新能源在未來電力系統(tǒng)中的主體地位，首次得以明確。3月15日，中共中央總書記、國家主席、中央軍委主席、中央財經(jīng)委員會主任習(xí)近平主持召開中央財經(jīng)委員會第九次會議，研究促進平臺經(jīng)濟健康發(fā)展問題和實現(xiàn)碳達峰、碳中和的基本思路和主要舉措。會議指出，要構(gòu)建清潔低碳安全高效的能源體系，控制化石能源總量，著力提高利用效能，實施可再生能源替代行動，深化電力體制改革，構(gòu)建以新能源為主體的新型電力系統(tǒng)。這是一個至關(guān)重要的定義。此前能源電力行業(yè)包括國家能源局的提法是，構(gòu)建適應(yīng)高比例可再生能源發(fā)展的新型電力系統(tǒng)，也就是新一代電力系統(tǒng)。此次會議則進一步定調(diào)，叫構(gòu)建以新能源為主體的新型電力系統(tǒng)。我們知道，新能源主要就是指風(fēng)電和光伏，新能源屬于可再生能源，后者包括了風(fēng)力發(fā)電、光伏發(fā)電、光熱發(fā)電、水電、生物質(zhì)發(fā)電等。構(gòu)建以新能源為主體的新型電力系統(tǒng)，意味著風(fēng)電和光伏將是未來電力系統(tǒng)的主體，煤電降成輔助性能源。去年12月12日，習(xí)近平主席在氣候雄心峰會上表示，到2030年，中國風(fēng)電、太陽能發(fā)電總裝機容量將達到12億千瓦以上。而業(yè)內(nèi)則普遍預(yù)測，12億千瓦只是下限。主要智囊機構(gòu)預(yù)測，到2030年風(fēng)電和光伏裝機可能在16-18億千瓦左右。但是如此之高的新能源裝機，對于電力系統(tǒng)構(gòu)成了史無前例的巨大挑戰(zhàn)，因此需要構(gòu)建新型電力系統(tǒng)。
我們知道，電力系統(tǒng)是一個超大規(guī)模的非線性時變能量平衡系統(tǒng)，電能以光速傳播，發(fā)電、輸電、用電瞬時完成，而且要時刻保持平衡。而傳統(tǒng)電力系統(tǒng)采取的生產(chǎn)組織模式是“源隨荷動”，簡單說叫發(fā)電跟著用電走。在發(fā)電側(cè)，常規(guī)發(fā)電機組，比如火電，可以進行精準(zhǔn)的控制；在用電側(cè)，千家萬戶的用電無法自由控制。傳統(tǒng)電力系統(tǒng)，是根據(jù)日常經(jīng)驗的積累、大數(shù)據(jù)的分析、天氣預(yù)報和節(jié)假日及不同季節(jié)負荷特性，對第二天用電趨勢做出一個比較準(zhǔn)確的預(yù)測，這個預(yù)測準(zhǔn)確率一般高于95%。于是，用一個精準(zhǔn)可控的發(fā)電系統(tǒng)，去匹配一個基本可測的用電系統(tǒng)，并在實際運行過程中滾動調(diào)節(jié)，可以實現(xiàn)電力系統(tǒng)安全可靠運行。但是新能源大規(guī)模接入后改變了這一切。應(yīng)該說從根本上改變了“源隨荷動”的運行模式。在新能源高占比電力系統(tǒng)中，因為集中式的風(fēng)電、光伏大規(guī)模接入，發(fā)電側(cè)的新能源隨機性、波動性影響巨大，“天熱無風(fēng)”、“云來無光”，發(fā)電出力無法按需控制。同時在用電側(cè)，尤其是大量分布式新能源接入以后，用電負荷預(yù)測準(zhǔn)確性也大幅下降。這意味著，無論是發(fā)電側(cè)還是用戶側(cè)都完全不可控，所以傳統(tǒng)的技術(shù)手段和生產(chǎn)模式，已經(jīng)無法適應(yīng)高占比新能源電網(wǎng)的運行需求。同時，新能源本質(zhì)上是電力電子設(shè)備，不具備傳統(tǒng)發(fā)電機的機械轉(zhuǎn)動慣量，本身抗擾動性能就差，而整個系統(tǒng)轉(zhuǎn)動慣量下降后，全系統(tǒng)抗故障沖擊的能力也大大降低。
國家電網(wǎng)調(diào)度部門給過一個形象的比喻——過去電網(wǎng)像一艘航空母艦，現(xiàn)在改成了一個小噸位的貨輪加上無數(shù)艘小帆船來運行，大海里邊一個大浪過來，首先小帆船就翻了，小噸位貨輪也會產(chǎn)生大幅搖擺，對電網(wǎng)安全造成巨大的影響。因此，需要對傳統(tǒng)電力系統(tǒng)進行革命，構(gòu)建新型電力系統(tǒng)。而構(gòu)建以新能源為主體的新型電力系統(tǒng)，將對三個領(lǐng)域產(chǎn)生巨大的拉動作用。首先是風(fēng)電和光伏將進入倍增階段。按照智囊機構(gòu)的普遍預(yù)測，到2030年新能源裝機可能會達到16-18億千瓦，風(fēng)電和光伏的爆發(fā)式增長已經(jīng)是確定性事件，不再存有爭議。截至2020年底，我國風(fēng)電和光伏累計裝機為5.3億千瓦，這意味著從現(xiàn)在起的未來十年，新能源裝機將新增10.7億-12.7億千瓦左右。而“十三五”期間，我國風(fēng)電和光伏平均每年新增裝機為0.72億千瓦左右。其次是儲能將實現(xiàn)爆發(fā)式增長。儲能被認為是解決新能源發(fā)電不穩(wěn)定的最主要工具，可以實現(xiàn)削峰填谷，是現(xiàn)在電力系統(tǒng)運行中迫切需要的。國網(wǎng)能源研究院預(yù)計，中國新型儲能在2030年之后會迎來快速增長，2060年裝機規(guī)模將達4.2億千瓦（420GW）左右。而截至2019年，我國中國的新型儲能累積裝機規(guī)模為2.1GW。這意味著，2060年中國新型儲能裝機規(guī)模將飆升近200倍。所謂新型儲能，即為抽水蓄能之外的各類儲能總稱。最后是能源數(shù)字化迎來黃金發(fā)展期。能源數(shù)字化體現(xiàn)在方方面面，包括源網(wǎng)荷儲的各個環(huán)節(jié)。如果單純用儲能來平衡風(fēng)、光等可再生能源的波動性，成本高昂且不易實現(xiàn)。電網(wǎng)公司將未來新型電力系統(tǒng)定義為能源互聯(lián)網(wǎng)。而數(shù)字化就是能源互聯(lián)網(wǎng)的核心抓手，未來需要利用數(shù)字化手段，打通源網(wǎng)荷儲各個環(huán)節(jié)，例如把海量的分布式儲能通過數(shù)字化手段形成一個虛擬的大型能源調(diào)節(jié)中心，進而幫助可再生能源的高比例接入和使用，來實現(xiàn)清潔、低碳的目的。傳統(tǒng)智能電網(wǎng)時代，雖然已經(jīng)具有智能化調(diào)控能力，但無法滿足未來需要。以打車為例，早期在北京約車，大家都往96103打電話。96103總臺統(tǒng)一發(fā)布消息，司機再應(yīng)單對接。雖然也能實現(xiàn)叫車，但是效率非常低，滿足不了海量并發(fā)的這種需求。而能源互聯(lián)網(wǎng)相當(dāng)于升級版的打車軟件，可以應(yīng)對海量的用戶側(cè)接入，實現(xiàn)更大比例的生產(chǎn)，這是傳統(tǒng)智能電網(wǎng)的集中調(diào)度、管控的方式難以應(yīng)對的。構(gòu)建以新能源為主體的新型電力系統(tǒng)，是實現(xiàn)碳達峰、碳中和最主要舉措之一。按照中央財經(jīng)委員會第九次會議精神，實現(xiàn)碳達峰、碳中和是一場廣泛而深刻的經(jīng)濟社會系統(tǒng)性變革，要把碳達峰、碳中和納入生態(tài)文明建設(shè)整體布局，拿出抓鐵有痕的勁頭，如期實現(xiàn)2030年前碳達峰、2060年前碳中和的目標(biāo)。當(dāng)然實現(xiàn)碳達峰和碳中和并非易事，中國將用30年時間從碳達峰完成碳中和，走完發(fā)達國家需要70年才走完的路。因此，此次會議強調(diào)，實現(xiàn)碳達峰、碳中和是一場硬仗，也是對我們黨治國理政能力的一場大考。要加強黨中央集中統(tǒng)一領(lǐng)導(dǎo)，完善監(jiān)督考核機制。各級黨委和政府要扛起責(zé)任，做到有目標(biāo)、有措施、有檢查。領(lǐng)導(dǎo)干部要加強對碳排放相關(guān)知識的學(xué)習(xí)，增強抓好綠色低碳發(fā)展的本領(lǐng)。
