中國(guó)儲(chǔ)能網(wǎng):《中國(guó)電力與能源》這本著作清晰地強(qiáng)調(diào)了一個(gè)重要概念:煤炭在今后相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)間內(nèi)仍然是中國(guó)一次能源的主角,而電能則是二次能源的關(guān)鍵,兩者之間的相互影響關(guān)系到能源安全、電力安全和環(huán)境安全。電能在二次能源中占比的增加,不但反映了經(jīng)濟(jì)發(fā)展模式及生活質(zhì)量的改進(jìn),提升了環(huán)境保護(hù)和社會(huì)文明,有助于減輕化石類(lèi)資源對(duì)人類(lèi)可持續(xù)發(fā)展的制約,也有利于更深層次地提升各種化石類(lèi)資源的利用價(jià)值。該書(shū)提出的“大能源觀”理清了電力與能源的關(guān)系,以全局觀點(diǎn)協(xié)調(diào)一次能源及二次能源的配置,優(yōu)化各類(lèi)能源的發(fā)展。
大能源觀總結(jié)了在電力系統(tǒng)的理論研究和生產(chǎn)實(shí)踐上的經(jīng)驗(yàn),明確指出如果沒(méi)有大能源的安全預(yù)警和應(yīng)變決策,電力供應(yīng)的可靠性就難以保證。反之,沒(méi)有可靠而高效的電力系統(tǒng),也就難以保證大能源的安全和可持續(xù)發(fā)展。這個(gè)簡(jiǎn)潔而精辟的結(jié)論有助于我們?cè)诖笸k娡{、新能源快速發(fā)展、能源消費(fèi)趨高等種種現(xiàn)實(shí)矛盾下,保持清醒。
由此,大能源觀在電力、能源和環(huán)境的相互協(xié)調(diào)上提出了新的課題,在能源的綜合輸送方面注入了新的思維,必將推動(dòng)這些學(xué)科的交叉研究。沿著這些方向持續(xù)努力,對(duì)于結(jié)合國(guó)情提高中國(guó)電力與能源的安全性和經(jīng)濟(jì)性大有禆益。
遠(yuǎn)距離能源的綜合傳輸符合科學(xué)發(fā)展觀
隨著化石類(lèi)能源存量的減少,終端能源的消費(fèi)模式將會(huì)發(fā)生深刻的變化。大量的終端能源消費(fèi)將自覺(jué)或被迫地從石油或天然氣改變?yōu)殡娔?,電能將成為終端能源的絕對(duì)主導(dǎo)形式,而電力可靠性對(duì)能源安全的重要性也將更加突出。
許多停電事故是由一次(高壓)設(shè)備故障引起,而二次(信息控制)系統(tǒng)應(yīng)該防御災(zāi)難的發(fā)生與擴(kuò)大。但是,二次系統(tǒng)本身的故障或被惡意破壞也可能引發(fā)大停電。能源安全包括電力安全,但涉及更廣的領(lǐng)域,其可靠性同樣有賴(lài)于所有環(huán)節(jié)的可靠性及協(xié)調(diào)配合。任何小環(huán)節(jié)的不當(dāng)處置,都有可能通過(guò)蝴蝶效應(yīng)而引發(fā)全局崩潰。
通過(guò)有效措施可以大大減小特定故障的概率,但某個(gè)事故只要不是絕對(duì)不可能發(fā)生,它就遲早會(huì)發(fā)生。換句話說(shuō),偶然事故可以不斷減少,但不可能完全杜絕。因此,除了未雨綢繆的預(yù)警及預(yù)防控制以外,還必須重視在事故發(fā)生后的第一時(shí)間所施加的緊急控制,重視根據(jù)事故后實(shí)際不良后果的程度而施加的校正控制,重視系統(tǒng)崩潰后的恢復(fù)控制。但是,我們至今仍然缺乏對(duì)如何協(xié)調(diào)這些不同控制方式的理論研究和工程技術(shù)。
就像先進(jìn)的醫(yī)療技術(shù)不能完全替代健康的體質(zhì),堅(jiān)強(qiáng)的電網(wǎng)是二次系統(tǒng)智能化發(fā)揮作用的基礎(chǔ)。同樣,能源安全問(wèn)題也不局限在能源的生產(chǎn)環(huán)節(jié)上;能源輸送環(huán)節(jié)的風(fēng)險(xiǎn)問(wèn)題已被當(dāng)前的種種矛盾推到前臺(tái)。
能源與負(fù)荷分布的極端不均衡是中國(guó)發(fā)展中無(wú)法回避的困難,其中東部的發(fā)展離不開(kāi)西部的能源支撐。目前在其能源輸送中,直接以鐵路和公路輸煤方式輸送的能源大約是以輸電方式輸送的20倍。從風(fēng)險(xiǎn)管理的觀點(diǎn)看,不應(yīng)該將雞蛋放在一個(gè)框子里。此外,適當(dāng)增加輸電比例,對(duì)于保障能源安全、環(huán)境安全,以及經(jīng)濟(jì)發(fā)展模式轉(zhuǎn)變的貢獻(xiàn)都不能忽視。
中國(guó)已經(jīng)自主地掌握了特高壓長(zhǎng)距離大容量輸電技術(shù),并且積累了大量建設(shè)和運(yùn)行經(jīng)驗(yàn),這可以大大分擔(dān)大能源輸送的風(fēng)險(xiǎn)。必須強(qiáng)調(diào)的是,提出大能源基地遠(yuǎn)距離輸電的觀點(diǎn),與大力發(fā)展分布式可再生能源是互補(bǔ)而不是對(duì)立的,是在中國(guó)具體情況下協(xié)調(diào)發(fā)展的創(chuàng)新模式。
能源風(fēng)險(xiǎn)管理需開(kāi)源節(jié)流
所有的化石類(lèi)能源最終都會(huì)耗盡,而對(duì)中國(guó)實(shí)際的能源資源及需求前景來(lái)說(shuō),這個(gè)問(wèn)題就更為突出。就整個(gè)人類(lèi)來(lái)說(shuō),可再生能源的充分利用是必然趨勢(shì);對(duì)于中國(guó),問(wèn)題就更為緊迫。
電力系統(tǒng)的可靠性包含兩方面:其一是系統(tǒng)在大擾動(dòng)下保持穩(wěn)定并很快進(jìn)入一個(gè)新的平衡狀態(tài)的能力,即安全穩(wěn)定性;其二是系統(tǒng)在擾動(dòng)后盡快恢復(fù)全部負(fù)荷正常供電的能力,即充裕性。
雖然小規(guī)模的可再生能源發(fā)電對(duì)電力系統(tǒng)充裕性的影響并不大,但大規(guī)??稍偕茉唇尤腚娋W(wǎng)后,其難以預(yù)測(cè)的波動(dòng)性與間隙性給電力充裕性及備用容量的調(diào)度帶來(lái)了巨大的挑戰(zhàn)。
可再生能源的大規(guī)模入網(wǎng),除了技術(shù)與經(jīng)濟(jì)約束外,也會(huì)帶來(lái)新的環(huán)境問(wèn)題。可再生能源的開(kāi)發(fā)和應(yīng)用也需要付出代價(jià),因此至少應(yīng)該將節(jié)能與需求側(cè)管理的任務(wù)放在與新能源同樣重要的地位。這也是轉(zhuǎn)變經(jīng)濟(jì)發(fā)展模式的任務(wù)中的重要內(nèi)容。即使經(jīng)濟(jì)總量趨于飽和,電能在終端能源中的比例還會(huì)上升。也就是說(shuō),電能在能源中的核心地位將越來(lái)越突出,而生產(chǎn)過(guò)程,樓宇和電動(dòng)汽車(chē)等用電模式的智能化任務(wù)也會(huì)越來(lái)越重。因此,智能電網(wǎng)也是大能源概念中不可或缺的環(huán)節(jié)。(薛禹勝 中國(guó)工程院院士、穩(wěn)定性理論及電力系統(tǒng)自動(dòng)化專(zhuān)家)