中国储能网讯：2023年7月14日，国务院总理李强主持召开国务院常务会议，指出保障能源电力安全稳定供应，是事关国计民生的大事，各有关方面要落实责任、形成合力，以“时时放心不下”的责任感做好能源电力保供工作。当前，我国正处于由传统能源体系向新型能源体系转变的过渡期，能源转型更加清晰，降碳机制日渐完善，局部电力供需紧张不期而遇。在这机遇和挑战并存、确定性和不确定性交织中，要更充分发挥电网在保供体系中的枢纽和平台作用，以更加安全、可靠、绿色、高效、智能的现代化电网，支撑能源绿色低碳转型和经济社会高质量发展。 未来电力安全保供风险 从需求侧看，我国仍是世界上最大的发展中国家，随着现代化产业体系构建、扩内需促消费和数字经济赋能、疫情后居民消费稳定恢复，经济高质量发展将拉动电力消费需求刚性增长，在西部大开发、中部地区崛起等战略深入推进下，中西部地区电力需求存在较大发展空间；受电采暖政策推广、生活水平提升等因素影响，冬季负荷呈现快速增长态势，未来用电负荷夏冬“双高峰”特征将更加显著，在电动汽车等新型多元负荷影响下，电力负荷特性更趋复杂。 从电源侧看，我国电源目前仍以煤电为主，煤电发电量占比超过60%，天然气对外依存度仍在40%以上，煤气供应容易受地缘政治、价格波动、环境污染、碳减排压力等因素影响，导致供应紧张，机组运行成本上升，设备风险增加，顶峰能力不足；新能源安全替代能力还未完全形成，储能总体规模较小，调节作用有限，未来高比例新能源消纳及保供压力日益增大。 南方区域电力保供面临的形势 一是南方区域负荷电量增长空间巨大，中长期保供形势更加严峻复杂。南方区域是国家战略密集布局区域，随着粤港澳大湾区、海南自贸港、深圳先行示范区等国家重大战略的深入实施及新发展格局的加快构建，供电区域内产业加快转型升级，人口持续流入，聚集效应明显。预计到2060年，南方区域全社会用电量约3.5万亿千瓦时，占全国用电量比重约20%。未来香港、澳门“双碳”目标的实现，也需要立足南方区域提供绿色能源保障。然而，南方区域非化石能源资源较为匮乏，考虑区内、区外电力流及相对明确新增电源后，预计南方区域中长期电力缺口进一步扩大，电力保供矛盾进一步凸显。 二是传统化石能源定位转型需求凸显，非化石能源可开发潜力不足。煤电承担着电力电量保障的双重任务，是保障电力供应的重要基础。未来煤电定位需从通过电量获利向通过贡献调峰备用等辅助服务为主获利转型，为电力保供提供足够、有效的发电能力。近年来，由于国际电煤价格持续攀升，煤电企业燃料成本大幅提高。按照一台60万千瓦煤电机组测算，并网发电亏损约70万～100万元/天，远超非计划停运考核费用，因此部分发电企业宁可延长故障抢修时间、承受考核，也不愿并网发电。同时，由于电煤价格上涨、项目经营压力大、业主投资意愿不强等因素影响，部分地区煤电发展存在“有指标、未建设”的情况，系统发电能力提升与用电负荷增长不匹配，加重了电力供需平衡矛盾。同时，南方区域内水电已进入深度开发阶段，剩余可供开发大型水电不足，且受环保、移民及开发成本高等约束，区内水电站开发建设进程缓慢。另外，受日本福岛核电事故和三代核电技术成熟度的影响，近年来国内核电核准审批和实施进度延缓，不确定性增加。 三是新能源持续快速发展，极端状态下的电力保供和系统调节能力保障问题凸显。“十四五”及中长期，南方区域新能源将快速发展，预计2025年新能源装机达2亿千瓦，占比达到31%；2030年新能源装机达3亿千瓦以上，在2060年碳中和进程中逐渐成为装机、电量第一大电源。新能源“大装机小出力”特征明显，发电“靠天吃饭”属性突出，“极热无风”“晚峰无光”，对系统顶峰作用贡献度较低，现阶段对电力平衡支撑能力不足。新能源发电设备的低抗扰性、弱支撑性，对电网安全运行带来挑战。南方区域主力调峰电源为煤电和水电，汛期调节性能较强的水电具有防洪等综合利用任务，调节能力受到严重制约，随着风电、光伏等新能源装机不断增长，仅依靠常规电源调节，将无法实现电网稳态平衡和功率调节，电网调峰压力日益增大。 电网支撑电力保供作用显著 电网连接着电源和负荷，是推动“源网荷储”协同发力的关键环节，在西电东送、省间互济、省内电力配置等支撑电力保供方面将发挥更加显著的作用。 一是以西电东送高质量发展支撑东、中、南部用能地区电力供应。我国东、中部和南方地区用电需求约占70%，是用能中心区域，但70%的水力资源集中在四川、云南、西藏等西南地区，80%以上的陆上风能和太阳能资源分布在西部、北部地区，经济中心和能源存在逆向分布。电网通过安全可靠的特高压输变电线路连接西南水电基地、西部北部新能源基地和东中南部负荷中心，推动送受端协调发展，提升能源资源优化配置能力。2022年，全国已建成西电东送工程72项，输电能力达到3.2亿千瓦。 二是以省区间合理联网促进电力灵活互济。不同地区之间的日用电高峰和年用电高峰时段负荷特性不同，存在错峰效益，电源特性存在水火互济、风光互补效益。通过电网互联互通，可有效提高不同地区电力互补互济、调剂余缺能力，缓解电力供应紧张，同时在应急情况下可以互为备用、相互支援，进一步提升极端条件下的保供电能力和事故应急处置能力。2023年5月，福建通过闽粤联网工程送电广东首次突破100万千瓦，有效缓解了南方区域保供压力。 三是以坚强主干网建设保障省区内电力供应。我国大部分地区的电力供应仍以本省区电源为主、受入外电为辅，坚强主干网建设在保障省区内电力供应方面发挥了关键作用。一方面，主干网的建设可以支撑大规模外来电安全接入、高效疏散和有效消纳；另一方面，主干网的建设有利于省区内不同类型电源的大规模接入和协同互补，再通过电网的优化配置作用，对接负荷中心，满足电力供应需求。此外，坚强主干网向配电网提供可靠的电力支持，也能吸纳配电网盈余电力，保障配电网供电可靠性。 四是以灵活配电网建设满足多元负荷接入需求。为满足分布式电源和各类新型负荷高比例接入需求，配电网有源化特征日益显著，分布式智能电网快速发展。根据配电网应用场景多样、功能差异等特点，推动微电网、交流配电网、直流配电网及交直流混合配电网等多种结构形式协同发展，以满足不同电力供需要求。未来配电网与主电网实现电力互济，能较大地缓解主电网电能传输压力，实现对分布式能源全额消纳，支持电动汽车广泛接入，电力用户灵活互动。 五是以电网数字化支撑柔性用电。未来系统的调节能力将难以满足负荷侧的刚性需求，必然对需求侧的灵活调节提出要求，包括各种时间尺度的调节。利用先进的数字互联技术，搭建平台聚合储能系统、可控负荷、电动汽车、分布式新能源等不同类型的柔性资源参与系统调节，实现经济用能、绿色用能、柔性用电。2023年7月，南方电网公司分布式源荷聚合服务平台在广东广州、深圳、广西柳州三地同步开展虚拟电厂多功能联合调控，在多省区同步实现了调频、直控等快速响应。 从保供视角 对加强电网规划建设的思考 “双碳”背景下，电力系统的不确定性将由传统的需求侧向供给侧和需求侧双侧演进，增加了保供难度。电网作为电力资源优化配置的核心平台，其形态也将由“大电网”向“大电网”与“分布式”兼容并存的格局转变。电网规划建设要与保供形势和电网形态转变相适应，在跨省跨区通道、坚强主干网、灵活配电网、数字化转型和技术创新上持续发力，打造安全、可靠、绿色、高效、智能的现代化电网，支撑经济社会高质量发展的用电需求。 一是推动区外清洁能源送电南方区域。南方区域和港澳地区一次能源匮乏，区内非化石能源可开发潜力不足全国8%，与经济总量和用电总量占全国约18%之间存在较大反差，难以保障区内中长期电力供应和能源绿色转型，迫切需要在加快区内清洁能源开发的同时，立足全国电力生产力优化布局，依托西藏、西北清洁能源基地，加快实施区外清洁能源送电南方区域，满足南方区域中长期电力供应和能源转型需求。 二是探索开展相邻省区灵活互济工程。提升省间电力互济能力有多种技术方案，既可实施两省交界地区电源灵活送电工程，在鲤鱼江A厂灵活送电广东工程中已有成功的实践经验，投资成本低、实施便利；也可新建直流背靠背工程，例如闽粤联网工程。结合南方区域与周边省区负荷、电源互补特性及联网技术经济条件，可优先选取互补效益显著、投资小的相邻省区开展灵活互济工程研究，以此提升电力保障能力、清洁能源消纳能力和紧急支撑能力。 三是打造适应保供要求的坚强主网架。深化南方电网目标网架研究，加快构建“合理分区、柔性互联、安全可控、开放互济”的南方电网主网架，打造清洁能源资源优化配置平台。建成“基于湾区外环的柔直互联”广东目标网架，持续优化广西“四横两纵”、云南“四横三纵一中心”、贵州“三横两联一中心”主网架，建成省域全覆盖的海南500千伏数字电网。加快新能源富集地区送出通道建设，持续提升新能源消纳能力。巩固提升城市坚强局部电网，持续提升电网预防和抵御事故风险的能力。 四是构建满足多元负荷接入需求的灵活配电网。推进城市电网升级，服务城市群、中心城市建设和城市更新行动，加强与城市规划协同，做深做细配电网规划，以数字技术推动配电自动化建设改造，构建强简有序、灵活可靠、先进适用的配电网，满足多元化负荷的开放接入和双向互动，实现分布式新能源高效就地消纳。持续推进农村电网升级改造，实施乡村电气化提升工程、农网巩固提升工程，加快消除农村电力基础设施短板，建设现代化农村电网。有序推进大规模分布式光伏开发，全力做好并网服务和消纳。 五是加快电网数字化、智能化升级。加快数字电网建设，建立网络信息安全防御体系，推动数据资源作为新型生产要素的充分流通和使用，打通源网荷储各个环节信息，发电侧实现“全面可观、精确可测、高度可控”，电网侧形成云边融合的调控体系，用电侧有效聚合海量可调资源支撑实时动态响应，储能充分发挥灵活性调节资源主体作用。

中国储能网讯：7月31日，在国家电投湖北电力有限公司新能源生产运营中心（以下简称国家电投湖北公司）的大屏幕上，实时滚动显示着已接入的60个光伏和13个风电项目的运行数据，而技术部主管雷晓峰和各工程师正全神贯注地盯着各个项目的运行情况。 这是国家电投湖北公司助力能源保供的一个场景。 入夏以来，全国用电负荷频创新高，迎峰度夏的“大考”近在眼前。湖北是能源消费大省和输入大省，近年来能源保供压力较大。2022年，湖北更是遭遇了度夏期间用电负荷十创新高、日用电量七创新高等多重挑战。 面对严峻的供电形式，国家电投积极部署能源保供，近日，《科创板日报》记者走进国家电投湖北公司，走访探寻能源保供新范式。通过了解综合零碳智慧电厂、30%天然气掺氢等新型保供项目，记者综合了解到，湖北公司是国家电投备战全国能源保供的一个缩影，除了传统的火力发电之外，还增加了绿色、智慧、降碳等多元互补的新特性。 （国家电投湖北电力有限公司新能源生产运营中心 记者李明明摄） 综合零碳智慧电厂：为能源保供“雪中送炭” 国家电投湖北公司成立于2015年12月，是湖北省新能源装机最大的发电企业，目前新能源运营装机超400万千瓦，其中光伏装机280万千瓦，风电装机105万千瓦。 雷晓峰告诉《科创板日报》记者，湖北公司与中石油签订长协，确保气电板块燃料供应充足。同时，还提前做好了光伏组件清洗、风电机组年检维护等，以提高发电效率，保证发电设备顶得上、发得出、稳得住。同时实施预防性试验并予以检修更换，做好应急预案。 （国家电投湖北公司 记者李明明摄） 紧接着，《科创板日报》记者来到了位于武汉经开区的综合智慧零碳电厂。 武汉经开区位于武汉西南，地处武汉三环和武汉外环线之间，面积489.7平方公里，被称为武汉经济发展的主战场，工业经济的顶梁柱。 在经开区的国家电投华中氢能产业基地，这里正在实施零碳电厂示范性项目，基地内已经建设完成分布式屋顶光伏（一期）、车棚“光储充”、微风风机、智慧路灯、充电桩、太阳花景观光伏等设备。 骄阳下，作为科技+能源+景观属性兼具一体的光伏太阳花熠熠生辉，基地工作人员对《科创板日报》记者介绍，其外形酷似太阳花，特性如向日葵，采用天文算法实现叶片开合和对太阳位置的自动追踪，可以自动收叠，发电功率2645wp，所发电量全部供综合楼使用，与传统光伏板相比，发电效率提升约40%，是打造光伏乡村、零碳公园、碳中和小镇等新能源景观建设的更优选择。 零碳电厂如何助力能源保供？国家电投湖北公司综合智慧能源分公司工程建设总监段翰林告诉《科创板日报》记者，经开区能源对外依存度较大，年均外购电量51亿kWh，迎峰度夏时段存在电力缺口，缺口有扩大的趋势。零碳电厂主要是通过虚拟的管控平台，把电源端纳入到调度系统里来，再把发电端和用户端打通，通过综合智慧零碳电厂的建设，可以提高能源自给率，提高保供能力。 “园区内配有三套储能系统，零碳电厂所发电力优先供园区自用，余电上网。此外，未来零碳电厂生产的电力，将全部来自于可再生能源，能源从生产到使用都不产生碳排放。”段翰林说。 而零碳电厂的重头戏在用户侧调节。他介绍，武汉市经开区综合智慧零碳电厂拟聚合工商业用户64MW，预计可调节负荷7.6MW。聚合企业类型包括汽车制造业、橡胶业、充电桩、办公楼、大型商业综合体等，后续用户可调节负荷通，过参加电力需求侧响应工作和电力辅助服务工作，在电力供应出现短缺时，为电网提供调峰能力，来缓解电力供应紧张等问题。 谈及零碳电厂的社会效益，段翰林表示，投运后，减轻了高峰时段电网的压力，保障用户在高峰时段正常生产。同时，清洁能源年平均发电量约5.4亿kWh，减少标煤耗量16.5万吨，减少二氧化碳排放45万吨。 对外经济贸易大学中国国际碳中和经济研究院执行院长董秀成对《科创板日报》记者介绍，国家电投目前正在全国大力开展综合零碳智慧电厂建设，而建设综合零碳智慧电厂与建立新型电力系统目标一致，可以增大电网运行的灵活性和安全性，有效地提升电力调峰的能力。其也是虚拟电厂的升级版，将有利于推动国家能源转型，并最终实现“双碳“目标。 以做强做优用户侧为发力点，2022年8月，国家电投首次提出实施“雪炭行动”、建设“综合智慧零碳电厂”的整体设想。“雪炭行动”意在“冬天送温暖，夏天送清凉”，以综合智慧零碳电厂为地方政府“迎峰度夏、迎峰度冬”雪中送炭。2022年12月，国家电投首个“综合智慧零碳电厂”——河北保定项目并网投运。 全国首例天然气掺氢30%示范项目: 每年可减碳达1.8万吨以上 在国家电投荆门绿动能源有限公司，《科创板日报》记者见到了4根卸氢柱、大型调压设备、配套管道设施及燃气轮机控制系统。 而这即是国家级重大科技创新专项-燃机掺氢燃烧试验的设备，其高比例掺氢燃烧改造试验的作业流程大概如下：管束车将制备好的氢运往掺氢站的卸气柱，再在调压撬中进行减压降温。减压两次后，压强从20兆帕降至约6兆帕，工作人员在此基础上再进行精确调整，以匹配管道气的压力。调试完成后，开始将氢掺入天然气。 国家电投湖北公司鄂中区域公司副总经理白红涛对《科创板日报》记者介绍，荆门燃机项目是国家级重大科技创新专项-燃机掺氢燃烧试验的业主单位。分别于2021年12月30日、2022年9月29日相继完成我国首次、全球首例、在重型燃机商业机组上实施高比例掺氢燃烧改造试验和科研攻关，为加速国内自主氢燃机开发、运行，积累了宝贵的经验。 掺氢节点从0%到15%再到30%，一路研发并不轻松。白红涛体会尤为明显，“第一阶段非常困难，掺氢后出现燃烧不稳定现象，容易出现脉动从而损坏燃烧设备，期间经过了十多次设备调试改造和阀门更换”。经过坚持不懈的试验攻坚，项目的成功推动了燃气轮机高端装备制造产业升级，构建“风光电—氢—电热”生态能源发展新模式，该模式将显著提高我国的能源自给率和清洁化水平，减少油气进口依赖，实实在在地将能源饭碗端在自己手里。 同时，天然气掺氢还提出了“减碳”新思路，白红涛表示，“其减碳效果显著。单台机组在掺氢30%的情况下，每年可减少二氧化碳排放达1.8万吨以上”。 利用在役天然气管道进行掺氢输送，被业内认为是未来实现氢能大规模输送、解决氢能供需错配的重要方向之一。 北京石油化工学院氢能研究中心副研究员李敬法表示，目前掺氢天然气直接燃烧在民用和工业领域的应用均较少，只有小规模定点示范，主要受限于掺氢燃烧器具不成熟、以及较高的氢气成本等因素。 对此，国家电投湖北鄂中区域公司负责人于红伟告诉《科创板日报》记者，未来，荆门燃机项目或将继续提高掺氢比例进行燃机掺氢研究。同时在探索大规模天然气掺氢商业应用方面，还要降低用氢成本。 “目前荆门燃机项目购天然气每立方米大约2.7元，而氢气每立方米3元。大约3立方米氢气同1立方米天然气的燃烧热值接近，所以什么时候1方氢气的价格降到0.9元了，掺氢燃烧就具有经济效益了。”白红涛更是给记者算了一笔账。 谈及能源保供中所起的作用，白红涛表示，公司克服极端气温、最高电力负荷叠加、燃料供应量紧价高等不利因素，圆满完成重要时段保供保安全工作。投产以来未发生电力、热力断供事件，保供保安全工作得到地方政府及客户高度肯定。 此外，《科创板日报》记者还注意到，鄂中公司还在“光伏+农业”方面做了很多探索，在这里，静静矗立的光伏板在艳阳下流光溢彩，太阳能资源正在被转化为电力。光伏板下养植鸡、鸭、鱼和种植冬瓜、南瓜、旱稻等农作物。菜地上还插着指示牌，显示2号菜地是发电运行部责任区字样。 “目前已在沙洋、潜江等地建设光伏+农业、养殖发电项目445兆瓦，每年通过土地租赁与农作物种植模式，为当地村民创收约1680万元。截止2023年7月，鄂中区域公司“光伏+”项目累计发电12.65亿千瓦时，减排二氧化碳105.24万吨，绿电应用效果显著。”白红涛说。 直击湖北医院新型保电：冷热水电蒸汽五联供！ 持续的高温天气下，电力供应面临着超负荷运行。如何保障医院这一特殊重要公共场所的必要用电？ 在麻城市人民医院，《科创板日报》记者找到了答案，远处大别山静静矗立，记者体感风力较大，一仰头，楼顶树立着四台小微风机，旁边连着大范围的光伏面板，在供能上，这家医院“与众不同”。 国家电投湖北公司综合智慧能源分公司副总经理刘晓慧对《科创板日报》记者介绍，这是湖北省首个楼宇型综合智慧能源项目，总投资3600万元，供能面积约16万平米。由湖北公司投资建设，具体建设和运营是由湖北公司旗下的麻城绿动能源有限公司负责。 综合智慧能源是“电、热、冷、气、水、氢”等多品种能源协同供应，实现纵向“源-网-荷-储-用”等环节之间互动优化的一种能源网络。它改变了原有的不同能源品种、不同供应环节单独规划、单独设计、单独运行的传统模式，从用户侧出发，实现多种能源品种的融合。 《科创板日报》记者现场观察到，该项目是由2台800kW燃气内燃发电机组和对应的烟气热水型溴化锂机组、4台电制冷机组、3台燃气真空锅炉、2台蒸汽锅及相关辅助设备组成的分布式能源系统；同时还布置有1200kWp（含二期）屋顶光伏发电系统，主要满足医院的部分电力需求和全部的集中冷、热、热水及蒸汽需求。 “项目设计年供冷量1600万kWh，年供热量640万kWh，年供生活热水5.7万吨，年供蒸汽3500吨，年发电量720万kWh，其中蒸汽可供消毒、热水可供中药制剂煎煮，总体能够满足医院的10%-20%的电力需求和100%其他类型用能需求。”刘晓慧介绍。 《科创板日报》记者在医院走访看到，盛夏高温里，挂号收费窗口、大厅服务台、门急诊药房、以及各大外科等的工作人员工作状态井然有序，大厅里中央空调系统运行良好、体感清凉。 综合智慧能源相较传统供能有何优势？麻城能源站站长郑承新对《科创板日报》记者表示，项目利用了综合智慧能源项目智慧管控平台——智能工况寻优系统，通过“负荷预测+日前调度+实时修正”寻优技术，可以优化运行方式、指导生产运营，项目自2020年12月供能投运以来，每年可以为医院节省用能费用5%-10%。 综合以上举措，记者了解到，截至目前，湖北省今夏电力保供形式整体趋好。湖北公司售电公司交易结算部主任康文文对《科创板日报》记者表示，目前公司在大别山库存的长线煤和地方保供煤可支持供电25天左右，高于地方政府要求的20天。而去年用电高峰期间，最多仅可满足七天用电需求。 （原标题为：迎峰度夏之国家电投湖北篇：零碳智慧电厂、30%天然气掺氢等新型电力项目多元化助力能源保供｜实干中国·2023）