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中国在2020年9月向全世界承诺2030年实现碳达峰、2060年实现碳中和,然而如何实现能源转型、建立以新能源为主体的新型电力系统等,都对中国提出挑战。

在2022年世界经济论坛(又称“达沃斯论坛”)期间,国家电网公司总经理张智刚、宁德时代首席制造官倪军作为中国代表,线上参加了“能源转型中的中国”的讨论环节,分享了国家电网和宁德时代在中国能源转型中的使命与愿景,并倡导以技术创新实现碳中和。参加该会议的还有美国标准普尔副董事长丹尼尔·耶金,以及澳大利亚FMG集团CEO伊丽莎白·盖恩斯。

张智刚:未来十年将投入3000亿元助力能源转型

近年来,中国的能源转型取得了显著成效,再生能源的装机规模迅速增长到1030GW。

“其中,新能源的年均增速近六年来达到了24.2%,近两年来风电和光伏发电新增装机都超过了100GW,同时电能占终端能源消费的比重也从21.4%上升到了28.2%。”张智刚称。电网连接能源生产和消费,是能源转换利用和输送配置的枢纽平台,在能源转型中承担了巨大的社会责任。

加大电网的互联互通、提高电网配置资源的传输能力是关键。过去五年,国家电网年均电网建设投入超过4000亿元。“为适应新能源快速发展的需要,国家电网推动了电网数字化转型,已建成8000多个纯数字化智能变电站,安装5亿只智能电表,超过90%配电网实行自动化,大幅提高了电网的可观测性和可控制性。”他称,围绕能源转型,国家电网计划未来10年投入3000亿元开展工作,同时还将全面推行市场化配置,用市场机制调节各方利益。

目前,国家电网供电范围覆盖了中国国土面积的88%,服务的供电人口超过11亿,2021年公司的售电量高达5.17万亿千瓦时。

值得一提的是,能源转型还需要从传统电网端着手,提高电网智能调度能力、加大特高压建设力度就是关键,这也跟中国的特殊情况有关——中国新能源分布不均匀,新能源装机容量集中在西北地区,而这些地区的用电负荷通常较低,较易出现新能源过剩问题;而我国东部经济发达省份新能源装机数量较少,消纳空间较大。新能源高比例并网背景下,需要扩大资源富集区外送规模,提升电网大范围资源配置能力。

张智刚也表示,由于需要进行大量远距离输电,为此国家电网创新开发了特高压输电技术,到目前为止已累计建成29项特高压输电工程,线路长度3.9万公里,其中有一条±1100千伏的特高压直流系统的输电距离超过了3000公里。

为了配合刚刚结束的北京冬奥会,国家电网此前在北京附近建成了全球首个±500千伏的柔性直流输电工程,这些输电技术为中国大范围配置资源和开发利用新能源提供了技术手段。

此外,提升电网条件、发展储能亦至关重要。由于目前中国仍以火电为主,而火电的调节性能受到限制,因而在和新能源快速接触后,波动性带来调峰需求。近几年我国新能源装机容量快速增长,但受系统调峰能力不足,一度弃风、弃光率较高,新能源利用率有待提升。

“于是我们就大力开发抽水蓄能,它是一种比较好的传统储能手段,目前公司运行和建设中的抽蓄电站容量已经达到65GW,这是很大的一个数目。”张智刚称,公司也对100GW的火电机实行了灵活性改造,主要是能让其具备更好的调节能力。比如像电化学储能等新型储能,目前仍处于大力发展阶段,国家电网制定了一个雄心勃勃的计划,即到2030年要建成100GW,同时要积极挖掘用户侧的调节资源。

抽水蓄能和电化学储能是当前储能发展的主流选择,两者发展模式存在显著差别。根据应用场景,储能方案可划分为电网侧,电源侧和用户侧三类,不同的场景下,储能发挥着不同的功能——发电侧:主要解决电量偏差、出力波动等问题,常见的方案有火电灵活性改造、风光储一体化等;电网侧:主要价值体现在缓解电力缺口、参与电网调峰调频、增强电网可靠性等,抽水蓄能为电网侧储能的主要方案;用户侧:在用户侧,储能是实现分时电价管理的主要手段,还可用于容量管理和电能 质量调节,可能的方案包括电化学储能、储能参与需求侧响应调节等。

倪军:中国新能源汽车飞速发展

除了可再生能源发电,提高新能源车渗透率也是中国迈向“碳中和”的关键。

动力电池巨头宁德时代在中国的市占率稳居第一,且不断拓展利润率更高的海外市场。目前,中国新能源车渗透率已经攀升至20%,各界认为中长期不排除到达100%。

“从全球各主要国家政府所颁发的新能源汽车规划来看,最迟到2035年,可能燃油车不会在市场上销售。”倪军表示,中国已在新能源汽车方面飞速发展。2021年中国新能源车销量为350万辆。2022年1~4月,尽管整个汽车销量同比有所下降,但新能源车的产能反而增了一倍多。

除了动力电池,宁德时代在储能电池方面亦有布局。倪军称,由于风电、光伏发电以及水电等可再生能源易波动、不稳定的特点,以及西电东输过程中电网调频调峰的需要,大规模储能系统将迎来巨大的发展空间。

他提及,除了在使用端进行创新研发,宁德时代还在发电端、输电端甚至变电端加大研发投入,在材料研发和生产制造等多方面进行创新。在材料及材料体系创新方面,宁德时代于去年全球首发钠离子电池;在极限制造创新方面,宁德生产基地凭借在极限制造方面的成就,被世界经济论坛评选为“灯塔工厂”;今年,宁德时代将极限制造升级为绿色极限制造,宜宾工厂成为全球首个获得认证的零碳电池工厂。

宁德时代方面表示,将不断拓展清洁能源的应用场景,让每个消费者都能使用到清洁的能源,推动全球碳中和目标早日实现。

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