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作為世界上最大的煤炭消費和生產(chǎn)國，煤炭已深植于中國的能源體系，綠電替換煤炭是一項艱巨而又長期的任務(wù)。
產(chǎn)業(yè)系統(tǒng)與能源系統(tǒng)的關(guān)系
各行業(yè)生產(chǎn)由主要消耗化石能源變?yōu)槿媸褂?a class="article-link" target="_blank" href="/tag/%E5%8F%AF%E5%86%8D%E7%94%9F%E8%83%BD%E6%BA%90/">可再生能源；由較低的能效水平變?yōu)楦叩哪苄?；產(chǎn)業(yè)系統(tǒng)與能源系統(tǒng)的關(guān)系也將由[保障供能型]變?yōu)閇互驅(qū)發(fā)展型]。
同時，用能方式的轉(zhuǎn)變將推動我國能源結(jié)構(gòu)根本性調(diào)整。
包括能源電力在內(nèi)的各行業(yè)跨越式、壓縮型的產(chǎn)業(yè)升級，會經(jīng)由生產(chǎn)用能方式的根本性變化傳導(dǎo)到能源電力行業(yè)。
碳達(dá)峰、碳中和目標(biāo)推動經(jīng)濟高質(zhì)量發(fā)展是[目標(biāo)]和[產(chǎn)出]，經(jīng)濟高質(zhì)量發(fā)展引導(dǎo)和推動能源高質(zhì)量發(fā)展是[手段]和[成本]。
電力系統(tǒng)正面臨前所未有挑戰(zhàn)
①電力供需平衡難度劇增：近年，我國一直將調(diào)整電力供應(yīng)結(jié)構(gòu)作為電力系統(tǒng)優(yōu)化的工作重點，逐步減少火力發(fā)電量的比例，并增加可再生能源裝機，電力供需平衡悄然被重塑。
②電氣化場景加速：今天我國電能占終端能源消費比重從2000年的不足12%提高到了2020年的27％左右，遠(yuǎn)超全球平均水平的19%。
③電氣化場景加速：對電力系統(tǒng)主要會有兩方面的影響，一是顯著增加對電力的需求；二是電氣化場景復(fù)雜之后對電網(wǎng)的調(diào)節(jié)能力可是一大考驗。
④終端用戶需求的增長：我國經(jīng)濟還處在快速發(fā)展過程中，家庭中的電子設(shè)備產(chǎn)品快速增長；冬季高峰期取暖用電用氣需求不斷攀升，都加大了調(diào)峰保供的難度。
是實現(xiàn)[3060]目標(biāo)的必然選擇
現(xiàn)階段，新型電力系統(tǒng)的主要特征是實現(xiàn)新能源高比例接入，加快信息技術(shù)與能量供給的深度融合，電力傳輸更加高效且富有韌性。
依托新型電力系統(tǒng)建設(shè)，整合各類型能源資源，到碳中和階段，新型電力系統(tǒng)將逐漸發(fā)展為更加柔性、更加開放、高度智能的能源互聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)。
新型電力系統(tǒng)是更加柔性和開放的能源互聯(lián)網(wǎng)。新型電力系統(tǒng)豐富了原有的能源互聯(lián)網(wǎng)概念并將其擴展為：既包括遠(yuǎn)距離、復(fù)雜龐大的能源傳輸系統(tǒng)。
未來局域智能微網(wǎng)將成為重要的供能形式，和跨區(qū)送電方式相互補充、相互支撐。
2020年，我國二氧化碳排放總量約110億噸，其中能源行業(yè)約占80%，電力行業(yè)碳排放占能源行業(yè)的比重超過40%。
從表面看，能源行業(yè)是我國實現(xiàn)碳達(dá)峰、碳中和目標(biāo)的主戰(zhàn)場，電力行業(yè)是實現(xiàn)碳達(dá)峰、碳中和目標(biāo)的主力軍。
在一定程度上導(dǎo)致了不少地方政府將實現(xiàn)碳達(dá)峰、碳中和目標(biāo)的責(zé)任主體鎖定在[能源電力]行業(yè)上，將發(fā)展重點聚焦于[超常規(guī)大規(guī)模發(fā)展新能源]上。
構(gòu)建新型電力系統(tǒng)的三個階段
第一階段，推動新能源發(fā)展成為電力裝機主體；
第二階段，推動新能源發(fā)展成為電量、電力供應(yīng)主體，新能源不僅是電力供應(yīng)數(shù)量的主體，而且是能夠保障新型電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行的功能主體與責(zé)任主體；
第三階段，推動新能源發(fā)展為全社會的產(chǎn)用能主體，新能源利用與工業(yè)、建筑、交通等各行各業(yè)的產(chǎn)用能方式深度耦合，形成[新能源+][數(shù)字+][交易+]等產(chǎn)業(yè)能源融合的各種新形態(tài)。
新型電力系統(tǒng)將對不同領(lǐng)域的拉動作用
①風(fēng)電和光伏將進(jìn)入倍增階段。到2030年新能源裝機可能會達(dá)到16-18億千瓦，風(fēng)電和光伏的爆發(fā)式增長已經(jīng)是確定性事件。
②儲能將實現(xiàn)爆發(fā)式增長。中國新型儲能在2030年之后會迎來快速增長，2060年裝機規(guī)模將達(dá)4.2億千瓦（420GW）左右。
③能源數(shù)字化迎來黃金發(fā)展期。未來需要利用數(shù)字化手段，打通源網(wǎng)荷儲各個環(huán)節(jié)，進(jìn)而幫助可再生能源的高比例接入和使用，來實現(xiàn)清潔、低碳的目的。
新型電力系統(tǒng)需考慮成本有因素
研究表明，2026年前后，中國的光伏、陸上風(fēng)電的平準(zhǔn)化度電成本將低于煤電成本。但是，新能源接入電網(wǎng)節(jié)點時的成本并不是終端用戶電能成本。
實踐表明，新能源電量滲透率超過15%后，系統(tǒng)成本將明顯上升。
同時，未來的發(fā)展必須同步考慮煤電逐步退出與現(xiàn)有煤電機組利用小時大幅下降等能源轉(zhuǎn)型成本。各行各業(yè)從高碳技術(shù)路線切換到低碳、零碳技術(shù)路線，需要投入大量的技術(shù)創(chuàng)新成本與用能方式轉(zhuǎn)換成本。
通過[電為載體]實現(xiàn)能源結(jié)構(gòu)調(diào)整
碳達(dá)峰、碳中和目標(biāo)將推動我國各產(chǎn)業(yè)的核心技術(shù)路線從[高碳排放]轉(zhuǎn)換到[低碳、零碳]排放。
通過[電為載體]實現(xiàn)以下核心轉(zhuǎn)變：
①實現(xiàn)能源消費結(jié)構(gòu)的根本性轉(zhuǎn)變；
②實現(xiàn)綜合能效水平的持續(xù)大幅提升；
③產(chǎn)業(yè)系統(tǒng)與能源系統(tǒng)的關(guān)系轉(zhuǎn)型。
建設(shè)多元化儲能系統(tǒng)以滿足電力系統(tǒng)調(diào)節(jié)需求
新型電力系統(tǒng)中儲能系統(tǒng)需要及時平衡新型電力系統(tǒng)的功率波動，同時配合電網(wǎng)調(diào)節(jié)策略，實現(xiàn)新型電力系統(tǒng)的安全經(jīng)濟運行。
要實現(xiàn)這個目的，要求儲能系統(tǒng)具備以下三大功能。
①大容量：儲能系統(tǒng)功率支援能力必須能夠覆蓋系統(tǒng)中新能源發(fā)電功率波動最大差額，因此必須具備較大容量；
②快速響應(yīng)：儲能系統(tǒng)一般進(jìn)行后發(fā)式功率支援，必須具備快速響應(yīng)能力；
③多層次功率支援能力：新型電力系統(tǒng)中功率不平衡問題來源和特性極具多樣性，儲能系統(tǒng)對各種類型的功率不平衡現(xiàn)象均要具備強大的多層次支援能力。
單一技術(shù)結(jié)構(gòu)和控制策略的儲能系統(tǒng)難以滿足上述要求，因此必須建設(shè)智能的多元化儲能系統(tǒng)。
結(jié)尾：
過去十余年，中國風(fēng)電、光伏發(fā)電容量大幅增長，毫無疑問該大勢已定。越發(fā)能看到發(fā)展新型電力系統(tǒng)的緊迫性與重要性，可能這才是真正被我們忽略掉的大棋。
作者 | 方文
部分資料參考：
全國能源信息平臺：《新型電力系統(tǒng)構(gòu)建需要全新的底層邏輯》
能見Eknower：《中央首次提出構(gòu)建以新能源為主體的新型電力系統(tǒng) 意味著什么？》
浙電e家：《新型電力系統(tǒng)建設(shè)下 海量新能源消納如何破局？》
錦緞：《電力系統(tǒng)正面臨前所未有挑戰(zhàn)，發(fā)展新型電力系統(tǒng)為何成為必由之路？》
魚眼看電改：《新型電力系統(tǒng)思考：三個總體特征》
