能源低碳发展电力系统须优化
所谓绿色电力调度,主要是指在电力调度中优先调用可再生能源发电和高能效、低排放的化石能源发电,其根本目的在于最大限度地减少污染物排放和化石能源消耗。绿色电力调度有利于提高可再生能源的发电量和利用水平,优化化石能源发电的调配方式,能够切实发挥电力在未来能源清洁和低碳配置当中的核心作用,这些已成为业内一致的共识。
目前,我国环境资源的问题非常突出,加之资源匮乏、人口众多、人均占有资源量少等自身特点,建设资源节约型和环境友好型社会可以说是当下极为重要而艰巨的任务。“我国能源产业规模虽然较大,但是长期以来形成的对高碳能源的依赖性,使得产业布局、基础设施建设、技术研发、环保措施等都基本围绕煤炭展开,阻碍了能源行业的优化转型。”国家应对气候变化战略研究和国际合作中心主任刘强在“中国电力可持续发展研究”会议上表达了自己的忧思。他认为,我国能源消费已经不可能再次出现过去所呈现的高速增长态势,未来能源弹性系数、能源强度等都会以相对较快的速度下降。基于清洁低碳能源已完成基础布局、总体呈现持续加速发展的态势,要实现未来能源的低碳发展,就必须推动非碳能源产业的规模化发展;要把非化石能源的战略地位,由目前的补充能源逐步上升到替代能源甚至主导能源。
“将近50%的煤炭用在了电力行业。
作为主要的一次能源消耗行业,电力是节能工作一个非常重要的领域。我们必须认真考虑,如何通过电力系统的优化,特别是如何解决体制、机制和技术方面所面临的障碍,来满足未来能源低碳发展的要求。”对于刘强提出的期许,南网用绿色电力调度所取得的成效给大家展现了实现低碳发展的途径之一。
绿色电力调度节能效果显著
据南网电力调度控制中心副处长和识之介绍,南网是全国第一批开展节能调度工作的。2007年国家准备开展节能调度工作,首批选定的广东和贵州都在南网覆盖范围内。2008年起,广东和贵州正式开展节能调度的试点工作;2010年,南网在所辖五省全系统开展节能调度工作。
由此,传统均衡调度的模式被打破。
原来无论能耗高低,都保持基本对等的发电负荷率来考虑机组的发电安排,不同类型的机组全年下来均达到负荷率基本平衡的状态。而绿色电力调度使用的新模式是根据实际机组的排放和能耗,来确定发电优先安排的顺序。和识之解释道,“优先获得发电权的电厂就可以获得更多的发电空间,而耗能高、排放高的电厂就相应地压缩了空间。根据节能调度的安排,大量增加了清洁能源以及60万千瓦以上机组的发电。”
运行绿色电力调度系统,南网更大的优势在于,省内节能调度的排序完成之后,还可以结合西部水电比较富裕,东部负荷比较大的特点进行省间优化,从而制定一个全南网清洁能源优化以后的吸纳方案。
客观的数据是开展节能调度所取得成效的有力说明。“和传统的均衡调度相比,通过开展节能调度,到2014年为止,共节约标煤3100万吨左右,相应减少二氧化碳排放量8257万吨,二氧化硫排放量60万吨。从整个发电侧的节能成效来说,从2008~2014年,清洁能源的吸纳达到1.6万亿千瓦时,年均增长300多亿千瓦时;水电发电比重大幅增加,减排成效有了明显提升。”和识之表示,除了良好的生态效益之外,绿色电力调度还对能源结构导向的变化起到了促进作用。据南网统计,通过采取相应的倒逼机制,南方区域6年累计关停1000万千瓦效率低、排放高、污染重的小火电机组;而60万以上火电机组的比例则从2007年的19%提高到2014年的48%。清洁能源装机容量也是逐年上涨,2008年整个南网系统清洁能源装机比重大约是33%,到2014年则达到50%。相应的,清洁能源使用量也大幅度上升,发电量占全电量的比例从2008年的31%增长到目前的43%。
推进应用依然困难重重
然而要进一步落实绿色电力调度,还 面临着一系列挑战。论及实际操作中的困难,国家电网能源研究院高级研究员王彩霞举例阐释,“比如说在各地的年度计划当中,虽然为可再生能源发电预留了电量空间,但是全额保障性收入政策落实还比较困难,这主要和风电、光伏的特性有较大关系。国家电网公司也制定了可再生能源优先调度的相关办法,通过调整机组的运行方式,尽最大可能消纳可再生能源。但由于受气象条件影响比较大,其全年的电量,包括不同年份的电量,可能都是有较大变化的。
每个月,每一天,甚至小时、分钟级风电、光伏的出力都是有波动性的。那么我们电力系统运行,不仅有电量的平衡,也有电力的平衡。以东北为例,在冬季的时候,风电大发期也是供热季,很多供热机组在线运行。
可能很多供热机组的最小开机出力已经和负荷需求比较接近了,为可再生能源发电留的空间就非常小了。”即便困难重重,王彩霞认为绿色电力调度依然是一个理念的导向。结合当前的电力体制改革,也结合我国可再生能源的现状,绿色电力调度能够兼顾可再生能源和常规能源,着眼于系统的整体效益优化,可以通过新的制度、设计来实现这一目标。
“就现阶段而言,解决我们国家可再生能源消纳难题和推进绿色电力调度,迫切需要加强机制的研究,借鉴国外经验,并充分结合我国电力工业阶段和电网调度管理体制,形成切实可操作的方案。”王彩霞说道,“绿色电力调度包容性强,视角广,唯有充分发挥电网的资源优化配置作用,才能实现多方共赢。”