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汤广福院士:能源转型下电力系统创新机遇增多

作者:中国储能网新闻中心 来源:中国电力报 发布时间:2020-10-18 浏览:
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——访全球能源互联网研究院院长、中国工程院院士汤广福

“我国能源低碳转型的挑战很大,但同时也意味着电力系统在未来创新的机遇也更多。”在2020世界青年科学家峰会未来能源论坛上,全球能源互联网研究院院长、中国工程院院士汤广福接受《中国电力报》记者专访,从能源转型的挑战、如何打造高效智慧能源系统等方面阐述了他的见解。

中国电力报:当前,能源发展已进入转型变革的关键时期。在这样的大背景下,您认为电力系统面临着哪些机遇与挑战?

汤广福:能源清洁化转型是全球已达成共识的一致目标。尤其是在我国面临着能源转型和能源自主安全可控的双重压力下,加速转型尤其迫切。值得注意的是,在清洁化转型的过程中,风电、光伏的快速发展给电力系统带来巨大挑战。不同于常规的燃煤发电机组,风电光伏是一种波动性、间歇性的能源,这就需要从电力系统各个环节来解决、适应这种波动性。因此要实现能源转型,首先电力系统的发展方式和电网形态必须要进行转变。

从发电侧看,要实现间歇性和波动性显著的风电、光伏消纳,电力系统必须要增加一些可以灵活快速调节的电源作为支撑。然而,我国低碳化的灵活电源,如气电、抽水蓄能装机比例过低,所以在这方面需要进一步挖掘潜力,加速灵活电源建设和改造,以配套新能源的发展。

从电网侧来看,一方面要提升电网的调节控制能力,增加电网运行的灵活性,通过区域电网的互联互通,发挥相联电网的间接储能作用,以实现资源优化利用,并减少系统总成本,同时还要通过集中式和分布式储能相结合,统筹协调来增加电网调峰能力。

从用户侧来看,当前,电力系统的负荷已不同于传统相对稳定的负荷。随着电动汽车、空调等大量波动性负荷的发展,如何通过对负荷侧与电源侧协同控制来平抑电力系统的波动,如何保证电源和用户之间的友好互动、负荷和负荷之间的友好互动,必须要加大数字化技术和电网技术的深度融合。

总之,不同于欧美发达国家,我国能源低碳转型和发展所面临的压力与挑战更大,但同时,也给电力系统的创新带来了更多的机遇。对科学界、学术界、工业界而言,如何进行电力系统的基础研究、关键技术、新型电力装备的研发,都是迫切需要开展的工作。

2020年9月22日,习近平主席在第七十五届联合国大会上郑重承诺,要在2030年力争碳排放达到峰值,2060年实现碳中和。针对这个艰巨的任务,我们必须要从现在做起,从电力系统的各个环节做起,来配合能源转型进行创新和发展。

中国电力报:支撑可再生能源大规模利用,打造以电网为核心的安全高效智慧能源系统,还需要做哪些系统性思考与基础性研究?

汤广福:智慧能源系统就是在原来智能电网的基础上进一步的延伸,涵盖电、热、冷、气、氢等多种能源的智慧化、综合性系统。在能源转型的背景下,如何打造以电网为核心的智慧能源系统,是实现转型的关键问题。

一是,要建立系统化的思考方式。能源转型不是一蹴而就的,也不是简单的通过几个举措就能顺利完成的,能源转型是一个长期而复杂的过程。为此,必须要从大能源观的思路入手,不能局限于某一种能源的发展,也不能局限于某一种技术手段的应用,而是要从化石能源、可再生能源、能源输送、能源转化、能源消费等多个方面着手,通过清洁能源规模化、化石能源清洁化、多种能源综合化的开发和利用,共同支撑能源转型。

二是,在未来智慧能源的发展建设方面,要充分考虑能源系统中各个领域之间的协调配合。例如考虑化石电源和清洁电源发展规划布局之间的协调配合,电网建设与灵活电源布局之间的协调配合,电网中不同输送方式之间的协调配合,电网与气网、热网之间的协调配合,用户侧与电源侧、用户侧与用户侧之间的协调配合,电力与交通、工业、居民等不同行业之间的协调配合。

三是,在具体的发展方向上,要实现以电为中心,电、热、冷、气多种能源之间的互联互通,以及多种能源之间的协调发展,必须要重视基础技术的研发和应用。因为能源转型需要很多新的技术和新的装置,这些技术和装置的研发离不开一些基本理论、基础材料、核心器件、关键技术的支撑。同时,还要重视将现代的信息技术、人工智能、大数据、区块链等技术同电网技术深度融合,从而打造一个新型的能源生态系统。

作者:莫非 王怡 支彤 郭志宏 金朦朦

关键字:能源系统

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