在全球能源绿色转型加速推进的背景下,欧洲电力系统发展呈现出一系列新趋势与新特征,既体现了欧洲在推动能源转型方面的积极探索,也反映出其所面临的挑战。通过剖析欧洲电力系统转型的政策方向和实践路径,对于我国科学编制“十五五”电力发展规划、加快推进新型电力系统建设具有重要的参考价值和现实意义。
欧洲能源转型进程、成效与挑战
欧洲能源转型起步早、进度快,根据2021年颁布的《欧洲气候法》,欧盟将于2050年实现“碳中和”目标。近年来,欧洲在电力相关领域陆续出台多项举措,旨在强化清洁能源供应,补齐基础设施短板,以技术创新驱动低碳转型发展。
欧盟实施REPowerEU计划以来,新能源步入快速增长阶段,2022~2024年,光伏发电、风电装机分别新增约1.7亿千瓦、0.4亿千瓦,可再生能源发电量占比达到47%。欧洲大力发展海上风电,其中北海凭借其风能资源优势,逐渐成为开发核心区域。按照欧洲九国签订的《奥斯坦德宣言》,预计到2030年、2050年,北海海上风电装机规模将分别达到1.2亿千瓦、3亿千瓦以上,包括我国参与的Borwind6工程在内的一批重大项目已陆续开工建设。欧洲互联电网运营商联盟(ENTSO-E)编制了海上电网基础设施规划,系统论证了欧洲海上风电规模布局、汇集方式和送电方向,进一步细化了海上风电发展的时间表与路线图。
在新能源规模快速增长的背景下,欧洲电网发展相对滞后,例如2013年纳入规划的法国—西班牙直流互联项目目前仍未投产。今年6月,欧盟委员会发布了前瞻性电网投资指导文件,指出到2040年,输电网、配电网投资需求分别为4720亿欧元、7300亿欧元。欧盟委员会强调,为解决电网项目建设缓慢、电源接入时间延迟、设备制造产能不足等问题,将进一步提升电网规划的前瞻性,基于能源、气候和工业政策超前研判电网中长期发展需求,统筹制定各级电网规划,指导预留站址廊道空间,科学扩大装备制造产能。同时,还应加快审批流程、优化成本分担,兼顾提升电网投资水平和投资效益。
欧盟高度重视本土新能源、电网、储能等领域的技术创新和产业发展。根据《净零工业法案》,欧盟计划到2030年本土净零技术制造产能达到部署需求的40%,到2040年在关键领域的全球市场份额达到15%。西门子能源、维斯塔斯等企业在部分前瞻性技术研发和装备制造领域具备领先优势,西门子能源公司正在开展基于PEM电解槽的绿电制氢技术以及具备100%纯氢燃烧能力的重型燃气轮机研发,推动以氢能作为长周期储能介质和能源载体,通过“零碳循环”方式为电力系统提供可靠的电力供应和稳定支撑。
在欧洲能源转型进程中,电力系统安全面临着多重挑战。今年4月,西班牙、葡萄牙发生因电压激增引发的大面积停电,暴露出欧洲电力系统在电网互联结构薄弱、调节支撑资源缺失、新能源涉网性能不足等多方面的短板。今年7月,捷克再次发生因电网连锁故障造成的大停电事故,持续引发各界对电力安全的关注。与欧洲发达国家相比,我国在推动能源转型过程中,电力需求仍保持刚性增长,电力系统物理形态和运行特性即将进入“无人区”,更加需要统筹好发展和安全,以高水平安全保障高质量发展。
坚持系统思维,强化规划引领,推动我国新型电力系统建设发展
“十五五”是我国全面推进新型能源体系建设、实现碳达峰目标的关键时期,我们要发挥好电力规划的引领作用,全面准确把握“十五五”面临的新形势新问题,围绕源、网、荷、储、技术、市场、政策全面深化研究,科学擘画我国新型电力系统发展蓝图。
夯实煤电兜底保障功能,推动新能源发挥主体电源作用。落实国家新一代煤电升级专项行动,在电网快速调节需求大、系统调峰能力不足的地区优先规划布局一批新一代煤电项目,提升保供支撑作用和灵活调节能力。深入分析新能源涉网性能对电力系统安全稳定的影响,提升新建机组频率、电压耐受和支撑能力,推动存量机组涉网性能改造,科学测算分布式调相机等动态支撑资源配置需求,提高新能源安全可靠替代水平。借鉴欧洲海上风电发展经验,统一开展海上风电输电规划研究,围绕空间资源、系统安全、消纳方向、技术路线、成本疏导等进行综合论证,科学引导海上风电集中式开发,满足东中部地区负荷用电需要。
构建坚强柔性电网平台,保障系统安全稳定运行。落实国家关于加强大基地和外送通道建设的部署,远近结合开展中长期电力流规划,统筹大电网安全、输电走廊资源、送电距离等因素研究未来跨区送电方向,实现电力流向全局最优。紧扣国家区域重大战略和全国电网发展格局,深化区域电网规划方案论证和电力系统设计,推动送端直流分群分组,优化受端电网分层分区,提升区域主网架直流安全承载能力和新能源消纳能力。强化主配微电网协同规划,统一边界条件和典型场景,统筹发挥大电网资源互济、配电网灵活接入、微电网就地消纳作用,做好一次网架建设和二次系统配置的衔接,推动各级电网协调发展。
把握需求侧结构特性变化,提升负荷灵活调节能力。加强负荷侧有源化、电力电子化特性分析,研判主配网“潮汐式”潮流交互、净负荷“鸭子曲线”未来变化趋势,研究宽频振荡等新型稳定问题及应对措施。深入分析负荷特性变化对电力供需平衡的影响,建立覆盖负荷缺口、缺电时段、缺电概率的多维保供评价模式,提高电力供需分析精准性。进一步提升需求响应能力,优化分时电价机制引导空调、电动汽车等负荷参与系统调节,建立各地区与尖峰负荷规模特性相匹配的可调节负荷资源库,为迎峰度夏、迎峰度冬电力保供提供有效支撑手段,提升极端天气应对能力。
扩充系统调节支撑资源,优化新型储能规模布局。聚焦储能保供电、促消纳的功能定位,系统性开展抽水蓄能和新型储能布局规划,推动储能在大型风光电基地、电网关键节点、偏远及末端地区等重点区域的合理配置,引导新型储能由政策驱动向价值驱动转变。在极端天气频繁、跨日调峰需求突出的地区规划布局一批可再生能源制氢、压缩空气储能、熔盐储热等长周期储能项目,促进新型储能功能从满足日内平衡向支撑多日平衡升级。深入分析构网型储能应用对系统运行和稳定特性的影响,科学推动各类稳定支撑资源的合理配置。
以系统需求引导科研攻关方向,推动新技术示范应用。聚焦新型电力系统规划场景和发展趋势,精准定位技术薄弱环节和“卡脖子”关键难题,从系统角度出发,提出对新技术功能定位、特性参数的需求。围绕特高压直流新技术、80千安断路器、构网型设备等关键领域,大力推进基础理论创新、重大技术攻关和核心装备研制,推动能源电力领域高水平科技自立自强。持续完善技术标准体系,聚焦电力系统规划、直流工程设计、海上风电等领域加快制定一批以我国标准为基础的国际标准,推动中国技术和理念“走出去”,提升我国在国际能源领域的权威性和话语权。
完善新型电力系统电价机制,促进系统成本公平分担。研判新能源快速发展背景下源网建设规模上升的趋势,围绕新型电力系统各要素成本合理疏导,提出电力市场发展建议。深化煤电容量电价机制,探索建立容量市场,以容量电价补偿激励各类灵活资源参与系统调节,保障电力系统安全保供充裕度。推进新能源上网电价市场化改革,运用价格信号分时分地反映电力供求关系,促进系统调节成本公平承担。结合各地区电力系统实际结构和特性,因地制宜推动调频、备用、爬坡、调峰等辅助服务市场建设,引导各类辅助服务资源空间布局优化。
加强资源要素保障,为电力规划落地创造有利条件。强化电力规划与国土空间规划的有效衔接,保障跨区输电廊道、大型电源项目和配套变电设施、城市电缆隧道等用地需要。推动建立跨地区输电通道走廊保护和协调机制,形成政府、企业、社会多方协同模式,高效推进大型电源基地外送工程建设。推动建立海上风电开发协调机制,围绕规划编制、前期论证、工程建设、运行维护等全寿命周期各环节,加强能源、海洋、交通等相关部门协同,深化政企联动,实现海陆资源统筹集约利用,促进海上风电高质量发展。
面对全球电力行业的深刻变革,我们需立足本国国情,把握客观规律,紧紧抓住“十五五”战略机遇期,以系统性思维统筹做好源、网、荷、储、技术、市场、政策等全要素规划,助力我国新型电力系统建设在一步一个脚印中筑牢安全基石、创造发展新篇,为全面建设社会主义现代化国家提供坚强电力保障。

