“双碳”目标倒逼“调峰”课题，国家电投积极探索——融合发展撬动能源转型（深度观察）

　　要实现碳达峰、碳中和目标，大规模、高比例发展零碳能源是必然趋势。

　　以水风光为代表的零碳能源特别是风光等新能源，虽然具有清洁零碳等诸多优势，但也存在间歇性、波动性等短板。在构建以新能源为主体的新型电力系统大背景下，不稳定的新能源成为主力电源，调峰就成为世界性难题。甚至有电力专家认为，一旦风光等间歇性电源成为主力，如果没有很好的调峰手段，电网可能存在重大风险。

　　如何破解这一世界性难题？国家电力投资集团公司党组书记、董事长钱智民说，国家电投给出的答案是两个字——“融合”，即以融合为思路，源网荷储协同互动，通过多品种能源互补的综合智慧能源，实现电力系统的平衡和稳定。

　　目前，国家电投已经开展了420个综合智慧能源项目，总投资超过1310亿元。记者近日深入该企业在北京、安徽、山东、青海等省份的试验和示范项目进行了调查采访。

　　多能融合——

　　水光互补项目让原本具有间歇性、波动性和随机性的光伏电源实现平稳并网

　　位于青海海南藏族自治州的龙羊峡水电站是黄河上游龙青段规划中的第一座大型梯级电站，1976年开工建设，1989年4台机组全部投产发电，其库容达247亿立方米，相当于1700个杭州西湖。

　　2013年开始，国家电投在距离龙羊峡直线距离36公里的共和县，建设了85万千瓦装机的光伏电站，由此促成了全球规模最大的水光互补发电工程。

　　把光伏电站建在水电站旁边，国家电投颇费了心思。

　　光伏发电的“软肋”是晚上不能发电，而水电的“短腿”是存在丰枯水期变化。如何让这两种零碳能源优势互补，实现“1+1>2”？

　　国家电投想到的方案是“水光互补”——当太阳光照强时，多用光伏发电，水电或停用或少发；当天气不好或夜晚影响到光伏出力时，则通过控制系统及时调节，让水电多出力。这样，将水电和光伏发电“打捆”送出，可使原本具有间歇性、波动性和随机性的光伏电源实现平稳并网，从而降低对电网的影响。

　　7月23日，记者在龙羊峡水电站看到，前一天水电和光伏发电“打捆”送出的电量是3455万千瓦时。国家电投黄河公司龙羊峡发电分公司党委书记、总经理黄青刚告诉记者：“水轮机组的调节非常方便，只需几秒钟就能对光伏发电的变化作出反应。这样就把原本间歇、随机、功率不稳定的‘锯齿’形光伏电源，调整为均衡、优质、安全的平滑稳定电源，进而可以减少电力系统为吸纳光伏电站发电所需的备用容量。”

　　在水光互补中，水电的确可以弥补夜晚光伏发电的缺口。但是，白天光伏多出力，是否会挤占水电的效益？

　　黄青刚说，从近几年运行情况看，水电站送出线路的年利用小时数反而从原来的4621小时提高到5019小时，也就是说，水光“打捆”后，“蛋糕”做得更大了。即便真的出现水电出力下降，若算综合效益，仍然划算。比如龙羊峡水库，目前发电的重要性只排第四位，排在前三位的是防洪、防凌和供水。少发电就意味着多蓄水，这对于缺水的西北地区尤为重要。

　　不只是水光互补，新的美好蓝图正在铺展——“十四五”规划纲要提出“建设一批多能互补的清洁能源基地”，黄河上游和几字湾也被列入大型清洁能源基地。

　　“离这里不远处还有一座拉西瓦水电站！”指着下游方向，黄青刚难掩激动：“我们依托黄河上游清洁能源基地，探索构建新型电力系统，准备利用海拔高差建设龙羊峡清洁能源调控枢纽工程，以水电拉动新能源开发，在用电低谷时用泵把水抽上来、高峰时放水发电。依靠青海丰富的风光资源，我们有信心建成水风光储多能互补调节中心。”

　　技术融合——

　　“分布式能源+信息技术+储能技术”让新能源就近就地消纳

　　如果说多能融合有望缓解新能源调峰压力，那么，分布式能源和信息技术、储能技术的融合，则能帮助新能源就地消纳，甚至能部分化解我国新能源资源分布和负荷中心不平衡的难题。

　　在闻名全国的安徽凤阳县小岗村，一场综合智慧能源试验正拉开帷幕。

　　“屋顶免费装上光伏板，每年能少花200多元电费，我们非常欢迎。”“大包干”带头人之一、今年70多岁的严金昌跃跃欲试。

　　严金昌家不远处，地源热泵为游客中心、养老中心等区域提供集中供热和供冷，光伏车棚、光伏座椅、智慧路灯等设施成为小岗村的一道新风景。“未来整个项目建成后，小岗村可实现清洁能源电量全替代。”国家电投安徽小岗村综合智慧能源有限公司总经理高阳说。

　　长期以来，我国新能源资源和需求一直存在逆向分布——一边是西北部地区“风光”资源丰富、自我消纳能力弱，另一边却是东中部地区资源禀赋有限、用电需求和减排压力巨大。如果能在东中部地区见缝插针、就近就地挖掘分布式新能源的潜力，实现自发自用，就可以减轻对长距离送电的过度依赖，缓解新能源送出压力。

　　不过，分布式能源大量接入，同样会给电力系统稳定带来挑战。打个比方，过去电网像一艘巨轮，以后分布式电源多了，可能就是无数艘小吨位货船、小船和巨轮共同组成船队，彼此之间的协调配合就显得特别重要。于是，能源与互联网、大数据甚至物联网等新技术的融合需求也浮出水面。

　　“10点，4847千瓦；12点，14541千瓦；18点，43623千瓦……”在小岗村“天枢一号”综合智慧能源管控与服务平台上，记者看到一条波动的光伏日预测曲线，轻点鼠标，还能切换到用电负荷、冷热负荷等预测曲线。

　　“基于历史数据和气象信息，这个‘智慧大脑’能够预测用户用能需求，并在多种能源之间进行优化配置、削峰填谷。比如光伏出力小了，可以让生物质能补上。这就相当于将点多面广、随机多变的分布式电源，‘打捆’成相对平稳、出力可控的成片电源，从而增强了新能源的稳定性。”高阳说。

　　分布式能源虽然前景广阔，但要真正实现自发自用，甚至最终做到离网运行，还有赖于储能技术的突破。目前，全球储能技术中最主流的技术路线是抽水蓄能和电化学储能，而用富余的“风光”电制氢，甚至利用峰谷电差储热、储冷，同样大有可为。

　　在位于北京昌平区的宝之谷国际会议中心，园区西侧矗立着一个10余米高的大罐子，这是国家电投自主研发的“冷热双蓄水罐”。几米外，还有一个长近4米、宽2.5米的“集装箱”，这是储能的又一种形式——超威钠盐电池储能系统，年储电量可达33万千瓦时，利用峰谷价差，每年可节省用电成本35万多元。中电智慧综合能源服务有限公司总经理张越说，去年他们拆掉了3台燃气锅炉，改成利用夜间谷电时段进行制热或制冷，白天高峰电价时段放热或放冷，再配合上空气源热泵、污水源热泵等设备，“每年可减少燃烧天然气80万立方米，换算下来每年可节省资金约280万元。”

　　跨界融合——

　　参与城市供暖和海水淡化，传统电站定位悄然转变