中國工程院院士劉吉臻“靈魂拷問”：“2022年，我國風(fēng)電、光伏裝機(jī)達(dá)到7.5億kW，發(fā)電量為1.2萬億kWh。據(jù)此判斷，到2030年，即便風(fēng)、光裝機(jī)翻一番，也只能增加1萬億多千瓦時的電量，屆時也還有約2萬億kWh的電量供應(yīng)空缺。這個難題該怎么解?”
“2022年，我國風(fēng)電、光伏裝機(jī)達(dá)到7.5億kW，發(fā)電量為1.2萬億kWh。據(jù)此判斷，到2030年，即便風(fēng)、光裝機(jī)翻一番，也只能增加1萬億多千瓦時的電量，屆時也還有約2萬億kWh的電量供應(yīng)空缺。這個難題該怎么解?”9月20日，中國工程院院士劉吉臻在由中國電力發(fā)展促進(jìn)會組織召開的2023第十屆中國電力規(guī)劃發(fā)展論壇上，就今后一個時期的我國電力保障供應(yīng)拋出“靈魂拷問”，引發(fā)與會專家學(xué)者熱議。
當(dāng)前，水電迅猛發(fā)展的時期已經(jīng)過去，核電因?yàn)榇嬖跔幾h提升空間有限，被寄厚望的風(fēng)、光可再生能源尚未形成穩(wěn)定可靠的供應(yīng)能力。而隨著風(fēng)、光占比持續(xù)提升，加之極端天氣頻發(fā)，我國電力系統(tǒng)面臨的保供風(fēng)險挑戰(zhàn)愈發(fā)不容忽視。
電力消費(fèi)中長期剛性增長 未來7年增量可超3.2萬億度
電力作為國民經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)支柱產(chǎn)業(yè)，與工業(yè)化程度高度相關(guān)。當(dāng)下發(fā)達(dá)國家電力需求已經(jīng)進(jìn)入平臺期，而我國人均用電量仍處于較低水平，隨著終端電氣化水平持續(xù)提升，我國電力需求仍將剛性增長，且增量巨大。
相關(guān)數(shù)據(jù)顯示，2022年，在國際能源價格波動等多重超預(yù)期因素影響下，我國全社會用電量依然維持了3.6%的增速，達(dá)到8.6萬億kWh。今年上半年，全社會用電量增速更是達(dá)到5%。
水利水電規(guī)劃設(shè)計(jì)總院副總工程師謝宏文在會上指出，“十四五”期間，預(yù)計(jì)我國年均新增用電量將達(dá)到4400億kWh，年均用電增速達(dá)到5.4%;“十五五”期間，我國也將維持4.6%的年均用電量增速，年均新增電量預(yù)計(jì)達(dá)到4800億kWh，相當(dāng)于德國2022年的用電量。
據(jù)電力規(guī)劃設(shè)計(jì)總院預(yù)計(jì)，到2030年，我國全社會用電量將增長到11.8-12.5萬億kWh。這意味著，未來7年內(nèi)，我國全社會用電增量將達(dá)到3.2萬億kWh以上。
“預(yù)計(jì)我國用電需求增長將于2040-2045年進(jìn)入飽和階段。到2040年，我國全社會用電量達(dá)到15萬億kWh左右，人均用電量接近美國當(dāng)前水平，突破1萬kWh。但由于我國用電需求基數(shù)龐大，屆時用電年增量仍將維持在1000億kWh左右，接近澳大利亞當(dāng)前年用電量的一半。”電力規(guī)劃設(shè)計(jì)總院副院長劉世宇在會上說。
保供應(yīng)、促轉(zhuǎn)型“雙重壓力”當(dāng)前風(fēng)電光伏尚需加力
那么，未來7年內(nèi)，這3萬億多度新增用電從哪來?靠什么?
“我們現(xiàn)在面臨的是保供應(yīng)、促轉(zhuǎn)型的雙重壓力。我國水電資源已經(jīng)基本開發(fā)差不多，核電資源也有限，主要還得靠大力發(fā)展風(fēng)電光伏。”有與會專家在會上坦言。
事實(shí)上，受全球能源轉(zhuǎn)型與我國“雙碳”目標(biāo)推動，近年來，我國風(fēng)電、光伏發(fā)展一路高歌猛進(jìn)，新增裝機(jī)連續(xù)三年突破1億kW。10年間，包括風(fēng)電、光伏、水電等在內(nèi)的可再生能源裝機(jī)增長約3倍。2012-2022年，我國風(fēng)電、光伏、水電裝機(jī)占比從27.5%提升到45.7%，發(fā)電量占比也從19.4%提升到28.7%。與此同時，煤炭在能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)中的占比從68.5%降至56.2%。
但即便如此，在劉吉臻看來，在當(dāng)下能源轉(zhuǎn)型與兌現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)的大背景下，要滿足這3萬億度電的增量需求仍然面臨巨大挑戰(zhàn)。
相關(guān)數(shù)據(jù)顯示，2022年，風(fēng)電、光伏裝機(jī)達(dá)到7.5億kW，然而發(fā)電量也僅為1.2萬億kWh，對8.6萬億kWh的全社會用電量貢獻(xiàn)度只有不到14%。
“根據(jù)相關(guān)規(guī)劃，到2030年，我國風(fēng)電、光伏裝機(jī)總量將達(dá)到12億kW以上。但即便屆時風(fēng)、光裝機(jī)相比較于2022年翻番達(dá)15億-16億kW，兩者可貢獻(xiàn)的發(fā)電量也只能再增加約1萬億多千瓦時，還有約2萬億kWh的電量‘空缺’待補(bǔ)。”劉吉臻指出。
“雖然目前我國新能源發(fā)電利用率已達(dá)到先進(jìn)水平，但新能源裝機(jī)還沒有形成可靠替代。”劉世宇也表示。
《中國能源報(bào)》記者從會上了解到，“十三五”以來，國家電網(wǎng)經(jīng)營區(qū)內(nèi)增加的5億多千瓦風(fēng)、光裝機(jī)，有一半時間出力不到15%。2022年迎峰度夏期間，華北地區(qū)晚高峰風(fēng)電的出力只占到裝機(jī)的4.4%，華東地區(qū)更僅占1%。
“經(jīng)研究統(tǒng)計(jì)，即使在風(fēng)光資源比較好的西北地區(qū)，風(fēng)電保障出力僅約為裝機(jī)容量的5%左右;‘十四五’期間，參與用電高峰電力平衡保供的光伏保障出力僅占光伏裝機(jī)約2%。”劉世宇進(jìn)一步指出，目前，風(fēng)電光伏的置信容量還比較低，難以有效替代化石電源裝機(jī)。“簡單通過新能源配置儲能也不能解決新能源的穩(wěn)定可靠供應(yīng)問題。”
更值得注意的是，隨著全球變暖、氣候異常現(xiàn)象的加劇，頻發(fā)的極端天氣對新能源高占比的電力系統(tǒng)也將產(chǎn)生極大影響，更進(jìn)一步推高了電力保障難度。“中國電網(wǎng)結(jié)構(gòu)形態(tài)復(fù)雜，大規(guī)模新能源接入下的電網(wǎng)安全將面臨重大挑戰(zhàn)。”有與會專家直言。
火電仍是兜底保障電源 風(fēng)、光還須在可靠控制上下功夫
另有與會專家指出，目前，我國靈活性調(diào)節(jié)電源缺乏，比如，“三北”地區(qū)新能源富集，但靈活性電源僅不足3%，調(diào)節(jié)能力先天不足，從而制約了風(fēng)光新能源消納。再加上近年來新能源超規(guī)劃迅猛發(fā)展，如何提升利用率需要高度重視。“這是新能源可持續(xù)發(fā)展的重要基礎(chǔ)。”
“從中長期的電力保障角度來講，必須要全面準(zhǔn)確地理解新能源的替代不僅僅是替代電量。新能源要可靠替代化石電源，成為主體電源，必須同時進(jìn)行電量替代、容量替代和電力系統(tǒng)必不可少的安全穩(wěn)定功能的替代。”劉世宇說。
劉世宇建議，可通過系統(tǒng)友好型新能源站、分布式源網(wǎng)荷儲一體化、跨季節(jié)長時儲能等革新技術(shù)和創(chuàng)新模式，提升新能源可靠替代能力，保障新能源電量充分滿足剛性增長的全國用電需求，并有效替代存量化石電源裝機(jī)。
會上，多位專家提出，從保障供應(yīng)和經(jīng)濟(jì)性替代的角度講，當(dāng)下，不可否認(rèn)的是“煤電仍然是保障電力電量供應(yīng)的壓艙石”，所以還是要穩(wěn)住傳統(tǒng)能源支撐，構(gòu)建清潔高效、兜底安全的傳統(tǒng)能源保供體系，在此基礎(chǔ)上穩(wěn)步推進(jìn)非化石能源成為供應(yīng)主體。
在劉吉臻看來，用戶側(cè)也是一個電力“富礦”。“用電側(cè)負(fù)荷一旦可平移、可調(diào)節(jié)、可中斷，必然就是電力系統(tǒng)的寶貴資源。”
“今后需求側(cè)的管理還是要進(jìn)一步加強(qiáng)，否則很難滿足電力的保供需要。如果只是靠在供給側(cè)做工作，勢必需要花費(fèi)大量的投入，電力系統(tǒng)的成本疏導(dǎo)問題也要引起重視，最終成本還得全社會共擔(dān)。”有專家在會上建議，還是要把存量的資源利用好，新建的設(shè)施規(guī)劃好，以此節(jié)約能源轉(zhuǎn)型投資成本。
文：中國能源報(bào) 記者 仝曉波
作者：仝曉波
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