周孝信：電力轉型是實現能源轉型主要支撐

12月15日，中國科學院院士、中國電力科學研究院名譽院長周孝信在2017年中國電力造價高端論壇暨第三屆全國電力造價咨詢企業年會上作了題為《能源轉型中我國新一代電力系統的發展前景》的報告。他指出，電力系統轉型是實現能源轉型的主要支撐，高比例的可再生能源、高比例電子裝備接入電網，多能互補綜合能源以及信息物理深度融合智能化是新一代電力系統的顯著技術特征。

　　周孝信指出，電力系統轉型是實現能源轉型的主要支撐。非化石能源在一次能源消費中占比是我國能源轉型的主要指標，一次能源消費中非化石能源主要來自一次電力，包括水電、風電、太陽能發電等可再生能源電力以及核電等。大幅提高非化石能源電力占比，形成非化石能源為主的電源結構，是實現能源轉型的主要支撐，也是電力系統轉型，建設新一代電力系統的重要標志。

　　《能源發展“十三五”規劃》《電力發展“十三五”規劃》和《能源生產和消費革命戰略（2016~2030）》提出了我國能源轉型的主要指標。到2020年，我國能源消費總量控制在50億噸標準煤以內，非化石能源占一次能源消費15%以上，煤炭占58%以下，電能占終端能源消費比重達到27%；到2020年，全國發電裝機達到20億千瓦，其中非化石能源裝機7.7億千瓦，占39%。到2030年、2050年，非化石能源占比分別達到20%左右、超過能源消費總量的一半；2030年非化石能源發電量占全部發電量的比重力爭達到50%。

　　周孝信根據我國發電裝機容量和年發電量進行情景估算，2020年、2030年和2050年非化石能源電量占比分別達34.5%、48.23%和78.16%。“因此，電力系統以化石能源為主向低碳可再生能源為主的轉型對我國實現能源轉型目標起關鍵作用。”他表示。

　當前電力系統是可持續發展的綜合能源電力發展模式

　　周孝信介紹，我國電力系統的發展可以分為三代，第一代電力系統從19世紀末至20世紀50年代，主要特征是小機組、低電壓、小電網。第二代電力系統從20世紀50年代至20世紀末，主要特征是大機組、超高壓、大電網，發展模式高度依賴化石能源，是一種不可持續發展模式。第三代電力系統從21世紀初至21世紀中葉，主要特征是可再生能源和清潔能源發電為主，骨干電源和分布式電源結合，主干電網與區域配網、微網結合。

　　第三代電力系統基于可再生能源和清潔能源，可持續發展的綜合能源電力發展模式。“智能的電網控制、保護系統、智能輸變電設備和網絡的自愈，大容量、低損耗、環境友好的輸電方式，供電可靠性大幅提高，基本排除用戶的意外停電風險。配電網能源電力服務是分布式能源廣泛接入的智能主動配電網，微網雙向能源電力流，綜合能源、電力、信息服務。”他描述說。

　　他指出，第三代電力系統具有四個技術特征，分別是高比例可再生能源電力系統、高比例電力電子裝備電力系統、多能互補的綜合能源電力系統、信息物理融合的智能電力系統。

　　以多能互補的綜合能源電力系統為例，在它的源端基地綜合能源電力系統中，水電、風電、太陽能發電、靈活煤電等能源基地和儲能通過直流輸電網實現多能互補向中東部輸電；電力供熱制冷、產業耗電、無功補償，多種途徑就地消納；電解制氫、制甲烷就地利用或通過天然氣管道東送。在它的終端消費綜合能源電力系統中，包含基于各類清潔能源，滿足用戶多元需求的區域綜合能源系統和清潔能源微網；主動配電網架構下，直接面向各類用戶的分布式能源加各類儲能和新能源微電網；以及基于天然氣和清潔電力的分布式冷熱電聯產系統。

實現電力轉型需從五類技術上尋求突破

　　周孝信指出，要實現電力系統轉型，必須實現一些技術突破，其中五類技術的突破具有全局性影響。這五類技術分別是：高效低成本太陽能風能發電技術、高效低成本長壽命儲能技術（無功補償）、高可靠性低損耗電力電子技術（電能質量）、高強度絕緣技術和超導輸電技術、新一代人工智能技術。

　　以新一代人工智能技術為例，要探索應用于電網的設備管理、運行調度、市場交易等領域，開啟自主互動新模式。在智能電網發展的基礎上，基于先進傳感、物聯網、大數據、云計算、深度學習、區塊鏈等信息通信、互聯網和人工智能技術，應用于電網的智能設備、智能調度、智能交易，有可能顛覆傳統電力系統的設備管理、系統調度、能量管理和交易方式，促進新一代電力系統的經濟性和安全可靠性較傳統系統有大幅度提高。

　　“第三代電力系統是100多年來第一、二代電力系統的傳承和發展，是推動能源轉型發展、構成新一代能源系統核心的新一代電力系統。高比例的可再生能源、高比例電子裝備接入電網，多能互補綜合能源以及信息物理深度融合智能化是新一代電力系統的顯著技術特征。幾類技術的突破有可能對未來能源電力系統各環節的發展形態、系統整體效率、運行控制方式和運營模式帶來全局性、變革性甚至顛覆性影響。”周孝信表示。“高比例可再生能源和電子裝備接入電網，多能互補綜合能源以及信息物理深度融合智能化是新一代電力系統顯著特征。”