總量的42.5%。
對于是能源消費大省、卻不是能源生產大省的廣東而言,破解“資源瓶頸”,實現傳統能源逐步退出與新能源替代的平穩過渡,更是確保能源安全、推動經濟高質量發展的必有之義。
資源稟賦 廣東可再生能源潛力在海上
產業鏈的集聚更有助于推動行業的快速發展。12月14日印發的《廣東省海洋經濟發展“十四五”規劃》提出,打造海上風電產業集群,力爭到2025年底累計建成投產裝機容量達到1800萬千瓦,加快建設陽江、粵東海上風電產業基地,力爭到2025年全省風電整機制造年產能達到900臺(套)。“未來丟掉補貼‘拐杖’,實現市場化驅動是必然趨勢。”宋青說,“雙碳”目標下,強勁的市場需求將推動海上風電通過技術創新、產業鏈集聚等方式實現平價,“光伏、陸上風電都是這么走過來的。”

基礎設施 新型電力系統實現削峰填谷
此時,廣州電網通過虛擬電廠平臺向公交充電公司發出首條直調指令,精準削減變電站負荷,瞬間降低80輛電動公交車充電功率,調整公交充電計劃時間,保障了2000戶家庭的空調用電。次日清晨,公交車重新連接電源充滿電力地出發了。
電動公交汽車既是用電的主體,也是儲能的主體,虛擬電廠就是把這些儲能主體靈活調度,實現削峰填谷的作用。這是新型電力系統的一個縮影。“可再生能源跟傳統的能源供應有根本性的區別。現在發電廠都是大機組,裝機量很大,但是可再生能源單機裝機容量普遍比較小,家庭的分布式光伏就更小。以可再生能源為主,就會變成單個裝機規模不大,但是數量眾多,按照傳統電網的技術手段是不可想象的,所以要建設數字電網、透明電網,要構建可再生能源為主的新型電力系統。”李立浧說。
技術目標 智能調度保障電網安全穩定
新能源無疑將成為未來新增電源的主體,但是風能、光伏等新能源固有不穩定特征,如何能承擔起保供的重任?新型電力系統又如何保障新能源安全穩定的替代?“這是一個逐步的過程。”廈門大學“長江學者”特聘教授、中國能源政策研究院院長林伯強說,保證能源供應和新能源逐步替代傳統能源,需要按照頂層設計,遵循市場化規律進行動態平衡推進。
新型電力系統的構建需要以規劃為統領,統籌安全、經濟、低碳等多目標,創新電力規劃方法。今年,南方電網提出將在2030年基本建成新型電力系統;未來10年,將新增新能源裝機2億千瓦,占比提高22個百分點;2030年,南方電網非化石能源裝機占比將提升至65%,發電量占比將提升至61%。“構建以新能源為主體的新型電力系統是一場硬仗,面臨的挑戰很多,需要重點攻克的關鍵技術也很多。”中國工程院院士、南方電網公司首席技術專家饒宏告訴記者,這些關鍵技術主要包括大規模新能源高效消納技術、遠距離大容量直流輸電技術、數字技術與先進電力電子技術融合的大電網柔性互聯技術、交直流配電網與智能微網技術等。“新能源發電裝機點多面廣、‘靠天吃飯’,協調多點、多樣、多變的電源與系統安全穩定、可靠供電的矛盾難度加大,系統響應速度要求更快,運行方式安排、運行調度控制更加困難,智能運行調度更加重要。”南方電網能源院黨委書記、董事長吳寶英說。“新型電力系統以新能源為主體,以風電、光伏等為主體的新能源,輸出電力不穩定,具有波動大、隨機性等特點。”南方電網戰略規劃部總經理鄭外生介紹,抽水蓄能是當前技術最成熟、經濟性規模開發條件的靈活調節電源。因此,南方電網也提出,將在未來3個五年規劃中,加快抽水蓄能建設,到2030年,大約相當于新增1個三峽水電站的裝機容量,支撐2.5億千瓦以上新能源接入和消納。

“未來電網”已現雛形
在位于深圳市龍崗區寶龍工業區的寶清儲能電站,記者看到,一排排蓄電池整齊地串聯在一起,組成了電池包應用儲能系統。寶清電站以2回10kV電纜接入深圳電網110kV碧嶺變電站,具備削峰填谷、緊急系統調頻、緊急系統調壓和備用電源等功能,是世界首座兆瓦級鋰離子調峰調頻電池儲能站。
在這個儲能電站“服役”的電池很多并非全新的,而是來自其他用途的“退役”電池。寶清儲能站運行人員黃毓程舉例稱,電動汽車對于電池性能要求更高,因此汽車電池“服役”時間普遍較短,通過該系統,這些退役電池可以在儲能站發揮“余熱”,使用壽命延長3年左右。儲能作為新型電力系統的調節器和穩定器,新能源大規模發展的助推器,可有效提升電力供應保障能力、電網安全運行水平,促進新能源消納,推動構建清潔低碳安全高效的能源體系。“南網將加快推進儲能技術規模化應用。”南方電網調峰調頻發電有限公司儲能專責李毓烜介紹,該公司已經在開展“十四五”電化學儲能布點規劃研究,研究制定南方五省區不同技術路線、不同應用場景的電化學儲能示范電站建設方案,將高標準建成投產一批儲能示范項目,以示范項目為牽引,推動儲能規模化應用,構建以儲能為調節手段的電網安全運行支撐點網絡。
