能源转型背景下传统能源与新能源发展的思考

徐喆

摘要：随着经济增长的加快和人民群众物质文化需求的增加，新能源技术得到了广泛的应用和实践。在电网规划建设中，新能源与传统能源各有利弊。在新形势的要求下，如何将新能源与传统能源相结合，辅助智能电网建设已成为人们关注的焦点，为了在智能电网中广泛应用新能源，有必要对其建设规划进行研究分析，建立科学的管理体系，降低经济成本，协调发展使智能电网不断发展壮大。

关键词：智能电网;新能源;常规能源;协调发展;

1关于煤电发展

1.1能源转型背景下煤电发展趋势

推动能源体系向清洁低碳转型已成为全球趋势。目前，为应对资源短缺、气候变暖、环境污染等问题，以清洁可再生能源替代化石能源，逐步实现以清洁能源为主的能源转型，已成为世界能源发展的重要趋势。许多欧洲国家制定了一系列的脱碳政策和发展目标，以加快非化石能源的发展。丹麦、英国和德国分别承诺到2023年、2025年和2038年限制和逐步淘汰煤电。德国政府计划2022年退出核电，同时将可再生能源发电比例从2020年的33%提高到35%，2030年提高到50%，2050年提高到80%;英国政府提出到2020年实现可再生能源发电占20%，一次能源消费占15%的目标;丹麦政府提出，与2010年相比，能源消费总量减少7.6%，到2020年实现可再生能源消费7.6%的目标，消费比重提高到35%，风电占总用电量的比重达到50%。各国在能源转型方面也遇到了一些困难。德国能源转型成本高，煤电退出使得电价快速上涨。到2030年，额外的电力成本将达到540亿欧元，而政府只提供400亿欧元作为补偿。在英国，风电的高普及率（34.6%）和常规电源的缺乏备份导致停电。2014年，日本将核能和煤电重新定位为“基本负荷电力”，认为煤电在稳定供应和经济上具有明显优势，并批准在未来12年内建设47台煤电机组，总容量2250万千瓦。预计到2030年，澳大利亚将保持57%的煤电装机容量，装机容量将继续保持正增长。作为世界第二大煤炭生产国和消费国，美国仍将煤电作为美国电力系统的重要配套电源。

1.2多元供应体系中煤电的地位与作用

1.2.1煤电发展空间

从电力平衡和电力平衡两个方面考虑煤电的发展空间，既要满足电力平衡，又要满足电力平衡。

在用电平衡方面，目前煤电利用小时仅为4400小时左右，而煤电机组本身的利用小时可达到5500小时以上。按已建和在建煤电约11亿千瓦计算，4年左右可增加至少1.3万亿千瓦时，满足用电增长需求。从电力平衡的角度看，由于新能源发电的有效容量较低，当用户需要用电时，可能会出现无风、无光、无输出的情况。2019年，新能源装机容量约4.1亿千瓦，但电网最大负荷仅约2000万千瓦，有效装机容量相对较低。为了满足电力平衡的要求，必须建设一定规模的煤电设施，做到“扶底保供”。2020年2月26日，国家能源局发布《关于煤电规划建设风险预警的通知》（国能发电[2020]12号）。25个省（区）为绿色区域，说明煤电仍有发展空间。

1.2.2煤电发展定位

根据《可再生能源法》，需要优先使用可再生能源。新能源高比例接入电力系统后，系统调节负担加重。常规电源不仅要跟踪负荷变化，还要平衡新能源的输出波动。煤电具有更多的系统调峰、调频、调压、备用功能，在电力系统中的地位将由电力向电力和电力调节转变。

1.2.3煤電利用小时数

煤电为新能源发电让路，更多地参与系统调节，降低额定运行工况，大部分时间运行在额定功率以下，煤电利用小时数呈下降趋势。此外，负荷特性的变化也使煤电利用小时数减少。随着国家产业结构调整的加快，第三产业和居民用电比重逐步提高，使得系统峰谷差不断增大，负荷率降低，负荷利用小时减少，煤电利用小时必然减少。2018年，江苏、山东、河南等省13个省级电网受电力供需紧张影响，采取有序用电措施，表明这些地区煤电产能过剩问题得到解决，但煤电平均利用小时约4421小时，对部分地区而言程度反映了煤电受供电结构和负荷特性变化影响的情况，利用小时数呈下降趋势。

随着大数据、云计算和物联网技术的不断发展，利用技术创新推动电力管理和节能应对，加强需求侧管理，降低高峰负荷，可以有效改善电网负荷特性，提高设备利用率。以2018年国内电网用电负荷为例，全省最高负荷95%以上约400万千瓦，累计持续时间147小时，通过需求侧管理调峰，可减少煤电装机容量500万千瓦，现有煤电利用小时可增加230h。

2我国新能源产业发展存在的问题

2.1关键技术突破难

太阳能、风能、生物质能等新能源确实是绿色环保的清洁能源，但这正是针对这些新能源的使用过程。但是，以目前的技术水平，这些能源的生产加工过程中，没有办法实现清洁无污染，甚至可能产生大量的污染。例如，多晶硅太阳能电池板和硅晶体的精炼过程中，会产生大量的三氯氢硅和四氯化硅，毒性很大。目前，企业对这些物质的回收处理技术薄弱，残留污染将导致排放区域内的工厂死亡。例如，用于风力发电的铅酸蓄电池，在整个生产和使用过程中会造成严重的污染，还会产生废铅体。后来，随着技术的进步，磷酸锂和锰酸锂电池相继投入使用，但电池的正负极材料和电解液也会造成很大的污染。我国新能源产业开发利用技术水平相对较低。很多技术设备也是从国外进口的，很多不是一流的设备，而是被发达国家淘汰的，关键技术也需要进口。这种基本自主研发能力的薄弱，是导致我国新能源开发利用水平低下的核心因素。

2.2人才缺乏

新能源开发利用和新能源产业链建设需要强大的人才储备作为支撑。在我国，新能源产业正在取得进步，但相关专业人才的缺口不断扩大，给产业发展带来巨大压力。比如，中国是风力发电大国，但风电学校少，每年只有一千名毕业生，根本不能满足市场需求。光伏能源和生物质能发电领域人才缺口较大。目前，在新能源产业中，基础人才占绝大多数，中高级人才数量不足，从业人员的理论和专业实践水平不足，对新能源发电运行、管理和维护的知识缺乏，因此，全面的人才培养迫在眉睫。

2.3市场不成熟，目前成本较高

我国新能源产业起步较晚，发展速度不快。尚未形成稳定、成熟、广泛的市场。工业规模生产水平较低，许多技术还不成熟和商业化。目前，在新能源产业的开发、运营和维护方面需要投入大量资金，因此产品价格会略高，但新能源产品在节能环保方面的作用可能是隐性的，短期内看不到利润，市场普遍存在选择价格较低的常规能源和产品，拒绝价格较高的新能源和相关产品。没有广泛的市场需求，新能源产业的发展必然受到限制。

2.4缺乏长远系统规划

我国目前的新能源发展规划相对孤立，总体上缺乏各行各业的联动。《能源法》只是一部独立的法律，没有与经济、环保等行业的长远规划、政策法规相结合，形成完整的配套措施体系。具体实施过程中也存在很多问题，如边界模糊，不利于我国新能源产业健康快速发展，如相关规划与具体产业发展脱节，社会各阶层之间的责任和权利不清，缺乏监督，执法不力等等。

3智能电网下新能源与常规能源协调发展

为适应新能源与传统能源的共同发展，首先，应逐步将新能源转变为传统能源的地位，国家有关部门应支持相关政策。在电力领域，智能电网应不断开发和研究，急诊科应探索更为先进的电气技术，以降低新能源发电和输电的应急成本，为新能源的大规模使用奠定基础。新能源建设规模的扩大，必须以智能电网为基础，以高压输电为主，与电网运行相匹配，使电网的输电、供配电全过程现代化、精细化，实现智能自动化的全过程，提高电网服务效率，为远程用户提供互动项目，加强整个电网的稳定运行，是能源发展的前提。

（1）平衡集中并网的不利影响。由于光伏发电和风力发电是新能源，它们很容易受到不可抗力天气的影响，具有很强的不稳定性。这一新能源发电并入电网将增加电网负担，可能导致电网断开，智能电网使用新的控制功能。但是，可以实现常规电网与新能源发现的结合，完成按需取电的能力。

（2）有利于新能源并网接入。由于新能源分布不均，不同地区经济发展状况不同，用电量也有高低之分。如果新能源并入电网后没有及时消耗，就会造成电力暗化现象，智能电网完全可以避免这种情况，将新能源产生的电力进行转移。

结束语

进入21世纪，资源节约和环境保护已成为社会的普遍共识。积极发展新能源，替代传统能源，加快发展新能源产业，是我国社会发展的基本道路。从我国发展新能源产业的必要性、优势和前景出发，分析了我国能源产业发展中存在的问题，并提出了改进建议。本文的研究对相关行业人员具有一定的参考价值。

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