| 東三省限電引關注，北方進入供暖季煤電供應麵臨更大壓力。新能源為何沒能頂上？天然氣如何調峰？本報記者專訪中國工程院院士湯廣福。 |
撰文/記者 王雪瑩 圖文編輯/陳永傑
新媒體編輯/呂冰心
【采訪專家】
湯廣福
中國工程院院士、
全球能源互聯網研究院有限公司院長
拉閘、限電……一麵是民生用電和工業用電的嚴重短缺，一麵是全國上下轟轟烈烈的新能源電力係統升級，人們不禁要問：我們為什麼會停電？我們該如何保證全國電力係統的安全穩定與高質量運行？隨著天氣轉涼，北方進入供暖季，煤電是否供應得上？對此，《北京科技報》對中國工程院院士、全球能源互聯網研究院有限公司院長湯廣福進行了專訪。
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新能源“看天吃飯”，
在此次缺電事件中未能“雪中送炭”
《北京科技報》：近日，東北電力緊張引發了全國關注。除了煤價與缺煤等供應側原因，新能源出力偏小也成為一附加因素。在您看來，以新能源為主體的新型電力係統應該為缺電負責嗎？
湯廣福：正常情況下，東北地區的煤電裝機量和當地的用電需求量相比應該是綽綽有餘的，電力外送也沒有問題。造成此次東北煤電緊張、出現拉閘限電，更多的還是煤價高漲、煤電供應緊張，以及相關環節調控出了問題。
當然，新能源這次也的確沒能做到雪中送炭，反而有點雪上加霜的意思，其實，東北地區風電光伏新能源的裝機占比達20%以上，正常情況下發電量可以達10%左右，可這段時間因為季節性原因，恰好沒風也沒光，這才導致風電光伏發電短期內接近於零，新能源關鍵時刻沒使上勁。
（圖片來自Pixabay圖庫）
雖然不能說它該“背鍋”，但大家也會有這種擔心：在能源轉型背景下，如果新能源占比更高，將來再遇到這種（自然氣候不好的）情況怎麼辦？雖然在能源轉型進一步推進過程中，為了要給新能源發電讓路，煤電的裝機占比和發電小時數自然會有所下調，但是在相當長時間內，火電占比仍然將會保持比較高的比重，預計2030和2050年占比為52%和20%，所以我們必須要充分發揮火電能源保障的基石作用。
《北京科技報》：這次東北的拉閘限電給了我們怎樣的啟示？
湯廣福：東北這次的缺電應該讓我們清楚地看清一個問題：未來，我們在能源轉型過程中，風電光伏的占比肯定會越來越多。現階段，風和光的總發電量目前占比大約是11.2%，年利用小時數遠不及火電，但到了2060年，我們的風光裝機量和發電量有可能將分別占到72.5%、56.6%。
（圖片來自Pixabay圖庫）
也就是說，隨著能源轉型，當風光這些新型能源不再是輔助能源而是主力能源時，到時候，如果再來一個特殊的氣候，又突然沒風沒光了，那我們靠天吃飯到底行不行？這個問題非常值得我們深思。坦誠來說，現在新能源的技術手段是不足以支撐這種電力供需平衡的。現在它可能是一個小問題，但對於未來一定會是一個大問題。
《北京科技報》：我們目前有沒有找到比較好的方法來解決這個隱患呢？
湯廣福：還沒有，但不隻是我們沒有，這其實也是一個世界性難題。目前，世界上還沒有哪個國家能說他們找到了真正解決這個問題的好辦法。
此外，我們還有一個更棘手的問題：為了推動能源轉型，實現“雙碳”（碳達峰、碳中和）目標，我國所麵臨的難度要比外國更大、更難。比如說像英國、德國這些歐洲國家，它們目前的新能源發電量占比已經高達40%，已經成為它們的第一大電源，當新能源發電突然出現缺口，這些國家能快速使用清潔能源天然氣補上來（德國裝機占比近20%，英國裝機占比近40%），靈活調節電源——靠豐富的天然氣，用自然資源優勢來輔助自己的轉型，這是人家現階段的解決方法，但我們不行。
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現階段應適度發展天然氣發電調峰
《北京科技報》：此前有部分觀點認為，我國能源結構的升級有望跨越油氣階段，直接從煤炭能源過渡到新能源。對於這種看法，您是否認同？
湯廣福：正如我剛才所說，西方國家有天然的天然氣資源優勢，現階段在風電、光電遇到突發不利因素的關鍵時候能頂上去。但我國在油氣資源方麵是非常薄弱的：煤炭資源的占比非常高，但油氣資源卻非常少。
目前我國能源對外依存度總體能有20%，其中原油、天然氣對外依存度分別為73%和43%，可以說對外依存度是非常高的。我們缺油少氣，而頁岩油氣因地質條件開發難度大、成本高，經濟性並不可觀。
另外，就是天然氣發電所用的燃氣輪機設備。這些都屬於高端裝備，我們現在用的幾乎都要依靠進口，不論是對外依賴度還是運維成本都很高。所以我國已經將天然氣燃氣輪機列為重大專項了，但目前還在攻關……可以說，不論先天條件還是後天因素，我國在推動天然氣發電調峰方麵與西方國家還是存在明顯的差距的。
當然，這幾年我國投入了很大力度來開發油氣勘探。我們現在的自主開采量接近1800億立方米，不足以支撐我們能源轉型的需要。樂觀一點預測，到了2030年，我國天然氣年自主供給量可以新增每年2000億立方米，如果都用於發電，能將我國的靈活電源占比提升到14%，這就接近於目前德國的靈活電源規模。
（圖片來自Pixabay圖庫）
所以我的觀點就是，在現階段我們隻能適度發展天然氣發電調峰，以配合波動性、間歇性可再生能源的大規模開發利用。如果忽視電網調峰資源的發展，將會給新型電力係統構建帶來巨大的不可逾越的技術鴻溝。與此同時，我們還要多多在煤炭上“做文章”——提升煤炭靈活、清潔、高效發電技術，特別是通過技術創新，提高煤炭的靈活調節能力。
《北京科技報》：我國新型電力係統目前發展得如何？與世界其它國家比較的話，我們又處於一個怎樣的水平？
湯廣福：目前，我國電力係統是以煤電機組為主導的相對穩定發電、輸配電和用電係統。由於我國人口與資源呈逆向分布，在過去幾十年裏，我們主要解決的是資源大範圍的調配、發展特高壓輸電技術，在這一點上，我國毋庸置疑是走在世界前列的。然而，在能源低碳轉型方麵，我們較之於歐洲等發達國家又是相對落後的。譬如歐洲，它們除了有能靈活支撐快速轉型的油氣資源外，在智能電網、推動能源數字化供需互動等方麵也都做的不錯，可以說整個電力係統都很靈活、柔性、智能和高效。
有人說，我國電網的發展跟別的國家都不在一個跑道上，這主要還是國情不同，我們要發展的電網必須要符合我國國民經濟發展需求，其實難度更大。而像歐盟國家，它們早已碳達峰，大力發展智能電網，實現清潔替代更符合他們的發展現狀。
《北京科技報》：為了發展綠色、低碳、零碳的能源體係，有沒有哪些國家能讓我們“抄筆記”、讓我們走走捷徑呢？
湯廣福：很難，國情不一樣、資源稟賦不一樣，而且像歐洲這些國家，人家如今早已完成從煤炭向油氣轉型，並加速向可再生能源轉變；而我國現在還是以煤炭為主，沒有充足油氣資源作為能源轉型的過渡過程，必須實現煤炭向可再生能源躍變，因此我們最終還是要靠自己。
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提升電網柔性傳輸能力
《北京科技報》：既要保民生又要按時實現碳達峰、碳中和，在您看來，我國要如何科學、穩步地構建一個適合我國基本國情的新型能源電力係統？
湯廣福：東北限電讓一些人對我國的“雙碳”目標產生了質疑，但正如我前文所解釋的，實際上，“雙碳”目標跟我們要開展的電力係統升級改造、推動能源轉型並不矛盾，這個目標我們肯定是要堅定不移地堅持。
（圖片來自Pixabay圖庫）
我國電力係統是規模最大、結構層次最複雜、強非線性和高維特性的人造係統，對於這樣的係統，我們不可能推倒重來，必須漸變發展，找到適合我國國情的能源轉型道路，構建屬於我們自己的新型電力係統、智慧能源體係，它的重點就是運用戰略思維主動變革，需要我們統籌穩步地推進、分階段逐步地實施，絕不可能一蹴而就。
首先就是要對現有的電力係統進行改造升級。現階段到未來二三十年，我們尤其要在煤炭上“做文章”，像是CCUS（碳捕獲、利用與封存）技術，在油氣自然資源不足的劣勢下，做好煤炭的清潔、靈活、高效利用的文章。這一點幾乎沒有國外的經驗可談，隻能依靠中國自己的自主創新。
目前，業界還有另外一種誤解，就是覺得隻要解決了儲能問題，我們就能高枕無憂了。但事實卻是，儲能雖然能滿足一部分削峰填穀的需求，但它不能完全代替靈活電源。當然，我們還是要大力開發各種儲能技術、能源數字化技術，提升電力係統的柔性化水平，助推新能源的消納。
如果多種類型的大規模儲能和氫能技術都得到了充分發展，並被用作部分替代靈活電源，特別是氫能是未來跨周、跨季節儲能的重要手段，但到時候我們還要好好研究一下這種規模化儲能和氫能全壽命周期的成本。
《北京科技報》：發展智能電網對我國有著哪些重要意義？
湯廣福：基於我們國家現在的情況，我個人認為，未來的新型電力係統一定要具備“四化”，即電力電源清潔化、電力係統柔性化、電力係統數字化及電力電子化。
預計到了2025年左右，我國的電力係統碳排放總量可以達峰，峰值約45億噸。通過電源的清潔化替代結合負碳技術，2030年之後電力係統的碳排放將快速下降，到2050年基本實現淨零排放，實現電力電源的清潔化。
同時，能源轉型也要求電網形態主動轉變，提升電網的柔性傳輸能力，我們原來的電力建設方式都是剛性的，這是不行的。同時，我們還要建立數字化的電力體係。目前我國電力係統是自動化做得好，但智能化遠遠不夠，未來要將人工智能、大數據等數字化技術與電網深度融合，通過多種儲能綜合應用，助力削峰填穀，增強電網調峰能力，充分發揮“大水池”的作用。
新型電力係統的“四化”升級需要我們從理論到技術都作出創新，有的可以借鑒外國的經驗，而有的是中國特色，是無例可循的，因此我們一定要結合自己的國情去獨立地自主創新。
《北京科技報》：未來，為了構建新型電力係統，同時避免再次發生“拉閘保電”，電網企業又需要做出哪些改變？
湯廣福：我們需要看到，企業現在“保供”的壓力是很大的，他們創新的積極性其實很高。在能源轉型過程中，國家要做的是整體布局，但企業的任期製存在一定限製，而係統性地構建一個新體係，卻需要10年、20年長期係統性的創新才行。如何將國家層麵的戰略科技力量，和企業層麵的創新有效結合成一條創新鏈，這需要大家思考。此外，未來電網的形態變化需要經曆從量變到質變的過程，轉型的過程絕不是那麼輕輕鬆鬆的，甚至連用能成本都可能在一定程度上被拉高。對此，政府部門也應該做好相應的思想準備。
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