圍繞著構建碳中和社會,中國正在進行一場深刻的能源革命。數據顯示,電力行業二氧化碳排放量占我國能源行業排放總量的近50%,是減排的重點領域,同時,電力是非化石能源最重要的應用模式,電力行業是最具深度低碳潛質的行業。國際能源署(IEA)研究成果顯示,超過90%的能源排放可以通過終端高比例電氣化、發展可再生能源以及提高能效加以解決。因此,能源轉型的關鍵在電力,電力的低碳轉型是能源、甚至是全社會脫碳的核心環節。
碳減排呼喚新型電力系統
據中電聯預測,2025年、2030年、2035年我國全社會用電量分別達到9.5萬億、11.3萬億、12.6萬億千瓦時,“十四五”“十五五”“十六五”期間年均增速分別為4.8%、3.6%、2.2%。
我國能源燃燒占全部碳排放的88%左右,電力碳排放占全社會碳排放四成左右。隨著全社會電氣化水平的提升,更多碳排放從終端用能行業轉移到電力,電力行業碳減排壓力將持續加大。“在此背景下,加快構建以新能源為主體的新型電力系統,是電力工業促進自身碳減排、支撐全社會碳減排的必由之路,是實現電力工業高質量發展的必然選擇。”楊昆說。
據悉,以新能源為主體的新型電力系統,包括新能源為主體的電源結構,高彈性的數字化、智能化電網,源網荷儲、多元互動,及以電為中心的綜合能源服務體系等,通過統一高效、有機協調的電力市場,實現電力系統各環節緊密鏈接、穩定有序,為經濟社會發展提供源源不斷的動力支持。
具體來看,加快形成以新能源為主體的電力供應格局,就是要保持風電、太陽能發電快速發展,積極推進水電、核電、氣電電源的開發。比如,以大規模開發利用推動風電、光伏發電技術進步和成本降低,完善新能源發電服務體系,不斷提升新能源發電的競爭力;以西南地區主要河流為重點,加快推動流域調節作用強的龍頭電站開發,安全有序發展核電,合理布局、適度發展氣電。
建設高彈性、數字化、智能化電力系統,就是要打造多元融合高彈性電網,持續開展煤電機組靈活性改造,大力加強儲能體系建設。比如,要適應高比例新能源、高比例電力電子設備需要,促進系統各環節全面數字化、智能化。加強源網荷儲多向互動,多能互聯,推進多種能源形式之間的優化協調,提高電力設施利用效率,提升整體彈性。比如,煤電功能定位由主體電源逐步轉變為調節電源,30萬千瓦、60萬千瓦亞臨界機組優先實施靈活性改造,加快抽水蓄能建設,完善電動汽車參與系統調節的激勵機制。
破局三步走:理念先行、能力創建、按圖索驥
面對機遇與挑戰,對于需求側企業而言,以碳中和為目標的綠色轉型已刻不容緩。要取得最終成功,絕非一蹴而就,需要循序漸進,以先進理念作為戰略指導,以創新能力配合適當工具,以成功案例引導落地執行。
第一步,理念先行。企業必須在思想層面、理念層面建立新的認知,與碳中和規劃一道,設計10年乃至更長時間的轉型規劃。企業可以通過以下三步,從全局角度,運用系統性的方法梳理實現清潔低碳、用能成本降低和安全可靠不同目標的優先級,集中有效資源,快速實現目標。
摸現狀、做規劃、留接口:結合企業現狀與發展階段制定詳細規劃,構建以清潔電力為主體的、多樣化能源供應結構,同時做好系統開放性設計,提高系統兼容性, 以便在未來吸納新技術。
構建系統級架構:打造微型電力生態,構建清晰的系統級架構,在四個方面形成改變——從分散管理,到集中調控;從單一的電能,到多種能源綜合利用;從系統內部管理,到與外部互通互聯;從就地管理,到云端應用與分析。
全生命周期考量:在系統建設過程中,將關注點聚焦在全生命周期成本與效果的考量。同時,利用數字化手段,建立資產管理平臺,優化資產管理水平,設備全生命周期使用及人力成本。
第二步,能力創建。為將美好愿景轉化為現實,企業需要匹配創新能力,打造適合的工具,其中涵蓋提高綠電應用能力和比例、提升自身數字化運營能力、強化配電網的智能化屬性等。
擁抱綠電,低碳轉型:除了購買綠電、綠證等交易行為,企業還可通過建設分布式新能源,使用儲能設施等實現清潔低碳與用電成本降低,并利用軟件系統輔助電力供需平衡、自產自消。此外,企業還可通過使用“綠色”電氣設備,如無六氟化硫開關柜等電氣設備,有效降低設備對環境造成的影響。
數字運營,降本增效:一方面,通過搭建數字化能量管理系統,實現不同用電環節間的負荷分配,改善能源結構,優化成本。另一方面,通過數字化節能增效方式,讓能耗數據透明可控,并進行趨勢預測,確保電能的最大使用效率以及設備的最優使用,并給出更加優化和完整的節能方案建議,形成持續優化。
配電升級,安全可靠:越來越多分布式新能源發電建設,以及交互性更強的終端的應用等,都要求配電網更加智能化,如利用更多新型電力電子設備,應對復雜多樣的電能質量問題,保障供電連續性;利用數字孿生技術,輔助電網設計、運維、調度等,提高配網彈性;通過對智能電網技術的應用,逐步形成新形態電網與大電網高度協同的未來。
第三步,按圖索驥。實現低碳轉型、降本提效、安全可靠三大目標,已成為每個需求側企業的當務之急。利用清潔電氣化與數字化技術所產生的疊加效應,進行端到端的能源管理,全面推動能源管理升級,是達成企業發展目標,最終實現“雙碳”愿景的最佳方法。
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