1、構建新能源為主體的新型電力系統杜祥琬2021年9月9日中 國 工 程 院 院 士 、原 副 院 長國 家 能 源 咨 詢 專 家 委 員 會 副 主 任國 家 氣 候 變 化 專 家 委 員 會 名 譽 主 任走向碳中和的一個關鍵2間歇性的可再生能源如何輸出高質量電力受到國內外的共同關注以風光為代表的可再生能源是能源低碳轉型的重要方向3研究了對電能的產生、輸運與應用各環節進行有效控制的技術我國有專家多年前就提出了概念：柔性化電力技術4“要構建以新能源為主體的新型電力系統”中財委提出：下功夫做好這件事，破好題，是保障我國電力安全、能源安全的核心，也是實現碳達峰、碳中和雙目標的關鍵。5下 面 匯

2、報 幾 點 學 習 心 得：6一源能源電氣化，電能低碳化是大趨勢，是從工業文明走向生態文明的基礎 。7從燃煤發電為主走向以非化石能源發電為主，是轉型的方向，又是一個復雜的系統工程、科學的歷史過程。電能多元發展協調互補協同配合在一個時期中，化石能源電力與非化石能源電力將：8微 不足 道舉 足輕 重擔 當大 任非水可再生能源（特別是風、光），由于其資源稟賦的豐厚、技術進步帶來的成本經濟性：正從9也 帶 來 了 它 的 基 本 弱 點 ：由于源頭（風、光）的間歇性，由于源頭（風、光）的間歇性，導致電源出力的波動性和運行的復雜性。導致電源出力的波動性和運行的復雜性。在發揮它的基本優點的同時：“清 潔

3、低 碳”“清 潔 低 碳”10為此，在采取一系列“新型電力系統”措施的同時：做好全系統的戰略協同友鄰協同友鄰完備的產業鏈條完備的產業鏈條自身的標準體系自身的標準體系【網、儲、多能互補】【網、儲、多能互補】新能源本身也需形成：11除 非 水 可 再 生 電 源 外：還需確立多能互補的策略新型電力系統的電源12單位GDPGDP能耗和單位GDPGDP碳排放均高于世界平均水平（更高于OECD國家）我國目前煤 電應有序安排煤電機組的靈活性改造，參與深度調峰，確保機組安全運行，提升電力系統的靈活性。在高效、清潔化出力發電的同時，13對調峰輔助服務應有補償政策【體現煤電的“供電價值”和“靈活性價值”】“先立

4、后破”的含義之一，就是建設性的電源轉型。14我國水電的裝機和出力，還有一定的潛力。新型電力系統中要進一步發展水電15可 在 新 型 電 力 系 統 中 發 揮穩 定 基 荷的 作 用核 電在安全前提下，積極有序發展核電在20302030年達到一億千瓦以上的裝機是完全可能的16以10%的電廠作備用應急電源，用戶可由大數據提供的各種電源出力情況的預測，選擇電源（緩解了儲能）。德國在多能互補的條件下，可以通過電力交易市場解決調峰問題。17可通過自建或購買調峰能力新能源發電企業實現高質量的出力18二網大力發展智能電網和配電網19數字技術可提升電網的數據采集、分析和應用能力，與傳統電力技術融合促進電力系

5、統各環節智能化，使電網“可觀、可測、可控”。20使電網向能源互聯網升級支撐電網以信息流引領優化能量流、業務流，增強電網的全息感知能力、開放性、交互性。數字技術21可提升電網的靈活性、可控性，具備吸納不穩定電源的能力。智 能電 網“智能電網通過電力和信息的“智能電網通過電力和信息的雙向流動雙向流動，建立起高度自動化和廣泛分布的能量交建立起高度自動化和廣泛分布的能量交換網絡。這樣的電網具有換網絡。這樣的電網具有自愈自愈能力，能力，能夠容納全部發電和儲能”。能夠容納全部發電和儲能”。22數字與能源結合，通過能源互聯網，把能源生產端與消費端連起來，實現能源系統快速響應和實時負載平衡。23由傳統大電網向

6、大電網與微網互補共生轉變適應分布式能源并網、適應分布式能源并網、儲能、電動車等。儲能、電動車等。建 設智 慧 配 電 網電網需強化跨省、跨區域輸電能力24三儲大力發展各種儲能（熱）技術25是未來能源系統具備柔性、包容性和平衡功能的關鍵節點。儲能技術的儲能技術的時移作用，可提高系，可提高系統的可控性和靈活性。不同的儲統的可控性和靈活性。不同的儲能技術可應對不同周期的能技術可應對不同周期的間歇性。儲能技術26抽水蓄能、壓縮空氣儲能、相變儲能等1抽水蓄能目前在儲能中占比最大抽水蓄能目前在儲能中占比最大【世界和中國】【世界和中國】27是“新型電力系統”的支撐性技術之一，兼有發電和儲能的功能。太陽能熱發

7、電28多種電池儲能技術進步很快從發展趨勢看，化學儲能占比從發展趨勢看，化學儲能占比會越來越大，將為主。會越來越大，將為主。229既有利于節能，又可起到儲能的作用電 動 汽 車的 規 模 化 發 展節能與新能源汽車路線圖研究報告給出：到2 20 04 40 0年中國電動汽車保有量約為 3 3億輛，每輛車平均 65Kwh65Kwh，則車載電池儲能容量約為 200200億KwhKwh，相當于目前全國每天消費的總電量。30據估計：電化學儲能成本已突破經濟性拐點再降 1/3未來五年再降 66%80%未來十年313有多種應用，如氫能冶金、交通能源等。氫能是未來能源產業之一水資源是地球上的“氫礦”發展的初衷

8、是減少污染和溫室氣體排放32可提升風、光的消納能力，并可應對長周期的間歇性，將波動性的風能、太陽能轉換為氫能，利于儲能和傳輸。33儲能在發電側、電網側和用戶側都有應用市場發改委、能源局關于加快推動新型儲能發展的指導意見關于加快推動新型儲能發展的指導意見估計：新型儲能裝機可超過3000萬千瓦到2 20 02 25 5年34儲能帶來的節省電能的成本將抵消儲能設備的成本，將成為能源經濟新的增長點。據估計，到2025年：據估計，到2025年：“新能源+儲能”的市場將邁入千億級35四滿足中東部電力負荷的一種思路36強化“身邊取”和“分布式”提高中東部地區能源自給率“身邊取和遠方來”相結合“分布式與集中式

9、”相結合37自產直消、寓電于民，與儲能技術相結合，培育大批量的“產消者”，不僅增加了當地的能源自給率、獨立性、安全性，而且緩解了高比例可再生能源對大電網的沖擊。BIPV列入建筑標準38專家們定量的計算表明：專家們定量的計算表明：電從“遠方來”模式【西電東送】對電力負荷很重的地區，可將“身邊來”和“遠方來”相結合電從“身邊來”模式【大批產消者】更安全更經濟39如果進一步，把這些分布式如果進一步，把這些分布式電源與儲能及數字化管理結電源與儲能及數字化管理結合起來，就可建成一批“微合起來，就可建成一批“微網”和“虛擬電廠”，可網”和“虛擬電廠”，可獨獨立運行立運行，也可，也可與大電網互動與大電網互動

10、。分布式電源微網虛擬電廠儲 能數字化管理就風、光、生物質這類分布廣泛而能量密度低的能源本性而言，更適合分布式（也不排除集中式）的發展。40中東部能源做到高比例自給，可減緩“西電東送”和“北煤南運”的壓力。蘭考縣三義寨集中式風電項目蘭考縣儀封鄉秦寨村光伏蘭考試點意義41微電網有源配電網實現上述新形態電網與大電網的協同發展實現上述新形態電網與大電網的協同發展對電網的調度運行方式、控制策略、調節能力、對電網的調度運行方式、控制策略、調節能力、抗風險能力，都提出了更高要求?？癸L險能力，都提出了更高要求。局部直流電網42五需求側管理也是一種靈活性資源預計到2025年，需求側響應達7000萬KW，占最大負

11、荷4%；長期，有望突破20%。43需求本來具有柔性通過數字化管理，可引導用戶根據市場情況調整電力需求，利于維持系統平衡。山西芮城的光儲直柔已有很成功的試點經驗：電力發展分布式電力網，電力發展分布式電力網，用電終端發展靈活用電的柔性負載，用電終端發展靈活用電的柔性負載，以便有效消納風、光。以便有效消納風、光。44屋頂光伏每戶每年發電：2.2萬Kwh戶內直流配電、自發自用戶內直流配電、自發自用供交通和農具柔性充電供交通和農具柔性充電芮城試點每戶還可外送 1萬每戶還可外送 1萬K Kwh剩余電能wh剩余電能每戶投資1010 1212萬元45農村區域建筑屋頂面積273億m2保守估計可裝 20億Kw光伏

12、年發電量 2.95萬億Kwh占未來我國電力總量的 20%衛星數據46城鎮“光儲直柔”配電 可裝機 8.3億Kw光伏，發電1.2萬億Kwh，可滿足城鎮自身用電 30% 30% 40%40%； 城鎮百公里范圍內有風、光基地，則光儲直柔建筑可只靠零碳電力運行。 建筑內部配電改直流，“需求側響應”用電模式，成為電力的柔性負載；加之生物質商品化能源、工業余熱、跨季節蓄熱裝置，可完成北方供熱零碳熱源改進。47并可帶動一批新興產業： 零碳能源 電動車、充電樁、電池 大功率芯片 低壓直流配電產品 直流建筑電力產品 48構建以新能源為主體的新型電力系統是完全可能的縱向發、輸、配、用及源、網、荷、儲協調規劃，橫向多能互補；發展多種類型的商業化儲能技術；調動各種靈活性資源。49建設新能源為主體的新型電力系統，目的在于安全、可靠、靈活的供電?！炯词乖跇O端情況下（包括極端天氣）保障供電安全，而在常態下，確保經濟、社會正常運轉?！繉Υ?，我們還需要更深入的研究和更多的實踐！50Thank You!Thank You!謝謝謝謝! !