提升電力系統效率 助力能源央企在新賽道拓展新空間

“一方面，要探索大規模開發可再生能源的多種方式；另一方面，要進一步提升可再生能源發電遠距離輸送能力。此外，電解水制備綠氫和管道運氫也是解決可再生能源消納的重要解決方案。”

我國發電裝機總容量、非化石能源發電裝機容量、遠距離輸電能力、電網規模等指標均穩居世界第一位，為服務國民經濟快速發展和促進人民生活水平不斷提高提供了有力支撐。當前，我國正處于能源轉型、實現“雙碳”目標，以及新一輪科技革命和產業變革等多種趨勢相互疊加的新階段，國際環境不確定性增強、國內經濟新舊動能“青黃不接”，不確定、不穩定因素增多，對能源央企制定轉型戰略構成了新的重大挑戰。

當前，我國電力系統仍然存在利用效率不高、冗余度過大等問題，提升電力系統效率可以有效增強電網對可再生能源的消納能力。

本文從提升電力系統效率的視角，分析解決可再生能源高比例消納的途徑，探索能源央企在這一新的歷史進程中如何順應趨勢、適應變化、找準定位，順利實現企業發展戰略轉型。

提升電力系統效率，助力可再生能源電力大規模消納

近年來，我國可再生能源裝機出現大幅增長，2023年是我國可再生能源發展史上具有重要標志性意義的一年。

據國家能源局數據顯示，截至2023年11月底，我國可再生能源總裝機達到14.5億千瓦，占全國發電總裝機比重超過50%，歷史性超過火電裝機，成為我國第一大電源。2023年，我國以風電、光伏發電為代表的可再生能源裝機規模穩居全球首位，風電裝機容量累計約4.1億千瓦，比上年增長17.6%，光伏發電裝機容量累計約5.6億千瓦，比上年增長49.9%，兩者裝機規模合計約10億千瓦。同時，發電量占比穩步提升，成本快速下降，已經進入平價無補貼發展的新階段。

在“雙碳”目標下，我國已明確到2 0 3 0年，風電和光伏發電總裝機容量達到12億千瓦以上。截至2023年底，這一目標已完成83.3%，有望在“十四五”期間提前完成2030年目標。

需要引起警惕的是，隨著風電光伏裝機規模的增長，電網對新能源電力的消納能力備受考驗，現有電力系統對大規模新能源電力系統并網的適應性仍然不足。風電光伏發電裝機容量的增長提升了電力供給能力，但可再生能源電力的特點完全不同于火電，存在高波動性、不均衡性、不平衡性等特點，如果本地消納能力有限，外運渠道又不通暢，只能浪費，這是造成局部地區發生棄風棄光現象的根源。

我國可再生能源發展面臨既要大規模開發，又要高水平消納，還要保障高質量電力安全供應等多重挑戰。

通常來說，整合新的可再生能源發電并網需要對電網基礎設施進行大量投資，但我國電網利用率還有較大的提升空間，提高電網利用率可以顯著減少所需要的新產能投資。研究表明，通過實施現有的和新的技術，如拓撲優化、數字電網等，電力傳輸能力可以增加30%～40%，這將顯著提高電網的彈性、靈活性和效率。同時，長時間大規模儲能系統可以在需求側有效管理熱浪和寒流期間的需求峰值。

提升電力系統效率，一方面，要挖掘發電設備利用效率的潛力。國家能源局數據顯示，2023年1月至11月，全國發電設備累計平均利用3282小時，比上年同期減少94小時。其中，水電2927小時，比上年同期減少292小時；火電4040小時，比上年同期增加61小時；近年來，火電發電小時數呈持續下降趨勢，遠低于5100小時的火電盈虧平衡點，這表明我國發電設備利用率還有很大的提升空間。

另一方面，要提升電網利用效率。電網負載率和電量線路比是表征電網利用效率的重要指標，當前，我國電網負載率普遍不高，大部分線路長期處于輕載狀態。研究表明，我國電網輸電線路的平均負載率在8%左右，電量線路比為972萬千瓦時/千米，遠低于美國和日本的電量線路比。以華東電網為例，調查顯示，500千伏輸電線路輕載情況較為嚴重，負載率小于10%的輸電線路占比為31.5%，負載率處于10%至30%的輸電線路占比為37.8%，負載率不足50%的輸電線路占比超過90%。

此外，還要探索多種形式的新型儲能解決方案。近年來，很多新能源富集的地區實施抽水蓄能、電化學儲能、壓縮空氣儲能、綠電制氫等項目，提高了新能源的利用水平，在供電側、電網側、需求側等不同應用場景應用儲能項目，提升了電網對新能源電力的消納能力，實現了新能源電力的“有序上網”。

滿足高水平新能源消納需求，助力能源央企戰略轉型

《“十四五”可再生能源發展規劃》指出，“十四五”時期可再生能源要實現高質量躍升發展。

實現高質量躍升發展，一方面，說明我國新能源發展要步入躍升發展新階段，我國二氧化碳排放既要在2030年前達峰，又要在碳排放達峰后以遠少于發達國家的時間實現碳中和。因此，要在“十四五”和“十五五”時期，進一步提升可再生能源裝機規模和裝機占比，新能源發電成為電力消費增量的主體，并在能源電力消費中的占比快速提升；另一方面，說明將大力推動新能源高質量發展，既要大規模開發，又要高水平消納，還要保障電力穩定可靠供應，這為能源央企轉型指明了發展方向。

2023年新增風光發電裝機規模1080兆瓦，其中，新增光伏裝機規模1064兆瓦、風電裝機規模16兆瓦。截至2023年底，累計裝機規模1932兆瓦。圖為陜西白水20兆瓦農光互補光伏發電項目，該項目于2017年6月正式并網發電，是中國石化首個集中式光伏項目。 陳琳/攝

要探索大規模開發可再生能源的多種方式。要因地制宜開發，在“三北”地區大力推動風電和光伏發電基地化開發，在東部沿海地區推動海上風電集群化開發，在中東南部地區推動風電和光伏發電分布式開發，在西南地區推動水光風綜合基地一體化開發。探索可再生能源多種利用方式，高比例利用可再生能源，優先就近就地消納，加強可再生能源電熱氣氫多元利用，探索鄉村可再生能源綜合利用途徑。

同時，要進一步提升可再生能源發電遠距離輸送能力。特高壓輸電線等遠距離輸電網絡就像電力“高速公路”，在可再生能源本地消納能力有限的情況下，通過跨區輸電線路將可再生能源發電輸送至用電需求高的地區。

此外，電解水制備綠氫和管道運氫也是解決可再生能源消納的重要解決方案，這方面還處于新模式新業態探索階段。滿足新能源大規模高水平消納需求，需要從加大可再生能源技術創新攻關力度、完善可再生能源市場化發展機制、建設新型基礎設施等多方面發力，能源央企可以結合上述新領域新賽道拓展市場發展空間，提前布局，有序推進，在我國能源轉型中找到新的市場定位。