专家建言：将气候适应性理念纳入电力系统发展规划的顶层设计
【谷腾环保网讯】为助力我国新型电力系统适应气候风险、提升安全保供能力，自然资源保护协会（NRDC）与北京绿源碳和科技有限公司日前共同发布《考虑气候风险的电力系统保供能力提升路径与机制研究》（以下简称《报告》）从新型电力系统气候适应性的视角，聚焦气候风险对中长期电能量平衡的影响，探讨了气候风险下新型电力系统平稳转型和高效保供的有效策略。
国家电网三级顾问蒋莉萍、中电联计划财务处计划部处长张卫东、国家气候中心副研究员王阳、北京大学能源研究院特聘副研究员康俊杰、NRDC清洁电力高级顾问王万兴等多位专家参会研讨。NRDC北京代表处首席代表张洁清参会并致辞。
电力安全面临气候风险等双重压力
电力安全保供是我国电力发展的首要命题。新型电力系统以电源侧可再生能源的高比例并网和需求侧多样化资源的大规模接入为特征，电力系统结构日益复杂，系统性风险显著增大。
而随着气候变化的加剧，高温、暴雨等极端天气事件的频发可能导致电力供需严重失衡。系统结构转型和气候风险加剧的两相叠加，为电力安全保供带来了双重压力。
我国电力低碳转型近十年来取得了长足的进步，以风、光为代表的可再生能源实现了跨越式发展，为新型电力系统的建设打下了良好基础。NRDC北京代表处首席代表张洁清表示，但另一方面，电力安全保供面临着系统结构转型和气候风险事件频发的双重压力。“在这样的形势下，构建以新能源为主体的新型电力系统，打破传统的能源不可能三角，实现电力系统的安全、经济、低碳，在保障能源安全的前提下，逐步实现新能源的替代和传统化石能源比重的降低，是我们面临的重大课题。”
国家电网三级顾问蒋莉萍表示，在我国可再生能源将成为主体电源的背景下，建立气候韧性的电力系统，需要在规划建设新型能源体系的总体架构下，依靠源网荷储纵向协同以及与其他用能系统的横向协同。“就提升可再生能源发电的保供能力而言，一是需要提升其发电出力的可预测性和可调度性；二是要加强对项目发展与建设的科学合理布局；三是要结合气候方面的研究，更准确地把握各种时间尺度下的风光出力特性、规律，并纳入国家预警预报体系，通过建立更好的协同机制，发挥可再生能源的保供作用。”
极端天气下电力如何保供？
《报告》选取西部以高比例可再生能源为主的电力送端大省——青海省，以及东部以火电为主的电力受端大省——广东省作为典型案例。通过量化青海省极寒与广东省高温的气候场景，模拟两地2025年电力系统的安全保供运行特性，从经济性的角度探讨了电力保供组合方案，并设计了电力系统保供能力提升路径。
《报告》还从资源规划、保供理念、监测预警、区域发展、多主体协作等层面，为我国新型电力系统提升气候适应性和安全保供能力提出了政策建议。
《报告》指出，在以极寒和高温为核心特征的气候场景下，将出现用电负荷大幅上涨、电源总体供电能力下降的现象，超出了电力系统的常态化保供能力范围。在不考虑需求侧管理措施和应急调整输电计划的情况下，青海省和广东省的电力缺口可分别达到全网最大负荷的40%和10%以上。
《报告》认为，在气候风险冲击下，可再生能源为主的电力系统主要面临长时间的资源充裕度不足和灵活性不足的问题，火电为主的电力系统主要面临的是负荷尖峰时段资源充裕度不足的问题。各地区需要按照电力供需紧张形势和资源条件制定针对性方案，把调动需求侧资源、释放可调节负荷潜力作为实现电力系统供需平衡的关键优先选项。
《报告》强调，新型电力系统适应气候风险的关键基础是统筹“源网荷储”多环节资源。建议加快建设分钟级快速响应资源、小时级深度可控资源和长时级备用供应资源等三个等级的保供调节资源架构；强化需求侧资源管理，形成“虚拟电厂”调节效应，作为应对季节性尖峰用电紧张、缓解系统保供压力的首要措施；充分挖掘区域资源互济能力，加强区域保供电力的时空互济；发挥可再生能源主体责任提升保供能力，在西部地区，通过提高预测精度等手段提升新能源发电的可调性和可控性，在东部地区，实现“发电于民”“藏电于民”，分布式电源形成点状支撑网络来提升电力可靠供应能力；加强气候风险预警预报工作，并建立应急事故响应机制。
《报告》提出的政策建议还包括将气候适应性理念纳入电力系统发展规划的顶层设计，推动建设气候适应性新型电力系统；革新新型电力系统安全保供理念，在电力应急保供处置方案中重视气候风险下负荷分级减载措施缓解电力保供压力的作用；强化电力系统的天气气候信息监测预测功能，实现数字化气候风险预警与防范应对；明确电力保供工作中各主体的功能和责任，协调各方利益，通力合作应对气候风险。
保供还需建设有气候韧性的新型电力系统
“电力系统非常复杂，从某些角度看是非常脆弱的系统。在双碳目标的背景下，电力系统将成为能源系统的基础和枢纽。电力系统在应对灾害性气候方面应加强事后重建能力，而在应对极端气候方面需要调整电力行业的生产方式，提升系统的适应能力，发展可再生能源，并开发调节性资源。”中电联计划财务部计划处处长张卫东认为，今年以来，我国高温日数创历史新高。尽管如此，我国并未出现类似去年四川那样大规模的严重缺电状况，“主要原因在于政府和相关单位对目前环境下保供认识的提升，对保供电力和可再生能源加大了投入，更加重视对需求侧资源调节潜力的挖掘，开发分布式储能和电源，完善跨区供电网络，实施多种措施的系统化联合方案。”
NRDC清洁电力项目副主任刘明明认为，新型电力系统目前处于建设初期，面临许多问题和挑战，包括越来越频繁出现的极端天气对源荷两侧的多重影响。从传统能源向新型能源的转变，需要摸索其规律，要从传统的依赖煤电作为保供主力，逐渐转向多方面挖掘保供潜力：在电源侧，通过风光水储一体化提升可再生能源的保供能力，提供较为稳定的出力曲线；在需求侧，挖掘多样化的用能主体在冷热电一体化方面的潜力，平缓负荷曲线并提升灵活调节能力。此外，源网荷储一体化、扩大资源配置范围、实现跨区域协同等手段，都是待挖掘和实践的有效的保供路径。
“当下极为关键的是通过研究提升对风光水等可再生能源发电规律性的认识。”国家气候中心副研究员王阳认为，区域性高温干旱、大范围寒潮、雾霾、沙尘、台风、暴雨等极端天气气候事件通过影响可再生能源发电出力，破坏能源基础设施，进而影响能源电力安全。对于构建新型电力系统以及保障国家能源电力安全来说，气象部门首先可利用全国高密度的气象观测台站、测风塔、卫星遥感、再分析资料等开展精细化的可再生能源资源详查和评估。评估过程不仅要关注风光水资源的平均状态，更要关注其波动态，尤其是极端态；其次是提供精准的风能、太阳能资源预测，这里尤其要强调的是中长期预测，这些预测信息可以用于指导能源电力企业的生产、调度和运行，并帮助他们提前预判可能的气候风险。
北京大学能源研究院特聘副研究员康俊杰认为，新型电力系统不能不计代价地保障电力供应，应算清经济账，要用边际成本代替平均成本来核算，即核算对保供电力的投入和保障尖峰时段用电的时长。2022年，浙江跨省交易的最高价格达到了每度电10块钱，这一价格反映了浙江尖峰时段保供电价的真实成本。按照全国用电负荷较大区域的电力系统尖峰负荷来计算，保供成本也超过10块钱，这部分成本是由电力系统来承担的，未来需要优化的新型电力系统来降低这部分投入。“基于我国资源特点和发展阶段，煤电会在一定时期内作为我国的基础保障型和灵活调节型电源，尤其是在极端气候事件发生时担负保供重任。”
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