新型电力系统稳定要注重“五重”保障（图）

  [中国石油新闻中心2021-07-06]
  保障新型电力系统稳定是能源转型必须长期关注的大问题，面向碳达峰碳中和，保持我国电力系统稳定要注重‘五重’保障：新能源自身体系完善、多种储能形式不断发展、智能化技术优化资源配置、低排放且更适合调峰的气电、煤电与CCS技术。
  新形势下我国提出构建以新能源为主体的新型电力系统的发展目标，同时提出确保今后电力系统运行稳定的要求，这两个目标和要求得到高水平实现和落实，将意味着我国能源转型迈上新台阶。风电、太阳能及水电在我国新能源构成中占据很高的比例，而这三种电源普遍存在的短板就是易受季节性因素影响出现起伏，继而导致供电系统不稳定并由此衍生出弃风、弃光、弃水现象，这在过去的多年实践中已经屡次得到验证。因此保障新型电力系统稳定是能源转型必须长期关注的大问题，说稳定是电力系统核心诉求并不为过。
  第一重保障
  新能源自身体系完善
  从发展的逻辑看，实现新型电力系统稳定，首先需要依靠新能源体系自身功能的完善，也可以将其称为第一重保障。换言之，要首先从自身运行优化找到突破。关于新能源并没有专门的权威定义，将非化石能源视为新能源一直是业界约定俗成的看法。非化石能源包括不可再生的核电，核电具有良好的稳定性，但长期以来因安全问题颇受争议。本次新型电力系统建设目标提出之后，关于核电发展的讨论热起来了，同时核电标准升级以及项目投资新增计划也保持了跟进。从因果逻辑关系看，核电的提速应该与增强新型电力系统的稳定性有关。除了核电之外，地热发电其实是理论上又一重要选项，只不过当前地热发展装机容量较小。地热属于可再生能源，地热发电的最大优势是运行稳定，已有电站的年运行时数普遍要高于其他电源。目前装机容量和发电量均比较小，但毕竟有成熟运行的项目，且在历史上曾经对个别地区电力供应做出过巨大贡献，比如羊八井电站就曾是西藏拉萨的电力供应之源。我国地热资源基础雄厚，滇藏地区富含高温资源适合发电，未来随着中低温发电技术的成熟，地热发电前景是光明的。至于其他电源比如太空电站、海水温差发电等目前只是在概念阶段，实现起来应该还有较长的周期，对系统现实稳定性帮助并不大。
  第二重保障
  多种储能形式不断发展
  新型电力系统的稳定性需要依靠储能，这是第二重保障。储能有物理储能、化学储能和抽水蓄能等形式。不同储能形式各有优缺点，比如物理储能的实施条件较为苛刻，要求远离人口密集区，同时需要有天然的储存空间。抽水储能常常受到干旱的困扰，据悉前不久南方某地缺电就和水电供应受干旱影响有关。电化学储能的时长比较短，是其弱项。据了解目前在国内风电、太阳能发电区域上马的电化学储能项目容量多为运行风光电项目装机容量运行2到3小时的水平。比较而言，氢储能理论上具有长周期储能的优势，但其成本高且氢电转换带来效率损失。不过从稳定性要求看，在稳定性与效率出现矛盾不可兼顾时，牺牲必要的效率也是可以理解的。未来若氢储能的氢来自绿电弃电或谷电，氢储能经济性及效率或可得到一定程度的挽回，这取决于评价参数的改变。
  第三重保障
  智能化技术优化资源配置
  依靠智能化技术的应用实现资源优化配置，这是第三重保障。智能化新技术的应用与各类电力本不属于同一个范畴，但技术的应用对于未来电力系统稳定至关重要，是新能源电力系统的“标配”。智能化技术的应用旨在将各类可再生电力的供需（也包括调峰电源）进行统筹和调配，以确保系统稳定。未来的新能源电力系统涉及风电、太阳能发电、水力发电、核电、地热发电及储能等多领域，涉及同一地区不同电源或者不同地区的资源调配，还涉及不同季节和不同天气的影响差异，同时涉及用电需求的变化。要想让这样一个受多因素控制的新能源电力系统稳定运行，高水平的统筹和评估预判能力是必须的，而高水平的统筹能力需要高水平的智能化技术。基于此，可以将智能化技术视为系统稳定的一个支点、一重保障。
  第四重保障
  低排放且更适合调峰的气电
  第四重保障来自气电。即使有了智能化技术以及不同电源之间的统筹调配，也不足以保障电力系统的完全稳定，必要的外力还是需要的，这个外力就是火电调峰。火电主要来自煤电和气电。在我国碳捕集及封存技术还没有大规模实施商业化应用的条件下，发展气电较为现实。较之于煤电，气电的排放只有煤电的1/3，且气电具有爬坡速度快更适合调峰的特点。在此形势下，发展气电与新能源电力保持必要的匹配可以视为第四重保障。不足的地方在于我国目前的天然气供应不充分。虽然我国也是天然气生产大国，但需要用气的领域太多。目前的天然气价格和发电技术水平之下我国天然气发电成本比较高，大规模推广受到挑战。不过气电的前景是值得期待的。在欧美日韩主要发达国家大力推进碳中和战略，化石能源消费普遍已到平台期的环境下，化石能源的价格大幅上涨的可能性比较小，而化石能源的供应又比较充分，因此中长期国际市场的天然气价格、油价只能走平价路线。2021年虽然出现油价上扬，但价格上扬与疫情之后经济恢复有关，之后会逐渐趋于平稳。油气行业不会也不应该将发展的希望寄托在高油价、高气价方面。在能源竞争进入多元化时代，非化石能源技术进步突飞猛进的形势下，非化石能源对化石能源市场份额的替代已成必然态势，低价位是化石能源行业保持市场份额的有效手段。同时技术的进步也在不断降低国内气电企业应用燃气轮机技术的成本，燃气轮机国产化将在很大程度上降低天然气发电成本。因此我国发展气电，与非化石能源形成匹配的可能性完全存在。究竟需要多大的配置比例，各国各地区的情况应该不尽相同。对于能源消费还处于增长期以及地区经济发展条件有差异的我国而言，气电与可再生能源电力装机的比例应该不会小。
  第五重保障
  煤电与CCS技术
  第五重保障来自煤电。除天然气发电之外，煤电在新能源为主的电力系统同样能够派上用场，毕竟多一分电源就多一分保障。能源供应涉及民生，不容有丝毫闪失，保障程度只有更高，没有最高。从技术发展的趋势方面判断，未来煤电可以依托CCS技术的成熟实现在绿色能源为主体的能源市场中继续保持自己的一席之地。就目前国内外各个咨询机构的预测结果判断，CCS技术的成熟和商业化推广大致还需要10年左右的周期。一旦该项技术发展起来了，煤电与气电一道可作为新能源为主体的电力系统的兜底保障电源。我国煤炭资源丰富，过去煤电是电力功勋，将来在新型电力系统中也一样是功勋。从发展逻辑层面看，煤电与CCS技术可以视为新型电力系统的第五重保障。（作者为罗佐县中国石化经济技术研究院博士）
  延伸阅读
  天然气发电的发展路径
  天然气将在中国能源结构向低碳化、清洁化转型中发挥重要的作用，而规模化发展天然气发电是天然气产业成熟发展的关键因素。在天然气环保调峰的天然属性优势、气源供应充足、体制机制不断优化等多重物质基础保障下，仍需进一步解决天然气发电发展的制约因素，才能抓住契机发展天然气发电，最终助力实现能源结构的调整和碳中和目标的实现。

  对我国天然气发电的发展路径的建议：其一，发挥固有优势，成为可再生能源发电的成长伴侣。其二，天然气产业链与发电产业链互动结合，提高整体竞争力。其三，进一步形成价值可完全体现的电力市场价格机制。其四，推动核心技术自主化和装备国产化，降低发电成本。（来源：单彤文《天然气发电在中国能源转型期的定位与发展路径建议》，中国海上油气2021.4）