星空体育官网当前,电力生产模式、供给结构、消费形态、运行机理深刻变化,能源转型、用电量需求持续增长,能源电力刚性需求属性凸显,新型电力系统建设加速。
日前,全球能源互联网发展合作组织驻会刘泽洪表示,伴随新能源的大规模发展以及占比的持续提高,来自风、光、储、氢等领域的参与市场主体庞杂交织,电力行业体制机制设计难度进一步增大,新型电力系统正在 “变”与“不变”中呈现全新特征:电力系统的网络型基础设施特性不变,要求资源优化配置能力更加灵活、高效;电网运行的同步机制主导不变,电力电子设备占比大幅提高、直流异步互联增加;电力电量平衡的基本要求不变, “源随荷动”转向 “源网荷储”互动;保障供电安全可靠性的要求不变星空体育官网,但要更加适应强不确定性。
“当前,新型电力系统呈现全新内涵和特征,但非推倒重来,而是传统电力系统的继承和发展,是在现有系统基础上的升级和变革创新。”刘泽洪表示。
华北电力大学新型能源系统与碳中和研究院院长王志轩也表示,当前是电力系统变化最快的一个时期,出现了新情况、新需求,需要我们对新型电力系统再认识。
随着新能源接入和交直流混联电网建设,电力系统新旧稳定问题交织。例如,大容量直流输电与新能源相互影响,容易引发大面积的连锁反应。
一方面,新能源大规模、高比例接网消纳,带来系统整体成本上升。另一方面,伴随新能源占比持续提高,对市场机制体制设计也提出了更高要求,加大了制度设计的难度。
刘泽洪提醒,构建新型电力系统是实现双碳目标的关键,需统筹考虑发展与减碳、清洁与安全、远期与近期等关系,坚持先立后破,在新能源安全可靠替代的基础上,有计划、分步骤逐步降低传统能源比重,科学合理设计新型电力系统建设路径。
国家电网公司原总工程师、中国电机工程学会会士张启平建议:“煤电机组的功能将随着新型电力系统的深入推进,由以发电为主逐渐向以保障系统安全运行为主转变,因此加快发展抽水蓄能、新型 (重力)储能装备非常重要。应规划建设满足新型电力系统发展要求的送受端电网,确保大规模新能源发电功率的大范围汇集、稳定传输和高效消纳。持续加大柔性特高压交直流输电技术、高效率低成本的清洁能源发电新技术、碳捕集技术等,开发建设数字化的电力系统安全监控和智能化的调控技术支持系统,为新型电力系统安全可靠运行提供保障。”
面对构建新型电力系统的诸多挑战,以清洁发电、新型储能、直流输电、数智化等代表的关键技术不断创新突破,为实现新型电力系统目标构筑坚实基础。
光伏发电、光热发电、风力发电、氢 (氨)发电及新型储能,是当前新能源发展的重点。其中,除氨发电尚处于试验示范阶段外,都处于装备技术日渐成熟、市场规模快速壮大的高速发展阶段。
光伏发电技术进步快,Topcon、HJT等技术路线不断涌现,晶硅电池转换效率最高达到26.81%。据有关部门预计,到2050年,多PN结层叠电池有望成为主流,组件转化率达到35%,平均度电成本降至0.08-0.1元/千瓦时。
光热发电方面,提高运行温度、发电效率和降低成本是当前的发展重点星空体育官网。预计到2050年,光热电站采用超临界二氧化碳布雷顿循环发电技术,发电效率提高至60%,平均度电成本降至0.4元/千瓦时。
风力发电领域,风机大型化趋势显著,技术和装备日渐成熟,发电成本迅速下降。预计到2050年,陆上风电平均度电成本降至0.07-0.1元/千瓦时,海上风电降至0.2-0.25元/千瓦时。
“当前,规划不够统一,风场的竞争非常残酷,电力匹配还需优化。海上风电与油气的结合,成为市场关注的焦点。”中海油原执行副总裁、安全总监兼新能源部总经理杨云表示。
张启平则认为,离岸风电技术已经成熟,具有风能利用小时数、开发容量等优势,应加快开发海上风电。随着成本不断下降,海上风电上网电价竞争力越来越强,按照离岸距离由近及远顺序加快建设,极具优势。
氢发电技术上日趋成熟,未来有望成为新型电力系统中重要的可调节电力来源。氢燃料电池容量较小星空体育官网、配置灵活,适用于分散式发电场景。同时,氢燃气轮机单机容量大、转动惯量大,适合作为电网的调节和支撑电源。
新型储能快速发展。截至2023年底,全国已建成投运新型储能项目累计装机规模达3139万千瓦/6687万千瓦时,平均储能时长2.1小时。2023年新增装机规模约2260万千瓦/4870万千瓦时星空体育官网,较2022年底增长超过260%,近10倍于 “十三五”末装机规模。
“锂电池技术进步快、综合性能好,可选择的材料体系多样,目前磷酸铁锂电池在新型储能技术中占据主流。预计到2050年,材料来源更广泛的钠电池有望替代锂离子电池,储能电池的循环次数提升至1.2万-1.4万次,储能电站的建设成本降低至500元/千瓦时以下星空体育官网,实现本质安全。”刘泽洪预测。
在新型电力系统推动下,电力设备生产企业加快了转型步伐,加快从电力设备提供商向 “综合服务提供商+设备提供商”转型。
中国华电科工集团有限公司党委委员、副总经理、总工程师李建标介绍,数智化技术驱动电力环保产业新未来。
据介绍,中国华电科工集团打造了高端装备及系统工程、环保水务、电站投资建设和清洁能源四大核心业务板块,布局了氢能、生物质能、储能、港口高端装备及绿色智慧系统等多个战略性新兴产业。
“利用数字化技术赋能企业生产,帮助客户打造全优的生产模式。通过数字监控协同运维平台,改变了资源配置结构、突破了旧技术体系下的商业模式限制,结构性降低运营成本,提升了效率。”李建标说。
近日,特变电工智能电气有限责任公司数字化干变车间落成投产,通过深度拥抱 “数智化”,未来有望实现产能产值双翻番。记者获悉,该车间总面积3.5万平方米,是特变电工将30多年干式变压器生产经验与新一代信息技术融合创新、高标准打造的一座干变智能工厂,将批量化生产2500千伏安及以下常规干式变压器,规模化生产全系列箱变、美变集成类产品,预计年产能近万台。
随着特变电工智能电气有限责任公司数字化干变车间落成投产,金风科技、运达能源等多家龙头企业与特变电工签署了合作协议。
日立能源首席执行官方秦表示,电力需求将大幅上升,电力系统需要进行快速的变革与升级。在2050年全球电力系统中,需要在2020年的基础上,将发电量提升4倍,输电量提升3倍。
国家电网公司原科技部副主任、中国电器工业协会副会长沈江表示,应以创新力量开拓绿色能源新视野,进一步探索综合服务商的边界,重点关注投资和建设、技术和设备、运行和交易、政策和法规。(作者:余娜)