“双碳”方针的提出，对动力职业提出了更高的要求，电源结构也随之发生了根本的变革，动力企业只有充沛、深刻地认识到“双碳”方针的重要和紧迫，才干找准定位、认清方向，真实执行好现阶段“碳达峰”总体开展方针。新动力在完成“双碳”方针进程中发挥了重要果，2030年风电、光伏12亿千瓦装机容量的开展规划方针，能否适应当时经济社会开展需求?各类电源又应当怎么调整自身定位才干更好地助力“双碳”方针的完成呢?

　　按现有开展速度，风景12亿千瓦装机还够不行?

　　要回答这个问题，咱们先来了解12亿千瓦的风电、光伏开展规划方针是怎么出现的。2020年12月12日，在气候大志峰会上，我次提出，“到2030年，我单位内出产总值二氧化碳排放将比2005年下降65%以上，非化石动力占次动力消费比重将到达25%左右，森林蓄积量将比2005年添加60亿立方米，风电、太阳能发电总装机容量将到达12亿千瓦以上。”随后，务院发布的《关于完好精确全面贯彻新开展理念做好碳达峰碳中和作业的定见》，发改委、动力局发布的《关于促进新时代新动力高质量开展的实施计划》等文件均将2030年新动力装机方针定为12亿千瓦，由此，2030年12亿千瓦风电、光伏装机的开展方针广为人知。

　　那么12亿千瓦的风景装机方针能否满意开展需求呢?从动力结构调整的视点来看，未来非化石动力消费总量和比重仍将进步前进，低碳消费的动力结构对可再生动力装机提出了更高的需求，12亿千瓦装机容量已难以满意动力结构调整需求。2021年10月，务院发布的《2030年前碳达峰举动计划》中明确，2025年非化石动力消费比重到达20%左右，2030年非化石动力消费比重进步前进到25%左右。当时各研究机构均对我碳达峰次动力消费总量进行剖析预测，研究显现，我次动力消费量估量在2030年前后达峰，峰值约52.9亿~61.4亿吨标煤，年均值55.7亿吨标煤，按60亿吨标准煤次动力需求峰值推测，我2030年全社会总用电需求约为10.7万亿千瓦时，届时非化石动力消费应当等为14亿吨标准煤所供应的全社会动力消费水平，在不考虑实践约束的抱负状态下，相当于非化石动力供应4.76万亿千瓦时电量，除掉水电、核电等电源装机添加要素，估量风电、光伏需供应约2.2万亿千瓦时电量，对应新动力装机容量远超12亿千瓦。

　　从电力供应的视点来看，当时制约风电、光伏快速开展的本钱要素(相同投资可获得早期数倍的装机容量)逐渐削弱，12亿千瓦的方针远非职业所能触及的上限，职业开展有才干逾越12亿千瓦的装机规划方针。到2020年11月底，我风电、光伏装机仅有4.7亿千瓦，站在当年的视角来看，10年时刻中需坚持年均9.8%的添加速度才干如期完成12亿千瓦的装机方针，仍旧需求付出必定的尽力。可是，在当时为促进新动力高质量开展所执行的电价方针和全额消纳机制、科技打破带来的造价快速下降、动力企业开展战略及考核等多重要素鼓励下，风电、光伏装机容量超预期添加。2021年新动力装机容量同比添加37.6%，2022年这数字添加到39.4%，而2023年则攀升到了76.2%，装机添加速度远超其他电源类型，到2024年5月底，风电装机4.6亿千瓦，光伏装机6.9亿千瓦，占当时电力体系总装机容量的37.9%，总装机容量到达11.5亿千瓦，距离12亿千瓦的装机方针仅步之遥。

　　从电力需求和负荷改动的视点来看，未来段时刻电力负荷仍将继续添加，新增电源装机有必要坚持绿色低碳的开展方向，这对新动力装机规划提出了更多的需求。我自成功抗击新冠肺炎疫情以来，内电力负荷继续快速添加，2023年度全社会用电量9.2241万亿千瓦时，同比添加6.7%，未来几年即便以年均3%的电力消费增量保存估量，到2030年我用电量都将到达11.34万亿千瓦时。而实践上，当时我新动力汽车、锂电池、太阳能电池等外贸优势工业以及服务开展战略的半导体职业、5G基站、大数据中心等新质出产力代表用户均对电力供应有较高需求，未来几年我用电负荷仍将继续添加。按新动力全年均使用小时全额消纳计算，新增投产1兆瓦风电装机能产生2200兆瓦时电量，1兆瓦光伏装机仅能供应1200兆瓦时电量，设备使用小时数低于常规电源。新增电源投产规划在优先考虑满意体系新增负荷需求的前提下也要兼顾动力结构转型，为此新动力装机投产规划增速有必要快于负荷增速才干满意“双碳”方针。

　　立足长远开展，能够预见12亿千瓦的新动力装机容量已无法满意我经济、社会高质量开展需求。

　　完成碳达峰的可再生动力装机，电力体系能承受吗?

　　依照我“双碳”方针远景规划，2030年非化石动力消费比重应当在25%左右。可是近些年来，我电力负荷继续快速添加，次动力消费量峰值估量将到达62亿吨左右，聚焦电力职业，依照碳达峰开展方针要求，基于供电煤耗290克/千瓦时来测算，到2030年，全社会用电量中至少要有2.2万亿千瓦时由非水可再生动力供应才干满意碳达峰开展方针。假定风电、光伏装机添加速度相同，则需依照年均7.3%的增速继续添加;若仅考虑光伏装机添加，则对应的年均添加速度需到达16.6%，这两个数字实践上均远低于2021~2023年间新动力装机增速。

　　高比例光伏接入对体系的冲击。新动力出力特对体系调理带来的矛盾在装机快速添加的布景下将愈加凸显。光伏发电受昼夜、天气、移动云层改动的影响，存在间歇和动摇，且出现必定的反调峰特。电力体系面临着愈加严峻的牢靠供电、安全安稳和经济运转三大应战。新式电力体系中由于源网荷储各环节高度电气化，体系安全安稳问题会愈加杂乱。在经济、牢靠和清洁这个“不或许三角”中，作为硬约束的牢靠是绝不能妥协和牺牲的，年均新增2亿千瓦的风电、光伏装机将对体系消纳和安全牢靠运转提出严峻应战，2023年全多地在分布式光伏接入电网承载力评价中已被划为红区，光伏消纳空间接近干涸，未来新动力装机规划的继续添加，对电力体系的冲击将愈加显着，体系调理难度继续前进。

　　煤电运转技能的前进无法满意新动力高比例的浸透。在动力职业长远战略规划中，煤电作为电力安全确保的“压舱石”，正在向根底确保和体系调理电源偏重转型，我“富煤贫油少气”的动力资源禀赋决议了较长时刻内煤炭在动力供应结构中仍将占有较高比例，仍是电力体系中的根底确保电源，2030年前煤电装机和发电量仍将适度添加。近几年由于端天气影响，部分地区发生限电事情，使各政府部门高度重视电力供应安全，当地政府作为煤电项目的批阅方对煤电项目批阅的支撑力度也在加大。在装机方面，我煤电装机容量由2018年的10.1亿千瓦添加到2023年的11.6亿千瓦，五年来净添加1.5亿千瓦。结合各当地针动态，估量2030年煤电装机容量将到达15~18亿千瓦之间。风电和光伏发电装机容量，则由2018年的3.58亿千瓦添加到了2023年的10.5亿千瓦。若坚持2018~2023年可再生动力装机年均增速23.97%的蓬勃开展势头，新动力装机添加显着快于煤电装机添加。抱负状况下，即便煤电装机容量不断添加，而且经过设备改造和运转管理，具有日两次启停的运转工况下，体系也只能新增3~6亿千瓦的新动力消纳空间，依旧无法处理全部新动力的消纳问题。

　　大规划配建储能难以到达确保体系牢靠要求的水平。新动力装机的快速添加，无法为体系带来有且充足的牢靠，假定坚持当时煤电机组装机总量不变，为前进体系运转牢靠只能更多采取储能手法。但现在电力体系对容量的需求要仍是体现为对以煤电、水电等为代表的、能够在宽时刻尺度里供应有容量的机组。电化学储能由于其充放电约束，无法为体系供应长期有的牢靠，实践运转进程中更多发挥的是平抑体系短时动摇的果。跟着储能职业进入新轮挑选期，叠加供需错配、竞赛加重的布景，2023年以来储能电池和体系销售价格继续下降，储能本钱也在不断下降，新式储能职业的剧烈竞赛大多集中在以锂电为主的短时储能(储能时长般为2小时以内)上。到2023年末，全已投运新式储能项目累计装机规划达3139万千瓦/6688万千瓦时，平均储能时长仅为2.1小时。若煤电等牢靠调理电源的体量无法满意顶峰负荷需求时，光伏、风电装机占比继续提升，其发电实时出力与终端电力需求的平衡问题将愈发严重，体系将需求储能供应更多的容量服务和更长时刻的能量时移做支撑，现在“4小时”已经是储能技能的瓶颈，若需求更长时刻的储能时长，则会带来本钱大增问题。许多储能技能处于不同的开发和部署阶段，很难估量这些储能技能中的哪种能够大幅下降本钱。动力时移套利是储能获利的要方法，时长的添加必定会影响其经济。

　　供需两边齐发力坚持低碳长远路

　　动力局于2024年6月4日发布的《关于做好新动力消纳作业确保新动力高质量开展的告诉》中明确“部分资源条件较好的地区可适当放宽新动力使用率方针，原则上不低于90%”。因而很多业界人士以为，新动力使用率的下调，将进步驱动全工业链开展，内新动力新增装机将继续坚持较高规划的开展。但怎么高规划、高质量地开展新动力、增强体系灵敏调理才干就需求咱们进步认真思考。

　　是抑制高耗能工业盲目添加。2021年发改委发布《关于进步深化燃煤发电上网电价商场化改革的告诉》(下称《告诉》)中明确指出，高耗能企业商场买卖电价不受上浮20%的约束。这样做的目的就是从用户类别来区别买卖电价，要让用电多、能耗高的企业多付费，以此来遏制高耗能项目的盲目开展。可是全仅有个别地区鉴别确认了高耗能名单，而且都是参照民经济职业分类的煤电、石化、化工、钢铁、有色金属冶炼、建材等六个职业类别作为“两高”的规划，在此根底上进行挑选鉴别，但疏忽了些非传统意义上的“高耗能”工业，如数据中心的电力本钱占数据中心营运本钱50%以上。动力局数据显现，2020年我数据中心耗电量打破2000亿千瓦时，耗能占全全社会总用电量的2.7%，估量到2030年数据中心用电量或许在2020年根底上添加倍。光伏制造业要包含晶硅提纯、硅锭硅片、光伏电池和光伏组件四个环节，其中每个环节都需求耗费很多的电能，尽管内多晶硅出产厂不断尽力推进自主技能研发，早已完成了清洁出产，可是从电能耗费视点来看，数据中心、光伏原材料出产企业彻底能够看成“不冒烟的工厂”，耗电量与传统高耗能的工业如钢铁、纺织等平起平坐。所以高耗能工业名单迟迟不划分不执行，无法从买卖电价上推进其进行节能，只能是变相鼓励其用能。终究导致到2030年，可再生动力的电量占比或许不会到达人们的预期，由于高耗能项目无序的开展，必定会添加电力保供压力。

　　二是光伏规划需求改动传统思路。光伏发电的问题要依赖于光照，但光照的大特色是跟着太阳的东升西落而改动，在时刻上具有不接连，这也导致了光伏发电的不接连。光伏机组的出力在正午前后到达顶峰，而太阳落山后光伏机组彻底无法出力，用电需求在这时却迎来了晚间顶峰，电网负荷迅速冲高。由于光伏发电的不接连，电力体系净负荷在午间陡降、晚间陡升，短时刻内动摇剧烈，这就是为什么光伏装机占比越大的当地，体系净负荷越出现出“鸭子型”“峡谷曲线”。如果按现有传统形式装置运维光伏组件，跟着光伏发电装机继续添加，为确保电力体系实时供需平衡，只会对电网调峰才干提出更高的要求，但对体系的净负荷曲线没有任何弥补之用。可是咱们也能够打破传统思路，经过不同维度下光伏组件装置倾角(光伏组件朝南布置，与水平地面之间的夹角)影响发电量来优化发电曲线。纬度越低的当地，组件平铺时发电量丢失越少，但纬度越高的当地，笔直时发电量丢失越少，且笔直韶光伏机组发电曲线由原来“馒头型”变成“双驼峰型”，在处理体系调峰压力的同时又确保了电量需求，还让光伏完成高质量开展。

　　三是风电要在现有条件下焕发生机。选址向都是风电场设计中的重要环节，选址作业的好坏，直接影响了风电场的收益状况。到2023年12月31日，我风电装机规划到达4.4134亿千瓦，占我电力总装机的15%，其中陆优势电4.434亿千瓦，海优势电3700万千瓦。我大陆海岸线长18400千米，具有丰厚的海优势能资源，但由于我海优势力资源开发相对欧美起步较晚，导致我海优势电使用时刻较晚。所以从装机规划看，海优势电和陆优势电相差甚远，可是跟着海优势电装备制造才干和建造运营才干的前进，海优势力发电机组建造问题不断得到处理，更为安全、高的海优势电机组也在逐渐走向老练，海优势电彻底能够乘“风”而上。对于陆优势电，早期风电项目抢占的是“三北”地区等风资源丰厚的区域，年平均风速能达7米/秒以上，但由于机组额外风速高、单位千瓦扫风面积较小、风能使用率较低的机组占比高等要素，导致风电机组容量系数、年使用小时数均偏低，在同等风资源条件下，使用小时数远低于新机型。早在2021年12月，动力局就发布了《风电场改造晋和退役管理办法(征求定见稿)》，随后多个省区就开始老旧风电场改造晋相关作业，但规划都比较小。2023年6月，动力局印发了正式文件《风电场改造晋和退役管理办法》(以下简称《管理办法》)，对往后风电商场健康有序开展供应了指导计划。据业界测算，座5万千瓦的老风电场更新后可获得原有2~3倍容量、4~5倍的发电量。所以各地要执行《管理办法》，打开内“以大代小、以新换旧”商场，让风电机组在现有土地资源，风资源的条件下脱胎换骨、涅槃重生。

　　四是燃机的供热功能定位要改动。在我现有动力体系中，火电仍然是动力保供的肯定主力，除了人们熟悉的煤电外，天然气发电也归于火电的种，也能够发挥其不可或缺的果。从电源结构上看，我是需求天然气发电厂的，但需求的是天然气调峰电厂，而非天然气热电联产。尽管燃料本钱劣势导致气电贵，可是气电具有煤电没有的清洁低碳属，且能与高比例的动摇可再生动力相匹配，以及供应确保电网安稳运转的优质调峰调频资源。跟着风电、光伏等可再生动力规划迅速扩展，电网对于灵敏电源的需求越加迫切。热电联产燃气机组的电力是跟着供热需求而改动的，“不由自己做主”，也就失去了灵敏优势。所以，其对电力没有任何奉献，反而由于热电比等原因，在出产热能的同时也出产了更多的电量，本来是为了协助可再生动力上网，需求与风电、光伏打合作的气电，成果由于供热原因，反而抢占了风电、光伏发电方位。所以需求充沛发挥燃气机组启停灵敏的特色，将开展调峰电源作为气电要开展方向。城市供热能够建造城市热网，不再由供热锅炉进行互保供热，而是由城市热网进行互保，燃气机组做好自己调峰的使命就能够。

　　五是煤电的运转方法要改动。跟着我可再生动力装机容量和发电量的不断上升，煤电在降碳减碳的进程中平均发电使用小时数将会继续下降，煤电的人物也从要的发电电源向调理电源过渡，相较于其他调理型电源，煤电调峰具有显着的体量和本钱优势，电力体系调理资源的确保要求煤电承担起调理型电源主力军果。煤机依据发动工况能够分为冷态发动、温态发动、热态发动、热态发动等，各工况下发动时刻不同，如燃煤机组停机时刻1小时以内为热态发动，停机时刻1小时至10小时为热态发动，停机时刻10小时至72小时为温态发动，停机时刻72小时以上为冷态发动。从现在各地的净负荷曲线和现货运转状况能够看到真实需求火电进行启停调理的停机时刻为2~4小时左右，此刻对应的机组状态为热态或热态，这就需求煤电机组在往后频繁地启停，经过煤电多次启停的才干，充沛发挥其隐藏的调理才干。

　　本文刊载于《我电力企业管理》2024年10期