實現(xiàn)碳達峰、碳中和，是一場廣泛而深刻的經(jīng)濟社會系統(tǒng)性變革。根據(jù)國際能源署統(tǒng)計，2019年中國碳排放總量113億噸，能源領域碳排放量98億噸，占全國總量的87%，其中電力行業(yè)碳排放42億噸，占全國總量的37%。推進綠色低碳發(fā)展，能源電力行業(yè)任務最重、責任最大，承擔著主力軍作用。
當前，我國電力行業(yè)綠色低碳轉(zhuǎn)型面臨哪些挑戰(zhàn)?如何構建以新能源為主體的新型電力系統(tǒng)?經(jīng)濟日報記者近日專訪了中國工程院院士，中國華能集團有限公司黨組書記、董事長舒印彪。
記者：“十四五”規(guī)劃和2035年遠景目標綱要提出，推進能源革命，建設清潔低碳、安全高效的能源體系，提高能源供給保障能力。近年來，我國電力行業(yè)低碳轉(zhuǎn)型成效如何?未來發(fā)展方向是什么?
舒印彪：近年來，我國積極推進電力低碳轉(zhuǎn)型，新能源實現(xiàn)快速發(fā)展。截至2020年底，中國風電、太陽能發(fā)電裝機分別達到2.8億千瓦、2.5億千瓦，占世界裝機總量的34%、33%，且均居世界首位;清潔能源大規(guī)模開發(fā)利用，電能替代步伐加快，2016年以來累計電能替代電量超過9000億千瓦時;煤電清潔高效利用效果突出，86%的煤電機組完成超低排放改造，全國供電煤耗降至305克/千瓦時，過去10年下降28克/千瓦時，相當于年減少煤炭消耗1.4億噸、減排二氧化碳4億噸;特高壓技術實現(xiàn)大規(guī)模應用，電力市場化改革深入推進，低碳轉(zhuǎn)型取得顯著成效。
我國是世界上最大的能源生產(chǎn)國和消費國，要如期實現(xiàn)2030年前碳達峰、2060年前碳中和的目標，電力行業(yè)肩負著重要的歷史使命。對此，我國能源電力行業(yè)要加快形成多元化清潔能源供應體系，支撐未來能源轉(zhuǎn)型。堅持集中式和分布式并舉，大力發(fā)展陸上新能源;破解整體規(guī)劃、技術創(chuàng)新、政策支持等問題，加快發(fā)展海上風電;加快華龍一號等國產(chǎn)化三代壓水堆技術推廣，推進四代高溫氣冷堆示范工程，在確保安全的前提下積極有序發(fā)展核電;積極開發(fā)水電，打造流域“水風光”互補開發(fā)模式;發(fā)揮煤電兜底保供和應急備用調(diào)峰作用，持續(xù)降低煤電占比;加快大容量、長壽命、高安全、低成本電化學儲能研發(fā)和推廣，推動儲能規(guī)?；瘧谩?/p>
記者：“十四五”時期是實現(xiàn)碳達峰目標的關鍵期，應如何構建以新能源為主體的新型電力系統(tǒng)?
舒印彪：過去100多年來，電力系統(tǒng)形成了以化石能源為主體的技術體系，隨著新能源快速發(fā)展，電力系統(tǒng)的結(jié)構形態(tài)將發(fā)生變化，從高碳電力系統(tǒng)向以新能源為主體的新型電力系統(tǒng)轉(zhuǎn)變。
當前，我國構建新型電力系統(tǒng)，要統(tǒng)籌發(fā)展與安全，保障電力持續(xù)可靠供應，并充分利用數(shù)字技術和智慧能源技術，在傳統(tǒng)電力系統(tǒng)基礎上，增強靈活性和柔性，提高資源優(yōu)化配置能力，實現(xiàn)多能互補、源網(wǎng)荷儲高效協(xié)同。
以新能源為主體的新型電力系統(tǒng)將具有四個方面基本特征：一是加強電網(wǎng)互聯(lián)互通，發(fā)揮大電網(wǎng)優(yōu)勢，實現(xiàn)各類發(fā)電資源充分共享、互為備用;二是提升智能化互動化水平，推進現(xiàn)代信息通信技術與電力技術深度融合，由部分感知、單向控制轉(zhuǎn)變?yōu)楦叨雀兄?、雙向互動、智能高效;三是實現(xiàn)靈活柔性，提高新能源發(fā)電品質(zhì)，主動平抑出力波動，成為友好型電源，增強電網(wǎng)平衡調(diào)節(jié)能力，提高抗擾動能力，保障多能互補，更好適應新能源發(fā)展需要;四是確保安全可控，推進交流與直流、各電壓等級協(xié)調(diào)發(fā)展，建設新一代調(diào)控系統(tǒng)，筑牢安全“三道防線”，有效防范大面積停電風險。
記者：做好碳達峰、碳中和這道必答題，我國能源電力發(fā)展的重點工作有哪些?
舒印彪：實現(xiàn)碳達峰、碳中和目標，實施再電氣化是關鍵路徑。再電氣化就是以電為中心、電力系統(tǒng)為平臺，清潔化、電氣化、數(shù)字化、標準化為方向，構建清潔低碳安全高效的能源體系，在傳統(tǒng)電氣化基礎上，實現(xiàn)高度電氣化社會。
清潔化意味著大力發(fā)展新能源，加快發(fā)展水電，安全推進核電建設，推動煤電從電力保障設施向生態(tài)環(huán)保平臺轉(zhuǎn)變;電氣化主要體現(xiàn)在工業(yè)、建筑和交通領域的大規(guī)模電氣化替代，力爭到2060年，三者電氣化水平分別由目前的26%、40%和4%，提高到70%、80%、50%以上;推進電力數(shù)字化建設，提升電力系統(tǒng)智慧化水平，則要求加強電力數(shù)字化基礎設施建設改造，充分挖掘系統(tǒng)資源，實現(xiàn)多能互補、靈活調(diào)節(jié)、主動響應、協(xié)調(diào)互動，提升電力系統(tǒng)安全和效率;同時，加快碳減排標準體系建設，推動建立與國際接軌的碳減排制度體系，是促進相關行業(yè)自主控碳減碳的有效途徑。我們要加強能源標準國際合作，構建與國際接軌的“標準+檢測”服務體系，拓展國際合作空間。
記者：我國電力系統(tǒng)的清潔低碳轉(zhuǎn)型還存在哪些核心技術問題亟待突破?在發(fā)揮科技創(chuàng)新引領方面，作為能源電力領域的龍頭企業(yè)，華能集團有哪些做法?
舒印彪：改革開放以來，我國發(fā)電技術實現(xiàn)跨越式發(fā)展，自主創(chuàng)新能力大幅提升，系統(tǒng)集成、工程化技術和關鍵核心技術取得突破，多項技術實現(xiàn)了“領跑”和“并跑”。但發(fā)電領域的控制芯片、基礎材料及一些關鍵部件的核心技術尚未完全掌握，電力基礎設施網(wǎng)絡安全還未做到完全自主可控，需進一步加強自主創(chuàng)新，盡快取得重大原創(chuàng)性、引領性成果，增強產(chǎn)業(yè)鏈韌性。
華能作為能源電力領域的龍頭企業(yè)，始終堅持企業(yè)的創(chuàng)新主體作用，以重大科技項目為牽引，聯(lián)合高等院校、科研院所和行業(yè)上下游企業(yè)，組建任務型、體系化的創(chuàng)新團隊，攻關“卡脖子”關鍵共性技術難題，打通上下游產(chǎn)業(yè)鏈，帶動行業(yè)技術進步。
以DCS(分散控制系統(tǒng))為例，長期以來，國內(nèi)DCS所使用的CPU和操作系統(tǒng)等軟、硬件依賴進口，存在巨大安全隱患。由華能西安熱工院為總牽頭，聯(lián)合中國電子、中國電科、南瑞繼保公司組成聯(lián)合攻關團隊，充分發(fā)揮福州電廠和玉環(huán)電廠多年來的運行檢修經(jīng)驗，組成了DCS總體設計、國產(chǎn)芯片、操作系統(tǒng)、電子元器件、組態(tài)軟件、改造和運行一條龍的高水平強強聯(lián)合團隊，為研發(fā)應用的高起點、高速度奠定基礎，成功研制出全國產(chǎn)化的DCS系統(tǒng)——華能睿渥，標志著我國發(fā)電領域工業(yè)控制系統(tǒng)完全實現(xiàn)自主可控，并在國內(nèi)首次成功應用于35萬千瓦和百萬千瓦火電機組，成為新型舉國體制下自主創(chuàng)新的典型范例。
記者：未來科技創(chuàng)新對構建新型電力系統(tǒng)，持續(xù)推動我國電力能源領域的綠色轉(zhuǎn)型將發(fā)揮什么樣的作用?能源電力行業(yè)中的大中小企業(yè)該怎么做?
舒印彪：能源行業(yè)綠色轉(zhuǎn)型是全球面臨的共同挑戰(zhàn)，需要各國科技界、企業(yè)界開展更加廣泛的國際合作，充分發(fā)揮科技創(chuàng)新的引領作用，加快突破關鍵核心技術。在基礎前瞻領域，重點攻關高效率高安全大容量儲能、氫能及燃料電池、高效率光伏發(fā)電材料、新型絕緣材料、超導材料、寬禁帶電力電子器件等技術。在工程應用領域，重點攻關CCUS(碳捕獲、利用與封存)、高效率低成本新能源發(fā)電、大規(guī)模海上風電、虛擬電廠、源網(wǎng)荷儲協(xié)調(diào)運行、主動需求響應、綜合能源系統(tǒng)等技術。
中國華能將積極推進新型電力系統(tǒng)建設，加強低碳技術研發(fā)，完善產(chǎn)業(yè)政策和技術標準，為實現(xiàn)碳達峰、碳中和作出積極貢獻。而對能源電力行業(yè)中的中小企業(yè)而言，很多關鍵核心技術具有較高的研發(fā)風險和產(chǎn)業(yè)化成本，需要上下游企業(yè)、單位聯(lián)合集成創(chuàng)新。針對此類問題，華能計劃在海上風電等領域組建體系化、任務型創(chuàng)新聯(lián)合體，加大海上風電、鈣鈦礦、異質(zhì)結(jié)光伏等前沿技術投入，并提供大規(guī)模示范應用場景。以重大工程和重點項目為牽引，帶動產(chǎn)業(yè)鏈上下游大中小企業(yè)、單位協(xié)同創(chuàng)新，發(fā)揮產(chǎn)業(yè)鏈集成優(yōu)勢，提高技術水平和競爭力，助推產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級發(fā)展。
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