該項目由國網能源研究院、發改委能源研究所、中國電力企業聯合會以及丹麥EA Energy Analyses咨詢公司共同參與合作完成。在發布會上,項目各參與方以現場和zoom連線的方式共同向近百名中外來賓和觀眾分享了項目的研究成果,暢想合作未來。
“ENTSO-E電網規劃模型中國演示”項目旨在展示歐洲ENTSO-E電網規劃模型及方法在中國電網規劃情景下的應用,從而闡明了電力市場將如何決定電網的使用和擴張,驗證了有效的電網規劃將如何助力于促進整合不斷增長的可再生能源發電。
在中歐能源合作平臺的協調努力下,經過中歐雙方專家為期近兩年的深入交流探討,項目終于圓滿完成。正如歐盟駐華代表團氣候與能源參贊傅維恩(Octavian Stamate)在報告發布會上所表示的那樣,這一旗艦報告的編制過程和最終發布標志著中歐雙方在電網規劃領域取得了的重要且積極的合作成果,充分體現了中歐能源領域密切合作、攜手應對能源轉型挑戰的堅定信心。
歐盟駐華代表團氣候與能源參贊 傅維恩
一個國家該如何確保電網能夠可靠地滿足其人們日益增長的用電需求?隨著可再生能源發電的快速增長,如何在不影響供電穩定的情況下將其整合納入復雜的電力網絡?在各國努力阻止全球氣溫升超過1.5攝氏度之際,這些計劃在應對氣候緊急狀況方面又將起到哪些作用?
2020-2021年,中歐能源合作平臺(ECECP)與歐洲和中國的電網規劃機構共同合作,開展了一個聯合項目,旨在加強交流學習和相互借鑒,以期能夠幫助中國顯著減少其電力系統的二氧化碳排放,復制歐洲電力系統已經取得的良好成果。
何為能源建模?
能源建模涉及到評估個別擬建的輸電項目在各種預測情景下的影響。這些評估會定期更新或被重新評估,以確保任何電網開發都能保證電力供應的安全。能源建模是促進可再生能源發電電力系統整合的有力工具,其重要性正日益凸顯。
歐盟和中國面臨怎樣的挑戰?
擺在歐洲和中國的電網規劃者面前的任務十分艱巨。首先,中、歐人口數量龐大,合計約20億人口(中國14億,歐洲4.47億);此外,都有內部邊界,歐盟有27個成員國,而中國有23個省、5個自治區、4個直轄市和2個特別行政區。電網規劃者的目標是確保電力供應安全,同時還要做到提前規劃,以確保所發的電能能夠輸送到需要的地方,此外還要始終密切關注價格和可負擔能力。此外,為了應對氣候變化,需要將越來越多的可再生能源納入電源結構。這些挑戰顯然成了令電網規劃者頭痛的問題。
雖然中國和歐洲面臨的許多挑戰都有各自獨一無二的特點,但的確也有很多相似之處:雙方都見證了各自電網系統的同步發展與擴張,并且都迫切需要減少燃煤發電并大力發展可再生能源發電。歐洲擁有世界上最大的同步電網,由歐洲輸電系統運營商網絡(TSOs)運營,而中國有兩個廣域同步電網,由國家電網和南方電網分別負責運營。自2011年以來,中國大陸所有的電網都已通過高壓直流線路實現了互聯互通。中國已經邁出了發展電力現貨市場的第一步,這將有望為電力行業帶來新的靈活性。如果能源模型能夠證明跨境輸電需要更靈活的方法,就像歐洲所做的那樣,那將很可能會加快可再生能源的系統整合。
ENTSO-E是如何進行建模的?
歐洲輸電系統運營商網絡(ENTSO-E)由歐盟內部42個輸電系統運營商組成。ENTSO-E負責起草歐洲電網十年發展計劃(TYNDP),并且每兩年重新評估一次。該計劃中包括ENTSO-E在整個歐洲范圍內篩選出的項目,以及由第三方投資者向歐盟委員會提交的符合TYNDP標準的項目。而在接下來的審議環節,所有的市場主體都能夠參與進來。
篩選過程評估了新基礎設施(新建線路或現有線路的擴容改造)在未來不同情景下的價值。 所有潛在的新連接線路都根據其“收益比成本”進行排名。
接下來的一步是進行復雜的成本效益分析,系統成本因素包括資本支出、發電供熱的可變成本、運行和維護支出、排放稅以及失負荷價值。
TYNDP是歐洲電網開發的核心參考
2018年版的TYNDP包括166個輸電項目和15個儲能項目,計劃全部在2030年之前投入使用。在四種不同的歐洲情景下對這些項目進行了成本效益評估。得出結論是,投資建設更多的電網連接線路是進一步整合可再生能源的先決條件,同時由于新項目緩解了系統中現有的輸電瓶頸,因此還有助于提高電力供應的安全性。
TYNDP成功的關鍵在于它的公共屬性。被列入歐洲共同利益項目列表(PCI)的項目,必須是TYNDP中所包含的項目,并且必須確保公開透明。
ENTSO-E要求項目參與者必須共享數據,并且以市場將決定電網使用為指導思想。因此,在電網規劃過程中,利益相關方發揮積極作用至關重要,這樣才能對電力供需作出貼近現實的預測。作為一個集成系統,市場模型模仿歐洲現貨市場,并選擇社會經濟效益最高的邊界進行進一步評估。
專家們使用常見的方法和工具來研究歐洲在不同情境下2030/2040年的電力流動情況。這樣可以看到瓶頸在哪里,以及需要多少跨境輸電能力來管理這些流量。
中國如何做電力系統建模?
在中國,電力規劃分為國家和省兩個級別,經國家發改委批準后,由國家能源局編制并發布。國家電力規劃提前兩年完成,在五年計劃的第一年的5月底之前提交給國家發改委審批,而省級電力計劃則必須在一個月后提交。這些計劃可能在批準后的兩到三年內進行調整,以反映實際情況。
自上世紀80年代以來,中國一直在嘗試將越來越復雜的模型引入能源規劃,但其建模過程通常是嚴格保密的,工業部門和學術機構使用了許多不同的模型。
ECECP聯合研究項目是何內容?
ECECP牽頭組織的這個聯合研究項目于2020-2021年實施,它提供了一個獨特的機會,將ENTSO-E的電網規劃模型方法應用于CRI/CNREC制定的兩種情景:既定政策情景和低于2℃情景。在該項目中,根據這兩種情景對76個不同的擬議輸電項目進行了充分評估。這些規劃的輸電項目的預期影響是通過與電網系統的一個固定的“快照”狀態來比較衡量的。通過逐一將每個擬議輸電項目加入固定電網,并評估每個項目對電力價格、配電、可再生能源整合和其他一些因素的影響,ENTSO-E專家篩選出了一系列潛在的新輸電線路(補強線路)。
隨后,項目組選取了3條新線路用于演示ENTSO-E詳細的成本效益分析過程。歐洲專家與中國同行分享了他們的研究方法和最終發現。
項目有何發現?
研究發現,擴大和新建輸電能力都是有益的。項目組針對個別項目進行了詳細評估,因此可以就執行哪些項目的成本效益最高達成一致意見。ENTSO-E的方法主要基于兩個方面,一個是電力現貨市場,因為電能可以根據需要進行快速交易;另一個是基于高效的輸電網絡,能促進將電能輸送到人口更為稠密、需求更有可能激增的地區。這有助于限制利用化石能源發電來滿足峰值負荷的需求。
該項目為中國和歐盟評估各自能源模型體系、共同分析探討確定各自模型的優缺點提供了一個獨一無二的機會。隨著全球經濟正逐漸從新冠肺炎疫情的陰霾中恢復,化石燃料價格飆升,特別是中國,由于電煤價格機制未能理順出現了嚴重的斷電和電力短缺局面,使得工業和發電廠的正常運營深受影響。由于工業電價相對固定,因此當化石燃料價格出現波動時,這種做法很快便難以為繼。為此,建立一個考慮到這些變化因素的模型系統,尋求建立一個彈性靈活、能夠迅速響應的電網以應對不可避免的價格波動,并且制定長期計劃,以確保全國電力的安全穩定供應,這對于中國來說必然大有裨益。
來源:中歐能源合作平臺(ECECP)