近年來,從夏季的“全球沸燙”到冬季的“極度嚴寒”,從洪澇災害到干旱枯竭,都凸顯了推進低碳轉型、應對極端氣候災害的緊迫性。不論是極端高溫還是極端嚴寒,均對能源保供及調配提出了更高的要求。2023年12月,聯(lián)合國氣候會議達成“阿聯(lián)酋共識”,旗幟鮮明地規(guī)定“轉軌別離化石燃料”,要求2050年二氧化碳
減排幅度相對于2019年達到99%,這意味著屆時化石燃料將基本退出。作為低碳轉型的核心要素,可再生能源近年來發(fā)展迅猛,正逐漸成為
電力生產(chǎn)和終端消費的主導。當前,亟須加強多元化發(fā)展和合理空間布局,鼓勵零碳微單元建設,多措并舉提升能源空間利用效率,形成多元互補和協(xié)同發(fā)展的格局,以增強能源保供彈性,一方面滿足極端天氣期間的用能需求,另一方面加快能源系統(tǒng)的零碳轉型。
極端天氣下可再生能源
穩(wěn)定供給重要性凸顯
極端天氣事件在全球范圍內愈發(fā)頻繁。無論是夏季的極端高溫和暴雨洪澇,還是冬季的暴雪災害等,都對電力供應提出了更高的要求。極端天氣期間,電量需求在一定時限內激增,需要電力供應更加穩(wěn)定、形式更加靈活。然而,在現(xiàn)有技術條件下,無論是光伏、風力還是水力發(fā)電,都對天氣和氣候高度依賴,從而導致極端天氣期間電力供應在一定程度上的不穩(wěn)定。
因此,在極端天氣災害增多的背景下,需要高度重視能源保供綜合應急預案,保障極端天氣期間的社會基本需求,進一步加大可再生能源的綜合開發(fā),增強可再生能源資源的多元互補和協(xié)同效應。例如,高溫干旱期間,降水減少導致水電發(fā)電能力銳減,太陽能和風能、生物質能發(fā)電則可能處于出力高位。此時,如果具備資源和安裝條件的家庭配備光伏發(fā)電設備,則完全可以滿足居家空調用能,不僅能夠減少水電電網(wǎng)壓力,還可實現(xiàn)余電上網(wǎng)。同時,高溫意味著生物質沼氣產(chǎn)能提高,也可以彌補一部分用能需求。這種分布式、多元化的零碳微單元建設,是規(guī)?;闾寄茉吹谋匾a充,可以實現(xiàn)不同可再生能源之間的互補,從而減輕能源供給的壓力。
多措并舉實現(xiàn)可再生能源
穩(wěn)定供給
在極端天氣下實現(xiàn)可再生能源的穩(wěn)定供給,需要多措并舉、協(xié)同發(fā)力。具體而言,應基于全國生態(tài)功能區(qū)劃,優(yōu)化可再生能源的空間布局,在規(guī)?;l(fā)展可再生能源的同時,推動零碳微單元建設,將零碳能源推及社區(qū)、農戶,既推動全民參與實現(xiàn)“雙碳”目標,又有助于促進共同富裕。
基于當?shù)刭Y源稟賦,實現(xiàn)可再生能源的多元化開發(fā)和利用。近年來,一些地方面臨高溫限電
問題,其實質是可再生能源開發(fā)利用方式單一以及空間布局失衡。有的省份電力生產(chǎn)約80%來源于水電,而水電易受極端氣候影響,在極端干旱期間出力不足、明顯減產(chǎn),迫使當?shù)夭坏貌痪o急啟動多個火電項目。此舉雖能解決燃眉之急,但成本高、污染大,阻礙了“轉軌別離化石燃料”進程,同時可能導致資產(chǎn)閑置和金融風險。因此,應推動可再生能源的多元化發(fā)展,增強電力系統(tǒng)的長期穩(wěn)定性,提高應對極端氣候災害的能力。例如,在水電之外,進一步開發(fā)風能、太陽能、生物質能發(fā)電,實現(xiàn)“風光水互補”。尤其需要根據(jù)全國生態(tài)功能區(qū)劃,結合可再生能源的空間分布狀況以及開發(fā)成本,統(tǒng)籌規(guī)劃可再生能源富集地的清潔能源開發(fā)。
規(guī)?;c微單元發(fā)展并舉,提升能源空間利用效率。在極端天氣和極端氣候條件下,單一能源的電站集中供電容易造成供應缺口;而利用千家萬戶之屋頂、場院空間,就地就近裝置風光電力設備,建設自給自足、余電上網(wǎng)的微單元,則能夠為大電網(wǎng)集中供給形成有效、及時的補充。此舉不僅可以提升電力保供能力和水平,也能夠在保證居民用電的同時為工業(yè)生產(chǎn)釋放用電空間。值得一提的是,社區(qū)、農戶的清潔能源微單元建設無須配電站,輸配電損耗幾可忽略,且多元分布、相互獨立的電力系統(tǒng)能夠彌補大型單一電網(wǎng)在穩(wěn)定性方面的不足。因而在加快風光水一體化建設,發(fā)展規(guī)?;姟L電和光伏的同時,完全可以“化整為零”,鼓勵和推動社區(qū)居民用戶的零碳微單元建設,在城市社區(qū)、農村、牧區(qū)、山區(qū)發(fā)展分散式小型風電或分布式屋頂光伏發(fā)電,實現(xiàn)規(guī)?;c微單元融合發(fā)展。
將能源空間布局納入全國生態(tài)功能區(qū)劃。我國西部地區(qū)可再生能源資源豐富,在全國一盤棋的框架下對該地區(qū)進行合理布局、適度開發(fā),有助于加快實現(xiàn)“雙碳”目標,促進東中西部地區(qū)的互補共贏。為此,應基于不同地域間的可再生能源季節(jié)錯峰現(xiàn)象(如不同地區(qū)的枯水期差異),優(yōu)化調整空間布局,既實現(xiàn)季節(jié)性的區(qū)域互補,又有助于帶動西部地區(qū)的經(jīng)濟社會發(fā)展。電網(wǎng)通道的建設也應考慮地區(qū)差異和互補性,提高電網(wǎng)通道的應急能力。此外,應繼續(xù)有序推進產(chǎn)業(yè)向西部地區(qū)集聚,促進能源與產(chǎn)業(yè)協(xié)同發(fā)展以及可再生能源的就地消納。這樣既能降低輸配電成本和電力損耗,又能在全國范圍內提高資源配置和利用效率。
在加快電網(wǎng)關鍵技術研發(fā)、完善電力
市場的同時推進零碳微單元建設。目前,電網(wǎng)結構、運行調控尚不能很好地適應可再生能源電力接入和消納規(guī)模及其變化。對此,一方面,需加快關鍵技術研發(fā),突破儲能、電力并網(wǎng)、運行調控等瓶頸,加強智能化電網(wǎng)建設、提升調控能力,提高電力系統(tǒng)的靈活性、安全性和穩(wěn)定性。另一方面,需對可再生能源發(fā)展的規(guī)模、速度做好合理規(guī)劃,推動電力市場化改革,使可再生能源的發(fā)展與電網(wǎng)建設、電力市場培育的步驟協(xié)調一致。更為重要的是,要鼓勵零碳微單元能源綜合解決方案的試點示范和推廣。即使是降雨較多的江南地區(qū),每100平方米的屋頂平均年光伏發(fā)電也可達1.2萬千瓦時,遠高于一般家庭用電,滿足家用之余可以上網(wǎng)。如果配以儲能或聯(lián)網(wǎng)電動汽車的電池儲能用能,將鄉(xiāng)村、城鎮(zhèn)、學校醫(yī)院機關事業(yè)單位的屋頂和場院加以利用,那么零碳電力產(chǎn)能產(chǎn)量幾乎可達當前全國電力生產(chǎn)總量的一半以上。
平衡化石能源與可再生能源的關系,增強能源系統(tǒng)的應急能力。構建穩(wěn)定的可再生能源電力系統(tǒng),維系常規(guī)應急供電的能力,需要動態(tài)定位化石能源的作用,平衡其與可再生能源的關系?;茉瓷a(chǎn)和供給有安全風險,可再生能源的生產(chǎn)和穩(wěn)定供給同樣也會受到極端天氣事件的影響。因此,需要增強能源系統(tǒng)的靈活性,可保留乃至發(fā)展合理規(guī)模、滿足應急需求的化石能源裝機容量,以備不時之需。