2. 能源轉型發(fā)展
我國能源轉型將經歷數(shù)十年的漫長過程,戰(zhàn)略任務是支撐“雙碳”目標實現(xiàn),將能源消費結構從以煤炭為主的“一大三小”(煤炭,石油、天然氣、新能源)向以新能源為主的“三小一大”(煤炭、石油、天然氣,新能源)轉型?;诮y(tǒng)籌“雙碳”目標實現(xiàn)與能源安全轉型的考慮,能源轉型過程可分為3個階段。
① 過渡期(2021—2030年),降低煤炭消費量,在2030年前后達到峰值(5.9×109 tce),之后轉為下降趨勢;控制石油消費量,提高天然氣消費量,有序發(fā)展核能,積極發(fā)展可再生能源,非化石能源在一次能源消費中的占比保持在25%左右。
?、?轉型期(2031—2050年),以非化石能源加速替代化石能源,實現(xiàn)節(jié)能提效方面的整體突破,非化石能源在一次能源消費中的占比穩(wěn)步提高到75%。
?、?發(fā)展期(2051—2060年),非化石能源實現(xiàn)主體替代,在一次能源消費中的占比平穩(wěn)增長到90%,新能源成為主體消費能源。
為了支持能源安全轉型,需著力攻克能源生產、傳輸、消費等主要環(huán)節(jié)的核心關鍵技術。
?、?在能源生產環(huán)節(jié),逐步由“穩(wěn)煤”向“減煤”過渡,發(fā)展更為先進的燃煤發(fā)電技術,提升煤炭清潔利用效率,研究碳捕捉、碳收集等負碳技術;加大石油替代力度,控制石油消費量增長,加快發(fā)展天然氣(消費增長2×1010 m3/a);提高核能裝備、風能與太陽能等清潔能源技術水平,探索變革性光伏發(fā)電技術。
?、?在能源傳輸環(huán)節(jié),規(guī)?;l(fā)展天然氣并實現(xiàn)消費量達峰,整體性提升節(jié)能提效水平,促進煤電兜底,石油平穩(wěn)過渡,碳捕集、利用與封存(CCUS)規(guī)模化推廣;形成新型電力系統(tǒng)構建基礎理論與關鍵技術體系,突破柔性輸電裝備及其器件材料、綠色氫能與儲能等技術。
?、?在能源消費環(huán)節(jié),非化石能源實現(xiàn)主體替代,高碳化石能源回歸原料屬性,天然氣與可再生能源融合發(fā)展,氣電成為新能源發(fā)電的互補類型;推動CCUS規(guī)?;虡I(yè)應用,發(fā)展多能流綜合利用、供需互動、數(shù)字化與智能化等技術。
(二)新型電力系統(tǒng)安全的重要性
電能是清潔、高效、便利的二次能源,2040年電力將超過原油成為主要能源資源電力系統(tǒng)是一次和二次能源轉換的樞紐,當前規(guī)模最大、層次復雜、強非線性的人造系統(tǒng),規(guī)劃建設新型能源體系、實現(xiàn)能源安全轉型的關鍵領域。新型電力系統(tǒng)安全作為能源安全的核心要素,在能源供給安全、環(huán)境安全、經濟安全、科技安全等方面發(fā)揮著重要作用。
我國是能源消費大國和進口大國。石油、天然氣等對外依存度較高的化石能源,主要依靠自身物質燃燒產生能量,而風能、太陽能等新能源的主要利用形式是轉化為電力。顯著提升新能源電力在能源消費中的占比,實現(xiàn)電力系統(tǒng)以化石能源為主體向以新能源為主體的平穩(wěn)轉型,有利于科學發(fā)揮我國能源資源的稟賦優(yōu)勢、降低能源資源的對外依存度,從而顯著增強能源安全保障能力。
目前在世界范圍內,電力行業(yè)既是最大的CO2排放來源,也是能夠通過風能、太陽能等可再生能源引導轉向凈零排放的關鍵行業(yè)。交通、制造業(yè)、建筑等其他行業(yè)的減碳和脫碳工作,也直接依賴電能替代等手段。
電力是市場經濟的重要組成部分,支撐醫(yī)療、金融、交通等諸多關鍵行業(yè)的發(fā)展。電力市場的健康發(fā)展,將有力推動國際能源市場、碳市場的有序過渡及安全轉型。
電力系統(tǒng)安全發(fā)展面臨的技術挑戰(zhàn),是能源安全轉型亟待解決的關鍵難題。支撐能源轉型與能源安全的重要動力之一即為電力系統(tǒng)安全發(fā)展核心技術取得突破。
三、新型電力系統(tǒng)安全發(fā)展的影響因素
新型電力系統(tǒng)是實現(xiàn)“雙碳”目標、重塑能源安全格局的重要載體,構建新型電力系統(tǒng)是提高能源安全韌性的根本性舉措。新型電力系統(tǒng)的安全發(fā)展主要受到源、網、荷、儲、市場、技術六大因素的綜合影響(見圖1)。
圖1 新型電力系統(tǒng)安全發(fā)展的六大影響因素
(一)從電源層面保障安全
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