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专访周大地:电力系统低碳化单靠自由竞争不能实现

2021-05-13 10:49:58 南方能源观察

改革开放四十年以来,我们早已习惯了经济增长目标的硬约束,而从2021年到2060年,未来四十年,中国的社会经济发展将面临一条新约束:低碳。

两个四十年碰撞之际,如何求解交集?

电力作为低碳转型的最重要领域之一,必须铆足力量回答这一问题。

以高碳煤电为主体电源的电力系统将转变为以新能源为主体,这意味着传统利益格局的改变。什么样的机制能够促进实现新的发展目标,如何调整、平衡各主体间的利益关系,是构建新型电力系统的关键所在。

以最小成本实现清洁低碳转型成为业内的基本共识,但这一路径并非坦途,存量的功能如何转变,增量需要怎样的支持才能蓬勃发展,新技术和跨界工具又能带给电力行业什么惊喜等话题都亟待探讨和实践。

中央财经委员会第九次会议指出,“十四五”是碳达峰的关键期、窗口期。要构建清洁低碳安全高效的能源体系,控制化石能源总量,着力提高利用效能,实施可再生能源替代行动,深化电力体制改革,构建以新能源为主体的新型电力系统。

新型电力系统“新”在哪里?如何理解“以新能源为主体”?电力市场未来将扮演怎样的角色?围绕这些问题,记者采访了中国能源研究会副理事长周大地

既定目标明确

电力系统面临重大的结构性改变

记者:新型电力系统跟此前的能源互联网、新一代电力系统等概念有什么区别?

周大地:之前的一些电力改革概念可以说是在既定目标不是很确定的情况下提出的,而现在随着碳达峰、碳中和目标的提出,能源系统的发展目标已明确为,从以化石能源为主,转变为以非化石能源为主。这一目标的提出是建立在电力系统技术不断进步的前提下,比如中国目前可再生能源发电技术已比较成熟,发电量占比接近5%,另外,终端信息技术水平也在不断提高,电网控制和运行技术水平不断进步,可以适应新的需求。

我们现在需要燃烧化石能源,进而将热转化为电,终端用能如锅炉、窑炉也不是直接用电。而随着新型电力系统的推进,能源转换方式会发生变化,更多的一次能源将直接以电力形式进入能源系统。而在终端用能侧,电能替代也将有更大规模的应用。电力系统将成为能源系统的核心,从总量上占绝大部分,能源消费体系也将以电为中心。

这次中央提出深化电力体制改革,构建新能源为主体的新型电力系统,意味着电力系统需要进行重大的结构性改变,从运行规则、安全规则到上下游关系,都会有重大变化。

记者:如何理解新型电力系统中“新能源”的概念?

周大地:电力系统里,“新能源”在过去本身并没有一个非常固定的定义,不同时期的“新”有不同的含义,大多数时候指有别于传统的——比如说煤油汽为主的——能源。

但现在,在构建以新能源为主体的新型电力系统目标里,新能源主要有几层含义。一是非化石能源为主,二是用能方将有大量的用能系统需要改造,以推动用能低碳化,另外,新能源还指现在还未流行甚至未出现的能源,比如生物质、地热、氢能、零碳合成燃料等。

新能源指围绕低碳环保,实现碳中和改造过程的新的电力供应方式、新的能源方式、新的用能设施,这些都可以算是新能源。

记者:构建新型电力系统与实现双碳目标是怎样的关系?

周大地:世界各国都提出了碳减排的相关目标,而要实现减碳目标,电力系统要先行,要提前实现。如果一个国家的电力系统本身以化石能源为基础,实现高度电气化就可能达不到减碳的目的。

我国能源系统要在2050—2055年实现低碳化,电力系统应争取在2040—2045年实现低碳化。要实现这个目标,短期看,“十四五”期间煤炭总量肯定是下降的,而且下降越明显越好。中国石油消费在2025年之前达峰,这在石油界已基本达成共识。对天然气的发展有不同的看法,但最后也是要退出,因为它是过渡性能源。我认为2030年前要达峰,不可能一直增长到2040年,然后天然气2050年也要清零了。天然气的增长应该不是开拓新的用途满足一次能源增长,而主要应该替代煤炭,天然气用得多,煤炭就要下降得更快。

从目标看,电力系统减碳压力很大,因此要从现在开始进行系统设计,朝目标努力。

电力市场目标调整

需加强系统能力建设

记者:当前电力系统需要解决的主要矛盾是什么?

周大地:改革要以当前的问题为导向推进。中国的电力系统曾经很长时间需要解决供应不足的问题,所以原来进行的电力体制改革,搞发输分开,把原来的国家电力公司分为两个电网公司和若干个发电公司,鼓励更多的主体进入电力行业。

随着改革的推进,我们遇到的主要矛盾发生了变化:后来不缺电了。

在不缺电的情况下,一开始并没有明确电力往非化石能源方面加速转变,所以焦点集中在如何更好地实现“合理上网”。对这个问题,采取的方案是竞争上网,进行市场调节。过去以分配式的上网方式为主,现在因为电源种类多了,发电能力富余,也就想引进一些市场方式,竞争性上网。电力市场实现的是从发电计划分配式,到采取一些经济措施来鼓励竞争,在某段时期内有一定的合理性。

但是,现在的问题不是要解决发电能力短缺或过剩的矛盾,我们现在是要有计划、有目的地把发电从以化石能源为主的发电系统,转化成以新能源为主体的发电系统,最后要变成一个完全的非化石能源零碳发电系统。这个任务不是自由市场竞争可以解决的。

我们要以问题为导向,而现在能源转型过程中碰到的问题,已经不是说哪个便宜就干哪个,碳排放高的电源即便现在便宜也不能长期存在下去。

记者:从目前的情况看,与新型电力系统存在怎样的差距?

周大地:以前的电力系统还是建立在大规模集中式的发电设备,然后通过输变电系统输送包括长途输电,给下游提供电力。发方和供方是上下游关系,分得很清楚。发用之间联系不密切,储能系统地位相对次要。

而在以后的新型电力系统里面,用户既是用电方也会成为发电方,包括储能系统、分布式可再生能源发电系统、电动车充放等,都将成为电力系统重要的组成部分。

这种趋势牵涉到很多利益变化,包括不同的电价体系,怎么将这些不同的电源、不同的用户更好、更科学地组织起来,是需要解决的问题。我们需要从机制上进行利益关系的调整和引导,才能逐渐建设起新的电力系统。

这种引导不是单纯的市场竞争能解决的——如果仅靠市场竞争,火电说我现在已经建起来了,只要能够把流动成本给覆盖了,就可以坚持低价竞争发电——那么转型过程就会很慢,因此需要更多改革来推动。

记者:转变过程中,需要怎样的电力市场设计?

周大地:改革本身就是探索过程。电力改革不能以西方的模式作为我们的目标,好像不够西方、不够市场就是没完成改革,这不是我们的改革目的。

改革目的是以自身的问题为导向,现在问题是要怎么加快能源转型、电力转型,怎样调整关系,使转型顺利,更好地容纳新能源进入电力体系,更好推动新型电气化。

我想电力市场也会根据这些目标来调整。

首先是要加快向低碳发电结构转变;其次,转变过程中政策要对低碳、零碳发电的非化石能源倾斜,让其尽可能发挥能力;第三,要确保整个电力系统能够在稳定运行中尽快转型,也不是一句话把火电关掉就可以了,要考虑火电怎么转变功能,如果火电发电小时数因为建设过量而被压缩了,那应该考虑怎么才能抑制这些不合理的投资,怎么利用更新的方式去解决电力系统的稳定性问题,而不是因为一有所谓稳定安全运行的新挑战,就又回到煤电为主的体系上去。

我们需要通过改革来调整运行体制和运行原则,思考如何优化价格机制,传递出合适的信号,实行既定转型目标下的最小成本优化,把发电成本控制在比较合适的范围内等。

记者:新型电力系统是集中模式还是分散模式更合适?

周大地:低碳转型是一场硬仗,对电力系统的规划能力、调度能力等都提出了新的要求,当然我们也要考虑在市场经济条件下,资源如何分配的问题。

电力系统越散越好,可能解决不了这个问题,安全运行需要强有力的系统进行保障。电力系统要加强建设,包括组织建设、市场主体的建设。但也不是最后搞一个大电力公司出来。我们要在已经有好的电力系统保障的前提下进行转型,这当中有一部分是分散的电力系统可以解决的问题,但更多还是需要能提供较大地区范围甚至全国性的优化解决方案。

设立低碳转型基金

帮助认真转型的资源大省

记者:传统化石能源如何逐步退出当前电力系统?

周大地:首先第一条是不要盲目建设新的火电,包括所谓的燃气调峰电厂,都要慎重,特别是煤电。

现在很多地方对于电力需求以后怎么发展的研究做得不够,特别是节电这方面没有认真考虑。国内曾出现过几百亿度电被人用在挖比特币上,类似这些事情必须进行控制。

接着再看现有火电厂怎么发挥作用和逐渐退出。首先,要加快非化石能源电力的发展,不能因为煤电多了就控制其他能源发展。现在煤电的问题也不完全是如何利用存量的问题。各地每年还想增加几千万千瓦火电,好像可再生能源发展越快,火电也要配套增加,这没有道理。保障电力安全稳定运行一定要走新路,通过储能,用电侧响应,提高电力电子技术应用范围和水平等等新的途径,解决支持高比例可再生能源发展的运行新问题。其次,过去以煤电为中心的能源基地建设方向肯定要改变。这些煤电基地中,有的可再生能源资源也很丰富,可以发挥可再生能源生产基地作用,但这对于输电有新的技术要求,同时需要有就地调整稳定供电的能力。这些地方要加强就地储能调峰能力。可再生能源占比少的时候依靠其他电源得到照顾。发展成主体了,谁照顾谁啊,自己要解决稳定供电和调峰问题。可再生能源外送基地要根据用电需求来提高发电质量,包括加大发电端的储能建设和调整发电时间的能力建设等,现在电力系统基本上是“发这边是一套,用这边是一套”,之间互动关系不大,储能系统还起不到重要的调峰和保障安全运行作用。以后的储能系统应该成为一个重要电力系统组成部分。

记者:以煤电为基础的能源基地中,也有一些地方可再生能源不丰富,如何帮助这些省区进行转型?

周大地:山西、内蒙古等地,曾经是以化石能源为中心的能源基地,现在整个能源系统转型,这些省区由于传统能源在经济中占比较高,转型压力比较大。转型对他们来说,存量是要减少的,会有损失的。比如对某种化石能源投入这么多年,围绕它有相关知识产权和设备制造能力,现在不能扩张了,反而还要减下去,压力是客观存在的。

面对这个情况,国家可以适当建立如低碳转型基金,扶他们一把,帮助他们在其他方面进行投入,减少一些压力和成本。这对整个国家地区之间的平衡有好处,有助于减少能源转型之中出现的阻力。经济上我觉得可以采取多种方式的帮扶。但前提是这些地方不能犯错误。现在的问题是尽管低碳转型已经开始了,但有些地方还是舍不得原来熟悉的产业,仍然围绕挖煤、运煤,煤炭转换,给煤炭开拓下游,继续大量往里面投钱。我们不能补贴这种高碳发展。如果认真转型,过程中出现了困难,国家可以帮扶,自己干蠢事的不行。

记者:在新型电力系统中,核电将起到怎样的作用?面临怎样的挑战?

周大地:核电是低碳电力之一。国际上有不同的选择。核电发展比较好的国家,低碳路径里面核电仍然起到非常重要的作用,甚至到目前为止,从电力体系的低碳化来看,核电多的地方,实现低碳转型也比较容易一些。

在新型电力系统中,核电不会成为负担,应该成为一种有用的低碳电力。

但核电本身也有很多挑战,比如说现在安全性要求特别高,人们对绝对安全的期望值把核电搞得越来越复杂了,以至于核电的包袱很重,经济性上存在挑战。

我觉得第一,不能排除核电作为低碳能源的重要选择;第二,中国的核电也要在不同的低碳电力竞争当中显示自己的优势。安全应该是合理的足够的安全,不能无限提高安全标准,就像汽车一样,要求汽车结实也不能人人都开坦克。大家对核电技术的安全性进步一定要有正确的认识,核电目前的技术已经是足够安全的,已经可以确保不会出现大规模核污染扩散的问题了。核电的技术要不断进步,不是指越搞越复杂,而是在经济性、更广泛的用途等方面,做进一步探索。

在提高经济性方面,核电应该考虑规模化标准化制造。现在国内不同的堆型太多了,科研成本、制造成本、建设成本等都太高,应该重点选择少数堆型发展,不限制只有一种,但也不能所有都试一遍。

从科研角度,核电需要不断探索新领域,核电企业应该在实现有效经营的基础上多一些科技投入,但目的还是要发电,要提供能源,不能把核电等同于技术研发实验室。




责任编辑: 江晓蓓

标签: 电力系统 低碳化

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