杜祥琬院士：新型电力系统如何实现“可能三角” “常常见到的讨论认为

“常常见到的讨论认为，能源系统很难同时满足安全可靠、经济可行又绿色低碳三个目标，三者任何一个目标方向优化都可能引起其他方向的问题。因此,三个目标常被称作能源系统的‘不可能三角’ 。”在近日举行的“2021年能源转型发展论坛”上，中国工程院院士杜祥琬说， “安全可靠是对能源系统的基本要求，经济可行的能源社会才会接受，绿色低碳是能源转型的大方向。碳达峰、碳中和呼唤的新型能源系统必须逐步做到满足上述三个目标，使之成为‘可能三角’ ，如此才是高质量的能源系统。同时，新型电力系统也必须是实现‘可能三角’的电力系统。”
杜祥琬认为，在以新能源为主体的新型电力系统中，新能源占比会大幅增加，系统的绿色低碳特征比较清晰，需要着重讨论的是新型电力系统如何做到“经济可行”和“安全可靠” 。
（文丨本报采访人员苏南）
经济性面临巨大考验
“新型电力系统的发展要兼顾社会用能阶段性的承受能力和长期的经济性。”杜祥琬表示，随着技术进步和规模化发展，风电、光伏上网环节已经可与化石能源竞争，但随着新能源比例的增大，系统平衡成本、安全保障成本将成为电力系统的成本增量。
为此，杜祥琬提出，一方面要广泛利用各领域灵活性资源，低成本解决电力系统的平衡难题。比如一部分煤电厂为可再生能源调峰，是现实而经济的灵活性资源；再如推动系统从利用抽水蓄能、电化学储能等灵活性资源，向发展电动汽车充放电、热泵、电热、电冷协同、电氢耦合等多能互补，提高系统的效率。另一方面，随着分布式电源的发展，可将大电网的模式划分为大电网和一系列微网结合的模式，利用高精度的预测技术，实现局部的自平衡，减轻大系统的平衡压力，降低增量的成本投入。
杜祥琬说，有研究表明，电从“身边来”比电从“远方来”更经济，对用电负荷很高的东部地区，可把“身边来”与“远方来”相结合，而不只是依赖于“西电东送”这种传统的、集中式的供电。
杜祥琬表示，技术进步将降低储能和氢能的成本，目前电化学储能成本已经突破经济性拐点，未来5年储能成本有可能再降1/3 ，未来10年有望再降66%-80% 。估计到2025年，新能源+储能的市场会迈入千亿级。
系统安全可靠是底线
众所周知，确保新型电力系统的安全韧性，是其发展、成长的底线和责任。即使在极端天气情况下，也要避免电力供应出现较大功率缺额的风险。那么，新型电力系统如何做到安全保供？
对此，杜祥琬认为，新型电力系统的电源，除非水可再生能源外，还需确立多能互补的策略。比如煤电，国家政策很明确， “十四五”并未提减煤电，而叫严控， “十五五”才开始煤电替代。目前比较实际的做法是，在高效、清洁化出力发电的同时，有序安排煤电机组的灵活性改造，让其参与深度调峰，助力提升电力系统灵活性。对煤电调峰辅助服务应该有补偿政策，也就是说要体现煤电的“供电价值”和“灵活性价值” 。
在杜祥琬看来，新型电力系统的构建，要进一步发展水电，我国水电装机和出力还有一定潜力可挖掘；核电在新型电力系统当中发挥稳定基荷的作用，在安全前提下，核电装机完全可能在2030年前达到1亿千瓦以上；在多能互补的条件下，可通过电力交易市场解决调峰问题，以一定量的电厂作为备用应急电源，用户可以根据大数据提供的各种电源出力情况预测选择电源；对于新能源发电企业来说，可通过自建或者购买调峰能力深度参与电力电量平衡，实现高质量出力。