圍繞著構(gòu)建碳中和社會，中國正在進(jìn)行一場深刻的能源革命。數(shù)據(jù)顯示，電力行業(yè)二氧化碳排放量占我國能源行業(yè)排放總量的近50%，是減排的重點(diǎn)領(lǐng)域，同時，電力是非化石能源最重要的應(yīng)用模式，電力行業(yè)是最具深度低碳潛質(zhì)的行業(yè)。國際能源署(IEA)研究成果顯示，超過90%的能源排放可以通過終端高比例電氣化、發(fā)展可再生能源以及提高能效加以解決。因此，能源轉(zhuǎn)型的關(guān)鍵在電力，電力的低碳轉(zhuǎn)型是能源、甚至是全社會脫碳的核心環(huán)節(jié)。
與此同時，根據(jù)國際可再生能源機(jī)構(gòu)(IRENA)的測算，到 2050 年全球能源碳排放下降70%，其中一半以上的減排貢獻(xiàn)來自可再生能源。在新能源成為主體能源的過程中，電力系統(tǒng)的運(yùn)行平衡機(jī)制和統(tǒng)籌規(guī)劃機(jī)制，將發(fā)生“質(zhì)”變，一個可以適配以新能源為主體的新型電力系統(tǒng)應(yīng)運(yùn)而生。
7月14日，以“數(shù)字賦能，全程減碳”為主題的施耐德電氣中國2022創(chuàng)新峰會在云端拉開帷幕。峰會上，施耐德電氣正式發(fā)布《綠色之徑——新型電力系統(tǒng)行業(yè)洞察》白皮書 ，對未來電力發(fā)展的需求與“新型電力系統(tǒng)”的圖景進(jìn)行了深入解析，并圍繞 “電力需求側(cè)”發(fā)力對于構(gòu)建新型電力系統(tǒng)的重要性進(jìn)行了重點(diǎn)闡述，以期通過深挖“電力需求側(cè)”減碳潛力，為推進(jìn)電力轉(zhuǎn)型、能源轉(zhuǎn)型，以及“雙碳”目標(biāo)的最終達(dá)成提供借鑒。
四大特征顯現(xiàn)，應(yīng)對新能源大規(guī)模接入
2021年3月15日，中央財經(jīng)委員會第九次會議上提出實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰、碳中和的基本思路和主要舉措——構(gòu)建以新能源為供給主體的新型電力系統(tǒng)。隨后，“構(gòu)建新型電力系統(tǒng)”日益成為社會各方的共同關(guān)切與行動指南。
施耐德電氣認(rèn)為，發(fā)展新型電力系統(tǒng)的過程，本質(zhì)是適應(yīng)新能源大規(guī)模接入的過程。為了適應(yīng)新能源發(fā)電比例和終端電氣化率的快速提升，新型電力系統(tǒng)將呈現(xiàn)出清潔低碳、安全靈活、數(shù)字化及市場化四大特征，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)電力流、信息流和價值流的“三流合一”，以支撐“雙碳” 目標(biāo)的達(dá)成 。
首先，以新能源為主體是新型電力系統(tǒng)的核心，伴隨風(fēng)電、光伏為代表的新能源裝機(jī)量、發(fā)電量將逐步增加，電力的清潔低碳程度將大幅度提升。
而新能源發(fā)電的波動性和間歇性要求電力系統(tǒng)必須具備靈活性，新能源大規(guī)模應(yīng)用需要以安全靈活為基礎(chǔ)。2020 年，我國風(fēng)電 + 光伏發(fā)電量占比約 9.5%，棄風(fēng)率 3.5%，棄光率 2%。為了應(yīng)對新能源發(fā)電的波動性和間歇性特征，新型電力系統(tǒng)需要通過擴(kuò)大調(diào)節(jié)電源規(guī)模、增加儲能容量、挖掘需求側(cè)需求等方式，進(jìn)一步強(qiáng)化靈活性，可靠性，連續(xù)性，以提升消納能力，實(shí)現(xiàn)有序安全用電。
同時，新型電力系統(tǒng)需要大量的信息采集和運(yùn)行分析，以確保電網(wǎng)的安全穩(wěn)定和可靠供電，數(shù)字化則為新型電力系統(tǒng)注入靈魂 。數(shù)字化浪潮正在影響各行各業(yè)，以新能源為主體的新型電力系統(tǒng)同樣需要在發(fā)、輸、變、配、用、儲等各個環(huán)節(jié)應(yīng)用如人工智能、云計算、5G 等數(shù)字化技術(shù)，進(jìn)行信息采集和運(yùn)行分析，將“無序”數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為有價值信息，同時結(jié)合微電網(wǎng)、智能網(wǎng)關(guān)等手段，不斷提升運(yùn)維管理效率，及“可觀、可測、可控”水平，進(jìn)而持續(xù)優(yōu)化電網(wǎng)安全性及靈活性。
此外，市場化將為輔助電力系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)提供新動力。 在新型電力系統(tǒng)的電力供需平衡過程中，電價政策和機(jī)制將成為市場配置資源的基礎(chǔ)，可以有效調(diào)動各環(huán)節(jié)的積極性，提升系統(tǒng)靈活性。
需求側(cè)全面重塑，復(fù)雜挑戰(zhàn)不斷疊加
新型電力系統(tǒng)發(fā)展的四大趨勢日益顯著，而作為電力系統(tǒng)中重要的一環(huán)，需求側(cè)脫碳量占到全球減排量的一半，且涉及面更加廣泛。隨著越來越多的需求側(cè)企業(yè)參與到這場變革中，在配電與用電兩個環(huán)節(jié)，也出現(xiàn)了諸多迫切需求和潛在機(jī)遇。
面向碳中和社會，施耐德電氣認(rèn)為，未來電力需求側(cè)將呈現(xiàn)全新畫像 。未來新型電力系統(tǒng)的需求側(cè)系統(tǒng)，將是一個個擁有多種形式分布式能源、儲能基礎(chǔ)設(shè)施、柔性智能配電網(wǎng)絡(luò)和可觀可控負(fù)荷的“源網(wǎng)荷儲”一體化的微型電力生態(tài)系統(tǒng)。它通過數(shù)字化終端設(shè)備、綠色能源管理體系和新型電力電子技術(shù)，系統(tǒng)優(yōu)先利用本地分布式清潔能源，促進(jìn)平衡消納，實(shí)現(xiàn)削峰填谷，并可與電網(wǎng)或其他微型電力生態(tài)系統(tǒng)進(jìn)行電力流、信息流、價值流實(shí)時交互、靈活響應(yīng)，相互支撐，實(shí)現(xiàn)清潔低碳、節(jié)能高效、成本最優(yōu)、安全可靠的目標(biāo)。
在顛覆舊傳統(tǒng)，重塑新秩序的過程中，需求側(cè)同樣面臨多重復(fù)雜挑戰(zhàn) 。除了履行自身社會責(zé)任，企業(yè)還要面對眾多外部壓力，如因能耗雙控、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整等造成的用電困難，“碳稅”制度，以及整個供應(yīng)商體系和產(chǎn)業(yè)鏈的碳管理能力等。同時，企業(yè)承受的碳排放成本將持續(xù)增長，且隨著碳排放配額制度的逐步成熟，企業(yè)綜合用能成本也將隨之提高。此外，規(guī)?；尤敕植际叫履茉础⒏蟊壤龖?yīng)用電力電子元件應(yīng)用，以及設(shè)備交互性的提升，將使用電負(fù)荷更復(fù)雜多樣，峰谷差更顯著，使供電連續(xù)性和波動性風(fēng)險增加。最后，我國包括芯片、半導(dǎo)體、精密制造等眾多高科技行業(yè)蓬勃發(fā)展，廠房內(nèi)使用的大量精密儀器、高端設(shè)備等對電能質(zhì)量要求極為苛刻，因而如何適應(yīng)新能源的大量接入，確保供電可靠性和連貫性，同樣值得高度關(guān)注。
破局三步走：理念先行、能力創(chuàng)建、按圖索驥
面對機(jī)遇與挑戰(zhàn)，對于需求側(cè)企業(yè)而言，以碳中和為目標(biāo)的綠色轉(zhuǎn)型已刻不容緩。要取得最終成功， 絕非一蹴而就，需要循序漸進(jìn)，以先進(jìn)理念作為戰(zhàn)略指導(dǎo)，以創(chuàng)新能力配合適當(dāng)工具，以成功案例引導(dǎo)落地執(zhí)行。
第一步，理念先行。 企業(yè)必須在思想層面、理念層面建立新的認(rèn)知，與碳中和規(guī)劃一道，設(shè)計10年乃至更長時間的轉(zhuǎn)型規(guī)劃。企業(yè)可以通過以下三步，從全局角度，運(yùn)用系統(tǒng)性的方法梳理實(shí)現(xiàn)清潔低碳、用能成本降低和安全可靠不同目標(biāo)的優(yōu)先級，集中有效資源，快速實(shí)現(xiàn)目標(biāo)。
摸現(xiàn)狀、做規(guī)劃、留接口： 結(jié)合企業(yè)現(xiàn)狀與發(fā)展階段制定詳細(xì)規(guī)劃，構(gòu)建以清潔電力為主體的、多樣化能源供應(yīng)結(jié)構(gòu)，同時做好系統(tǒng)開放性設(shè)計，提高系統(tǒng)兼容性， 以便在未來吸納新技術(shù)。
構(gòu)建系統(tǒng)級架構(gòu)： 打造微型電力生態(tài)，構(gòu)建清晰的系統(tǒng)級架構(gòu)，在四個方面形成改變——從分散管理，到集中調(diào)控;從單一的電能，到多種能源綜合利用;從系統(tǒng)內(nèi)部管理，到與外部互通互聯(lián);從就地管理，到云端應(yīng)用與分析。
全生命周期考量： 在系統(tǒng)建設(shè)過程中，將關(guān)注點(diǎn)聚焦在全生命周期成本與效果的考量。同時，利用數(shù)字化手段，建立資產(chǎn)管理平臺，優(yōu)化資產(chǎn)管理水平，設(shè)備全生命周期使用及人力成本。
第二步，能力創(chuàng)建。 為將美好愿景轉(zhuǎn)化為現(xiàn)實(shí)，企業(yè)需要匹配創(chuàng)新能力，打造適合的工具，其中涵蓋提高綠電應(yīng)用能力和比例、提升自身數(shù)字化運(yùn)營能力、強(qiáng)化配電網(wǎng)的智能化屬性等。
擁抱綠電，低碳轉(zhuǎn)型： 除了購買綠電、綠證等交易行為，企業(yè)還可通過建設(shè)分布式新能源，使用儲能設(shè)施等實(shí)現(xiàn)清潔低碳與用電成本降低，并利用軟件系統(tǒng)輔助電力供需平衡、自產(chǎn)自消。此外，企業(yè)還可通過使用“綠色”電氣設(shè)備本，如無六氟化硫開關(guān)柜等電氣設(shè)備，有效降低設(shè)備對環(huán)境造成的影響。
數(shù)字運(yùn)營，降本增效： 一方面，通過搭建數(shù)字化能量管理系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)不同用電環(huán)節(jié)間的負(fù)荷分配，改善能源結(jié)構(gòu)，優(yōu)化成本。另一方面，通過數(shù)字化節(jié)能增效方式，讓能耗數(shù)據(jù)透明可控，并進(jìn)行趨勢預(yù)測，確保電能的最大使用效率以及設(shè)備的最優(yōu)使用，并給出更加優(yōu)化和完整的節(jié)能方案建議，形成持續(xù)優(yōu)化。
配電升級，安全可靠： 越來越多分布式新能源發(fā)電建設(shè)，以及交互性更強(qiáng)的終端的應(yīng)用等，都要求配電網(wǎng)更加智能化，如利用更多新型電力電子設(shè)備，應(yīng)對復(fù)雜多樣的電能質(zhì)量問題，保障供電連續(xù)性;利用數(shù)字孿生技術(shù)，輔助電網(wǎng)設(shè)計、運(yùn)維、調(diào)度等，提高配網(wǎng)彈性;通過對智能電網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用，逐步形成新形態(tài)電網(wǎng)與大電網(wǎng)高度協(xié)同的未來。
第三步，按圖索驥。 實(shí)現(xiàn)低碳轉(zhuǎn)型、降本提效、安全可靠三大目標(biāo)，已成為每個需求側(cè)企業(yè)的當(dāng)務(wù)之急。對此，施耐德電氣認(rèn)為，利用清潔電氣化與數(shù)字化技術(shù)所產(chǎn)生的疊加效應(yīng)，進(jìn)行端到端的能源管理，全面推動能源管理升級，是達(dá)成企業(yè)發(fā)展目標(biāo)，最終實(shí)現(xiàn)“雙碳”愿景的最佳方法。
基于這一認(rèn)知，施耐德電氣提出綠色能源管理理念，并通過“創(chuàng)新產(chǎn)品”“軟件端到端”“源網(wǎng)荷儲一體化”三位一體的關(guān)鍵創(chuàng)新，打造出綠色高效、安全可靠的能源管理解決方案 ，一方面在融合新能源的接入和使用的同時，保證能源系統(tǒng)與電能質(zhì)量的穩(wěn)定可靠，最大化實(shí)現(xiàn)新能源的消納，另一方面以強(qiáng)大數(shù)字化能力，讓各個環(huán)節(jié)能源的使用和表現(xiàn)透明可見，有效發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)風(fēng)險，優(yōu)化構(gòu)架提高能源利用率，從而幫助不同行業(yè)客戶減少最多50%的碳足跡，節(jié)省高達(dá)60%和75%的資本及運(yùn)營支出，提升50%設(shè)備可用性和25%場所安全性，并節(jié)約30%的成本。
欲了解更多信息，請訪問施耐德電氣《綠色之徑——新型電力系統(tǒng)行業(yè)洞察》白皮書：
https://go.schneider-electric.cn/China_LVC_CN_202207_Power-System-Whitepaper_MFLP.html?sDetail=WP-Power-System-SE.cn_CN
