綠色發展意味著我們必須選擇一條保障國家能源安全,破解制約發展的資源和環境難題,應對氣候變化,增進生態文明的可持續發展道路。在《國家電網公司綠色發展白皮書》中,公司闡述了對推進綠色發展的戰略思考,提出建設堅強智能電網是推動我國發展方式綠色轉型的戰略支點,也是國家電網公司推進綠色發展的戰略重點。
“支點”的作用在于支撐杠桿兩端實現力量的均衡。在我國能源結構客觀現狀與發展轉型艱巨任務的“較量”之間,堅強智能電網將發揮怎樣的支撐作用?
在化石能源日漸枯竭、全球氣候變化加劇的背景下,大力開發和利用清潔能源,成為世界各國保障能源供應、保護生態環境、應對氣候變化的共同選擇。
我國以煤為主的能源消費結構引起了嚴重的大氣環境污染。2006年,全國煙塵排放量的約70%、二氧化硫排放量的約90%、氮氧化物排放量的約67%,都是由煤炭燃燒產生的。我國發展面臨傳統能源供應不可持續、環境承載容量不足和氣候變化等嚴峻挑戰,經濟發展方式亟需綠色轉型。
同時,我國仍處于工業化、城鎮化快速發展階段,未來發展面臨經濟快速增長、發展方式低碳轉型和生態環境明顯改善的艱巨任務。為了應對氣候變化,積極履行減排責任,我國政府提出到2020年我國非化石能源占一次能源消費的比重達到15%,單位國內生產總值二氧化碳排放比2005年下降40%~45%的目標。通過加大對核電、水電以及風電、太陽能等其他清潔能源的開發力度,降低對化石能源供應的增長要求,提高清潔能源在能源供應中的比重,從而實現能源消費總量的結構優化,是我國發展低碳經濟、應對氣候變化的必由之路。
《國家電網公司綠色發展白皮書》提出,建設堅強智能電網是推動我國發展方式綠色轉型的戰略支點。
作為能源配置綠色平臺,堅強智能電網能夠引導大型能源基地集約開發,提高煤炭用于發電的比重和電力在終端能源消費中的比重,是調整我國能源結構,提高煤炭清潔利用水平,大幅降低大氣污染物排放的關鍵舉措。
“建設大基地,融入大電網”是我國清潔能源發展的必由之路
加快發展核電、風能、太陽能、生物質能等清潔能源,是能源持續供應的戰略保障。我國區域發展不平衡的國情、適合規模集約開發的資源稟賦特點,以及必須轉化為電力才能大規模利用的技術特性,決定了清潔能源開發必須選擇“建設大基地,融入大電網”的發展道路。作為輸送電力的唯一載體,電網是實現清潔能源大規模開發、遠距離輸送和大范圍消納的前提和保障。
水能、風能、太陽能、核能等清潔能源需要轉化為電力,才能實現大規模開發、遠距離輸送和高效率利用。我國陸上風能、水能、太陽能資源集中在西部和北部,遠離負荷中心且資源所在地經濟發展滯后,缺乏電價承受能力,只有通過堅強智能電網,才能實現大規模跨地區消納。
智能電網將通過集成先進的信息化、自動化、儲能、運行控制和調度技術,為清潔能源的集約化開發和應用提供技術保證。一方面,能夠解決大規模清潔能源接入帶來的電網安全穩定運行問題,有效提高電網接納清潔能源的能力。另一方面,堅強的跨區網架結構,可以為遠離負荷中心的清潔能源規模化、集約化開發提供輸出條件。
堅強智能電網是國家能源綜合運輸體系的重要組成部分
我國輸煤輸電比例明顯失衡,煤炭運輸約占我國鐵路運量的50%,其中主要是電煤。以“三西”(山西、陜西、蒙西)地區為例,2006年輸煤輸電比例高達20:1。傳統的大規模輸煤發電模式,造成煤電油運緊張局面長期存在。
特高壓電網通過加大跨區跨省輸電規模,提升輸電比重,從而成為解決長期存在的煤電油運緊張問題的治本之道。到2020年,通過建設“輸煤輸電并舉”的能源綜合運輸體系,“三西”地區輸煤輸電比例可望達到4:1。
建設特高壓電網,打造能源輸送的“電力高速路”。輸電成為繼公路、鐵路、水路、航空和管道運輸之后的“第六種運輸方式”,推進與輸電并舉,優先發展輸電的能源運輸方式,可以顯著降低煤炭開發和運輸的環境污染。
堅強智能電網是我國能源可持續發展的必然選擇
堅強智能電網是解決能源資源和能源需求逆向分布問題的必由之路。
煤炭和水能將在相當長時期內是我國能源供應的主體,煤炭資源的清潔高效利用和水電的規模集約開發是維護我國能源安全的基礎。我國80%以上的煤炭資源分布在西部、北部,80%以上的水能資源分布在西部,而能源需求的75%集中在東、中部地區。主要能源基地距離負荷中心約800—3000公里,西藏可開發水電距離負荷中心超過3000公里。
一次能源資源分布與能源需求發展不均衡的國情,決定了必須充分發揮電網遠距離、大容量、高效率輸送能源的強大功能,實現煤炭資源和清潔水電的集約化開發、大范圍配置和高效率利用。然而現有500千伏電網的經濟輸電距離小于800公里,無法滿足遠距離、大規模、大容量輸送電力的要求。因此必須自主研發遠距離、大規模、低損耗輸送電力的特高壓電網核心技術。
此外,堅強智能電網能夠最大限度消納清潔能源、實現節能和提高能源效率。作為輸送電力的唯一載體,電網是實現清潔能源大規模開發、遠距離輸送和大范圍消納的前提和保障。
同時,堅強智能電網可保障可再生能源基地電量的大規模、跨地區消納,為小型化、公布式可再生能源的發展提供平臺,提高電力系統輸送能源的效率,提高電能在終端能源消費中的比重,提升用戶端的電能利用效率。
發展堅強智能電網是改善生態環境質量的有效途徑
我國東中部地區經濟比較發達,人口稠密,環境承載壓力大,經濟快速發展與土地資源的矛盾日益突出,單位二氧化硫排放造成的環境損失遠大于西部地區。電網是優化燃煤電廠區域布局,統籌使用各地區環境容量,集約利用土地資源的重要途徑。建設全國互聯電網,走輸煤輸電并舉的道路,推動在煤炭資源豐富的北部、西部地區集約建設大型煤電基地,既能夠騰出東部發展所亟需的土地資源和環境容量,又能夠推動西部資源優勢轉化為經濟優勢,提升資源回采率,降低煤炭資源開發和運輸的污染。
發展堅強智能電網對溫室氣體減排至關重要。我國溫室氣體排放主要來源于能源行業,實現能源行業的綠色發展是應對氣候變化的核心。2006年能源行業二氧化碳排放量,占全國排放總量的89%。支持清潔能源機組并網,推動清潔能源的大規模開發和能源資源的清潔高效利用,是電網企業充分發揮電網功能,減少溫室氣體排放,應對氣候變化的關鍵舉措。
作為電力產業的中心環節,公司將充分發揮堅強智能電網的戰略支點功能,利用對產業和社會的帶動力與影響力,倡導綠色發展,實施綠色生產,推行綠色采購,推動產業的技術升級,促進節約型社會建設,服務經濟社會可持續發展。
國家電網公司預計在2020年基本建成堅強智能電網,全力提升消納清潔能源能力,助力電力系統提升能源利用效率,積極推動電力裝備業和全社會節能,加快電動汽車發展,2020年將比2005年減排二氧化碳16.5億噸,對實現我國2020年單位GDP碳排放強度下降40%~45%目標的貢獻度超過20%。
2020年,公司經營區域內發電裝機容量將達14.4億千瓦,其中清潔能源發電將占總裝機容量的28.4%。公司建設抽水蓄能等調峰電源,提高電力系統安全性和經濟性,加快電網建設,配置電力資源能力不斷加強,2020年跨區跨國輸電能力將達4.2億千瓦,其中特高壓輸電能力將達3.3億千瓦。2020年,國家電網智能化程度將達到國際領先水平,智能電表推廣率將達到100%,電動汽車充電站將覆蓋至大中城市。
公司通過提升消納清潔能源能力、降低線損及機組發電煤耗、推動電動汽車發展等促進能源替代等方式優化能源供應結構。
相對于2005年,2020年國家電網公司經營區域內的水電裝機容量增加約15660萬千瓦,核電裝機增加5018萬千瓦,太陽能發電裝機增加1820萬千瓦,風電裝機9725萬千瓦。按照水電、核電、太陽能發電、風電年利用小時數分別為3500小時、7500小時、1400小時和2000小時測算,上述可再生能源年發電量約1.14萬億千瓦時,替代燃煤約3.66億噸標煤,減排二氧化碳約10.18億噸。
2005年國家電網平均線損率為6.58%,假定2020年平均線損率為5.7%,據規劃,2020年公司經營區域內供電量約達49759億千瓦時,則公司2020年相比于2005年線損降低節約電量可達438億千瓦時,節約標煤0.14億噸,減排二氧化碳0.39億噸。
2005年全國發電煤耗343克/千瓦時,在堅強智能電網發展模式的推動下,2020年發電煤耗可達305克/千瓦時。據規劃,2020年公司經營區域煤電裝機可達9.36億千瓦,則發電煤耗降低可節約1.89億噸標煤,減排5.24億噸二氧化碳。
在堅強智能電網的推動下,假定2020年相對2005年新增電動汽車3000萬輛,可替代燃油3550萬噸,考慮到2020年的發電結構,通過以電代油可實現減排二氧化碳6870萬噸。