国家电网将基建智能电网 预计十年内实现累计减排105亿吨

    近日，国家电网公司在京发布国内企业首个绿色发展白皮书，提出其雄心勃勃的碳减排计划，并对公众一直关注的“清洁能源消纳”和“智能电网”作出系统阐述。到2020年，国家电网将基本建成坚强智能电网，预计未来十年可推动实现二氧化碳累计减排105亿吨，对实现我国2020年单位GDP碳排放强度下降40%—45%目标的贡献度超过20%。按国务院发展研究中心产经研究部部长冯飞的说法，这一目标“出乎意料”，它的提出对于绿色发展具有“基础性、战略性作用”。

    《国家电网公司绿色发展白皮书》承诺，将积极提升消纳清洁能源能力，预计到2020年，可消纳清洁能源4.9—5.7亿千瓦，占电力装机容量的32%—33%。

    然而，主网架不强，跨地区输送存在瓶颈制约是摆在面前的电网现状，这已公认成为风电等清洁能源大规模发展的最大制约因素。

    国家电网公司给出的答案是：我国的资源禀赋、国情、技术特性和经济性决定了建设以特高压为骨干网架的坚强智能电网，是实现清洁能源大规模开发、远距离输送和大范围消纳的唯一途径。

    风电发展  遭遇“车多路少”

    “一川碎石大如斗，随风遍地石乱走”，酒泉市的瓜州、玉门荒漠及肃北马鬃山地区，素有“世界风库”之称。2009年8月8日，世界首个千万千瓦级风电基地在这里正式开工建设。然而，由于远离电网和负荷中心，该项风电的消纳和送出成为远比风电建设本身更伤人脑筋的问题。

    同样，在拥有最优质和相对稳定风源的内蒙古，风电厂发了电却无法进入终端用户，大部分风机在夜间低谷期弃风停运，遭遇“车多路少”的尴尬。

    内蒙古发改委能源处处长赵钢深有体会：“当前内蒙古风电发展的瓶颈是并网问题，这已严重制约了风电发展。”

    国家电监会《我国风电发展情况调研报告》显示，目前全国风电场普遍经营困难，甚至亏损，还有近1／3的风电机组处于闲置状态。

    近年来，我国风电发展速度大大超出原来的规划预期，风电并网容量增速最近四年连续达到100%。

    对此，国家电网能源研究院副院长胡兆光表示，尽管内蒙古自治区和国网公司都已承诺接纳内蒙古风能发电，但目前风电突飞猛进的发展态势，已经远远超出了电网承载的容量。

    “在当前的电网状况下，一旦风电场同时发电，当地电网将立即瘫痪。”胡兆光解释，中国风能资源丰富的地区主要分布在“三北”地区，而这些地方又是电网最弱的地区。中国风电大发展，将面临电网不堪重负的大问题。

    清洁能源  调峰难题都留给了电网

    清洁能源“发得出”更要“送得走”。按照“建设大基地、融入大电网”的规划布局，我国规划在内蒙古、甘肃、河北、吉林、新疆、江苏沿海等地区建设七个千万千瓦级风电基地。国网公司副总经理舒印彪指出，这些风电基地所在地区大多负荷较低，电网规模小，无法就地消纳，需要依托更高电压等级、大规模远距离输送。

    我国80%的水能资源分布在西南地区，76%的煤炭资源保有储量分布在山西、内蒙古、陕西、新疆等西部和北部地区，95%以上的风能资源集中在“三北”地区和东部沿海，而2／3以上的能源需求集中在东中部地区。

    近年来，我国风电、太阳能等清洁能源发展迅猛，风电装机连续实现翻番式增长。有专家分析指出，2009年全国并网风电总装机容量达到1613万千瓦，2010年风电将达到3000万千瓦，今后每年新增装机可能达到1000万千瓦左右。

    据《国家电网绿色发展白皮书》分析，我国风电大规模发展和并网存在风电出力的反调节特性和有效预测困难，风电出力的随机性和间歇性会影响电网安全稳定运行，以及缺乏统一规划、技术标准和相关配套政策不完善，电能质量难以满足用户需求等亟待突破的瓶颈。

    以风电为例，如果仅考虑在本省内的风电消纳能力，2020年全国可开发的风电规模为5000万千瓦左右；通过特高压跨区联网和加大调峰电源建设，可以扩大清洁能源的消纳能力，全国风电开发规模可增加5000万千瓦到1亿千瓦。

    研究表明，通过跨区联网扩大清洁能源的消纳市场，充分利用西部丰富的水电、风电等清洁能源，到2020年，每年可减少消耗4.7亿吨标准煤，可减排二氧化碳13.8亿吨，全国环境损失减少44.8亿元／年。

    多位业内专家一致表示，建设特高压电网，加强区域互联，扩大消纳范围，是促进清洁能源规模化发展的重要途径。

    特高压 成就“电力高速路”

    “去冬今春，华中地区供电紧张，通过特高压试验示范工程紧急支援的功率达248万千瓦，日均电量约5000万千瓦时，已成为我国南北方向一条重要能源输送通道和南北水火互济运行、实现跨省跨区资源优化配置的工程典范。”据华中电网公司有关负责人介绍，晋东南—南阳—荆门1000千伏特高压交流试验示范工程，自2009年正式投运以来的一年间，已累计输送电量91亿千瓦时。

    于2009年年底全线成功带电的向家坝—上海正负800千伏特高压直流输电示范工程投运后，可将四川、西北清洁能源源源不断输往华东，为上海世博会提供源源不断的绿色动力。

    我国正成为世界现代电网理论与实践的引领者。

    越来越多的业内人士已达成共识，通过特高压坚强网架的建设，在全国范围内对包括煤电、清洁能源等在内的各种资源形式进行配置，为实现我国各类大型能源基地开发和电力高效送出提供了物理平台，将显著提升我国能源综合利用效率。

    正在规划建设的西部和北部大型煤电基地、西南水电基地与中东部负荷中心地区的距离在800—3000公里。如依靠现有的交流750千伏、500千伏和直流正负600千伏级、正负500千伏输电技术，将无法满足能源资源配置需求。而特高压在上述输电距离范围内大有用武之地，技术经济优势十分突出。

    研究表明，2020年跨区输电方式与省网范围内消纳方式相比，可提升电网消纳风电规模近1倍。

    “电网的坚强程度、智能程度和系统调峰能力，在很大程度上决定了风电等间歇式能源的开发规模和利用水平。”国网能源研究院院长张运洲提出了解决之道，在规划建设大型水电、风电基地的同时，同步规划设计并网方案和跨省跨区输电通道，提高风电设备技术创新，实现风电场的功率可预测性和可控性，加快抽水蓄能、燃气电站等调峰电源的建设步伐，加强跨省跨区输电网络的建设，加快建设以特高压电网为骨干网架、各级电网协调发展的坚强智能电网。

    国网能源研究院为我们描绘了清洁能源发展的未来图景：内蒙古的西部地区和东部地区、甘肃河西走廊地区、河北北部、吉林、新疆、江苏沿海地区将建成千万千瓦级风电基地，海上风电将得到大规模开发；西北部地区将建设大规模太阳能发电基地；核电建设主要集中在东部沿海地区，内陆核电起步建设；西部地区继续大力发展水电，金沙江流域、四川、云南的水电资源将成为我国西电东送的重要电源，西藏外送水电也将大规模开工建设。

    同时，根据规划2020年国家电网特高压及跨区、跨国电网输送容量将达到3.73亿千瓦以上，其中通过特高压传输的容量为2.5亿千瓦以上，这必将为清洁能源的大规模开发利用提供坚强的电网支撑，为清洁能源规模集约送出打造便捷高效的“电力高速路”。

    在今年的全国两会上，已有不少代表、委员建议国家将建设特高压上升为国家发展战略，将特高压发展纳入国家“十二五”发展规划。

    张运洲的建议更为明晰，希望国家能尽快批复“两纵两横”特高压交流后续工程开展前期工作，尽快核准建设陕北（蒙西）—长沙、锡盟—上海、皖电东送工程等项目，陆续开工建设溪洛渡—浙西、宁东—绍兴、哈密—河南、酒泉—湖南等特高压直流工程，“十二五”期间全部建成投产，实现将西部、北部地区丰富的能源资源大规模输送到中东部地区。

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    清洁能源资源的开发利用方式包括发电、供热、制气／燃料等。其中，水能、核能、风能的主要开发利用方式是发电；太阳能的主要开发利用方式是发电和供热；生物质能的主要开发利用方式包括燃料、发电和制气等。总体来看，我国80%以上的清洁能源将转换为电力加以利用。

    受能源资源禀赋影响，我国电力供应长期以煤电为主，清洁能源占一次能源产量的比重较低。截至2009年底，煤电装机所占比重高达74%，发电量占82%，火电厂消耗的原煤占全国煤炭消费总量的50%以上，排放的二氧化硫、二氧化碳等占全国排放量的比例均在40%以上。

    初步分析，要实现2020年我国能源结构调整及碳排放强度下降的目标，清洁能源发电装机占电力总装机比重必须达到1/3以上，发电量占总发电量的比重必须达到1/4以上。根据测算，2020年全国能源消费总量约合45亿吨标煤，非化石燃料的发电量要达到2万亿千瓦时，合标煤6.9亿吨，才能实现占能源消耗总量15%的目标。

    据分析，要实现2020年非化石能源占一次能源消费总量的比重达到15%的要求，清洁能源发电需要达到12.4%—12.8%；清洁能源发电装机容量为4.9—5.7亿千瓦，将占电力总装机容量的32%—35％左右。其中，水电装机容量达到3—3.5亿千瓦，核电装机容量达到8000万千瓦左右，风电和太阳能装机容量合计达到1.5亿千瓦左右。■