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圓桌丨專家談低碳迎峰度冬:多元電熱如何保供?如何發展?

面向30·60雙碳目標,電力行業低碳轉型已成為我國能源結構轉型的關鍵。在冬季電力需求高峰期,如何保障電力穩定供應,并實現低碳環保目標,已成為各界廣泛關注的焦點。
在探討能源保供新方案的同時,熱負荷電氣化也帶來了新挑戰。寒潮頻繁來襲導致極寒天氣時有發生、煤改電政策推廣帶動電取暖廣泛應用等也引發電力和熱力負荷出現了新的變化,直接影響著冬季電力和熱力的供需平衡。
如何綠色低碳地迎峰度冬?電力等能源要如何保障供應安全?還有哪些清潔低碳供熱方式值得進一步推廣?如何發揮儲能對電力系統的穩定作用?需求側電氣化對能源系統和碳排放又有何影響?
12月4日,由自然資源保護協會(NRDC)和廈門大學中國能源政策研究院主辦的“‘雙碳’目標下電力低碳保供策略與政策研究系列研討會”第五期在京舉行,本次研討會的主題為“迎峰度冬:多元電熱保供”。會上,來自學界與產業界的專家就上述問題提出了意見與建議。
需完善適應風光、虛擬電廠等新型市場主體的調度運行規則
安全穩定供應是電力能源保供的核心,也是電力行業首要的任務和目標。基于電力系統發輸配用瞬時平衡的特點,保供需要考慮電量和電力兩大指標,并依賴于規劃和調度運行兩個基本抓手來實現。
對此,國網能源研究院原副院長蔣莉萍指出,規劃需要根據對總體和分區用電需求水平和特性等情況,回答電源及電網建設的總量、結構、布局等幾大問題,包括進一步對系統的調峰能力以及裝備制造能力等相關問題的分析和預判。調度運行管理需要關注電力設備的可用性(本質上是源測的可調度性)和跨區電力平衡,特別是迎峰度夏度冬和重大活動保電這些重要節點。
“過去以煤電作為發電主力,規劃和調度運行安排相對簡單可控。但在低碳背景下,供需格局和行業生態發生很大的轉變,技術手段、市場主體越來越多元,且出現了大量新的商業模式和主體利用關系。”
蔣莉萍稱,隨著風光比重加大且呈分布式的特點,源側的可調度性下降,系統調度運行管理的難度上升,電力系統面臨更小尺度的時空平衡、差異化的季節性平衡以及極端氣候的實時平衡等新問題。
蔣莉萍表示,迎峰度夏度冬的峰時平衡受氣候因素的影響程度加大,電力供應保障的難度大大提升。在北方地區,冬季還面臨夜間電力負荷小而用熱負荷大,熱電聯運中火電機組的熱與電難以匹配等問題。
蔣莉萍認為,這些新變化也深刻影響著規劃和調度運行兩個抓手的內涵,需要考慮更多的元素、開展更細致的研究分析工作。規劃除了考慮更加多樣化的電源電網基礎設施安排,還需要納入對需求響應潛力、各類靈活性資源利用的考量,以實現轉型成本最低或成效最優。
在調度運行方面,蔣莉萍認為,需要考慮如何完善適應風光、虛擬電廠等新型市場主體的運行規則,讓它們更好地發揮安全穩定保供的作用。長遠看,新型電力系統必須實現與其他能源供應系統的橫向協同。
可利用地熱資源或生物質資源等因地制宜進行供暖
為了提高能源的利用效率,許多北方城市往往采用熱電聯產等能源綜合利用技術來滿足冬季供暖與供電需求。
“我國集中供熱快速增長,需求非常旺盛,集中供熱面積(截至)2022年已達111億平方米,而非集中供暖地區對供暖的需求也是非常大的。”
國家發改委能源研究所研究員胡潤青表示,我國過去10年間集中供熱面積以年均7.2%的增速快速增長,且高度依賴高碳化石能源。從地區上看,除了傳統的北方集中供暖地區外,長江中下游、西南等高海拔地區對供暖的需求也在增大。
然而,由于我國熱力統計口徑小、統計范圍不全面,根據現有統計的商品化熱力測算得出的熱力占能源消費總量占比,遠低于國際上熱力在終端能源消費中40%-50%的占比水平,這也導致了我們對供熱低碳轉型的重要性和艱巨性缺乏系統的認識。
在談及供熱低碳轉型路徑方面,胡潤青認為,供熱低碳轉型需要從生產端和消費端共同發力。根據消費端不同的熱力品質需求來匹配生產端不同的低碳、零碳技術。此外,不同領域低碳供熱面臨的困難也不一樣。比如,城鎮的集中供熱如何吸納可再生能源,農村的低碳戶用供暖如何解決運維簡化和經濟性問題,以及工業的工業窯爐所需的中高溫供熱技術有待突破等。
關于供暖清潔低碳化機制的問題,胡潤青表示,很多地方清潔供暖要求在短期內完成建設,推行電供暖、空氣源熱泵等技術應用,但持續受到多方面因素的影響,如電采暖電價較高、經濟性不足、補貼到期續補問題,以及熱泵在高寒地區效率不高等問題。
因此,她建議,在推動供暖清潔低碳轉型中,要因地制宜采用適合的方式進行供暖,利用地熱資源或生物質資源等不同的地區資源稟賦。但目前還仍缺乏一勞永逸的解決方案,經濟性等問題還有賴于可再生能源技術、電力市場和環境效益價值的不斷發展。
對于我國冬季電熱保供問題,廈門大學中國能源政策研究院院長林伯強表示,新型低碳供熱和供電技術應用與推廣的核心問題都在于經濟性。比如儲能在充電時長足夠的前提下能夠成為穩定電源,但也帶來了成本抬升的問題。若儲能設施因此實行容量電價以解決成本回收,又會帶來更深層次“誰來買單”的問題,這都需要更進一步的討論與設計。
對于供熱未來的研究方向,林伯強認為,供熱涉及民生,是一個長期復雜問題,在我國越來越多南方地區也產生供熱需求的背景下,如何為南方建立起一個更適用、更有效率、更清潔、成本更加可負擔的供熱系統也是一個值得進一步研究的問題。
應完善獨立儲能緊急調用補償機制
隨著風電和光伏等具有間歇性和不穩定性的可再生能源接入占比提升,引入儲能系統來平抑其間歇性和不穩定性就顯得尤為必要。
“保障電力系統安全和峰時保供是儲能兩個比較典型的功能,且在接入位置、應用場景、主要服務內容等方面非常靈活。”中關村儲能產業技術聯盟副秘書長岳芬稱,新型儲能作為一種靈活性資源,對它實施容量電價機制或稀缺電價機制,在國外和國內部分省份已經有相關經驗,也證明是可行的。比如英國的多元化資源參與容量市場拍賣機制、美國的容量充裕度協議,國內山東、內蒙古等省份也有相應的補償機制嘗試。
岳芬建議,根據容量充裕度和峰時保供的需求,設計容量電價機制,即“以需定價”,將新型儲能和燃氣、抽水蓄能、煤電等資源一起作為輔助服務的靈活性調節資源組成部分,基于技術中立和同工同酬的原則,應將新型儲能公平地納入到容量電價補償機制當中,按照它發揮的作用去定價。
談及推動儲能發展的政策機制,岳芬提出了幾項建議:
一是探索多樣化的輔助服務市場品種,希望未來能夠在快速和慢速調頻輔助服務品種細分與協同方面進行深入研究,在體現儲能的快速調頻價值的同時,增加對電網的安全保障。
二是完善獨立儲能緊急調用補償機制,以解決一些省份存在的緊急調用過程中沒有獲得合理補償的問題。
三是建立獨立儲能容量成本回收機制,對于能夠發揮容量充裕度和峰時保供的儲能,出臺基于同工同酬的容量價格補償政策,建立儲能穩定的長期收益機制。最后還要重點考慮將三類機制帶來的系統成本如何合理地疏導出去。
此外,自然資源保護協會中國能源轉型項目主任林明徹也表示,今年迎峰度夏期間,很多省份采用儲能、負荷側需求管理以及跨省跨區錯峰互濟等多種低碳措施有力保障電力需求,其中不少辦法在冬季可以進一步推廣。
同時,結合冬季供熱特性,因地制宜挖掘生物質供暖、熱泵供暖、電儲熱等多樣化技術來實現冬季低碳保供方面也有諸多值得應用和推廣的經驗。





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