中國工程院和國家能源局聯(lián)合舉辦的能源論壇至今已有四屆，在此屆論壇，“電力創(chuàng)新”首次成為研討焦點。電力系統(tǒng)將如何助力能源轉(zhuǎn)型？能源革命是否要去煤化？分布式和集中式如何平衡？電力能源行業(yè)最頂尖的思考者給出各自答案。

 

與會者從各自領(lǐng)域出發(fā)，為電力創(chuàng)新提出各自見解，有的希望在原有技術(shù)上更進(jìn)一步做到極致，有的希望跳出原有模式來一場徹底革命。這表明，能源轉(zhuǎn)型與電力創(chuàng)新尚未有共識，亟待更多的研究支撐，也需要更多的實踐探索。

 

化石能源怎么辦？

 

談到國內(nèi)能源轉(zhuǎn)型不可能繞開化石能源，電力系統(tǒng)亦是如此。

 

中國工程院原副院長謝克昌指出，現(xiàn)代能源體系要求能源在全產(chǎn)業(yè)鏈上達(dá)到清潔、低碳、安全、高效四個方面目標(biāo)。對于清潔，謝克昌強(qiáng)調(diào)“清潔高效利用的煤炭也是清潔能源”。對于低碳，謝克昌認(rèn)為各種能源都需發(fā)力，其中非化石能源重在提高經(jīng)濟(jì)性和規(guī)?；l(fā)展，核電需繼續(xù)向安全、高效發(fā)展，而化石能源特別是煤炭的清潔、高效、可持續(xù)開發(fā)利用也將發(fā)揮重要的作用。

 

對于中國應(yīng)對氣候變化的外交政策，謝克昌認(rèn)為不應(yīng)將“氣候舉旗”看成一蹴而就的短期策略，需要謀定而后動，密切關(guān)注特朗普在化石能源方面的舉措，并指出，智庫要實事求是地通過科學(xué)咨詢?yōu)閲铱茖W(xué)決策提供科學(xué)支撐，“不要把話說得太滿”。

 

作為國際知名潔凈煤技術(shù)專家，中國工程院院士岳光溪認(rèn)為所有化石燃料都是污染性燃料，能源轉(zhuǎn)型應(yīng)發(fā)展清潔燃料利用技術(shù)而不是在沒有可靠的清潔能源來源時就簡單地拋棄化石燃料。循環(huán)流化床技術(shù)雖然并不起源于中國，卻在中國屢屢取得突破，其制造、運(yùn)行水平均已經(jīng)達(dá)到世界領(lǐng)先地位，而進(jìn)一步推進(jìn)該技術(shù)，可發(fā)展成一種低成本的、以燃燒過程中氣體污染物控制為主的超低排放燃煤技術(shù)。

 

另一位中國工程院院士劉吉臻對于循環(huán)流化床燃燒技術(shù)也十分認(rèn)可，特別看好其在火電靈活性改造上將發(fā)揮重要作用，劉吉臻認(rèn)為火電未來會發(fā)展成為“一頭靈活的大象”，擔(dān)起調(diào)峰電源的重任。

 

中國工程院院士黃其勵認(rèn)可火電靈活性的重要性。他表示靈活性是新能源時期賦予燃煤機(jī)組的新角色，煤電除了需要清潔、高效地提供電能外，還需要通過為電網(wǎng)提供彈性支撐，黃其勵同時指出享受調(diào)峰服務(wù)的一方需要給予火電合理的補(bǔ)償。

 

劉吉臻認(rèn)為，為了適應(yīng)高比例可再生能源接入，電源、電網(wǎng)、用戶三方都需響應(yīng)，其中電源側(cè)的響應(yīng)主要指電網(wǎng)友好型新能源發(fā)電技術(shù)的開發(fā)、多源互補(bǔ)以及靈活發(fā)電技術(shù)，而在中國靈活性電源如抽水蓄能與氣電裝機(jī)有限，火電靈活性改造是提供靈活電源最現(xiàn)實、最有效的措施。劉吉臻指出，目前國內(nèi)火電機(jī)組無論是調(diào)峰深度、變負(fù)荷速率還是快速啟停能力都離丹麥、德國、美國等國家有較大差距，這也意味著未來火電靈活性改造有很大的空間與潛力。

 

除了對火電靈活性改造技術(shù)進(jìn)行分析與展望外，劉吉臻對于傳統(tǒng)的調(diào)度模式也提出了建議，他認(rèn)為傳統(tǒng)的調(diào)度直接調(diào)度機(jī)組，難以及時掌握機(jī)組信息，且直調(diào)機(jī)組數(shù)量龐大、系統(tǒng)復(fù)雜，廠級調(diào)度才可最大化機(jī)組的靈活性。

 

可再生能源如何發(fā)展？

 

黃其勵院士對國內(nèi)新能源發(fā)展面臨的挑戰(zhàn)與創(chuàng)新對策進(jìn)行了闡述。他認(rèn)為，國內(nèi)新能源發(fā)展主要面臨五大挑戰(zhàn)，首先是消納矛盾突出，“三棄”現(xiàn)象嚴(yán)重；其次是新能源利用形式單一，主要用來發(fā)電；第三是新能源發(fā)電振蕩問題影響系統(tǒng)安全運(yùn)行；第四是新能源發(fā)電設(shè)備與電網(wǎng)友好的標(biāo)準(zhǔn)偏低，易脫網(wǎng)；最后是可再生能源發(fā)展基金資金不足，補(bǔ)貼拖欠。

 

至于應(yīng)對之策，黃其勵提出需要抓短板和抓系統(tǒng)。其中抓短板有三個層次。首先近期短板，即調(diào)峰能力的不足，需要注重電源結(jié)構(gòu)的調(diào)整，即加強(qiáng)調(diào)峰能力建設(shè)和市場輔助服務(wù)政策，加大火電靈活性改造和巨大熱容量的利用，以及重視自備電廠的公平調(diào)峰和用戶側(cè)的“虛擬”調(diào)峰。

 

其次是補(bǔ)齊中期短板，即注重二次能源的電氣化、擴(kuò)大電力需求，加大儲能技術(shù)的開發(fā)，加快建設(shè)全國電力市場。最后是補(bǔ)齊中長期短板，即重視新型輸電技術(shù)、超導(dǎo)材料和高比例可再生能源并網(wǎng)后的電網(wǎng)安全。

 

至于抓系統(tǒng)，黃其勵強(qiáng)調(diào)能源系統(tǒng)的高度互聯(lián)，指出需要關(guān)注負(fù)荷側(cè)響應(yīng)；新能源的多種利用，如新能源電力制氫、供暖，熱能的跨季節(jié)、跨地區(qū)利用等；形成全國的電力市場，以實現(xiàn)地區(qū)互濟(jì)、資源共享；以及協(xié)同負(fù)荷側(cè)，結(jié)合微電網(wǎng)等技術(shù)實現(xiàn)多用戶互補(bǔ)。最后黃提出技術(shù)創(chuàng)新和管理創(chuàng)新需要協(xié)同，其認(rèn)為可再生能源配額制加綠證交易制度可促進(jìn)新能源行業(yè)持續(xù)健康發(fā)展。

 

新能源的消納問題也是多位專家關(guān)注的重點，但對于應(yīng)對之策各有想法。中電聯(lián)理事長劉振亞和國家電網(wǎng)公司董事長舒印彪均指出發(fā)展特高壓技術(shù)，西電東送是解決新能消納的良方。

 

但中國工程院院士余貽鑫在同eo記者交流時直言“可再生能源只能西電東送是偽命題”。余貽鑫指出，很多人認(rèn)為東部不合適發(fā)展新能源，土地是制約的關(guān)鍵因素，其實不然，覆蓋國內(nèi)2050年全年用電量只需要占國土1.1%的光伏，所以土地不是問題，但應(yīng)對其間歇性需要創(chuàng)新。

 

余貽鑫認(rèn)為，分布式對于電力系統(tǒng)才將是顛覆性的革命。“想象未來建筑物不僅屋頂，四周也覆蓋上光伏板”，余貽鑫表示這才是未來的發(fā)展趨勢，若失去了這一空間，中國損失太大。

 

余貽鑫指出調(diào)峰能力是制約電力系統(tǒng)接納可再生能源發(fā)電的最根本因素，而國內(nèi)主要利用火電機(jī)組的調(diào)峰，導(dǎo)致“棄風(fēng)就是因為遠(yuǎn)距離輸送”。據(jù)余貽鑫分析，電力遠(yuǎn)距離輸送其實是占據(jù)了受端的基荷，即受端系統(tǒng)可用調(diào)節(jié)容量減小，從而導(dǎo)致受端可安裝的波動性可再生能源減少。并給出了具體數(shù)據(jù)，即大規(guī)模遠(yuǎn)距離輸送模式向受端系統(tǒng)每注入1單位的新能源，會使得受端系統(tǒng)減少2單位的就地消納模式的新能源。

 

余貽鑫強(qiáng)調(diào)為了實現(xiàn)可再生能源的就地利用，智能配電網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展將提供最佳的解決方案。據(jù)余貽鑫分析，現(xiàn)有的配電網(wǎng)絡(luò)是按單向潮流設(shè)計，不具備有效集成大量分布式電源的技術(shù)潛能，故難以接納高比例的分布式可再生能源，而智能電網(wǎng)通過配電數(shù)據(jù)信息化、先進(jìn)的傳感測量技術(shù)、高級計量體系、高級配電管理和自動化等關(guān)鍵技術(shù)可以完成高比例的分布式可再生能源并網(wǎng)這一任務(wù)。

 

能源政策不能靠拍腦袋制定

 

對于集中式和分布式發(fā)展，中國科學(xué)院院士薛禹勝會后對eo記者表示，兩者需要協(xié)調(diào)，現(xiàn)在多發(fā)展集中式，分布式也不能忽略，至于如何平衡則需從全社會成本的角度考量。

 

薛禹勝表示，在一定年限內(nèi)，中國需要實現(xiàn)什么樣的能源目標(biāo)，以及實現(xiàn)同一目標(biāo)，采用不同的路徑，所需付出的全社會代價都是不同的。薛禹勝指出在能源目標(biāo)的設(shè)定與路徑的選擇時需要考慮如能源種類、自然災(zāi)害、供應(yīng)安全等物理因素，信息獲得與挖掘、信息安全、智能決策等信息要素，以及電力經(jīng)濟(jì)、市場監(jiān)管、投資等社會因素。

 

在薛禹勝看來，中國能源政策的制定多是憑經(jīng)驗，拍腦袋而定，“誰都可以說，講得多了大家都趨同了，便成了真理”。而薛禹勝目前的研究重點是建立模型，希望為中國的2050年的能源目標(biāo)及路徑選擇提供依據(jù)。

 

在向eo記者講解其模型時，薛禹勝舉了一個投資風(fēng)電的例子。他指出較早投運(yùn)的風(fēng)電，雖排放收益大，但風(fēng)機(jī)的質(zhì)量、技術(shù)水平比后來者差。而較晚投運(yùn)的風(fēng)電效率高、經(jīng)濟(jì)性好，但減排的收益相對早投運(yùn)的少。投運(yùn)的早與晚，看上去存在矛盾。

 

薛禹勝表示，其實每種能源都有其優(yōu)點和缺點，選怎樣的能源組合，在何時何地建，都會影響到能源的安全性、環(huán)境的安全、經(jīng)濟(jì)的指標(biāo)。而他正在做的便是把不同方案中表現(xiàn)的各項指標(biāo)折算成經(jīng)濟(jì)代價，用總的經(jīng)濟(jì)代價表征每一路徑，最后比較所有路徑的綜合經(jīng)濟(jì)代價，從而得到2050年中國能源目標(biāo)與路徑的最優(yōu)選擇。薛禹勝告訴eo記者，目前建模工作已初步完成，正在等來自煤炭、石油、天然氣等各種部門提供的能源數(shù)據(jù)，預(yù)計今年年底可以給出一個初步結(jié)果。

 

薛禹勝也表示，這項建模工作十分困難，主要體現(xiàn)在對不確定性的考慮，比如對于政策改變的預(yù)計，其并未選用概率模型，而將其納入擾動考慮，正如在傳統(tǒng)的電力系統(tǒng)可靠性分析時，對于外部自然災(zāi)害、成片的故障也作為擾動。薛禹勝認(rèn)為最終結(jié)果的好壞，建立在數(shù)據(jù)和模型的準(zhǔn)確性上，雖然不可能完全正確，但總比沒有強(qiáng)，并且，無論是數(shù)據(jù)還是模型均可接受批評，從而有實質(zhì)上的改進(jìn)。