新型电力系统构建及其关键技术-舒印彪_38页_7mb

中国新型电力系统构建及其关键技术总结

核心内容

中国在“双碳”目标背景下，积极推进新型电力系统的构建，致力于实现碳达峰和碳中和。新型电力系统强调低碳化发展、技术创新和多体系协同，旨在提升能源利用效率、增强系统灵活性与智能化水平，并推动全社会电气化。

主要观点

• 低碳化发展成效显著：中国已建成世界最大的清洁能源供应体系，非化石能源发电装机和发电量占比持续上升，煤电占比历史性下降。
• “双碳”目标下的系统构建：新型电力系统将成为实现“双碳”目标的重要平台，通过“源端减碳”与“终端脱碳”双轮驱动，推动能源结构转型。
• 关键技术体系支撑：新型电力系统构建依赖于清洁发电、电网技术、储能、氢能、再电气化、碳捕集与数字化等核心技术的突破和应用。

关键信息

1.1 清洁能源供应体系

• 截至2022年底，中国发电装机容量达25.6亿千瓦，发电量8.7亿千瓦时，占全球总量的30%。
• 非化石能源发电装机占比49%，发电量占比36%。
• 风电和太阳能装机分别达3.7亿千瓦和3.9亿千瓦，占全球总量的1/3。
• 新能源利用率达97%和98%，非化石能源消费比重从9.7%提升至17.4%。

1.2 节能降碳成果

• 全国平均供电煤耗降至301.5克/千瓦时，百万千瓦机组发电煤耗低至249.7克/千瓦时。
• 煤电实现超低排放改造，94%煤电机组完成改造。
• 通过电能替代，中国单位GDP能耗下降26%，碳排放强度下降34%，单位发电量碳排放减少22%。

1.3 电力技术创新

• 清洁发电技术：风电、光伏、核电等技术持续突破，如风功率精准预测、主动构网型风机、超导风机、低成本高效率光伏、高温气冷堆等。
• 电网技术：发展特高压、柔性输电、直流电网等技术，构建“集中+分散”安全控制体系，提升系统韧性。
• 储能技术：电化学储能、压缩空气储能、飞轮储能等技术向大容量、高效率、灵活化发展，推动“煤电+”、熔盐储热、氢储能等长时储能技术。
• 氢能技术：突破质子交换膜和高温固体氧化物电解制氢技术，推进氢内燃机、燃料电池、氢冶金等关键技术研发。
• 再电气化技术：推广电炉短流程炼钢、矿山机械电气化、高效电熔炉、电蓄热锅炉等技术，提升终端能源使用效率。
• 碳捕集与固碳技术：推广CCUS技术，探索BECCS工程应用，实现碳排放中和。
• 数字化技术：应用数字孪生、区块链等技术，实现电力系统全面感知、智能分析与高效互动。
• 标准化技术：推动新能源、电工装备、节能环保等领域国际标准研制，健全碳排放核算与认证制度。

体系建设

2.1 新型电力系统构建路径

• 多能互补的清洁能源供应体系：推动风电、光伏、水电、核电等多能互补，提升新能源集中式与分布式并举发展，推进“沙戈荒”大基地开发。
• 现代化电网体系：建设智能配电系统，发展主动配电网和直流配电网，提升全国资源优化配置能力。
• 智慧用能体系：优化用能侧能量管理，发展源网荷储一体化、虚拟电厂、综合能源服务等新模式。
• 全国统一电力市场体系：推动新能源全面参与市场，探索容量补偿机制，加强电力市场与碳市场的协同。

未来展望

• 2060年目标：新能源发电量占比将超过60%，电煤消耗降至3亿吨左右，通过碳汇和CCUS等技术实现碳中和。
• 2030年目标：新能源装机达16亿千瓦以上，需求侧响应规模达最大负荷的5%~10%，工业、建筑电气化率超过80%，交通电气化率超过50%。
• 技术发展重点：构建广泛互联、智能互动、灵活柔性、安全可控的新型电力系统，推动多体系协同创新，实现能源与环境的协调发展。

总结

中国新型电力系统构建是实现“双碳”目标的重要支撑，涵盖清洁能源发展、技术创新、体系建设与市场机制等多个方面。通过不断推进技术突破与体系优化，中国将在未来实现更高效、更清洁、更智能的电力系统，为全球碳中和目标贡献中国方案。