与会嘉宾和媒体记者参观博鳌新型电力系统展示交流中心。 南网传媒全媒体记者 李志杰 摄
10月28日至29日，以“构建新型电力系统，服务碳达峰碳中和”为主题的博鳌新型电力系统国际论坛举行。论坛邀请到1000余位国内外专家学者，通过线上线下相结合的方式参会讨论新型电力系统领域关键问题。
一种普遍认同的观点是：实现碳达峰、碳中和(以下简称“双碳”)目标，能源是主战场，电力是主力军。因此，构建新型电力系统，被认为是能源行业实现“双碳”目标的必由之路。那么，新型电力系统究竟具备什么特征？能源电力行业又该如何构建这一系统？
供需随机性带来全系统变化
国家能源局发布的数据显示，2020年我国能源消费产生的二氧化碳排放量占总排放量的88%左右，电力行业占能源二氧化碳排放总量的42.5%左右。电力行业是碳排放占比最大的行业。
“电力行业碳达峰碳中和的进度，将直接影响“双碳”目标的实现进程。因此，必须加快构建以新能源为主体的新型电力系统，大力提高可再生能源消纳和存储能力，以能源电力绿色低碳发展引领经济社会发展。”论坛主办方博鳌新型电力系统协会理事长汤寿泉在致辞中表示。
低碳、零碳能源快速发展，打破现有能源结构体系，确立新能源的主体地位，将成为支撑“双碳”目标实现的重要手段。10月24日，中共中央、国务院印发《关于完整准确全面贯彻新发展理念做好碳达峰碳中和工作的意见》称，到2030年非化石能源消费比重达到25%左右，风电、太阳能发电总装机容量达到12亿千瓦以上。
电力规划设计总院高级顾问徐小东研究数据表明，我国新能源发电量占全社会用电量的比例将逐年提升。2020年约占10%，预计2030年接近29%，到了2050年49%，2065年接近60%。
伴随风电、光伏等新能源装机和电量占比的提升，其间歇性、波动性特点，要求系统配备海量控制、转换电能的电力电子设备。而新能源不仅应用于电源发电侧，也应用在用户负荷侧。供需两侧均产生随机性，将影响到系统中间的电网，进而影响整个电力系统。
南方电网公司党组成员、副总经理陈允鹏如此总结未来新型电力系统的主要特性：“双高、双低、双随机。”即高比例可再生能源接入与高比例电力电子设备应用、低可控性与低转动惯量、供给侧随机性和需求侧随机性。
这一总结，代表了能源电力行业的一种普遍观点。不少与会专家均认为，高比例新能源与高比例电力电子设备的“双高”特征，正深刻改变着传统电力系统的形态、特性和机理，而电力系统一旦追求清洁化，必须解决由此带来的整个系统安全性、经济性等系列问题。
系统性问题须系统性解决
源、网、荷、储——新型电力系统产生的问题，囊括了系统各环节。在许多与会专家看来，各环节之间有着互相影响的密切关联，解决问题的思路不应只局限于各环节的“各自为战”，而必须通盘考虑，系统性解决。
徐小东认为，必须改变传统以保供应为导向的电源、电网规划设计思路，要加强系统的顶层设计，以系统思维来统筹源网荷储各个环节，形成全局性的系统优化规划设计，这才是新型电力系统设计思路。
“新能源的发展与电力系统整体发展一定要相适应。但不能‘米多了加水，水多了加米’，最后系统结构还是不变，那就不是新型电力系统。”中国能源研究会常务副理事长周大地曾公开表示。
以海上风电产业为例。中央财政补贴逐步退出，地方财政补贴暂时并不明朗。而从长远来看，海上风电终有一天要走向无补贴的平价上网之路。“所以，我们海上风电开发要从开发侧资源导向转向兼顾系统消纳的方向，要把生产输送消费作为一个整体考虑，创新模式，减少中间环节的成本，从而全方位降低综合成本。”南方电网公司高级技术专家、南网科研院副院长李岩认为。
既然要参与系统消纳，海上风电产业就不得不考虑由此带来的储能成本。而业内人士已经想到更深层次。“除了储能技术外，还可以考虑海上制氢，发展另一种清洁能源，甚至开展海水淡化、海洋牧场等海洋资源综合开发利用产业，实现多产业高质量发展。”李岩说。
新型电力系统的系统性，还体现在地域间的互补与协调发展上。强化能源基地建设，通过远距离输电网络实现能源电力的大范围流动，这是出于我国国情的实际需要，也是构建新型电力系统的重要举措之一。“十四五”规划明确提出了九大清洁能源基地和五大海上风电基地，实现清洁能源电力全局优化配置。
“要持续加强新能源电力消纳和跨区输送能力建设，有序推进风电光伏发电的集中式开发，积极推进多能互补的清洁能源基地建设，发挥它们在新型电力系统中的关键作用。”中国电力建设集团党委常委、副总经理刘源在论坛建议。
核心技术突破是关键
构建新型电力系统过程有多种挑战，其中最关键的还是要突破核心技术。“技术创新是推动新能源革命的核心动力和根本途径。”刘源直言。
今年5月，国际能源署发布全球首份《2050年全球能源行业零碳路线图》报告指出，实现2050年净零排放要求清洁能源技术创新取得质的飞跃。从目前情况看，到2030年全球大部分碳减排可通过现有技术实现，但从2030年到2050年，几乎一半的减排将来自目前仍处于示范或原型开发阶段的新技术。报告特别指出，最大的创新机遇包括先进电池、氢电解槽和直接碳捕集封存技术。
实际上，一些技术研究已相当深入。对电池储能深入研究后，华为副总裁兼数字能源公司产品解决方案总裁周桃园指出一个认知偏差：“认为储能系统电池的简单并串联的集成方式，就能够形成安全可靠高效的储能系统。这种认知是有偏差的。”
他说，电池是化学产品，其化学反应受环境影响非常大，储能电站一般需要几万颗、甚至几十万颗上百万颗电池，环境会造成电池特性不一致，形成“短木板效应”。“解决这一问题的方式是电池分组，只有对每一组电池精确管理，才能真正解决电化学储能、新型储能的可靠性、安全性问题。”
广东电网公司广州供电局去年成立了氢能源研究中心，并面向电网应用场景布局和启动了一批示范项目和示范工程，研究电氢融合的意义。该中心副总经理杨波表示，电能和氢能可耦合也可解耦，解决可再生能源的消纳问题，参与电网的调峰、调频，而氢能的长周期、大规模存储，又能实现更大范围、更长周期的电力、电量平衡。
还有一些零碳技术设备已成功应用。西门子公司采用真空技术产品，替代六氟化硫温室气体，应用至变压器设备中。目前产品已实地应用在中国、挪威等国家，总订单超过1900套，设备共计商业运行超过600万小时，节省约270万吨当量二氧化碳排放。
关于“双碳”目标和新型电力系统，参与论坛的专家学者们，给出了各自心目中的理想模样，也仍存有许多难题有待解决。
广东电网公司副总经理、党委委员王昌照坦言，新型电力系统是最大的挑战，但如果站在2060年的未来往回看，当下只有一条路是正确的——就是致力于研究以新能源为主体的新型电力系统，“历史有前车之鉴。2003年前后，我们看美国研究开发页岩气技术，像看笑话似的。现在，他们实现了能源自给。”
南网传媒全媒体记者 帅泉 胡彬 通讯员 朱玉 王怡臻 宋印官
声音
南方电网公司党组成员、副总经理 陈允鹏
构建以新能源为主体的新型电力系统是一项复杂的系统工程，机遇与挑战并存，需要政府主导，企业参与各方共同努力，希望进一步发挥在各自领域的优势和作用，共同携手加大交流合作，聚焦新型电力系统规划建设，持续发力久久为功，为推动我国碳达峰、碳中和进程作出示范贡献力量。
博鳌新型电力系统协会理事长，深圳供电局有限公司董事长、党委书记 汤寿泉
立足新发展阶段，协会将聚焦构建以新能源为主体的新型电力系统，充分发挥协会在资源共享、标准制定、发展研究、宣传推广等方面的积极作用，全面提升协会会员的凝聚能力、学术引领能力、战略支撑能力、价值创造能力、文化传播能力、国际影响能力和基础保障能力，推动能源电力领域“双碳”目标实现。
海南电网公司董事长、党委书记 宋新明
当前，海南省正着力打造国家生态文明试验区，加快建设清洁能源岛，实施能源综合改革，并以系列制度集成创新推进海南能源清洁低碳转型，与构建新型电力系统的需求相契合。同时，海南电力系统结构具有相对独立、体量适中、清洁能源装机占比高的特点，建设省域新型电力系统具备先行先试的有利条件。
博鳌新型电力系统协会副理事长，内蒙古电力集团党委委员 燕林生
构建新型电力系统、深度践行“双碳”目标不是一朝一夕就能完成，也不是一家或几家企业就能实现的，需要我们共同努力并为之奋斗。内蒙古电力集团将以开放的态度，积极构建“蒙电”特色能源生态体系，在科研、商业模式创新、业务拓展等方面强化多主体业务协同和多领域合作，全力推动构建以新能源为主体的新型电力系统，为早日实现“双碳”目标贡献“蒙电”力量。
博鳌新型电力系统协会副理事长，香港中电集团输电及供电业务部高级总监 张宝中
毫无疑问，清洁能源跟电动汽车的发展对迈向碳达峰、碳中和非常重要，同时电动汽车流动的不确定性对于电网构成不小的压力，为应对这些挑战，香港中电致力于建立一个智能化的电网，减少碳排放，以解决电力行业迎来的挑战。
中国电建集团党委常委、副总经理 刘源
当前我们正在全面开展碳达峰、碳中和行动，加快推动风光电业务的发展，大力实施“水能城”战略，促进“水能城”融合发展，积极探索能源环保共生城市建设，围绕以新能源为主体新型电力系统的建设需要，打造新能源高效开发和综合利用的原创技术策源地，全面推动新能源业务高质量新发展。
博鳌新型电力系统协会副理事长，澳门电力公司执行委员会首席顾问 岳宗斌
为了配合国家跟澳门特区的“双碳”目标要求，澳门电力公司将利用区位优势融入国家发展大局，参与合作，加快低碳发展，推动澳门本地清洁发电，促进交通电气化，参与国家碳交易市场增加碳汇，为国家早日实现“双碳”目标做出澳门的贡献。
南网数研院董事、总经理、党委副书记 李鹏
数字电网支撑新型电力系统在不同的时间跟空间尺度上面实现全域资源的优化配置，提升终端能源的清洁化和综合利用水平，让数据发挥关键的作用，信息引导能量有序的流动。
电力规划设计总院高级顾问 徐小东
新型电力系统将是源网荷储深度融合的高度安全电力系统，新型电力系统将是负荷灵活开放、体系高效的电力系统，新型电力系统数字化升级、智能化应用能充分调动系统灵活性，促进源网互动，也是构建开放式的电力市场的需要。
华为副总裁兼数字能源公司产品解决方案总裁 周桃园
为了构建新型电力系统，需要把数字技术跟传统的能源技术相融合，构建源网荷储高效能源的生产使用和管理，最终达到我们实现低碳化、电气化、智能化的目标。
(南网传媒全媒体记者 陈克迁 整理)
■ 延伸阅读
国内首个热带智能电网技术标准体系建设规划发布
10月29日，博鳌新型电力系统国际论坛热带智能电网技术分论坛发布国内首个热带智能电网技术标准体系建设规划。该标准在引领热带智能电网建设的同时，也将为海南建设以新能源为主体的新型电力系统提供坚实支撑。
作为全国唯一的热带岛屿省份、全国唯一的省域智能电网示范省，海南在迎来优势和机遇的同时，智能电网建设也面临诸多挑战。海南常年特有的“高温、高湿、高盐密”环境和季节性“强台风、强降雨、强雷暴”极端气候，给电网装备可靠性带来严峻考验，极易造成电力设施的受损、停运。
“根据近5年海南电网缺陷数据统计，设备快速腐蚀、加速老化、异常发热、经常受潮等问题突出，引发设备电气绝缘、机械性能下降，给电网安全运行带来极大风险。”海南电网公司创新管理部总经理吴清介绍，现行条件下的设备制造标准已难以满足热带环境要求，亟须进一步规范化、标准化。
据介绍，此次发布的热带智能电网技术标准体系建设规划，是热带智能电网技术分论坛的重头戏。该标准体系由海南电网公司牵头，联合众多科研机构和高校在广泛深入研究后共同制订。标准体系结合热带气候环境引起的智能电网设备环境适应性和防灾减灾问题，以及热带可再生能源消纳与海岛微网协调控制需求，提出的一套热带智能电网技术标准体系，涵盖热带环境条件、环境适应性、防灾减灾、热带智能电网设备、热带可再生能源与微网等领域。该标准化体系可以有效支撑热带智能电网建设，推动热带智能电网标准国际化布局，与“一带一路”沿线国家共商共建共享标准成果。
“我们可以与和海南具有同类型环境的国家地区——如东盟、中东、非洲一起共商共建共享标准，带动智能电网产业国际化输出，共享智能电网发展成果。同时培养大量智能电网人才，为建设新型电力系统打下坚实的基础。”吴清说。
按照规划，海南电网公司将制定相关国际、国家、行业及企业标准200余项，计划至2025年完成15%标准制定，至2030年完成40%标准制定，至2035年完成45%标准制定，以补充拓展和支撑热带智能电网、新型电力系统标准体系。“十四五”期间按照热带环境适应性、热带防灾减灾、热带可再生能源与微网的先后顺序逐年完善标准制定。
据了解，热带智能电网技术分论坛为博鳌新型电力系统国际论坛特别设置，旨在为海南寻求构建新型电力系统之道。国内多位行业专家在论坛上进行成果分享，“海南电动汽车一张网现状与研究”“海南新型电力系统建设思路”等专题演讲备受关注。
(南网传媒全媒体记者 胡彬 通讯员 朱玉 王怡臻)
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