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国家能源局:2045年前新能源、氢燃料电池汽车替代传统能源车

国家能源局:2045年前新能源、氢燃料电池汽车替代传统能源车

1月6日,国家能源局消息显示,组织电力规划设计总院、水电水利规划设计总院、国核电力规划设计研究院、国网经济技术研究院、国网能源研究院、中国电力企业联合会编制的《新型电力系统发展蓝皮书(征求意见稿)》(下称“蓝皮书”)日前已向社会公开征求意见。

蓝皮书指出,新型电力系统是以确保能源电力安全为基本前提,以满足经济社会高质量发展的电力需求为首要目标,以高比例新能源供给消纳体系建设为主线任务,以源网荷储多向协同、灵活互动为坚强支撑,以坚强、智能、柔性电网为枢纽平台,以技术创新和体制机制创新为基础保障的新时代电力系统,是新型能源体系的重要组成和实现“双碳”目标的关键载体。

新型电力系统具备安全高效、清洁低碳、柔性灵活、智慧融合四大重要特征,其中安全高效是基本前提,清洁低碳是核心目标,柔性灵活是重要支撑,智慧融合是基础保障,共同构建了新型电力系统的“四位一体”框架体系。

为科学部署、有序推进构建新型电力系统,蓝皮书以2030年、2045年、2060年为重要时间节点,制定新型电力系统“三步走”发展路径,当前至2030年为加速转型期,2030年至2045年为总体形成期,2045年至2060年为巩固完善期。具体来看:

加速转型期(当前至2030年)

我国全面进入建设社会主义现代化国家的新发展阶段,经济社会步入高质量发展模式,产业结构逐步优化升级。立足我国能源资源禀赋,坚持先立后破,有计划分步骤实施碳达峰行动。期间,推动各产业用能形式向低碳化发展,非化石能源消费比重达到25%。新能源开发实现集中式与分布式并举,引导产业由东部向中西部转移。新型电力系统发展以支撑实现碳达峰为主要目标,加速推进清洁低碳化转型。

电力消费新模式不断涌现,终端用能领域电气化水平逐步提升。新能源跨领域融合、负荷聚合服务、综合能源服务等贴近终端用户的新业态新模式不断涌现,分散化需求响应资源进一步整合,用户侧灵活调节和响应能力提升至5%以上,促进新能源就近就地开发利用和高效消纳。电能在工业、建筑、交通等重点用能行业的替代“提速扩围”,终端用能电气化水平提升至35%以上,充分支撑煤油气等化石能源的碳排放尽早达峰。

碳达峰战略目标推动非化石能源发电快速发展,新能源逐步成为发电量增量主体。在坚持生态优先、确保安全的前提下,藏东南水电、沿海核电等非化石能源结合资源潜力持续积极建设。新能源坚持集中式开发与分布式开发并举,通过配置储能、提升功率预测水平、智慧化调度等手段有效提升可靠替代能力,推动新能源成为发电量增量主体,装机占比超过40%,发电量占比超过20%。

煤电作为电力安全保障的“压舱石”,继续发挥主体电源的基础保障作用。我国以煤为主的能源资源禀赋决定了较长时间内煤炭在能源供给结构中仍将占较高比例,煤电作为煤炭清洁高效的利用途径之一,仍是电力系统中的基础保障型电源。2030年前煤电装机和发电量仍将适度增长,并重点围绕送端大型新能源基地、主要负荷中心、电网重要节点等区域统筹优化布局。为支撑“双碳”战略和系统稳定运行,煤电机组通过灵活性改造和节能减排改造,逐步向清洁低碳化转型,调节能力进一步提升。

电力资源配置能力进一步提升,分布式智能电网进入发展起步期。跨省跨区电力资源配置层面,随着沙漠、戈壁、荒漠等大型新能源基地开发建设,充分发挥电网资源优化配置平台作用,进一步扩大以西电东送为代表的跨省跨区通道规模。骨干网架层面,电力系统仍将以交流电技术为基础,保持交流同步电网实时平衡的技术形态,全国电网将维持以区域同步电网为主体、区域间异步互联的电网格局。配电网层面,为促进新能源的就近就地开发利用,满足分布式电源和各类新型负荷高比例接入需求,配电网有源化特征日益显著,分布式智能电网快速发展,促进新能源就地就近开发利用。

储能多应用场景多技术路线规模化发展,重点满足系统日内平衡调节需求。作为提升系统调节能力的重要举措,抽水蓄能结合系统实际需求科学布局,2030年抽水蓄能装机规模达到1.2亿千瓦以上。以压缩空气储能、电化学储能、热储能等日内调节为主的多种新型储能技术路线并存,重点依托系统友好型“新能源+储能”电站、基地化新能源配建储能、电网侧独立储能、用户侧储能削峰填谷等模式,在源、网、荷各侧开展规模化布局应用,满足系统日内调节需求。

数字化、智能化技术助力源网荷储智慧融合发展。“云大物移智链边”等数字化、智能化技术在电力系统源网荷储各侧逐步融合应用,推动传统电力配置方式由部分感知、单向控制、计划为主向高度感知、双向互动、智能高效转变。适应新能源大规模发展的平衡控制和调度体系逐步建成,源网荷储协调能力大幅提升。

全国统一电力市场体系基本形成。保障电力系统经济安全稳定运行,电力市场建设逐步完善,层次分明、功能完备、机制健全、治理完善的全国统一电力市场体系基本建成,促进新能源发展和高效利用、激发各类灵活性资源调节能力。各市场主体在安全保供、成本疏导等方面形成责任共担机制,促进源网荷储挖潜增效。

总体形成期(2030年至2045年)

本世纪中叶,我国将建成社会主义现代化强国,经济社会发展将进入相对高级的发展阶段,广泛形成绿色生产生活方式,碳排放由峰值水平平稳降低,用电需求在2045年前后达到饱和。期间,随着水电、新能源等大型清洁能源基地的开发完成,跨省跨区电力流规模进入峰值平台期。新能源发展重点转向增强安全可靠替代能力和积极推进就地就近消纳利用,助推全社会各领域的清洁能源替代。碳中和战略目标推动电力系统清洁低碳化转型提速,新型电力系统总体形成。

用户侧低碳化、电气化、灵活化、智能化变革方兴未艾,全社会各领域电能替代广泛普及。各领域各行业先进电气化技术及装备水平进一步提升,工业领域电能替代深入推进,交通领域新能源、氢燃料电池汽车替代传统能源汽车。虚拟电厂、电动汽车、可中断负荷等用户侧优质调节资源参与电力系统灵活互动,用户侧调节能力大幅提升。电能在终端能源消费中逐渐成为主体,助力能源消费低碳转型。

电源低碳、减碳化发展,新能源逐渐成为装机主体电源,煤电清洁低碳转型步伐加快。水、核等传统非化石能源受站址资源约束,增速放缓,新能源发展进一步提速,以新能源为主的非化石能源发电逐步替代化石能源发电,全社会各领域形成新能源可靠替代新局面,新能源成为系统装机主体电源。依托燃煤耦合生物质发电、CCUS等清洁低碳技术的创新突破,加快煤电清洁低碳转型步伐。

电网稳步向柔性化、智能化、数字化方向转型,大电网、分布式智能电网等多种新型电网技术形态融合发展。跨省跨区电力流达到或接近峰值水平,支撑高比例新能源并网消纳,电网全面柔性化发展,常规直流柔性化改造、柔性交直流输电、直流组网等新型输电技术广泛应用,支撑“大电网”与“分布式智能电网”的多种电网形态兼容并蓄。同时,智能化、数字化技术广泛应用,基于人工智能、大数据、云计算等新兴技术,智慧化调控运行体系加快升级,满足分布式发电、储能、多元化负荷发展需求。

规模化长时储能技术取得重大突破,满足日以上平衡调节需求。新型储能技术路线多元化发展,满足系统电力供应保障和大规模新能源消纳需求,提高安全稳定运行水平。以机械储能、热储能、氢能等为代表的10小时以上长时储能技术攻关取得突破,实现日以上时间尺度的平衡调节,推动局部电网形态向动态平衡过渡。

巩固完善期(2045年至2060年)

新型电力系统进入成熟期,具有全新形态的电力系统全面建成。实现全社会绿色转型和智慧升级是其核心功能定位,高开放性是新型电力系统持续演化、释放更多战略价值潜力的关键驱动力。随着支撑新型电力系统构建的重大关键技术取得创新突破,以新能源为电量供给主体的电力资源与其他二次能源融合利用,助力新型能源体系逐步成熟完善。

电力生产和消费关系深刻变革,用户侧与电力系统高度灵活互动。交通、化工领域绿电制氢、绿电制甲烷、绿电制氨等新技术新业态新模式大范围推广。既消费电能又生产电能的电力用户“产消者”蓬勃涌现,成为电力系统重要的平衡调节参与力量。

新能源逐步成为发电量结构主体电源,电能与氢能等二次能源深度融合利用。依托储能技术、虚拟同步机技术、长时间尺度新能源资源评估和功率预测技术、智慧集控技术等创新突破,新能源普遍具备电力支撑、电力安全保障、系统调节等重要功能,逐渐成为发电量结构主体电源和基础保障型电源。煤电、气电、常规水电等传统电源转型成为系统调节性电源,服务高比例新能源消纳,支撑电网安全稳定运行,提供应急保障和备用容量。电力在能源系统中的核心纽带作用充分发挥,通过电转氢、电制燃料等方式与氢能等二次能源融合利用,助力构建多种能源与电能互联互通的能源体系。增强型干热岩发电等颠覆性技术有望实现突破,新一代先进核电技术实现规模化应用,形成热堆—快堆匹配发展局面,核聚变有望进入商业化应用并提供长期稳定安全的清洁能源输出,助力碳中和目标实现。

新型输电组网技术创新突破,电力与能源输送深度耦合协同。低频输电、超导直流输电等新型技术实现突破,支撑网架薄弱地区的新能源开发需求,交直流互联大电网与分布式电网等形态广泛并存。能源与电力输送协同发展,打造输电—输气一体化的“超导能源管道”,实现能源与电力输送格局变革。

储电、储热、储气、储氢等覆盖全周期的多类型储能协同运行,电力系统实现动态平衡,能源系统运行灵活性大幅提升。储电、储热、储气和储氢等多种类储能设施有机结合,重点发展基于液氢和液氨的化学储能、压缩空气储能等长时储能技术路线,在不同时间和空间尺度上满足未来大规模可再生能源调节和存储需求,保障电力系统中高比例新能源的稳定运行,解决新能源季节出力不均衡情况下系统长时间尺度平衡调节问题,支撑电力系统实现跨季节的动态平衡,能源系统运行的灵活性和效率大幅提升。

蓝皮书提出,要着力打造以“锚定一个基本目标,聚焦一条主线引领,加强四大体系建设,强化三维创新支撑”为主的新型电力系统总体架构。以助力规划建设新型能源体系为基本目标,以加快构建新型电力系统为主线,加强电力供应支撑体系、新能源开发利用体系、储能规模化布局应用体系、电力系统智慧化运行等四大体系建设,强化适应新型电力系统的标准规范、核心技术与重大装备、相关政策与体制机制创新的三维基础支撑作用。

【责任编辑:张倩】

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