《電子技術(shù)應(yīng)用》
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電網(wǎng)未來:能源互聯(lián)網(wǎng)是旗幟+配電網(wǎng)是主戰(zhàn)場+全球特高壓無法實現(xiàn)

2019-02-19

  引言:關(guān)于電網(wǎng)的未來,,有兩種完全對立的觀點:一種認(rèn)為電網(wǎng)會朝著“同步電網(wǎng)數(shù)量越來越少,、電網(wǎng)規(guī)模越來越大”的方向發(fā)展,,最終形成以特高壓(主要是交流特高壓)為骨干網(wǎng)架、全球互聯(lián)并統(tǒng)一調(diào)度的超級大電網(wǎng),;另一種則認(rèn)為可再生能源分散化的生產(chǎn)和消費模式,,再加上儲能技術(shù)的突破和廣泛應(yīng)用,將導(dǎo)致電網(wǎng)的消亡,。兩種觀點盡管南轅北轍,,但卻都認(rèn)為是建設(shè)能源互聯(lián)網(wǎng)的結(jié)果。

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  可再生能源替代化石能源的革命,,必將引起傳統(tǒng)電網(wǎng)的深刻變革,,這是毋庸置疑的。但怎樣變,,如何變,,人們至今似乎還沒有取得共識。對未來電網(wǎng)發(fā)展走向的正確判斷,,是科學(xué)編制電網(wǎng)中長期發(fā)展規(guī)劃的前提,。在進入新時代,踏上新征程的時候,,解決好這個問題不僅必要而且十分迫切,。

  可以肯定,未來電網(wǎng)兩種較極端的情況都不會發(fā)生,,電網(wǎng)不可能全球聯(lián)網(wǎng),,也不會在變革中消亡。電網(wǎng)始終將遵循自身的技術(shù)規(guī)律,,并跟隨科學(xué)技術(shù)的進步和時代前進的步伐,,不斷發(fā)展和變化,不會以個人的意志為轉(zhuǎn)移,?;谶@樣的認(rèn)識,本文對電網(wǎng)的未來以及交流特高壓的命運進行了探討,,并進而對我國今后電網(wǎng)規(guī)劃建設(shè)的思路和原則提出建議,。

  需要說明的是,本文中“電網(wǎng)”的概念基本是廣義的,,多數(shù)情況下指包括發(fā),、輸、配在內(nèi)的整個電力系統(tǒng),。

  1,、能源互聯(lián)網(wǎng)與電網(wǎng)變革的方向

  一、能源互聯(lián)網(wǎng)的科學(xué)定義

  關(guān)于能源互聯(lián)網(wǎng)概念的內(nèi)涵,,經(jīng)過幾年反復(fù)的認(rèn)識,、實踐、再認(rèn)識的過程,,已基本形成了共識,。國家發(fā)展改革委、國家能源局,、工業(yè)和信息化部2016年2月24日聯(lián)合下發(fā)的《關(guān)于推進互聯(lián)網(wǎng)智慧能源發(fā)展的指導(dǎo)意見》,,集中了專家學(xué)者的智慧,對能源互聯(lián)網(wǎng)概念給出了一個權(quán)威的,、也是科學(xué)的定義,,即:能源互聯(lián)網(wǎng)是“互聯(lián)網(wǎng)+智慧能源”的簡稱,它是一種互聯(lián)網(wǎng)與能源生產(chǎn),、傳輸,、存儲、消費以及能源市場深度融合的能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展新業(yè)態(tài),,具有設(shè)備智能,、多能協(xié)同、信息對稱,、供需分散,、系統(tǒng)扁平、交易開放等主要特征,,是推動我國能源革命的重要戰(zhàn)略支撐,。

  正確理解能源互聯(lián)網(wǎng)的定義需要把握以下幾個要點:

  (1)將能源互聯(lián)網(wǎng)界定為“互聯(lián)網(wǎng)+智慧能源”的簡稱,,是由于“能源互聯(lián)網(wǎng)”作為一個漢語詞組,,理解上存在歧義。“能源互聯(lián)網(wǎng)”中的“互聯(lián)網(wǎng)(internet)”是一個專業(yè)術(shù)語而非普通名詞,,世界上不存在傳輸能源的互聯(lián)網(wǎng)(internet),,也不存在與互聯(lián)網(wǎng)(internet)不相干的能源互聯(lián)網(wǎng)。

 ?。?)建設(shè)能源互聯(lián)網(wǎng)的目的,,是以清潔、綠色,、分散的能源生產(chǎn)和靈活,、高效的用能方式滿足社會對能源的需求,助推能源革命,,實現(xiàn)能源的可持續(xù)發(fā)展,。

  (3)能源互聯(lián)網(wǎng)是互聯(lián)網(wǎng)理念和先進信息技術(shù)與能源產(chǎn)業(yè)深度融合產(chǎn)生的新業(yè)態(tài),,由此形成的具有六大基本特征的綜合能源系統(tǒng),,是對傳統(tǒng)能源生產(chǎn)和消費方式的顛覆,因此,,技術(shù)創(chuàng)新,、機制創(chuàng)新、商業(yè)模式創(chuàng)新以及大眾參與是能源互聯(lián)網(wǎng)的本質(zhì)要求,。

 ?。?)能源互聯(lián)網(wǎng)以智能電網(wǎng)(smart grid)為基礎(chǔ),是智能電網(wǎng)的拓展和延伸形式,。能源互聯(lián)網(wǎng)中不可能沒有智能電網(wǎng),,而智能電網(wǎng)卻可以不依賴于能源互聯(lián)網(wǎng)而獨立存在,因此,,智能電網(wǎng)可以看成是能源互聯(lián)網(wǎng)的一種特定模式,。

  三部委推進互聯(lián)網(wǎng)智慧能源發(fā)展的指導(dǎo)意見,除對能源互聯(lián)網(wǎng)給出科學(xué)定義外,,還明確了能源互聯(lián)網(wǎng)建設(shè)的基本原則,、發(fā)展目標(biāo)、重點任務(wù),,以及組織實施要求等內(nèi)容,,是指導(dǎo)我國能源互聯(lián)網(wǎng)建設(shè)的一個綱領(lǐng)性文件。

  二,、配電網(wǎng)是電網(wǎng)變革的先行者

  由能源轉(zhuǎn)型引發(fā)的傳統(tǒng)電網(wǎng)的變革,,首當(dāng)其沖的是配電網(wǎng),因為配電網(wǎng)是能源互聯(lián)網(wǎng)建設(shè)的主戰(zhàn)場?,F(xiàn)在已經(jīng)可以清楚地看到,,配電網(wǎng)正在向著有源化、局域化、協(xié)同化,、市場化,、智能化的方向發(fā)展。

  有源化:能源互聯(lián)網(wǎng)或智能電網(wǎng)的建設(shè)過程,,就是無數(shù)清潔綠色分布式電源(包括微電網(wǎng))融入配電網(wǎng)的過程,,配電網(wǎng)將改變原來只單向接受主干電網(wǎng)電力的狀況,,成為有源(主動)配電網(wǎng),。配電網(wǎng)內(nèi)電源顯著的特點是小型、分散,,數(shù)量眾多,,大眾參與和開放共享的理念,使越來越多的能源消費者,,同時成為能源的生產(chǎn)者,。

  局域化:有源化后的配電網(wǎng)將成為一個同時具備“發(fā)、供,、用”功能的小型電力系統(tǒng),,它是一個真正的局域電網(wǎng),是一個遵循電網(wǎng)分區(qū)平衡原則的自控區(qū),。分布式電源首先在配電網(wǎng)內(nèi)平衡,,然后與輸電網(wǎng)進行功率余缺交換,雙向互動,。

  協(xié)同化:通過實現(xiàn)電能與其它能源的轉(zhuǎn)換,,以及各自的有效儲存,同時根據(jù)用戶對電,、氣,、冷、熱不同品質(zhì)能量的需求,,進行不同能源間的互補,,最大限度提高能源綜合利用效率。支持多能協(xié)同是能源互聯(lián)網(wǎng)時代賦予現(xiàn)代配電網(wǎng)的一個新的功能,。

  市場化:分布式電源就近供電是提高能源利用率的重要途徑,。一個有源配電網(wǎng)內(nèi)需要形成一個按照市場要求運行的微平衡能源交易市場,以滿足小微能源生產(chǎn)者和各類消費者間的靈活自主交易,。配電網(wǎng)的營運者也將從一個單純的電力提供者,,轉(zhuǎn)變?yōu)橐粋€綜合能源供應(yīng)服務(wù)商。

  智能化:傳統(tǒng)配電網(wǎng)原來的結(jié)構(gòu)和模式,,包括一次系統(tǒng)和二次系統(tǒng)等,,都不能適應(yīng)和滿足分布式電源接入,以及多能協(xié)同運行的要求。配電網(wǎng)內(nèi)的能源互聯(lián)網(wǎng)建設(shè),,將構(gòu)建起信息系統(tǒng)與物理系統(tǒng)高度融合的智能化調(diào)控體系,,實現(xiàn)更高水平的快速響應(yīng)與精準(zhǔn)控制,使配電網(wǎng)成為完全支持清潔綠色能源分散化生產(chǎn)和消費的智能電網(wǎng),。

  三,、電網(wǎng)走向分布式和扁平化是不可阻擋的潮流

  有三股無法抗拒的力量,同時向著一個方向,,推動傳統(tǒng)電網(wǎng)的變革,。

  第一股是能源轉(zhuǎn)型革命的力量。以可再生能源替代化石能源的轉(zhuǎn)型,,是人類實現(xiàn)自身可持續(xù)發(fā)展的必然要求,,而建設(shè)能源互聯(lián)網(wǎng)則是實現(xiàn)能源轉(zhuǎn)型的必由之路。智能電網(wǎng)是能源互聯(lián)網(wǎng)的核心和基礎(chǔ),,也是未來電網(wǎng)的雛形,。隨著能源清潔化、綠色化程度的不斷提高,,能源互聯(lián)網(wǎng)的建設(shè)將由量變到質(zhì)變,,最終完全改變傳統(tǒng)電網(wǎng)的面貌。

  第二股是能源技術(shù)革命的力量,。大致來自四個方面的技術(shù)創(chuàng)新,,將對傳統(tǒng)電網(wǎng)的變革產(chǎn)生重大影響:一是低成本長壽命的各種儲能技術(shù),以及氫能的生產(chǎn)和利用技術(shù),;二是低成本高效率的太陽能和與電網(wǎng)更加友好的風(fēng)能等可再生能源發(fā)電技術(shù),;三是直流電網(wǎng)以及超導(dǎo)輸電等技術(shù);四是核聚變,、可燃冰,、干熱巖等新能源的開發(fā)利用技術(shù)。任何一方面技術(shù)的重大突破,,都具有顛覆傳統(tǒng)電網(wǎng)的力量,。國家發(fā)展改革委等5部委于2017年9月印發(fā)的《關(guān)于促進儲能技術(shù)與產(chǎn)業(yè)發(fā)展的指導(dǎo)意見》,規(guī)劃了我國未來10年儲能技術(shù)發(fā)展的藍(lán)圖,,人們有理由相信,,傳統(tǒng)電網(wǎng)的變革正在提速。

  第三股是電網(wǎng)分區(qū)就近平衡規(guī)律的力量,。任何一個電網(wǎng)要想具有更好的經(jīng)濟性和更高的可靠性,,必須遵守分區(qū)就近平衡的規(guī)律,不可舍近求遠(yuǎn),?;ヂ?lián)網(wǎng)背景下由能源轉(zhuǎn)型推動的電網(wǎng)變革,,分區(qū)就近平衡的規(guī)律不僅沒有過時,而且還將達(dá)到一個更高的水平,。電網(wǎng)自身的客觀規(guī)律產(chǎn)生的力量是不可抗拒和經(jīng)久不衰的,,它將執(zhí)著地推動電網(wǎng)向著分布式和扁平化“歸真返璞”。

  杰里米·里夫金在《第三次工業(yè)革命》一書中說:集中型的超級電網(wǎng)與分散式的智能網(wǎng)絡(luò)之爭,,將決定子孫后代究竟要從今天人們的手中繼承一個什么樣的經(jīng)濟和社會的問題,。里夫金先生以經(jīng)濟學(xué)家和未來學(xué)家的眼光觀察問題,也得出了電網(wǎng)正在向著分布式和扁平化方向發(fā)展的結(jié)論,。

  能源互聯(lián)網(wǎng)盡管與未來的電網(wǎng)不能劃等號,,但它顯示了電網(wǎng)發(fā)展的基本方向??梢耘袛?,未來的電網(wǎng)將在分布式和扁平化的基礎(chǔ)上,,最終形成多分區(qū)自治,、互聯(lián)互動、且支持多能互補的網(wǎng)絡(luò)格局,。

  2,、交流特高壓輸電是應(yīng)當(dāng)盡量避免采用的技術(shù)方案

  交流特高壓代表了傳統(tǒng)電網(wǎng)技術(shù)的最高水平,這一點在認(rèn)識上基本沒有異議,。世界電網(wǎng)100多年的歷史,,就是一部沿著“單機容量越來越大、電源越來越集中,、電壓等級越來越高”的路線前進的歷史,。交流特高壓技術(shù)在工程應(yīng)用上的成功,表明了我國的高電壓絕緣,、電氣設(shè)備制造,、電網(wǎng)運行控制等技術(shù)走在了世界前列。但在感到驕傲的同時,,也不能不令人遺憾,,由于交流特高壓有一些天生的不足,加之社會的進步和新技術(shù)的飛速發(fā)展,,尤其是能源互聯(lián)網(wǎng)的建設(shè),,已使交流特高壓輸電成為一種在工程上應(yīng)當(dāng)盡量避免采用的技術(shù)方案。

  這種方案至少存在以下四個方面的問題:

  一是與電網(wǎng)正在進行的變革趨勢嚴(yán)重不一致,。電網(wǎng)的電壓等級越高,,表明電網(wǎng)的集中度越高,這恰恰與電網(wǎng)分布式和扁平化的發(fā)展方向背道而馳,。事實上,,交流特高壓不僅在未來的電網(wǎng)里找不到自己的位置,,就是在能源轉(zhuǎn)型的過渡期也不需要。理論和實踐都表明,,只要對各類電源的發(fā)展進行合理的統(tǒng)籌規(guī)劃和布局,,無論國外還是國內(nèi),電網(wǎng)最高電壓保持為超高壓等級,,都可以滿足能源轉(zhuǎn)型前電網(wǎng)發(fā)展的需要,。而當(dāng)能源互聯(lián)網(wǎng)建設(shè)的大幕開啟后,交流特高壓事實上已經(jīng)成為了能源技術(shù)革命的對象,。

  二是增加電網(wǎng)的復(fù)雜性和安全風(fēng)險,。采用交流特高壓方案,需要在現(xiàn)有500千伏電網(wǎng)之上再疊加一個1000千伏電網(wǎng),,結(jié)果使我國電網(wǎng)的電壓層次從現(xiàn)有的5層增至6層(即變?yōu)?.4/10/110/220/500/1000千伏),,成為世界上電壓層次最多最復(fù)雜的電網(wǎng)。更嚴(yán)重的問題是,,當(dāng)風(fēng)電和太陽能等可再生能源比例越來越高的時候,,整個電網(wǎng)的轉(zhuǎn)動慣量將變得越來越低,此時的交流特高壓電網(wǎng)就像一些粗壯的橫梁,,架在變得越來越少的支柱上一樣,,其脆弱性、穩(wěn)定性可想而知,。面對將來數(shù)以千百萬計的無慣量和低慣量分布式電源,,如何保證電網(wǎng)的穩(wěn)定運行和可靠供電,交流特高壓電網(wǎng)已經(jīng)力不從心了,。

  三是需要付出更高的環(huán)境代價,。傳統(tǒng)電網(wǎng)是一個“立體”結(jié)構(gòu),每一級電壓基本都對應(yīng)著一層電網(wǎng),,各層電網(wǎng)間是疊加的關(guān)系,,用戶接在電壓等級最低的一層網(wǎng)上。從某種意義上說,,高電壓等級電網(wǎng)是對低電壓等級電網(wǎng)的“重復(fù)建設(shè)”,,因為上一級電網(wǎng)基本不能替代下一級電網(wǎng)(變電容量的建設(shè)尤其如此)。1000千伏交流特高壓的輸電線路和變電站占地面積都相當(dāng)大,,建設(shè)交流特高壓電網(wǎng)意味著要為多增加一層電網(wǎng)付出更大的環(huán)境代價,。

  四是造價高,能損大,,經(jīng)濟效益差,。由于多了一層電網(wǎng),整個電網(wǎng)的投資,,以及總的能損都增加了,。研究表明,,“交流特高壓電網(wǎng)+直流特高壓+500千伏電網(wǎng)” 與“直流特高壓+500千伏電網(wǎng)”兩種方案相比,前者的“性價比”很低,。由于電壓太高,,交流特高壓的建設(shè)過程中還會碰到很多無法預(yù)計的問題,引發(fā)投資爆炸性增長,。如華東交流特高壓環(huán)網(wǎng)跨長江工程,,最初設(shè)計采用鐵塔線路從江面跨過,由于影響航運改為GIL管道從江底穿越,,長度約6千米,,投資47.6億元人民幣(單位千米投資是普通交流特高壓線路的45倍以上)。如此大的投資成為電網(wǎng)的“準(zhǔn)許成本”后,,想要降低輸電電價的愿望恐怕就很難實現(xiàn)了,。

  如果全國真的建成一個交流特高壓同步電網(wǎng),除了成為全世界電壓等級最高的電網(wǎng)外,,還將成為全世界最大,、最復(fù)雜、風(fēng)險最高,、輸電網(wǎng)占地最多,、輸電電價最高的電網(wǎng),顯然是十分不明智的,。

  3、重新審視和調(diào)整我國電網(wǎng)規(guī)劃建設(shè)的思路

  一,、對已建交流特高壓工程進行后評估

  我國已建的交流特高壓工程,,剛投運就碰上國家經(jīng)濟進入新常態(tài),GDP和電力負(fù)荷增速變緩,,部分產(chǎn)業(yè)產(chǎn)能過剩的情況,,其輸電利用率都很低,看起來是“生不逢時”,,其實也是對事物客觀規(guī)律缺乏深刻認(rèn)識導(dǎo)致的結(jié)果,。進入新時代、開啟新征程,、確立新目標(biāo)的時候,,有必要對已建交流特高壓工程進行一次全面、客觀,、科學(xué)的后評估?,F(xiàn)在的政治生態(tài)越來越好,為實事求是總結(jié)經(jīng)驗教訓(xùn)創(chuàng)造了良好條件,。政府主管部門應(yīng)當(dāng)委托有資質(zhì),、有能力,、有信譽、有擔(dān)當(dāng)?shù)淖稍冄芯繂挝?,組織專家工作組,,深入實際調(diào)查研究,用數(shù)字和事實說話,,提出經(jīng)得起歷史和人民檢驗的后評估報告,,為我國新時代的電網(wǎng)規(guī)劃建設(shè)提供借鑒。

  回顧和總結(jié)過去,,有一些寶貴的經(jīng)驗和啟示,,值得記取和深思:

  (1)掌握辯證法,,學(xué)會辯證思維,,對于電網(wǎng)規(guī)劃工作尤其重要。只有善于區(qū)分什么是貌似強大的舊事物,,什么是看似弱小的新事物,,敬畏客觀規(guī)律,才能順應(yīng)能源革命的潮流,,真正把握住我國電網(wǎng)的未來,。

  (2)直流特高壓和交流特高壓沒有共生,、共存,、共榮的關(guān)系。直流輸電潮流可控,,輸電電壓和容量可根據(jù)需要靈活確定,,是讓直流工程滿足電網(wǎng)的需要,還是讓電網(wǎng)滿足直流工程的要求,,是直流工程規(guī)劃建設(shè)中存在的兩種做法,。顯然,前者是明智的,,后者是愚笨的,。

  (3)不可把創(chuàng)造世界第一當(dāng)做工程建設(shè)的必要性,。創(chuàng)世界第一是工程建設(shè)的結(jié)果,,而不是工程建設(shè)的原因。追求世界第一是可以理解的,,但不能為第一而第一,,特別是在別人不屑參與競爭的工程領(lǐng)域,沒必要把世界第一看得太重,。

 ?。?)對于國計民生影響重大,、且專業(yè)性特別強的壟斷企業(yè),如果不采取必要的措施限制,、反而一味地強化其壟斷性,,結(jié)果可能會導(dǎo)致本位主義膨脹,出現(xiàn)綁架政府的情況,。南方電網(wǎng)公司所以能夠?qū)﹄娋W(wǎng)的發(fā)展規(guī)劃進行多方案比較,,最終淘汰交流特高壓而選擇“直流特高壓+500千伏電網(wǎng)”方案,就是因為它的壟斷度尚未達(dá)到使監(jiān)管失效的地步,。

 ?。?)我國的電力體制改革相對滯后,一些長距離特高壓輸電工程的建設(shè),,并不是市場選擇的結(jié)果,,而是壟斷企業(yè)借助行政力量推動的結(jié)果。全面深化電力體制改革,,建立公平公正的電力市場,,對于確保電網(wǎng)規(guī)劃建設(shè)的合理性至關(guān)重要。

  二,、科學(xué)統(tǒng)籌能源轉(zhuǎn)型期傳統(tǒng)電源的規(guī)劃布局

  歐美等發(fā)達(dá)國家的電網(wǎng),,在上世紀(jì)傳統(tǒng)電源占主導(dǎo)地位的條件下,以400千伏或500千伏的最高電壓(美國和加拿大局部電網(wǎng)最高電壓為750千伏),,滿足了負(fù)荷基本飽和的需要,,避免了交流特高壓的出現(xiàn)。在世界進入能源互聯(lián)網(wǎng)時代的今天,,我國避免采用交流特高壓的條件無疑是更好了,,關(guān)鍵的問題是,在大力發(fā)展可再生能源的同時,,要按照電網(wǎng)技術(shù)和電力市場規(guī)律的要求,切實做好能源轉(zhuǎn)型期傳統(tǒng)電源的規(guī)劃布局工作,。

 ?。?)煤電的有限增量一定要用在刀刃上

  我國能源轉(zhuǎn)型需要的時間,與發(fā)達(dá)國家相比無疑會更長一些,。原因一是我國尚未完成第二次能源轉(zhuǎn)型的任務(wù),,導(dǎo)致我國是在以煤炭為主的條件下,而不是在以氣和油為主的條件下進行第三次能源轉(zhuǎn)型的,。二是能源互聯(lián)網(wǎng)的建設(shè),,除需要依賴先進的技術(shù)外,還要有好的體制和機制,,以及擁有新觀念的大眾的參與與配合,,而創(chuàng)造這些條件同樣也需要時間,。可以判斷,,今后20年或者更長時期內(nèi),,煤電仍將是我國的主力電源,只不過煤電的增量是有限的,。

  我國能源轉(zhuǎn)型的整個過程,,就是煤電的地位從主要到次要,再到退出的過程,,也是煤電從主要承擔(dān)基荷到主要承擔(dān)調(diào)峰和保安的過程,。今后的新建煤電,無論是絕對增量還是替代容量,,都應(yīng)根據(jù)煤電地位和作用的變化,,從有利于促進能源轉(zhuǎn)型的要求出發(fā)進行合理布局。

  布局靈活是煤電的一大優(yōu)勢,。在整個能源轉(zhuǎn)型期,,煤電比任何時候更需要布局在受電端,因為只有這樣,,煤電才能充分發(fā)揮其調(diào)峰和保安的功能,,從而為提升電網(wǎng)消納可再生能源的能力創(chuàng)造有利條件。煤電的遠(yuǎn)距離輸送應(yīng)當(dāng)盡可能減少,,因為除存在能損大和增加安全風(fēng)險等問題外,,更為不利的是它不僅不能貢獻(xiàn)自身的調(diào)峰容量,反而還要求受端為其調(diào)峰,,結(jié)果雙倍減少電網(wǎng)的調(diào)峰容量,,降低電網(wǎng)接納可再生能源的能力。

  從長遠(yuǎn)看,,煤電是要逐步退出的,,無論從電網(wǎng)的經(jīng)濟性、安全性,,還是接納可再生能源的需要等方面考慮,,首先退出的都應(yīng)當(dāng)是距離負(fù)荷中心最遠(yuǎn)的電廠,按由遠(yuǎn)及近的次序分批退出,。如果新建煤電廠都很遙遠(yuǎn),,只有老舊煤電廠在受電端,退出的次序可能會被迫反向,,這正是今天的煤電規(guī)劃布局需要解決的問題,。

  將有限的煤電布局在受電端,即符合電網(wǎng)自身的技術(shù)規(guī)律,也是按照市場經(jīng)濟規(guī)律配置資源的一種方式,,更是能源轉(zhuǎn)型過渡期的需要,,應(yīng)當(dāng)成為我國今后電網(wǎng)規(guī)劃建設(shè)的一個基本原則??梢詰c幸的是,,煤電清潔化利用技術(shù)和我國鐵路交通的發(fā)展,為煤電在受電端的建設(shè)提供了比過去更好的條件,。

 ?。?)充分發(fā)揮天然氣在能源轉(zhuǎn)型中的橋梁作用

  歐美等發(fā)達(dá)國家最終能夠避免出現(xiàn)交流特高壓,一個重要原因是他們實現(xiàn)了第二次能源轉(zhuǎn)型,,大幅提高了天然氣在能源消費結(jié)構(gòu)中的占比,。2015年歐洲天然氣發(fā)電量占全社會用電量比例超過17%,俄羅斯達(dá)到50%,,美國為32%,。由于天然氣電廠都建在用電端,自然減少或避免了電力的遠(yuǎn)距離輸送,。

  我國天然氣目前在一次能源消費中的占比約為7%,,發(fā)電量占全社會用電量比例約3%,提升的空間還相當(dāng)大,。煤電和氣電都可以承擔(dān)電網(wǎng)的調(diào)峰和保安任務(wù),,但由于碳排放量不同,在能源轉(zhuǎn)型過程中,,首先退出的肯定是煤電,,氣電在電網(wǎng)中的比例越大,煤電退出的速度也越快,。法國能夠宣布2021年關(guān)停所有煤電廠,,就是因為法國的煤電目前只占總裝機的2.3%。

  2017年6月,,國家發(fā)展改革委等13個部委,,聯(lián)合印發(fā)了《加快推進天然氣利用的意見》,明確要逐步將天然氣培育成為我國現(xiàn)代清潔能源體系的主體能源之一,,重審了2020年和2030年天然氣消費占比要分別達(dá)到10%和15%的目標(biāo),,顯示了政府堅定的決心和信心。

  實施天然氣發(fā)電工程(主要是天然氣熱電聯(lián)產(chǎn)和分布式能源),,是提高天然氣消費占比的一個重要途徑。為落實13部委的意見,,有必要在全國擬建,、新建和已建的產(chǎn)業(yè)園區(qū)、工業(yè)園區(qū)等開發(fā)區(qū),普遍,、深入開展以天然氣分布式能源為主的天然氣發(fā)電工程規(guī)劃及可行性研究工作(包括對已有規(guī)劃和工程方案的調(diào)整研究),。這樣,一是可摸清全國可以實施天然氣發(fā)電工程的開發(fā)區(qū)數(shù)量,,以及天然氣分布式電源和熱電聯(lián)產(chǎn)潛在的裝機容量,;二是可找到妨礙、制約天然氣發(fā)電工程規(guī)劃建設(shè)的真正原因,,從而有針對性地采取措施解決存在問題,。

  天然氣分布式能源是產(chǎn)業(yè)園區(qū)建設(shè)能源互聯(lián)網(wǎng),實施多能互補的核心,。無論是新建產(chǎn)業(yè)園區(qū),,還是現(xiàn)有產(chǎn)業(yè)園區(qū),天然氣分布式能源規(guī)劃或可行性研究,,今后都應(yīng)當(dāng)成為園區(qū)總體發(fā)展規(guī)劃不可或缺的重要內(nèi)容,。由于天然氣承擔(dān)著能源轉(zhuǎn)型的橋梁作用,天然氣分布式能源項目的建設(shè),,只要條件允許,,一般都不應(yīng)當(dāng)受到限制。它生產(chǎn)的電力,,首先滿足園區(qū)自身的需求,,少量富余部分應(yīng)允許參與分布式發(fā)電市場交易。

 ?。?)不要急于開發(fā)送電距離遠(yuǎn)建設(shè)條件差的水電

  與我國較大的電力需求相比,,我國水能資源的量是有限的,據(jù)有關(guān)統(tǒng)計,,滿打滿算可開發(fā)容量約為6.6億千瓦,。按照《水電發(fā)展“十三五”規(guī)劃》(發(fā)布稿),全國2025年常規(guī)水電裝機預(yù)計為3.8億千瓦,,開發(fā)度達(dá)到58% ,。水電的開發(fā)度取決于各國各地水電的開發(fā)條件,不存在統(tǒng)一的衡量標(biāo)準(zhǔn),。國外若以洲計算,,歐洲和北美洲的水電開發(fā)度,目前分別約為54%,、39%,;若以國計算,法國為88% ,,德國74% ,,美國67% ,日本73%。我國到2020年,,東部地區(qū)的水電開發(fā)度可達(dá)到72%,,中部地區(qū)可達(dá)到90%,已接近或超過發(fā)電國家,。西部地區(qū)統(tǒng)一計算為44.5%,,但其中四川、云南的開發(fā)度均已超過60%,;2025年若目前在建和已納入規(guī)劃的一些大型水電投運后,,還將進一步分別提高到75%左右(現(xiàn)在兩省政府都作出了限制中小水電開發(fā)的決定,因此開發(fā)度不會也不應(yīng)當(dāng)再提高),。

  我國水電的開發(fā)是從易到難,,從東往西逐步推進的。目前尚未開發(fā)的大型水電,,主要集中在云南的怒江干流和西藏的雅魯藏布江,、易貢藏布江、帕隆藏布江,,以及瀾滄江,、怒江上游等河流上,這些水電的特點:一是位于少數(shù)民族地區(qū),,盡管需要搬遷的人口數(shù)量相對不大,,但涉及宗教問題;二是送電距離遠(yuǎn),,不僅要翻越海拔超過3000米的高山大嶺,,而且還不得不穿越自然保護區(qū);四是投資大,,單位千瓦造價超過現(xiàn)有電站的一倍,,甚至更多,落地電價已缺乏競爭力,;五是地質(zhì)復(fù)雜,,交通和施工條件差,開發(fā)難度大,。在這樣的條件下,,還要將西藏的水電開發(fā)度提高到70%以上,是極不明智的,。

  如果是站在全局而非狹隘的立場上,,承認(rèn)由市場發(fā)揮決定性作用,同時真正像對待生命一樣保護生態(tài)環(huán)境,,顯然,,今天的人們沒有必要為開發(fā)這些水電而傷腦筋,,完全可以將這個問題留給下一代人去解決。很多專家學(xué)者呼吁,,不要再開發(fā)怒江水電,務(wù)必給子孫后代保留一條大型原生態(tài)河流,。這是一個無法拒絕的訴求,,今天的一代人無論需要克服什么困難都應(yīng)當(dāng)予以滿足,否則如何面對子孫后代,?

  傳統(tǒng)水電在能源轉(zhuǎn)型中的重要性正逐漸減弱,。我國政府確定的能源轉(zhuǎn)型階段目標(biāo)是:非化石能源消費占比2020年達(dá)到15%,2030年達(dá)到20%,。按照電力發(fā)展“十三五”規(guī)劃,,2020年全國風(fēng)電和太陽能裝機分別達(dá)到2.1和1億千瓦以上,常規(guī)水電和核電裝機分別達(dá)到3.4和0.58億千瓦(2017年太陽能裝機已經(jīng)超規(guī)劃達(dá)到1.3億千瓦),,再加上沼氣,、地?zé)帷⑸镔|(zhì)能等能源,,實現(xiàn)政府確定的目標(biāo)是完全沒有問題的,。2030年全國能源消費總量將控制在60億噸標(biāo)煤以內(nèi),只要風(fēng)電和太陽能裝機分別再增加2億和3億千瓦,,核電裝機再增加0.6億千瓦,,即使常規(guī)水電裝機只有4億千瓦,亦可實現(xiàn)非化石能源消費占比20%的目標(biāo)(實際上風(fēng)電和太陽能裝機還會更大),。

  我國常規(guī)水電裝機2030年規(guī)劃為4億千瓦左右,,看來是合理的。過去水電的可開發(fā)容量有兩個概念:經(jīng)濟可開發(fā)容量和技術(shù)可開發(fā)容量,,現(xiàn)在已不再區(qū)分,,所謂的可開發(fā)容量基本上等同于技術(shù)可開發(fā)容量。在市場經(jīng)濟條件下,,其實水電的經(jīng)濟可開發(fā)容量還是存在的,,只不過它的大小不是由水電規(guī)劃工作者而是由市場來決定。

  可以想象,,若干年后西藏(包括四川和云南)余下的那些開發(fā)條件困難的水電,,或許還會被開發(fā)出來,但并不是通過特高壓線路,,而是一部分轉(zhuǎn)變?yōu)橐簯B(tài)氫,,借助超導(dǎo)設(shè)施與電力一起送出,一部分則用充電電池通過火車運送給用戶,;或許不再規(guī)劃修建水電站,,而是通過巧妙的設(shè)計,,讓這些河流寶貴的水資源,為改善中國西部的生態(tài)環(huán)境作出更大貢獻(xiàn),。

  4,、關(guān)于交流特高壓走出國門的問題

  一、全球能源互聯(lián)網(wǎng)不等于全球特高壓互聯(lián)電網(wǎng)

  能源互聯(lián)網(wǎng)的定義是唯一的,,無論國內(nèi)和國外的能源互聯(lián)網(wǎng),,都具有“設(shè)備智能、多能協(xié)同,、信息對稱,、供需分散、系統(tǒng)扁平,、交易開放”六個基本特征,,而交流特高壓電網(wǎng)意味著高度的集中和統(tǒng)一,兩者不僅不兼容,,還具有排斥性,。因此,全球能源互聯(lián)網(wǎng)與全球特高壓互聯(lián)電網(wǎng)不是一回事,。將“能源互聯(lián)網(wǎng)”當(dāng)成“特高壓互聯(lián)電網(wǎng)”的代名詞,,或者將“全球特高壓互聯(lián)電網(wǎng)”硬塞進能源互聯(lián)網(wǎng)中,都是不應(yīng)當(dāng)?shù)?。如果能源互?lián)網(wǎng)定義對內(nèi)對外有兩種解釋,,必然會造成思想混亂,影響國家3部委關(guān)于推進互聯(lián)網(wǎng)智慧能源發(fā)展指導(dǎo)意見的權(quán)威性,。該意見明確提出,,要推動國內(nèi)能源互聯(lián)網(wǎng)先進技術(shù)、裝備,、標(biāo)準(zhǔn)和模式“走出去”,,2025年成為世界能源互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的引領(lǐng)者。顯然,,交流特高壓不在能源互聯(lián)網(wǎng)的先進技術(shù)之列,,因此不可能成為能源互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的引領(lǐng)者。

  二,、各國電網(wǎng)互聯(lián)互通不等于全球特高壓電網(wǎng)互聯(lián)

  基礎(chǔ)設(shè)施的互聯(lián)互通是“一帶一路”戰(zhàn)略的重要內(nèi)容,,是各國優(yōu)勢互補、互利共贏的需要,。但任何聯(lián)通都必須因地因網(wǎng)制宜,,電網(wǎng)由于是一個“立體、動態(tài)”的網(wǎng)絡(luò),,其聯(lián)通更是需要從實際出發(fā),。電網(wǎng)的互聯(lián)互通一般指相鄰兩國電網(wǎng)的聯(lián)網(wǎng):根據(jù)兩國電網(wǎng)調(diào)節(jié)余缺,、互為備用、互相支持的需要,,經(jīng)可行性研究論證后,,建設(shè)與雙方電網(wǎng)相適應(yīng)的聯(lián)網(wǎng)工程。但全球特高壓電網(wǎng)互聯(lián)則不一樣,,它需要在各國現(xiàn)有電網(wǎng)之上,,疊加一個1000千伏的交流特高壓網(wǎng)架,并對現(xiàn)有電網(wǎng)進行必要的適應(yīng)性改造,,這種近乎“另起爐灶”的做法,顯然是不切實際的,。

  三,、全球特高壓互聯(lián)電網(wǎng)是無法實現(xiàn)的構(gòu)想

  主要有5個方面的原因:

  一是無需求。西方發(fā)達(dá)國家,,包括俄羅斯和日本,,自上世紀(jì)后期對交流特高壓進行研究、實驗和試運行后,,都相繼放棄了,。目前他們的精力主要都集中在能源互聯(lián)網(wǎng)建設(shè)和能源技術(shù)革命上。2015年德國的非水可再生能源發(fā)電裝機容量已超過8000萬千瓦,,人均達(dá)到1個千瓦,,其中90%以上接入配電網(wǎng)就近供電,可再生能源發(fā)電量占比已超過30%,。德國能源專家明確表示,,歐洲不需要建設(shè)交流特高壓電網(wǎng)。其它欠發(fā)達(dá)國家基本還處于建設(shè)和完善超高壓電網(wǎng)的階段,,并且也在積極建設(shè)能源互聯(lián)網(wǎng),,對交流特高壓這種“超豪華”的輸電方式,更無需求,。

  二是沒必要,。地球上的可再生能源資源不僅十分豐富,而且分布相對均勻,,絕大多數(shù)國家都可以利用本地資源實現(xiàn)能源轉(zhuǎn)型,,沒有必要舍近求遠(yuǎn)。

  三是沒意義,。電力是同質(zhì)化的,,地球上無論是美國還是中國生產(chǎn)的電力,功能都一樣,,遠(yuǎn)距離,、尤其是超遠(yuǎn)距離交換沒有意義,。由于太陽能白天和夜晚間歇性的變化,與電力負(fù)荷晝高夜低的特性宏觀上一致,,因此東西半球可再生能源電力基本沒有補償效益,,若刻意獲取,必然得不償失,。

  四是難承受,。從地理條件看,東西半球大陸有大西洋和白令海峽相隔,,全球有澳大利亞,、新西蘭、印度尼西亞,、馬達(dá)加斯加等一大批島國,,依靠特高壓工程穿洋過海長距離輸電,經(jīng)濟代價是根本無法承受的,。

  五是不可能,。電能(電力潮流)遵循自己的物理規(guī)律運動,它在電網(wǎng)中受到諸多條件嚴(yán)格約束,,不可能像信息在互聯(lián)網(wǎng)中那樣可以自由流動,,任意“分享”。

  因此,,并非政治的因素,,主要是技術(shù)、經(jīng)濟以及市場方面的原因,,決定了全球特高壓互聯(lián)電網(wǎng)是一個無法實現(xiàn)的構(gòu)想,。

  5、結(jié)語

 ?。?)隨著可再生能源比例的不斷提高,,電網(wǎng)將無法避免地走向低慣量化,這是未來電網(wǎng)一個顯著的技術(shù)特征,。建設(shè)能源互聯(lián)網(wǎng),,促使電網(wǎng)不斷向分布式和扁平化方向發(fā)展,形成多分區(qū)自治的互聯(lián)互動網(wǎng)絡(luò),,是應(yīng)對電網(wǎng)低慣量化帶來的新挑戰(zhàn)的必然選擇,。能源互聯(lián)網(wǎng)的建設(shè)需要能源技術(shù)革命為其提供技術(shù)支撐和動力,因此引領(lǐng)世界能源互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展,,只能靠能源技術(shù)革命持續(xù)的創(chuàng)新成果,,而不可能靠已經(jīng)落伍的交流特高壓技術(shù)。

 ?。?)配電網(wǎng)是能源互聯(lián)網(wǎng)建設(shè)的主戰(zhàn)場,。要將建設(shè)能源互聯(lián)網(wǎng)的事業(yè)真正如火如荼地開展起來,,必須有相應(yīng)的體制機制配合,“三分技術(shù),、七分改革”,,能源互聯(lián)網(wǎng)建設(shè)呼喚電力體制改革。如果在深化增量配電網(wǎng)改革的基礎(chǔ)上,,及時啟動輸配分開改革,,將建設(shè)能源互聯(lián)網(wǎng)的任務(wù)交由更多的企業(yè)承擔(dān),形成大眾參與,、萬眾創(chuàng)新的局面,,我國能源轉(zhuǎn)型的步伐一定可以大大加快。

 ?。?)能源互聯(lián)網(wǎng)不是一種時髦的裝飾,,而是新時代能源轉(zhuǎn)型的一面旗幟。建設(shè)世界一流能源互聯(lián)網(wǎng)企業(yè),,必須要有壯士斷腕的勇氣,堅決拋棄以交流特高壓為綱的路線,,真正將工作重點轉(zhuǎn)移到以能源互聯(lián)網(wǎng)建設(shè)為中心上來,。只有不馳于空想、不騖于虛聲,,一步一個腳印,,踏踏實實在深化電力體制改革和能源技術(shù)革命上下功夫,才能不辜負(fù)新時代人民的期望,。


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