天津58同城网-01月28日
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东部三省限电备受关注，北方进入供暖季，煤电供应面临更大压力。为什么新能源不能登顶？天然气如何达到峰值？本报记者采访了中国工程院院士唐光福。作者/记者王雪莹图文编辑/陈永杰【采访专家】中国工程院院士、全球能源互联网研究院有限公司院长唐光福拉闸限电.一方面，民生和工业用电严重短缺，另一方面，全国新能源电力系统蓬勃升级。人们不禁要问：我们为什么会失去动力？如何才能保证国家电力系统的安全稳定和高质量运行？随着天气转凉，北方进入供暖季，煤电能否供应？对此，《北京科技报》采访了中国工程院院士、全球能源互联网研究院有限公司总裁唐光福，新能源“要看天气”，却未能在此次缺电事件中“雪中送炭”《北京科技报》:近日，东北缺电问题引起全国关注。除了煤炭价格、煤炭短缺等供给侧原因外，新能源产量小也成为一个附加因素。在你看来，以新能源为主体的新电力系统应该为缺电负责吗？唐光福：正常情况下，东北地区煤电装机容量和当地用电需求相比，应该是绰绰有余的，电力输送没有问题。这造成东北地区煤电紧张，导致停电，且多煤价高，煤电供应紧张，相关环节调控出现问题。当然，这一次，新能源确实没能及时提供援助，只是情况有点糟糕。实际上东北地区风电光伏新能源装机容量占比在20%以上，正常情况下发电量可达10%左右。但由于季节原因，这一时期无风无光，导致风电光伏发电在短时间内趋近于零，新能源的关键时刻没有做出努力。虽然不能说应该“落锅”，但我们也会有这种担心：在能源转型的大背景下，如果新能源占比更高，未来会发生什么？虽然在进一步推进能源转型的过程中，为了给新能源发电让路，燃煤发电装机比例和发电小时数自然会减少，但在很长一段时间内，火电占比仍将保持相对较高的比例，预计2030年和2050年分别为52%和20%，因此必须充分发挥火电在能源安全中的基石作用。003010:这次东北停电给了我们什么样的启示？唐光福：这次东北缺电，应该让我们清醒地看到一个问题：未来，在能源转型过程中，风电和光伏的比重肯定会增加。目前，风光发电总量约占11.2%，年利用小时数远少于火电。然而，到2060年，风电和光发电的装机容量可能分别占72.5%和56.6%。也就是说，随着能源的转化，当风光等新能源不再是辅助能源而是主要能源的时候，到时候，如果出现了另一种特殊的气候，又突然没有了风和光，我们还能靠天气吃饭吗？这个问题值得我们深思。坦率地说，新能源的技术手段不足以支撑电力供需平衡。现在可能是小问题，但对未来肯定是大问题。003010:我们找到解决这个隐患的更好方法了吗？唐光甫：还没有，但我们并不孤单。这其实是一个世界性的问题。目前，世界上没有一个国家可以说他们已经找到了解决这个问题的好办法。此外，我们还有一个更为棘手的问题：为了推动能源转型，实现“双碳”(二氧化碳峰值排放和碳中和)目标，中国面临着比国外更大、更难的困难。 比如在英国、德国等欧洲国家，他们目前新能源的发电量已经达到了40%，成为了他们最大的电力来源。当新能源发电突然出现缺口时，这些国家可以迅速使用清洁能源和天然气来弥补(德国装机容量占近20%，而英国装机容量占近40%)。灵活调节电源——依托丰富的天然气，利用自然资源优势辅助自身改造，是现阶段人们的解决方案。然而。现阶段天然气发电调峰应适度发展《北京科技报》:此前有观点认为，中国能源结构升级有望跨越油气阶段，直接从煤炭能源向新能源过渡。你同意这个观点吗？唐光甫：我刚才说了，西方国家在天然气资源方面有优势。目前风电、光电遇到意想不到的不利因素时，可以顶上去。但中国油气资源非常薄弱：煤炭资源占比很高，但油气资源很少。目前我国能源对外依存度整体可以达到20%，其中原油和天然气对外依存度分别为73%和43%，可以说对外依存度非常高。我们缺少石油和天然气，而页岩油气由于地质条件难以开发，成本高，经济性差。此外，它是用于天然气发电的燃气轮机设备。这些都是高端设备，我们现在使用的几乎都是依赖进口，无论是对外依存度还是运维成本。因此，我国已将天然气轮机列为重大项目，但目前仍在攻关中……可以说，无论先天条件还是后天因素，我国在推动天然气发电调峰方面与西方国家仍有明显差距。当然，近年来，中国投入了大量精力发展油气勘探。目前我们的自主开采能力接近1800亿立方米，不足以支撑我们的能源转型需求。乐观地预计，到2030年，我国天然气年独立供应量将每年增加2000亿立方米。如果用于发电，中国的柔性电源比例将提高到14%，接近德国目前的柔性电源规模。所以我认为，现阶段只能适度发展天然气发电调峰，以匹配大规模开发利用波动性、间歇性的可再生能源。如果忽视电网调峰资源的开发，将给新电力系统建设带来巨大的不可逾越的技术鸿沟。同时，要加大力度完善煤炭灵活清洁高效发电技术，特别是通过技术创新提高煤炭灵活调节能力。003010:目前中国的新电力系统发展如何？与世界其他国家相比，我们处于什么水平？唐光福：目前我国电力系统是以燃煤发电机组为主的相对稳定的发电、输配电和用电系统。由于我国人口和资源的逆向分布，在过去的几十年里，我们主要解决了大规模配置资源和发展UHV传输技术的问题。此时，我国毋庸置疑是走在世界前列的。然而，在能源低碳转型方面，我们较之于欧洲等发达国家又是相对落后的。譬如欧洲，它们除了有能灵活支撑快速转型的油气资源外，在智能电网、推动能源数字化供需互动等方面也都做的不错，可以说整个电力系统都很灵活、柔性、智能和高效。有人说，我国电网的发展跟别的国家都不在一个跑道上，这主要还是国情不同，我们要发展的电网必须要符合我国国民经济发展需求，其实难度更大。而像欧盟国家，它们早已碳达峰，大力发展智能电网，实现清洁替代更符合他们的发展现状。《北京科技报》：为了发展绿色、低碳、零碳的能源体系，有没有哪些国家能让我们“抄笔记”、让我们走走捷径呢？汤广福：很难，国情不一样、资源禀赋不一样，而且像欧洲这些国家，人家如今早已完成从煤炭向油气转型，并加速向可再生能源转变；而我国现在还是以煤炭为主，没有充足油气资源作为能源转型的过渡过程，必须实现煤炭向可再生能源跃变，因此我们最终还是要靠自己。提升电网柔性传输能力《北京科技报》：既要保民生又要按时实现碳达峰、碳中和，在您看来，我国要如何科学、稳步地构建一个适合我国基本国情的新型能源电力系统？汤广福：东北限电让一些人对我国的“双碳”目标产生了质疑，但正如我前文所解释的，实际上，“双碳”目标跟我们要开展的电力系统升级改造、推动能源转型并不矛盾，这个目标我们肯定是要坚定不移地坚持。（图片来自Pixabay图库）我国电力系统是规模最大、结构层次最复杂、强非线性和高维特性的人造系统，对于这样的系统，我们不可能推倒重来，必须渐变发展，找到适合我国国情的能源转型道路，构建属于我们自己的新型电力系统、智慧能源体系，它的重点就是运用战略思维主动变革，需要我们统筹稳步地推进、分阶段逐步地实施，绝不可能一蹴而就。首先就是要对现有的电力系统进行改造升级。现阶段到未来二三十年，我们尤其要在煤炭上“做文章”，像是CCUS（碳捕获、利用与封存）技术，在油气自然资源不足的劣势下，做好煤炭的清洁、灵活、高效利用的文章。这一点几乎没有国外的经验可谈，只能依靠中国自己的自主创新。目前，业界还有另外一种误解，就是觉得只要解决了储能问题，我们就能高枕无忧了。但事实却是，储能虽然能满足一部分削峰填谷的需求，但它不能完全代替灵活电源。当然，我们还是要大力开发各种储能技术、能源数字化技术，提升电力系统的柔性化水平，助推新能源的消纳。如果多种类型的大规模储能和氢能技术都得到了充分发展，并被用作部分替代灵活电源，特别是氢能是未来跨周、跨季节储能的重要手段，但到时候我们还要好好研究一下这种规模化储能和氢能全寿命周期的成本。《北京科技报》：发展智能电网对我国有着哪些重要意义？汤广福：基于我们国家现在的情况，我个人认为，未来的新型电力系统一定要具备“四化”，即电力电源清洁化、电力系统柔性化、电力系统数字化及电力电子化。预计到了2025年左右，我国的电力系统碳排放总量可以达峰，峰值约45亿吨。通过电源的清洁化替代结合负碳技术，2030年之后电力系统的碳排放将快速下降，到2050年基本实现净零排放，实现电力电源的清洁化。同时，能源转型也要求电网形态主动转变，提升电网的柔性传输能力，我们原来的电力建设方式都是刚性的，这是不行的。同时，我们还要建立数字化的电力体系。目前我国电力系统是自动化做得好，但智能化远远不够，未来要将人工智能、大数据等数字化技术与电网深度融合，通过多种储能综合应用，助力削峰填谷，增强电网调峰能力，充分发挥“大水池”的作用。新型电力系统的“四化”升级需要我们从理论到技术都作出创新，有的可以借鉴外国的经验，而有的是中国特色，是无例可循的，因此我们一定要结合自己的国情去独立地自主创新。《北京科技报》：未来，为了构建新型电力系统，同时避免再次发生“拉闸保电”，电网企业又需要做出哪些改变？汤广福：我们需要看到，企业现在“保供”的压力是很大的，他们创新的积极性其实很高。在能源转型过程中，国家要做的是整体布局，但企业的任期制存在一定限制，而系统性地构建一个新体系，却需要10年、20年长期系统性的创新才行。如何将国家层面的战略科技力量，和企业层面的创新有效结合成一条创新链，这需要大家思考。此外，未来电网的形态变化需要经历从量变到质变的过程，转型的过程绝不是那么轻轻松松的，甚至连用能成本都可能在一定程度上被拉高。对此，政府部门也应该做好相应的思想准备。出品：科普中央厨房监制：北京科技报 | 科学加客户端欢迎分享到朋友圈未经授权谢绝转载
