东三省限电引关注，北方进入供暖季煤电供应面临更大压力。新能源为何没能顶上？天然气如何调峰？本报记者专访中国工程院院士汤广福。

撰文/记者 王雪莹 图文编辑/陈永杰

【采访专家】

汤广福

中国工程院院士

全球能源互联网研究院有限公司院长

拉闸、限电……一面是民生用电和工业用电的严重短缺，一面是全国上下轰轰烈烈的新能源电力系统升级，人们不禁要问：我们为什么会停电？我们该如何保证全国电力系统的安全稳定与高质量运行？随着天气转凉，北方进入供暖季，煤电是否供应得上？对此，《北京科技报》对中国工程院院士、全球能源互联网研究院有限公司院长汤广福进行了专访。

新能源“看天吃饭”，在此次缺电事件中未能“雪中送炭”

《北京科技报》：近日，东北电力紧张引发了全国关注。除了煤价与缺煤等供应侧原因，新能源出力偏小也成为一附加因素。在您看来，以新能源为主体的新型电力系统应该为缺电负责吗？

汤广福：正常情况下，东北地区的煤电装机量和当地的用电需求量相比应该是绰绰有余的，电力外送也没有问题。造成此次东北煤电紧张、出现拉闸限电，更多的还是煤价高涨、煤电供应紧张，以及相关环节调控出了问题。

当然，新能源这次也的确没能做到雪中送炭，反而有点雪上加霜的意思，其实，东北地区风电光伏新能源的装机占比达20%以上，正常情况下发电量可以达10%左右，可这段时间因为季节性原因，恰好没风也没光，这才导致风电光伏发电短期内接近于零，新能源关键时刻没使上劲。

虽然不能说它该“背锅”，但大家也会有这种担心：在能源转型背景下，如果新能源占比更高，将来再遇到这种（自然气候不好的）情况怎么办？虽然在能源转型进一步推进过程中，为了要给新能源发电让路，煤电的装机占比和发电小时数自然会有所下调，但是在相当长时间内，火电占比仍然将会保持比较高的比重，预计2030和2050年占比为52%和20%，所以我们必须要充分发挥火电能源保障的基石作用。

《北京科技报》：这次东北的拉闸限电给了我们怎样的启示？

汤广福：东北这次的缺电应该让我们清楚地看清一个问题：未来，我们在能源转型过程中，风电光伏的占比肯定会越来越多。现阶段，风和光的总发电量目前占比大约是11.2%，年利用小时数远不及火电，但到了2060年，我们的风光装机量和发电量有可能将分别占到72.5%、56.6%。

也就是说，随着能源转型，当风光这些新型能源不再是辅助能源而是主力能源时，到时候，如果再来一个特殊的气候，又突然没风没光了，那我们靠天吃饭到底行不行？这个问题非常值得我们深思。坦诚来说，现在新能源的技术手段是不足以支撑这种电力供需平衡的。现在它可能是一个小问题，但对于未来一定会是一个大问题。

《北京科技报》：我们目前有没有找到比较好的方法来解决这个隐患呢？

汤广福：还没有，但不只是我们没有，这其实也是一个世界性难题。目前，世界上还没有哪个国家能说他们找到了真正解决这个问题的好办法。

此外，我们还有一个更棘手的问题：为了推动能源转型，实现“双碳”（碳达峰、碳中和）目标，我国所面临的难度要比外国更大、更难。比如说像英国、德国这些欧洲国家，它们目前的新能源发电量占比已经高达40%，已经成为它们的第一大电源，当新能源发电突然出现缺口，这些国家能快速使用清洁能源天然气补上来（德国装机占比近20%，英国装机占比近40%），灵活调节电源——靠丰富的天然气，用自然资源优势来辅助自己的转型，这是人家现阶段的解决方法，但我们不行。

现阶段应适度发展天然气发电调峰

《北京科技报》：此前有部分观点认为，我国能源结构的升级有望跨越油气阶段，直接从煤炭能源过渡到新能源。对于这种看法，您是否认同？

汤广福：正如我刚才所说，西方国家有天然的天然气资源优势，现阶段在风电、光电遇到突发不利因素的关键时候能顶上去。但我国在油气资源方面是非常薄弱的：煤炭资源的占比非常高，但油气资源却非常少。

目前我国能源对外依存度总体能有20%，其中原油、天然气对外依存度分别为73%和43%，可以说对外依存度是非常高的。我们缺油少气，而页岩油气因地质条件开发难度大、成本高，经济性并不可观。

另外，就是天然气发电所用的燃气轮机设备。这些都属于高端装备，我们现在用的几乎都要依靠进口，不论是对外依赖度还是运维成本都很高。所以我国已经将天然气燃气轮机列为重大专项了，但目前还在攻关……可以说，不论先天条件还是后天因素，我国在推动天然气发电调峰方面与西方国家还是存在明显的差距的。

当然，这几年我国投入了很大力度来开发油气勘探。我们现在的自主开采量接近1800亿立方米，不足以支撑我们能源转型的需要。乐观一点预测，到了2030年，我国天然气年自主供给量可以新增每年2000亿立方米，如果都用于发电，能将我国的灵活电源占比提升到14%，这就接近于目前德国的灵活电源规模。

所以我的观点就是，在现阶段我们只能适度发展天然气发电调峰，以配合波动性、间歇性可再生能源的大规模开发利用。如果忽视电网调峰资源的发展，将会给新型电力系统构建带来巨大的不可逾越的技术鸿沟。与此同时，我们还要多多在煤炭上“做文章”——提升煤炭灵活、清洁、高效发电技术，特别是通过技术创新，提高煤炭的灵活调节能力。

《北京科技报》：我国新型电力系统目前发展得如何？与世界其它国家比较的话，我们又处于一个怎样的水平？

汤广福：目前，我国电力系统是以煤电机组为主导的相对稳定发电、输配电和用电系统。由于我国人口与资源呈逆向分布，在过去几十年里，我们主要解决的是资源大范围的调配、发展特高压输电技术，在这一点上，我国毋庸置疑是走在世界前列的。然而，在能源低碳转型方面，我们较之于欧洲等发达国家又是相对落后的。譬如欧洲，它们除了有能灵活支撑快速转型的油气资源外，在智能电网、推动能源数字化供需互动等方面也都做的不错，可以说整个电力系统都很灵活、柔性、智能和高效。

有人说，我国电网的发展跟别的国家都不在一个跑道上，这主要还是国情不同，我们要发展的电网必须要符合我国国民经济发展需求，其实难度更大。而像欧盟国家，它们早已碳达峰，大力发展智能电网，实现清洁替代更符合他们的发展现状。

《北京科技报》：为了发展绿色、低碳、零碳的能源体系，有没有哪些国家能让我们“抄笔记”、让我们走走捷径呢？

汤广福：很难，国情不一样、资源禀赋不一样，而且像欧洲这些国家，人家如今早已完成从煤炭向油气转型，并加速向可再生能源转变；而我国现在还是以煤炭为主，没有充足油气资源作为能源转型的过渡过程，必须实现煤炭向可再生能源跃变，因此我们最终还是要靠自己。

提升电网柔性传输能力

《北京科技报》：既要保民生又要按时实现碳达峰、碳中和，在您看来，我国要如何科学、稳步地构建一个适合我国基本国情的新型能源电力系统？

汤广福：东北限电让一些人对我国的“双碳”目标产生了质疑，但正如我前文所解释的，实际上，“双碳”目标跟我们要开展的电力系统升级改造、推动能源转型并不矛盾，这个目标我们肯定是要坚定不移地坚持。

我国电力系统是规模最大、结构层次最复杂、强非线性和高维特性的人造系统，对于这样的系统，我们不可能推倒重来，必须渐变发展，找到适合我国国情的能源转型道路，构建属于我们自己的新型电力系统、智慧能源体系，它的重点就是运用战略思维主动变革，需要我们统筹稳步地推进、分阶段逐步地实施，绝不可能一蹴而就。

首先就是要对现有的电力系统进行改造升级。现阶段到未来二三十年，我们尤其要在煤炭上“做文章”，像是CCUS（碳捕获、利用与封存）技术，在油气自然资源不足的劣势下，做好煤炭的清洁、灵活、高效利用的文章。这一点几乎没有国外的经验可谈，只能依靠中国自己的自主创新。

目前，业界还有另外一种误解，就是觉得只要解决了储能问题，我们就能高枕无忧了。但事实却是，储能虽然能满足一部分削峰填谷的需求，但它不能完全代替灵活电源。当然，我们还是要大力开发各种储能技术、能源数字化技术，提升电力系统的柔性化水平，助推新能源的消纳。

如果多种类型的大规模储能和氢能技术都得到了充分发展，并被用作部分替代灵活电源，特别是氢能是未来跨周、跨季节储能的重要手段，但到时候我们还要好好研究一下这种规模化储能和氢能全寿命周期的成本。

《北京科技报》：发展智能电网对我国有着哪些重要意义？

汤广福：基于我们国家现在的情况，我个人认为，未来的新型电力系统一定要具备“四化”，即电力电源清洁化、电力系统柔性化、电力系统数字化及电力电子化。

预计到了2025年左右，我国的电力系统碳排放总量可以达峰，峰值约45亿吨。通过电源的清洁化替代结合负碳技术，2030年之后电力系统的碳排放将快速下降，到2050年基本实现净零排放，实现电力电源的清洁化。

同时，能源转型也要求电网形态主动转变，提升电网的柔性传输能力，我们原来的电力建设方式都是刚性的，这是不行的。同时，我们还要建立数字化的电力体系。目前我国电力系统是自动化做得好，但智能化远远不够，未来要将人工智能、大数据等数字化技术与电网深度融合，通过多种储能综合应用，助力削峰填谷，增强电网调峰能力，充分发挥“大水池”的作用。

新型电力系统的“四化”升级需要我们从理论到技术都作出创新，有的可以借鉴外国的经验，而有的是中国特色，是无例可循的，因此我们一定要结合自己的国情去独立地自主创新。

《北京科技报》：未来，为了构建新型电力系统，同时避免再次发生“拉闸保电”，电网企业又需要做出哪些改变？

汤广福：我们需要看到，企业现在“保供”的压力是很大的，他们创新的积极性其实很高。在能源转型过程中，国家要做的是整体布局，但企业的任期制存在一定限制，而系统性地构建一个新体系，却需要10年、20年长期系统性的创新才行。如何将国家层面的战略科技力量，和企业层面的创新有效结合成一条创新链，这需要大家思考。此外，未来电网的形态变化需要经历从量变到质变的过程，转型的过程绝不是那么轻轻松松的，甚至连用能成本都可能在一定程度上被拉高。对此，政府部门也应该做好相应的思想准备。

相关阅读：

加气五分续航千里，氢能源汽车真能让电动车颤抖吗？

为什么氢变水容易，水变氢却这么难？高中化学复习一下！

“煤改气”导致“气荒”？大数据为你揭露“气荒”真相

电动车一降温就变成了“电动爹”？“三招”剑指电池软肋

核电专题｜这是一幅和核电一样“高能”的漫画

核电专题 | 中国核电总经理马明泽：“碳达峰、碳中和”给中国核电带来新机遇

出品：科普中央厨房

监制：北京科技报 | 科学加客户端

欢迎在朋友圈转发

未经授权谢绝转载