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電力能源轉型升級發展要實現兩個替代

來源:中機院時間:2016-11-22 點擊:4076

電力轉型必須以價值為引導，要在保證國家能源安全的條件下，推動綠色發展、提高經濟性。中國電力轉型，要以電力為中心，實現兩個替代——將一次能源轉化為電能，加大終端能源消費中以電代煤、以電代油力度。

電力轉型要實現兩個替代

        中國非化石能源比重提高的速度和煤電效率提高的速度舉世罕見。從發電量來看， 2015 年與2010 年相比，非化石能源發電占比提高 7.7%，這源于電力投資比重的變化；現在火電機組的節能效率，全國平均已達了 39%， 5 年間就提高了 2 個百分點。

       碳減排成效，除了水電、風能和核電的發展外，主要是煤電效力的提高。因此，減排不能單純看一個方面，而要看能源系統整體優化。此外，中國燃煤電廠大氣污染物減排成效也很顯著。2015 年煙塵排放量與 1980 年的峰值相比下降了 90%，這是在火電增長了 16.9 倍的前提下。 2015年氮氧化物與 2011 年的峰值相比下降了 82%。不過，可再生能源發電比重的快速提升，煤電調峰能力顯著增強的同時，影響了機組的安全經濟性，百萬千瓦機組因調峰需要而不能運行在最佳狀態。

       電力轉型必須以價值為引導，要在保證國家能源安全的條件下，推動綠色發展、提高經濟性。對于能源轉型，中機院專家認為，一是可持續供應是能源轉型的核心目標；二是能源轉型成功的標志是能源安全、綠色和經濟等要素下的有序轉型，而不是以實現單要素為目標的轉型；三是能源轉型對中國來說不會一蹴而就，實現初步轉型成功可分為三個階段， 2020 年、 2030 年、 2050 年。電力轉型的路徑及措施：治理霧霾是近期的主要任務；能源多元化是解決主要矛盾的主要手段和方法；不同發電能源要從可獲得性、在能源系統中的功能、能量質量、成本等方面考量，實現結構優化調整。

       中國電力轉型，要以電力為中心，實現兩個替代——將一次能源轉化為電能，加大終端能源消費中以電代煤、以電代油力度。電力結構調整應該是，嚴格限制新增煤炭；穩妥發展水電，發揮梯級效應，防止大量棄水；積極推進核電；非水可再生能源要理順發展思路，解決棄風、棄光，擴大消納，分布式與集中式并舉，理順機制，網源協調；合理發展氣電，各種電源優勢互補，協同發展，時空布局合理，體現綜合效應。

傳統電力系統轉型之路

       傳統電力系統面臨的問題是新能源比例不斷增加之后的問題，新能源隨機性強、可控性低、安全風險高，帶來的整體性問題凸顯，需要一系列新能源電力系統側的技術支撐。
為解決這些問題，將來會出現一種新能源電力系統。新能源電力系統是一種高可再生能源利用比例的系統。未來我國新能源電力系統基本形式是，分布式和集中式結合，遠距離大電網輸送和區域微網就地消納結合，這是中國國情所需；在供應側、輸電環節、需求側，橫向為多能互補，縱向為源、網、荷、儲協調互動；實現電源響應、電網響應、負荷響應，促進系統可調控性、安全性、穩定性、信息化、自動化、智能化水平大幅度提升。

       新能源電力系統的關鍵技術和配套機制包括：一是電源響應方面的關鍵技術及配套機制，如電網友好型發電技術。配套機制有兩類：加強和完善清潔能源補償機制和開放電網公平接入。二是電網響應關鍵技術及配套機制，如新型電網結構與先進輸電方式、電網先進控制與安全防御技
術、跨省區輸電及交易機制、整個系統建設等。三是建立供需協同的響應機制，如研發智能計量與信息系統、智能調控與管理系統、大數據處理分析系統以及用戶終端設備，形成統一開放的設備標準體系等。

重塑能源的關鍵是提高能效

       巴黎會議確定了將全球溫升控制在兩攝氏度的目標，這是全球共識，就是要在 2050 年把溫室氣體排放量在 2010 年的基礎上減少 70%，在本世紀末要實現零排放。過去幾十年能源消費增長了 1.6 倍，但增加的 80%以上仍是化石能源，未來幾十年化石能源還將是基礎能源，應對氣候變化完全靠可再生能源實現零排放難度非常大，提高能效很關鍵。地球村應該分成三類經濟體，發達國家（ OECD 國家）、新興經濟體、發展中國家。 OECD 國家在 2050 年能耗在現在水平上降一半，新興經濟體在實現既定發展目標完成工業化后可堪比現在發達國家的能耗水平，其他發展中國家能源消費倍增、消除貧困的同時，單位GDP 能耗也大幅度下降。只有群體共同行動，才有可能實現控制溫升兩攝氏度的目標。能效對滿足未來能源需求的貢獻達到了 45%，不把能耗降下來是不可能的。最重要的一點是，所有這些在技術上是可行的、經濟上是合理的，既能滿足當前穩增長，又能保證就業，并非經濟負擔。

充電基礎設施 3 大關鍵詞

       能源與交通之間關系密切，新能源汽車的推廣帶動充電基礎設施的迅速發展。關于充電基礎設施，我想談三個關鍵詞。

      中國電力轉型，要以電力為中心，實現兩個替代——將一次能源轉化為電能，加大終端能源消費中以電代煤、以電代油力度。

       第一個關鍵詞是揚長避短。從供給側來看，要發揮充電站的獨特優勢——電力安全、靈活和易獲取的優勢。要做到四個結合：公用設施和專用設施相結合；充電設施和停車設施相結合；充電服務和互聯網相結合；充電設施和智能電網相結合。

      第二個關鍵詞是先易后難。從需求側來看，要抓住用戶的本質特征和階段性特點。對自有車位而言，要解決車位電氣化、充電智能化問題。對沒有固定停車條件的車主，一是建設各種公共充電設施，二是專用充電設施的分時共享。盡管市場前景廣闊，但在技術方案、運營機制、投資回報方面挑戰較大。

      第三個關鍵詞是由點及面。待新能源汽車全面推廣開來，充電樁產業配套全部做好，還有較長時間。建議加強產業鏈各方合作，在重點領域、重點地區深耕細作，盡量做到點上突破。依托點上的積累，未來幾年將會在全國更大市場快速復制，行業真正進入全面開花的快速發展期。

領跑者項目促光伏發電成本下降

       領跑者計劃的實施背景是，我國光伏產業在項目開發建設和設備制造方面，已位居世界首位，但隨著產能放大，面臨技術進步、產業升級，先進產業在市場占有率相對較低，影響到整個行業升級。同時，我國可再生能源電價補貼資金缺口越來越大，光伏行業面臨經濟性進一步提高、成本進一步降低的要求。此外，隨著新能源進一步擴大，產業、服務體系也要適應新能源的規模發展。

       領跑者計劃為何能將電價降下來？一是，入選領跑者計劃的產品在性能和質量上都有嚴格要求，從而提高光伏發電的效率、土地利用率。二是，通過遴選優秀開發企業，從勘察、設計到建設、運維，提升整體效率，提高光伏發電能力、盈利能力。三是，進一步改善投資環境，領跑者項目中通過加強規劃、地方政府提供一站式服務等便利因素，開發企業將主要精力放在設備選擇、項目建設上。四是，對管理提出要求，有質量監督、信息監測、項目后評估等，確保項目建設和運行。五是，在建設光伏電站的同時，也積極探索礦山綜合治理等方式，帶來多方效益。領跑者項目達到的效果：該項目以技術領先為評優標準，鼓勵合理降價，通過市場競爭方式，促進產業升級和探索平價上網路徑。客觀來講，領跑者項目集成了優秀開發企業，統籌考慮各種有利條件，但還不能代表整個行業的平均水平，因此領跑者電價并不代表標桿電價，但對標桿電價的形成能起到較好的促進作用。

分布式清潔能源潛力可期

       針對我國能源發展中存在環境壓力以及能源系統整體效率偏低的問題，發展分布式能源是一條重要途徑。當前分布式天然氣發展呈快速增長趨勢，已建成天然氣分布式能源項目 85 個，總裝機 108萬千瓦；以海島微電網、城市微電網以及偏遠農牧區微電網為代表的微電網系統也有很多項目；分布式光伏發展迅速， 2015 年太陽能發電新增裝機 1374 萬千瓦，其中分布式光伏就占到 208 萬千瓦。

       但我國分布式清潔能源發展還處于起步階段，依舊面臨幾方面的問題：一是單獨供能、難以協同，各能源品種之間供能、用能難以協同，設備利用效率不高；二是關鍵技術未突破，比如其中用到的儲能電池技術以及天然氣微型燃機技術；三是投資較高，整體經濟性較差；四是運營模式需進一步探索，目前運營模式比較單一，存在體制機制約束；五是補貼政策和激勵機制不完善。

       分布式清潔能源前景：天然氣方面，預計 2020 年中國天然氣供應能力可達 3650 億立方米，需求約為 3100 億立方米，如將這 550 億立方米的富余天然氣轉化為電力可新增 3400 萬千瓦裝機，其中分布式天然氣將占重要地位。預計 2020 年光伏裝機總量達 1.1 億—1.5 億千瓦，將是分布式和集中式并重。

       在我國能源的發展方向上，要通過綜合能源利用、儲能、多能互補、綜合能源管理、智能電網等技術構筑具有多能融合、系統高度集成以及智慧能源特征的分布式清潔能源系統，實現清潔、低碳、高效和可靠性的能源供給。在發展模式，可將供能規劃納入城市整體規劃，引領區域內能源供需統籌發展，通過泛能微網技術構建多能互補，高效智能的區域能源系統，互聯互通、整體協同，實現更大范圍的能源資源優化配置。

以創新拓展可再生能源發展新局面

       目前，協鑫的多晶硅、硅片產能已分別突破 10 萬噸和 15GW，太陽能電站排名位居全球前列，風能發電、天然氣發電等領域實現多能并進的總量躍升。在這背后，科技創新是驅動企業發展快速健康的關鍵所在。以多晶硅為例，通過協鑫及整個行業的協同努力，生產每公斤多晶硅的成本從 10 年前的 165 美元下降到 11 美元左右，“十三五”時期可降至 8 美元。 2016 年，協鑫與行業同仁共同推動，實現了光伏行業上網電價的大幅下降，加快了平價上網時代的早日到來。

       協鑫集團在全球范圍內圍繞光伏產業鏈、石油天然氣產業鏈“兩大主線”，實現垂直一體化發展的業務體系，積極推進電網、熱網、天然氣網、能源信息網+能源大數據云平臺整體協同的“四網一云”能源網絡構架，加大新能源和清潔能源系統集成效應，構建分布式能源、微網、能源大數據、儲能等協同發展。

       積極響應國家“一帶一路”戰略“走出去”，目前正沿埃塞俄比亞—吉布提—國內外終端應用的路徑，開發協鑫在埃塞俄比亞擁有的儲量豐富的天然氣資源。此外，協鑫還積極支持“聯合國人人享有可持續能源計劃”、“點亮非洲”計劃。

       雖然可再生能源的發展離不開政策支持，但一個長期依靠政策補貼的企業是長不大、做不強、走不遠的，協鑫集團愿與各方一起努力，通過強化科技創新，依靠市場力量，共同推動可再生能源成本持續下降，爭取早日擺脫補貼依賴，建設宜居環境，擁抱碧水藍天。

城市能源互聯網規劃中的 5 個重點

       能源互聯網將是我國能源革命的重要產物，也將是我國城市能源的主要業態。結合我院已經完成或正在進行的多個能源互聯網項目規劃的認識和經驗，談幾點看法：

       一是分布式可再生能源的充分利用及通過能源配網實現多能協同與互補。重點是屋頂光伏、微風發電、余熱利用及儲能，實現熱、電、水、冷的協同、統籌和梯級利用。實現冷熱電聯供及熱的電能替代。

       二是在主網的后備支持下，盡可能實現微網的自治和自愈能力，以提升系統的安全可靠性。如果城市屋頂光伏大量開發并仍以直接接入大電網的方式運行，大電網的安全可靠性將大大降低。而微網基于各要素有效協同的基礎上，通過激勵、響應、態勢感知、調控保護等手段，把影響系統安全的概率降到最低，在與大電網聯網保障的前提下，安全可靠性會更好。

       三是以技術（相對成熟）創新探索再造規程和標準。除互聯網等信息技術得到充分利用以外，新材料和新一代電力電子技術也可派上大用場。

       四是以服務用戶需求為中心，用互聯網思維再造能源生態。就是要改變被動的用能模式，尊重服務于用戶，滿足用戶的知情權、參與權和選擇權；改變雙邊購銷關系為多邊的協同與共享；改變用戶的預支消費為在線選擇性消費，智能預設消費和服務商指導下的有效消費。

       五是推進能源互聯網的商業模式，離不開國家政策支持。配網運營與能源銷售一體，投資經營一體，這是諸模式中最有效可行的模式。能源互聯網項目的落地，最大的問題不是技術，不是管理，而是市場壁壘，即電網公司的態度。政府對于試點示范項目的強力推進，是至關重要和不可替代的。

       國家電網為能源互聯網這一新興業態創造了可靠條件。但是，我國高電壓骨干網堅挺的另一面是相當薄弱的中低壓配電網。以電力冗余換來的系統可靠性，這一代價轉嫁給用戶便是居高不下的電價，企業用能負擔沉重。而隨著能源互聯網這一新興業態的發展，需求側自給能力及能效的提高，大電網中“大通道、小潮流”的問題會更為突出。因此，電網的變革正是這次能源革命的應有之意。

能源互聯網與可再生能源的技術本質

       能源互聯網的核心價值體現在能源本質上。能源的本質是讓每一個人都擁有美好生活。能源可以免費，可以成為一件美好的東西。這取決于我們真正能夠把能源通過技術，讓它變得低廉。如果能源免費，又可以應用到各種領域，我們的生活將會因此改變。今天昂貴生活成本其實是因為每一樣生產資料背后附加了一部分的能源成本。

       化石能源本質是商品本質，可再生能源本質是技術本質，商品本質意味著商品價格由供需決定。現在風光儲成本以每年 10%的趨勢往下走，這就是技術魅力。 5 年、 15 年之后，將是一個美好的、綠色驅動的能源世界——能源無處不在，能源接近免費，能源給我們的生活帶來極大的便利。這背后的邏輯就是可再生能源的轉型。

       可再生能源的高滲透性必須依賴能源互聯網，能源互聯網是解決人類可再生能源轉型的唯一出路和唯一通道。能源互聯網的最大價值是幫助實現可再生能源的轉型。未來能源世界在很大程度上會像人工智能機器，像 Uber 能實時把供給和需求相匹配。未來能源體系也需要這樣的智能機制，這是能源互聯網價值創造所在。互聯網 1.0 時代是人的社交網絡，而下一個互聯網時代則是設備連接，未來能源世界將是一個機器社交網絡。提供機器社交平臺，恰恰是能源互聯網要解決的問題——通信、智能化數據供應、分析、全過程自動化等。這又回到能源定義，能源不是建立超強電力網絡，而是走向分布式、廉價的能源、人人即為能源制造者，這就是可再生能源的技術特質。

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