主辦單位:煤炭科學研究總院出版傳媒集團、中國煤炭學會學術期刊工作委員會

關于能源與電力“十四五”規劃的八點建議

2019-06-17   來源:中國能源報

  根據《能源生產和消費革命戰略(2016—2030)》與黨的十九大報告要求,“十四五”期間我國可再生能源、天然氣和核能利用將持續增長,高碳化石能源利用大幅減少,能源發展的外部環境將面臨深刻的變化。我國的能源規劃需著眼目前世界大局和中國處境,把能源安全性、經濟性和可持續性放在首位。因此,能源與電力“十四五”規劃既需重視多能綜合,又需加快轉型,加強可自主掌控的非化石能源的發展,使分布式能源規模化,在推動能源國際合作的同時,努力強化能源自給的能力。為此,本文針對能源與電力“十四五”規劃工作提出以下八點建議。


  一、以數字革命驅動能源革命


  習近平總書記于2014年提出了能源革命戰略,在過去的五年中,為實現建設清潔、低碳、安全、高效的現代能源體系目標,我國已在能源供給側改革、能源市場化改革、能源互聯網示范工程建設等方面開展了諸多工作,但從政策實施情況來看,目前能源革命還未真正得到有效落實并且取得預期效果。隨著科學技術進步,信息化、數字化、共享化將成為能源革命的發展趨勢,以互聯網信息技術創新為主要方向的數字革命將成為能源革命的重要驅動力。因此,建議能源與電力“十四五”規劃重點關注能源革命與數字革命的融合,推動“互聯網+”智慧能源建設,實現能源生產、消費、技術與體制機制的深刻變革。


  建議“十四五”期間推動能源技術與信息通信技術體系融合,鼓勵能量路由器、能源大數據等新興信息物理新技術的發展和應用,推動能源技術革命;以能源互聯網建設為著力點,推動“云大物移智”等現代信息技術和先進通信技術在系統運行控制、終端用戶綜合能源服務等方面的應用,促進能源信息雙向流動和開放共享,實現各類資源靈活匯聚、系統運行智能決策、用戶用能便捷高效,支撐能源生產與消費革命;以區塊鏈等交易信息技術為支撐,推動能源靈活自主微平衡交易,實現分布式能源、分布式儲能主體與工業大用戶及個人、家庭級微用能主體間的點對點實時自主交易,同時鼓勵創新綠色能源認證、綠色貨幣、綠色證書等清潔能源新型商業模式,驅動能源體制機制革命。


  二、實現中東部地區新增電力需求高比例自給


  截至2018年底,我國光伏發電累計裝機1.74億千瓦,其中大型集中式電站占比71.17%,分布式建筑光伏占比29.09%,而在世界其他國家則主要以分布式發電為主,分布式光伏可占光伏發電系統總容量的80%以上。中東部地區作為負荷中心,可再生能源電力主要來源于西部集中式可再生能源基地的遠距離輸送,而本地的分布式可再生能源資源尚未得到充分的利用。據統計,中東部地區已開發利用的太陽能及風能資源不足資源總量的10%。同時,與集中式遠距離傳輸相比,分布式能源就地消納由于不存在輸電成本與損耗而具有一定的經濟優勢,以寧東-浙江特高壓直流輸電線路為例,浙江地區分布式光伏的發電成本即為供電成本,供電成本為0.42元/千瓦時,寧夏地區集中式光伏電站的發電成本為0.23元/千瓦時,特高壓直流線路與送受端電網的輸電成本為0.26元,在不考慮送端配套火電建設與調峰成本的情況下,供電成本已達到0.49元/千瓦時,高于受端分布式光伏成本。


  因此,建議能源與電力“十四五”規劃重點關注中東部地區能源發展戰略目標的轉變,由能源消費者逐步成為能源產銷者,對全國和中東部各地區“身邊來”的能源發展作出詳細規劃,實現中東部地區新增電力需求的高比例自給。


  建議“十四五”期間鼓勵中東部地區分布式光伏發電建設,將光伏建筑一體化(Building Integrated PV,BIPV)列入建筑標準,提高建筑物的自發電能力,同時配置儲能設備,發展大數據等信息技術的智能管理,建設工業園區、居民小區及企業級微網,改進我國能源和電力系統的空間格局和產業模式;因地制宜開展中東部地區分散式、低風速風電建設,大力開發福建、浙江、山東、江蘇、廣東等東部沿海地區的海上風電資源,并對其配套的儲能設施建設與智慧能源管理作出詳細規劃;加快生物質能、地熱能、海洋能及工業余熱的綜合開發利用,構建多元化的清潔能源供給體系。


  三、依托綜合能源系統開展綜合能源服務


  當前我國以單一系統縱向延伸為主的傳統能源系統發展模式已不能滿足能源革命戰略在提高能源效率、保障能源安全、促進新能源消納和推動環境保護等方面的要求,亟需通過構建綜合能源系統打通電、熱、氣多種能源子系統間的技術壁壘、體制壁壘和市場壁壘,促進多種能源互補互濟和多系統協調優化,在保障能源安全的基礎上推動能效提升和新能源消納。以具有電、熱、氣、冷多種負荷需求的某園區為例,與原有能源直接供應模式相比,通過建設運行含光伏發電、冷熱電三聯供、儲能、冰蓄冷設備在內的綜合能源系統,年用能成本可節約21%,年碳排放量可減少11%,經濟效益與環境效益顯著。因此,建議能源與電力“十四五”規劃圍繞“兩高三低”目標,即實現系統綜合能效的提高、系統運行可靠性的提高、用戶用能成本的降低、系統碳排放的降低和系統其它污染物排放的降低,重點關注綜合能源系統的合理規劃建設與運行、以及綜合能源服務的有序開展。


  建議進一步推進源端基地及終端消費綜合能源系統規劃建設,利用先進的物理信息技術和創新管理模式,配置冷熱電三聯供、電制氫、儲能等能源轉換與儲存設備,推進以電為核心的多能源系統之間的協調規劃、優化運行、協同管理、交互響應和互補互濟,并建立多異質能源之間的價值轉換媒介,形成統一的市場價值衡量標準,促進西部可再生能源基地的電力外送與就地轉化利用,以及中東部分布式可再生能源的開發利用。同時建議推動國家電網、南方電網等國有供電企業將綜合能源服務作為主營業務之一向綜合能源服務商轉型,通過PPP、BOT、BT等模式引入其他主體、資本共同開展綜合能源服務相關業務,以信息共享、技術共享、價值共享的方式實現綜合能源服務快速、有效落地。


  四、持續推進煤電供給側改革


  在過去的能源規劃中,以建設大容量、高參數、低消耗、少排放機組代替關停小火電機組的“以大代小”策略作為淘汰火電落后產能、減少污染物排放的重要手段被廣泛推行。然而“以大代小”政策雖然提高了火電發電效率,卻無法緩解我國煤電產能過剩的問題,2018年我國火電平均利用小時數僅為4361小時,有超過20個省份的火電平均利用小時數不足4000小時。隨著能源結構的調整與可再生能源的大規模發展,“十四五”期間煤電機組生存空間將持續被壓縮,供給側改革任務艱巨,一大批落后產能火電機組面臨退役的同時,存量產能機組也由于利用率偏低、收益難以保證面臨優化改造。因此,建議能源與電力“十四五”規劃持續推進煤電供給側改革,重點關注存量火電機組的產能優化與退役火電機組的妥善處理,以促進可再生能源消納與綜合能源發展為導向,為火電機組尋找新的盈利點,實現退役機組與設備的有效利用。


  建議“十四五”期間從開展存量火電機組靈活性改造、退役火電機組綜合能源供應技術改造或原廠址再建兩個方面推進煤電供給側改革。一方面,在統籌推進中東部地區煤電機組超低排放和節能改造,進一步提高煤電高效清潔發展水平的基礎上,積極規劃實施靈活性改造工程,深入挖掘煤電機組調節能力,提高系統調節運行效率,推動煤電機組承擔起為可再生能源規模發展調峰的新歷史使命。另一方面,鼓勵運行壽命到期的火電機組開展低熱值煤綜合利用發電技術改造、生物質發電技術改造以及燃煤耦合生物質發電技術改造,增加不依賴調峰調頻調壓等配套調節措施的優質可再生能源供應,促進煤電的低碳清潔發展;鼓勵在靠近負荷區域的退役火電原廠址上新建包括分布式冷熱電三聯供燃氣機組、分布式光伏、儲能、電制氫等在內的綜合能源系統,為用戶提供電、熱、氣、冷等多種能源的綜合供應。


  五、實現非水可再生能源直接面對用戶供應


  當前我國用戶側可再生能源電力使用需求較低、負荷靈活響應可再生能源出力波動的潛力未被充分挖掘,可再生能源電力供需難以匹配是造成大規模可再生能源消納困難的關鍵原因。隨著發電側的補貼退坡和平價上網,以風電、光伏發電為主的可再生能源全額消納需要考慮面對用戶的直接供應。因此,建議能源與電力“十四五”規劃在大力發展中東部負荷中心分布式可再生能源的同時,重點關注用戶側可再生能源電力使用需求的激發,著力培養負荷調節靈活、用電模式匹配的綠色電力消費用戶,實現可再生能源供需平衡。


  建議“十四五”期間將國家可再生能源政策重點由長期以來的供應側法律政策支持逐漸轉向需求側,將現階段發電側補貼模式改為用戶側補貼,以激發用戶使用可再生能源電力的積極性,鼓勵用戶通過技術改造、配置儲能、分布式電源等方式實現對可再生能源出力的靈活響應與直接消納。建議用戶側可再生能源電價補貼由容量電價補貼和電量電價補貼兩部分構成,其中,容量電價補貼按照用戶承諾全部使用可再生能源,且可隨可再生能源出力情況靈活調節的負荷水平按月或一次性補貼,其主要用于補償用戶為響應可再生能源波動而開展的技術改造成本及其儲能、分布式電源等建設成本;電量電價補貼按照用戶實際使用的可再生能源電量進行補貼,應保證補貼后的電價低于目錄電價,以激發用戶使用可再生能源電力的積極性。


  六、充分發揮需求響應資源作用


  當前許多國家已從能源戰略高度將需求響應資源置于與發電側資源同等甚至優先的地位,需求側彈性負荷、分布式電源、電動汽車、儲能等資源可通過對價格信號的響應實現削峰填谷、追蹤可再生能源出力、為系統提供調頻輔助服務等功能,與供應側深度調峰、配置儲能等系統調節方式相比成本更低、效果更好,如與熱電廠加裝電蓄熱鍋爐相比,化工生產企業通過技術改造參與需求響應可節約調峰成本約0.05元/千瓦時。我國雖于2012年開始開展了一系列電力需求側管理城市綜合試點,“十三五”電力規劃中也有提到大力提高電力需求側響應能力,但由于目前市場價格激勵機制尚未健全,需求響應方面的實質性工作并不多,實施效果也并不盡如人意。因此,建議能源與電力“十四五”規劃重點關注需求響應資源價值的進一步挖掘,充分發揮需求響應資源在提升系統可靠性、促進可再生能源消納方面的應有作用。


  建議“十四五”期間從加快構建市場化電價機制、建設以需求側為重點的泛在電力物聯網兩個方面支持需求響應資源發揮其應有的作用。一方面,加快電力現貨市場與輔助服務市場建設步伐,以可反映電力供需情況的實時電價信號激發需求響應資源潛力;另一方面,通過廣泛部署用戶信息、電網信息與發電信息等數據采集終端,建設泛在電力物聯網,打破源-網-荷-儲數據壁壘,整合系統運行、市場交易和用戶用電數據,提高需求側大數據分析能力,實現需求響應資源的智能調控。


  七、多途徑推動能源清潔化、非常規化發展


  推進煤炭清潔高效利用,著力發展非煤能源,形成煤、油、氣、核、新能源、可再生能源多輪驅動的能源供應體系是我國能源供給革命的總體思路,根據《能源生產和消費革命戰略(2016—2030)》要求,2030年我國非化石能源占能源消費總量比重需達到20%左右,天然氣占比達到15%左右,然而2018年我國天然氣、水電、核電、風電等清潔能源消費量占比為22.1%,“十四五”期間清潔能源利用將大幅增加。因此,建議能源與電力“十四五”規劃在推進可再生能源大規模消納的同時,重點關注高碳化石能源的清潔替代,以及核電、天然氣、氫能等清潔能源的規模化生產與利用,以多種途徑推動能源清潔化、非常規化發展。


  建議“十四五”期間因地制宜大力推廣煤改氣、煤改電工程,多種途徑推動優質能源替代民用散煤,基本完成散燒煤替代工作,實現煤炭的集中利用及集中治理;安全高效發展核電,推動大型先進壓水堆核電站的規模化建設,制定更為積極的核電發展目標與具體規劃;支持發展電動和氫燃料電池車,并遵循以工業副產氫優先、可再生能源制氫為主的思路,推動氫能生產,避免采用有違氫能作為清潔二次能源初心的煤制氫和柴油制氫的生產方式;積極發展天然氣,包括煤層氣、頁巖氣、致密氣等非常規天然氣低成本規模化開發,同時高度重視生產安全和氣候安全,防止甲烷泄漏。


  八、以規劃仿真支撐科學決策


  借助于由數學模型和算法支撐的仿真系統對能源規劃的關鍵問題進行定量化仿真是能源規劃前期的重要工作,能源規劃應在仿真結果的基礎上研究決定相關規劃方案以及應采取的相應配套政策。如在“十四五”期間,我國集中式可再生能源的大規模生產及遠距離傳輸需與分布式可再生能源的就地生產消納協調發展,不同地區的集中式與分布式的配置比例與建設規劃均應通過仿真計算確定。過去的能源規劃雖一直秉承以定量化仿真計算為基礎的理念,但受制于模型、算法水平及數據來源,未能將復雜能源系統仿真落到實處。然而,隨著“云大物移智”等信息化技術以及泛在物聯網技術高速發展,目前已具備復雜能源系統建模與求解條件,因此,建議能源與電力“十四五”規劃前期重點關注能源規劃仿真平臺的開發,以定量化的仿真結果支撐規劃方案的科學決策。


  建議能源與電力“十四五”規劃工作前期推動高校、科研機構等開發涵蓋規劃、運行、效益評價在內的我國能源系統仿真平臺,針對可再生能源開發布局、新增火電容量、用戶側可再生能源消納補貼水平等能源規劃關鍵問題進行仿真計算,從經濟效益、環境效益、社會效益等維度綜合評價規劃方案與擬出臺政策在不同情景下的實施效果,為規劃方案的比選與科學決策提供有力支撐。(作者:中國工程院院士杜祥琬,華北電力大學教授曾鳴)


  責任編輯:宮在芹

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