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在向可再生能源转型的过程中,为何中国能成为世界领导者?

  • 本地新闻稿
2021-03-29 at 19:00 E. Europe Standard Time

2020922日,习近平主席在第75届联合国大会上承诺,中国将在2060年前实现碳中和。虽然近年来全世界已有超过一百多国家做出了类似承诺,但作为全球最大的能源生产国以及二氧化碳排放量最大的国家,中国的这一承诺无疑是迄今为止最雄心勃勃且意义重大  

 

要想在2060年前实现碳中和,中国必须构建并将更多可再生能源并入其能源体系,从而减少对燃煤发电的依赖。

 

然而,仅靠建设更多的太阳能和风力发电场并不够。由于依赖天气的太阳能和风能发电具有不可预知性,中国的电力系统需要具有高度的灵活性。这一电力系统应在可再生能源无法满足需求时能够适应并提高电力生产;一旦可再生能源恢复供电,该系统又可迅速关停。为此,在将可再生能源并入电网时,燃气内燃机(ICE)发电厂和储能系统(ESS)等灵活技术必须在中国的电力系统中发挥重要作用。

 

雄心勃勃的目标与重大挑战

 

2019年夏,芬兰公司瓦锡兰(Wärtsilä)与中国电力规划设计总院(EPPEI)展开合作,研究如何优化中国江苏省电力系统。这项题为增强电力系统灵活性:芬兰经验在江苏的应用的研究,旨在探索江苏向更多可再生能源(RES)转型的最佳路径以及确保电网稳定所需的灵活技术。

 

瓦锡兰中国有限公司市场发展总经理周秦声在谈到这项研究时表示:

这项研究启动时,我们想要确定为了将可再生能源大规模并入江苏电力系统,我们需要什么样以及究竟多少灵活技术;其次,电力系统灵活性能给我们带来哪些好处。根据瓦锡兰在全球50多个类似电力系统建模研究的经验,我们得知将灵活技术与可再生能源整合相结合可以带来巨大的成本效益,那么我们了解这可以给江苏带来多大的效益。

 

江苏省成为一个理想研究对象,其原因在于以下几点:首先,江苏省位于长江经济带,全省人口超过8050万,对中国的经济增长至关重要。其次,江苏省四季分明、夏热冬冷的气候特点显著增加了峰值负荷需求。这两个因素给能源系统带来了相当沉重的压力,目前江苏省超过18%的能源必须靠进口来满足需求。

 

电力规划设计总院国际合作部负责人王顺超博士在谈及这项研究时说道

 

这项研究需要我们向政府机构以及当地的能源企业给出明确的建议。为此,我们必须清楚他们的观点,因为他们面对的是一个竞争更加激烈、更不稳定且由于管制宽松导致存在很多不确定因素的市场。

 

能源企业一方面需要保证稳定可靠的电力供应,另一方面需要整合更多的可再生能源,而这种能源的供给呈波动态势。因此需要我们提供有切实依据的结论和建议,帮助企业应对挑战并了解做出投资选择所产生的果。

 

中国向更大规模可再生能源并网模式转型之路

 

江苏省一直走在了中国能源转型的前列,其能源主管部门提出采取必要的措施,提高能源系统的灵活性和适应性,以确保能源生产的安全、高效、清洁和低碳化。据估计,2020年江苏的太阳能光伏和风力发电总装机容量达到15吉瓦,但江苏能源生产企业要想满足不断增长的能源需求,还需要大幅提高总装机容量。 

 

王顺超博士描述了从该电力系统建模研究中得到的启示,他说道:研究报告表明,可再生能源并网可以在减少碳排放量和降低整体能源成本方面带来巨大效益。为了使此类效益最大化,应尽可能将更多的可再生能源并入电力系统中。但这种并网只有在采用了充足的灵活技术的情况下才有可能实现,因为这些技术为系统提供了至关重要的稳定性。

 

周秦声也表示,“像江苏这样的省份已经是一个很大的电力市场,多种各具优势的灵活技术在这里都有广阔的发展空间。电池中储存的电力可以在几秒钟内加到系统中,储能成本不断降低。瓦锡兰燃气内燃机发电厂可以在两分钟内启动,并可扩展至提供数百兆瓦的电力,能够极大地满足灵活性需求。我们相信,储能技术与高效灵活的燃气内燃机发电厂的结合将为江苏省部署可再生能源提供必要的调峰和调频支持,在增加能源产出的同时,还能减少碳排放。

 

我们的系统建模预测了三种场景,第一种是基准(低可再生能源),要求在现有发展规划的基础上,到2030新增风电装机容量与太阳能发电装机容量均为30吉瓦第二种是中等可再生能源,2030年,新增风电装机容量将达到50吉瓦,新增太阳能发电装机容量60吉瓦;还有一种是高再生能源,2030年,要求新增风电装机容量85吉瓦、新增太阳能发电装机容量80吉瓦。过去,能源行业一直致力于以更循序渐进的方式减少碳排放。直到去年9月,习主席宣布了碳中和目标,促使业内各方做出更多的承诺。因此,瓦锡兰认为我们在系统建模中预测的第三种高再生能源场景是完全可以实现

 

在高再生能源场景,报告计算出到2030碳排放量将减少25%,合计节约成本640亿元人民币。这是两个不可忽视的巨大收益。如果再考虑到灵活的燃气内燃机发电厂未来可以改用氢气或不含化石的合成燃料,这将加速减少碳排放,帮助中国实现碳中和。

 

周秦声补充道:"中国在可再生能源装机容量和可再生能源产量方面已经位居世界前列。当然,中国目前的基本载荷还是以燃煤能源生产为主。但瓦锡兰相信,未来十年中国能源行业将发生重大变化。可以预见的是可再生能源将提供另一层基载,大大减少中国对煤炭的依赖。将基载从化石燃料中转移出来,将对中国迈向碳中和之路产生重大影响。”

 

中国在全球抗击气候变化中的作用

 

中国在能源转型方面取得成功对世界其他国家实现《巴黎协定》中全球平均气温升高幅度需控制在2摄氏度以内”的目标具有重要意义。虽然中国的能源行业只是碳排放中的一环,但如果没有它对降低碳排放的积极贡献,碳中和是不可能实现的。

 

中国的能源行业越来越清楚地认识到,利用现有的灵活能源技术,加速可再生能源在能源系统中的部署是非常可行的。燃气内燃机发电厂和储能技术可以在提供必要的灵活性方面做出应有的贡献。

 

如今,大量的成本节约为实现环境效益提供了支持,最终带来一个更加稳定可靠的电网,为中国经济的持续增长提供动力。考虑中国取得的这些成就和其实现碳中和目标的意愿,我们有充分的理由相信中国成为可再生能源转型的世界领导者。

 

引领中欧合作进程

 

谈及中国电力规划设计总院与瓦锡兰的合作,王顺超博士最后说道:

与瓦锡兰的合作让我们收获颇丰。他们不仅是优秀的技术提供商,而且对电力系统有着深刻见解瓦锡兰在电力系统模型开发、模型模拟和场景开发方面给予了极大帮助,而我们在白皮书中总结的经验对其他省份也非常适用。

 

此次合作也是基于中国和欧洲在诸多领域愈发紧密联系的大背景下,这一点我们可以从最近的《中欧全面投资协定》中看出。我认为可再生能源和低碳能源将是中欧合作的重要领域,瓦锡兰在该领域发挥了非常积极的作用,我们双方的合作模式同样可以复制到其他领域。

 

与瓦锡兰合作开展江苏电力系统研究是一个非常好的起点。中国是一个巨大的市场,欢迎国际企业的参与,我们期待与瓦锡兰的更多合作,在中国各地区推广其低碳技术和先进的专业建模知识。"

   

 

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