中国工程院院士刘吉臻“灵魂拷问”：“2022年，我国风电、光伏装机达到7.5亿kW，发电量为1.2万亿kWh。据此判断，到2030年，即便风、光装机翻一番，也只能增加1万亿多千瓦时的电量，届时也还有约2万亿kWh的电量供应空缺。这个难题该怎么解？”
“2022年，我国风电、光伏装机达到7.5亿kW，发电量为1.2万亿kWh。据此判断，到2030年，即便风、光装机翻一番，也只能增加1万亿多千瓦时的电量，届时也还有约2万亿kWh的电量供应空缺。这个难题该怎么解？”9月20日，中国工程院院士刘吉臻在由中国电力发展促进会组织召开的2023第十届中国电力规划发展论坛上，就今后一个时期的我国电力保障供应抛出“灵魂拷问”，引发与会专家学者热议。
当前，水电迅猛发展的时期已经过去，核电因为存在争议提升空间有限，被寄厚望的风、光可再生能源尚未形成稳定可靠的供应能力。而随着风、光占比持续提升，加之极端天气频发，我国电力系统面临的保供风险挑战愈发不容忽视。
电力消费中长期刚性增长
未来7年增量可超3.2万亿度
电力作为国民经济的基础支柱产业，与工业化程度高度相关。当下发达国家电力需求已经进入平台期，而我国人均用电量仍处于较低水平，随着终端电气化水平持续提升，我国电力需求仍将刚性增长，且增量巨大。
相关数据显示，2022年，在国际能源价格波动等多重超预期因素影响下，我国全社会用电量依然维持了3.6%的增速，达到8.6万亿kWh。今年上半年，全社会用电量增速更是达到5%。
水利水电规划设计总院副总工程师谢宏文在会上指出，“十四五”期间，预计我国年均新增用电量将达到4400亿kWh，年均用电增速达到5.4%；“十五五”期间，我国也将维持4.6%的年均用电量增速，年均新增电量预计达到4800亿kWh，相当于德国2022年的用电量。
据电力规划设计总院预计，到2030年，我国全社会用电量将增长到11.8万亿-12.5万亿kWh。这意味着，未来7年内，我国全社会用电增量将达到3.2万亿kWh以上。
“预计我国用电需求增长将于2040-2045年进入饱和阶段。到2040年，我国全社会用电量达到15万亿kWh左右，人均用电量接近美国当前水平，突破1万kWh。但由于我国用电需求基数庞大，届时用电年增量仍将维持在1000亿kWh左右，接近澳大利亚当前年用电量的一半。”电力规划设计总院副院长刘世宇在会上说。
保供应、促转型“双重压力”当前
风电光伏尚需加力
那么，未来7年内，这3万亿多度新增用电从哪来？靠什么？
“我们现在面临的是保供应、促转型的双重压力。我国水电资源已经基本开发差不多，核电资源也有限，主要还得靠大力发展风电光伏。”有与会专家在会上坦言。
事实上，受全球能源转型与我国“双碳”目标推动，近年来，我国风电、光伏发展一路高歌猛进，新增装机连续三年突破1亿kW。10年间，包括风电、光伏、水电等在内的可再生能源装机增长约3倍。2012-2022年，我国风电、光伏、水电装机占比从27.5%提升到45.7%，发电量占比也从19.4%提升到28.7%。与此同时，煤炭在能源消费结构中的占比从68.5%降至56.2%。
但即便如此，在刘吉臻看来，在当下能源转型与兑现“双碳”目标的大背景下，要满足这3万亿度电的增量需求仍然面临巨大挑战。
相关数据显示，2022年，风电、光伏装机达到7.5亿kW，然而发电量也仅为1.2万亿kWh，对8.6万亿kWh的全社会用电量贡献度只有不到14%。
“根据相关规划，到2030年，我国风电、光伏装机总量将达到12亿kW以上。但即便届时风、光装机相比较于2022年翻番达15亿-16亿kW，两者可贡献的发电量也只能再增加约1万亿多千瓦时，还有约2万亿kWh的电量‘空缺’待补。”刘吉臻指出。
“虽然目前我国新能源发电利用率已达到先进水平，但新能源装机还没有形成可靠替代。”刘世宇也表示。
记者从会上了解到，“十三五”以来，国家电网经营区内增加的5亿多千瓦风、光装机，有一半时间出力不到15%。2022年迎峰度夏期间，华北地区晚高峰风电的出力只占到装机的4.4%，华东地区更仅占1%。
“经研究统计，即使在风光资源比较好的西北地区，风电保障出力仅约为装机容量的5%左右；‘十四五’期间，参与用电高峰电力平衡保供的光伏保障出力仅占光伏装机约2%。”刘世宇进一步指出，目前，风电光伏的置信容量还比较低，难以有效替代化石电源装机。“简单通过新能源配置储能也不能解决新能源的稳定可靠供应问题。”
更值得注意的是，随着全球变暖、气候异常现象的加剧，频发的极端天气对新能源高占比的电力系统也将产生极大影响，更进一步推高了电力保障难度。“中国电网结构形态复杂，大规模新能源接入下的电网安全将面临重大挑战。”有与会专家直言。
火电仍是兜底保障电源
风、光还须在可靠控制上下功夫
另有与会专家指出，目前，我国灵活性调节电源缺乏，比如，“三北”地区新能源富集，但灵活性电源仅不足3%，调节能力先天不足，从而制约了风、光新能源消纳。再加上近年来新能源超规划迅猛发展，如何提升利用率需要高度重视。“这是新能源可持续发展的重要基础。”
“从中长期的电力保障角度来讲，必须要全面准确地理解新能源的替代不仅仅是替代电量。新能源要可靠替代化石电源，成为主体电源，必须同时进行电量替代、容量替代和电力系统必不可少的安全稳定功能的替代。”刘世宇说。
刘世宇建议，可通过系统友好型新能源站、分布式源网荷储一体化、跨季节长时储能等革新技术和创新模式，提升新能源可靠替代能力，保障新能源电量充分满足刚性增长的全国用电需求，并有效替代存量化石电源装机。
会上，多位专家提出，从保障供应和经济性替代的角度讲，当下，不可否认的是“煤电仍然是保障电力电量供应的压舱石”，所以还是要稳住传统能源支撑，构建清洁高效、兜底安全的传统能源保供体系，在此基础上稳步推进非化石能源成为供应主体。
在刘吉臻看来，用户侧也是一个电力“富矿”。“用电侧负荷一旦可平移、可调节、可中断，必然就是电力系统的宝贵资源。”
“今后需求侧的管理还是要进一步加强，否则很难满足电力的保供需要。如果只是靠在供给侧做工作，势必需要花费大量的投入，电力系统的成本疏导问题也要引起重视，最终成本还得全社会共担。”有专家在会上建议，还是要把存量的资源利用好，新建的设施规划好，以此节约能源转型投资成本。
