編者按：在近日舉行的2022碳達峰碳中和論壇暨深圳國際低碳城論壇上，中國工程院院士、電力系統電力電子技術專家湯廣福通過視頻發表了主題為《“雙碳”目標下我國電力系統清潔轉型發展路徑》的演講，分析我國電力系統轉型路徑。本報摘錄整理演講內容，以饗讀者。
電力系統轉型發展路徑包括三個階段：到2030年前為轉型期，屆時新能源裝機規模占據主要地位，靈活性電源和需求穩步提升；到2050年前為形成期，屆時新能源電量占比躍居首位；到2060年為成熟期，屆時風光發電量占比提升至60%，新能源成為電力、電量責任主體。
提升火電靈活性
發展非化石能源和儲電
在能源清潔生產方面，2020年我國火電發電量占比高達71.2%，因此，轉型必須在發揮火電基礎作用的同時，充分提升其清潔化和靈活性調整能力。必須大規模發展風光發電，預計風光裝機總量占比到2035年為52.5%、到2060年72.5%。風光裝機到2030年會超過火電，成為第一大裝機主體；發電量到2040年超越火電，成為第一大電量主體。
非化石能源電量到2030年占比達46%，2060年占比達94%，這就是我們的目標。預計火電2030年達峰，裝機15.8億千瓦，其中煤電2030年達峰，為13.7億千瓦，然后進入快速下降期。氣電2040年達峰，約3億千瓦。水電2045年基本開發完畢，約5億千瓦。核電2050年達峰，約2.3億千瓦，后穩步推進到2060年增至4億千瓦以上。
當前我國靈活電以儲電和燃氣為主，占比不足4%，難以支持更高比例的新能源消納。因此需要大力發展燃氣和儲電發展，預計2030年儲電的裝機將超過1.2億千瓦，2060年各種機構預測差距比較大，可能超6億到8億千瓦，成為重要的融合電源。與此同時還要研制具有靈活調整能力的火電機組，到2060年7億千瓦裝機的火電大部分轉變為靈活電源，同時還有儲能和氫能結合，使電源容量達到20億千瓦以上，可以有效支撐到2060年風電光伏約50億千瓦裝機容量的消納。
突破關鍵技術
研究系統形態演化
需要突破的關鍵技術有很多。
在電力能源清潔生產方面，一是發展風電核心組件和技術。開展深海風電場成套關鍵技術研究及示范，實現10兆瓦及以上風機變槳系統、主軸承、超長葉片等“卡脖子”組件和材料自主化，為風能規?；_發提供支撐。
二是開發變革性發電技術。實現30%的高效穩定鈣鈦礦晶硅疊層光伏組件制備，推動變革性技術光伏電池的規?；瘧?，促進電源清潔化發展。
三是攻克煤炭高效靈活發電技術。實現煤炭發電調節范圍、速度與燃氣發電相當，支撐煤炭從兜底保供向安全、低碳、高效的靈活電能轉變。
四是突破碳捕集利用與封存技術。實現低能耗二氧化碳捕集與封存技術開發，為2060年碳中和目標實現提供兜底保障。
在電力能源傳輸方面，到2030年必須加強電網對清潔能源的調節能力，保障新型電力系統穩定性。2060年我國電網系統電源將以新能源為主，接入頻率相對固定的交流電時，需要大量電力電子變換器進行多重變換，因此必須增強電網的變頻特性。
西電東送在相當時間內會持續增加?？鐓^輸電容量在2030年、2060年預計分別達到2.7億千瓦到6億千瓦，2060年西北跨區外送直流規模約為當前的2.5倍以上，東中部2060年用電需求將達到9.4萬億千瓦時，海上風電、分布式光伏發電仍然不滿足本地的電力需求，跨省電力呈現逐漸增大趨勢，到2040年以后趨于平穩。
2030年前電網形態以混合大電網為主，局部電網仍分區，2040年后多端直流、多能互補形態基本是明確的，2060年有多個區域同步電網、多個分區電網通過直流異步互連。
要研究新型電力系統形態演化分析方法。鑒于新能源比重提升，提出適應50%以上新能源電量占比的形態及其基礎理論。攻克西電東送特高壓輸電關鍵技術，支持特高壓直流有效發展；突破柔性輸電裝備關鍵技術，大幅提升系統的柔性能力；還要突破綠氫與儲能技術，實現儲能的規?；娏Υ鎯?，滿足新型電力系統削峰填谷、消納可再生能源的需要。
發展數字化智能化技術
保障能源供需平衡
在電力能源供需方面，通過電力系統的數字化、智能化技術使消費側靈活參與電網互動。電能占比由27%提升到2060年的79%，屆時全社會用電量預計達到15.7萬億千瓦時，需求響應比例在2060年達15%，這是非常大的資源。分布式電源持續提高，各類負荷聚合商快速發展，參與市場競爭。
要突破打造“電、熱、氫、氣”多聯供技術，實現多類型能源之間互聯互通，構建覆蓋“產、輸、儲、用”全鏈條的能源互聯網，實現綜合能源系統平均能耗降低20%以上。突破“人、車、樁、網”協同互動技術，構建“源、網、荷、儲”互動平臺，實現可調節資源規?；尤?、有序充電、輔助調頻、削峰填谷等等。突破地理信息及數據虛擬技術，實現能源數據與物理閉環的感知、分析、控制，打造安全、高效、共享、共贏的能源數字化應用生態。
南網傳媒全媒體記者 帥泉 綜合深圳國際低碳城市論壇微信公眾號整理
