湯廣福院士：構(gòu)建以新能源為主體的新型電力系統(tǒng)要實(shí)現(xiàn)“四化”

“我國(guó)現(xiàn)在是世界上最大的能源消費(fèi)國(guó)，2020年，全世界的能源消費(fèi)總量是189.9億噸標(biāo)準(zhǔn)煤，我國(guó)能源消費(fèi)總量是49.8億噸標(biāo)準(zhǔn)煤，占了約四分之一，對(duì)外依存度是20%，其中原油對(duì)外依存度是73%，天然氣對(duì)外依存度是43%。”

12月15日，在2021中國(guó)光伏行業(yè)年度大會(huì)暨（滁州）光伏創(chuàng)新發(fā)展高峰論壇上，中國(guó)工程院院士、全球能源互聯(lián)網(wǎng)研究院有限公司董事長(zhǎng)（院長(zhǎng)）、黨委書(shū)記湯廣福對(duì)我國(guó)目前的能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)分析表示，中國(guó)能源消費(fèi)要實(shí)現(xiàn)從固體煤炭為主導(dǎo)，躍過(guò)油氣，向可再生能源轉(zhuǎn)變，難度可想而知。

對(duì)此，湯廣福稱，要構(gòu)建以新能源為主體的新型電力系統(tǒng)，其中包括要實(shí)現(xiàn)電力電源清潔化、電力系統(tǒng)柔性化、電力系統(tǒng)數(shù)字化和電力系統(tǒng)電力電子化。

我國(guó)缺油少氣且對(duì)外依存過(guò)大

據(jù)湯廣福介紹，全球碳排放的90%來(lái)自能源系統(tǒng)，能源系統(tǒng)碳排放的83%是化石能源。2019年，我國(guó)的碳排放是98.3億噸，占世界總量的30%左右，差不多是美國(guó)、歐盟、日本的總和。

目前，部分歐美發(fā)達(dá)國(guó)家已經(jīng)完成了從煤炭到油氣轉(zhuǎn)型，正加速向可再生能源轉(zhuǎn)變。例如美國(guó)通過(guò)頁(yè)巖氣革命，2020年油氣發(fā)電量占其總發(fā)電量的60%，而油氣的碳排放大約是煤炭的一半；英國(guó)和德國(guó)的風(fēng)、光發(fā)電量占比超過(guò)40%，天然氣發(fā)電量也接近40%。

“我國(guó)風(fēng)、光發(fā)電量占比在11%左右，油氣發(fā)電量占比不到3.5%，火電的發(fā)電量占比在2020年還是71.2%。”湯廣福說(shuō)，油氣發(fā)電是能調(diào)節(jié)的靈活電源，由于我國(guó)缺油少氣且對(duì)外依存過(guò)大，導(dǎo)致限制了光伏、風(fēng)電的快速發(fā)展。

另外，從能源轉(zhuǎn)型目標(biāo)來(lái)看，湯廣福表示，到2035年，我國(guó)的能源消費(fèi)總量將降至57億噸標(biāo)準(zhǔn)煤，對(duì)外依存度降至19%，到2060年，我國(guó)的能源消費(fèi)總量將降至55億噸標(biāo)準(zhǔn)煤；清潔能源裝機(jī)占比要從現(xiàn)在的43.4%升至2035年的73%，2060年的96%，特別是非化石能源的消費(fèi)比重要從目前的15.9%上升到2060年的80%。

“10年碳達(dá)峰，40年碳中和，如此急速的轉(zhuǎn)型，給我們電力系統(tǒng)帶來(lái)了特別巨大的挑戰(zhàn)，而電力系統(tǒng)是目前規(guī)模最大、層次最復(fù)雜、強(qiáng)非線性的人造系統(tǒng)。不過(guò)，到2060年，我國(guó)石油、天然氣可以實(shí)現(xiàn)除了化工行業(yè)的能源獨(dú)立。”湯廣福說(shuō)道。

電力系統(tǒng)是未來(lái)能源轉(zhuǎn)型的核心

在湯廣?？磥?lái)，電力系統(tǒng)是未來(lái)能源轉(zhuǎn)型的核心，如風(fēng)、光、水、核等能源都必須轉(zhuǎn)化成電能，儲(chǔ)能、氫能也需要通過(guò)電能轉(zhuǎn)化，“所以在新能源發(fā)電占比越來(lái)越大的當(dāng)下，新能源發(fā)電的波動(dòng)性、隨機(jī)性對(duì)電力系統(tǒng)安全帶來(lái)了巨大的挑戰(zhàn)，包括電力電量平衡難度極大、發(fā)電負(fù)荷不確定、電網(wǎng)脆弱性增強(qiáng)等。”

今年3月，中央財(cái)經(jīng)委員會(huì)第九次會(huì)議指出，要“深化電力體制改革，構(gòu)建以新能源為主體的新型電力系統(tǒng)”。對(duì)此，湯廣福分析稱，所謂“新型電力系統(tǒng)”是指電力系統(tǒng)要實(shí)現(xiàn)電力電源清潔化、電力系統(tǒng)柔性化、電力系統(tǒng)數(shù)字化，電力系統(tǒng)電力電子化。

“風(fēng)、光發(fā)電占比在2030年要到31.3%，在2060年要到56.6%，而目前火電仍占主導(dǎo)地位，2030年占比要降至52%，2050年要降至20%，即使到了2060年，火電占比還有10%左右，所以要發(fā)揮火電能源保障的基石作用、保底作用，大力發(fā)展火電的清潔化再利用。”湯廣福說(shuō)道。

此前，我國(guó)的電力系統(tǒng)一直處于“剛性”狀態(tài)，電力系統(tǒng)總資產(chǎn)超過(guò)4萬(wàn)億元，而隨著新能源發(fā)電比例提升，電力系統(tǒng)“柔性化”逐漸被提上議程。不過(guò)，我國(guó)靈活電源的比例過(guò)低，抽水蓄能和燃?xì)獍l(fā)電的裝機(jī)容量占比僅8.1%，發(fā)電量不足4%。