中國工程院院士劉吉臻“靈魂拷問”：“2022年，我國風電、光伏裝機達到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、光裝機翻一番，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的電量供應空缺。這個難題該怎么解？”

“2022年，我國風電、光伏裝機達到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、光裝機翻一番，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拋出“靈魂拷問”，引發(fā)與會專家學者熱議。

當前，水電迅猛發(fā)展的時期已經(jīng)過去，核電因為存在爭議提升空間有限，被寄厚望的風、光可再生能源尚未形成穩(wěn)定可靠的供應能力。而隨著風、光占比持續(xù)提升，加之極端天氣頻發(fā)，我國電力系統(tǒng)面臨的保供風險挑戰(zhàn)愈發(fā)不容忽視。

電力消費中長期剛性增長

未來7年增量可超3.2萬億度

電力作為國民經(jīng)濟的基礎支柱產(chǎn)業(yè)，與工業(yè)化程度高度相關。當下發(fā)達國家電力需求已經(jīng)進入平臺期，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。

相關數(shù)據(jù)顯示，2022年，在國際能源價格波動等多重超預期因素影響下，我國全社會用電量依然維持了3.6%的增速，達到8.6萬億kWh。今年上半年，全社會用電量增速更是達到5%。

水利水電規(guī)劃設計總院副總工程師謝宏文在會上指出，“十四五”期間，預計我國年均新增用電量將達到4400億kWh，年均用電增速達到5.4%；“十五五”期間，我國也將維持4.6%的年均用電量增速，年均新增電量預計達到4800億kWh，相當于德國2022年的用電量。

據(jù)電力規(guī)劃設計總院預計，到2030年，我國全社會用電量將增長到11.8萬億-12.5萬億kWh。這意味著，未來7年內(nèi)，我國全社會用電增量將達到3.2萬億kWh以上。

“預計我國用電需求增長將于2040-2045年進入飽和階段。到2040年，我國全社會用電量達到15萬億kWh左右，人均用電量接近美國當前水平，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，接近澳大利亞當前年用電量的一半。”電力規(guī)劃設計總院副院長劉世宇在會上說。

保供應、促轉(zhuǎn)型“雙重壓力”當前

風電光伏尚需加力

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、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)展風電光伏。”有與會專家在會上坦言。

事實上，受全球能源轉(zhuǎn)型與我國“雙碳”目標推動，近年來，我國風電、光伏發(fā)展一路高歌猛進，新增裝機連續(xù)三年突破1億kW。10年間，包括風電、光伏、水電等在內(nèi)的可再生能源裝機增長約3倍。2012-2022年，我國風電、光伏、水電裝機占比從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，煤炭在能源消費結(jié)構中的占比從68.5%降至56.2%。

但即便如此，在劉吉臻看來，在當下能源轉(zhuǎn)型與兌現(xiàn)“雙碳”目標的大背景下，要滿足這3萬億度電的增量需求仍然面臨巨大挑戰(zhàn)。

相關數(shù)據(jù)顯示，2022年，風電、光伏裝機達到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度只有不到14%。

“根據(jù)相關規(guī)劃，到2030年，我國風電、光伏裝機總量將達到12億kW以上。但即便屆時風、光裝機相比較于2022年翻番達15億-16億kW，兩者可貢獻的發(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。”劉吉臻指出。

“雖然目前我國新能源發(fā)電利用率已達到先進水平，但新能源裝機還沒有形成可靠替代。”劉世宇也表示。

《中國能源報》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、光裝機，有一半時間出力不到15%。2022年迎峰度夏期間，華北地區(qū)晚高峰風電的出力只占到裝機的4.4%，華東地區(qū)更僅占1%。

“經(jīng)研究統(tǒng)計，即使在風光資源比較好的西北地區(qū)，風電保障出力僅約為裝機容量的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約2%。”劉世宇進一步指出，目前，風電光伏的置信容量還比較低，難以有效替代化石電源裝機。“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，更進一步推高了電力保障難度。“中國電網(wǎng)結(jié)構形態(tài)復雜，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、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、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。”

“從中長期的電力保障角度來講，必須要全面準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。

會上，多位專家提出，從保障供應和經(jīng)濟性替代的角度講，當下，不可否認的是“煤電仍然是保障電力電量供應的壓艙石”，所以還是要穩(wěn)住傳統(tǒng)能源支撐，構建清潔高效、兜底安全的傳統(tǒng)能源保供體系，在此基礎上穩(wěn)步推進非化石能源成為供應主體。

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)的管理還是要進一步加強，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，勢必需要花費大量的投入，電力系統(tǒng)的成本疏導問題也要引起重視，最終成本還得全社會共擔。”有專家在會上建議，還是要把存量的資源利用好，新建的設施規(guī)劃好，以此節(jié)約能源轉(zhuǎn)型投資成本。