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【华文】邵桂萍,许洪华.可再生能源笼统系统近况与将来发展趋势盘考[J].太阳能,2024,(07):127-132.
纲目：通过分析中国能源结构近况与能源转型面对的主要挑战，伙同将来能源需求，盘考妥贴中国国情的低碳、低老本的能源转型推行旅途，冷落以可再生能源为主体、多能源互补、“冷热电”联供、集“源网荷”于一体的新式能源系统责罚决议——可再生能源笼统系统；然后对可再生能源笼统系统的近况与要道时间进行了盘考，并分析了其将来发展趋势。盘考隔断标明：围绕用户侧构建分头绪、分场景的以可再生能源为主体的集“冷热电”“源网荷”于一体的新式能源系统，是中国兑现能源转型的系统责罚决议。
要道词：可再生能源笼统系统；碳中庸；新式能源系统；能源转型；能源结构；多能互补
中图分类号：TQ083+.4 文件瑰丽码：A
当今是中国能源转型的要道时期，能源系统架构、时间发展、应用场景齐在发生真切变化，中国近90%的二氧化碳排放和化石能源相干，需要快速裁减化石能源的用量，加多可再生能源在能源系统中的占比。
对于中国兑现碳中庸的能源架构、从以化石能源为主转型为以可再生能源为主的转型旅途、各种能源在兑现碳中庸及能源转型过程中的扮装定位和作用升沉、支抓能源经济转型的新时间和新产业等方面存在多种不雅点，但基本共鸣是在有限的时辰窗口既要兑现能源低碳转型，又要保险能源安全，还要保抓中国的经济社会和谐发展。不同的能源转型旅途各别巨大，无理的能源转型旅途不但会形成巨大的经济升天，还会错失发展机遇。因此，需要把柄中国的国情和时间发展的趋势，寻找一条低碳、低老本的能源转型推行旅途[1]。
本文对中国能源结构近况、能源转型面对的主要挑战进行先容，伙同供给侧与破钞侧特质、时间发展趋势，盘考妥贴中国国情的低碳、低老本的能源转型推行旅途，冷落以可再生能源为主体、多能源互补、“冷热电”联供、集“源网荷”于一体的责罚决议——可再生能源笼统系统；然后通过盘考可再生能源笼统系统的近况与要道时间，分析其将来发展趋势。
1中国能源转型推行旅途与可再生能源笼统系统见地
1.1中国能源结构近况
把柄国度统计局发布的统计数据，2023年，中国能源破钞总量为57.2万t轨范煤，其中，煤炭占比为55%，具体的能源破钞结构如图1所示。
2019—2023年自然气、水能、核能、风能、太阳能等清洁能源破钞量在中国能源破钞总量中的占比情况如图2所示。
从图2不错看出：2023年清洁能源在中国能源破钞总量中的占比为26.4%。2023年，中国年总发电量为94564亿kWh，其中，火电的年发电量为62657亿kWh，占比为66.3%；自然气、水能、核能、风能、太阳能等清洁能源的年发电量为31907亿kWh，占比为33.7%[2]。
把柄国度能源局发布的统计数据，末端2023年底，中国累计发电装机容量约为29.20亿kW，其中，火电装机容量为13.90亿kW，占比约为47.6%；水电装机容量约为4.22亿kW，占比约为14.4%；核电装机容量约为5691万kW，占比约为1.9%；风电装机容量约为4.41亿kW，占比约为15.1%；太阳能发电装机容量约为6.09亿kW，占比约为20.9%[3]。
1.2能源转型面对的主要挑战
1)与泰西阐扬国度比拟，中国能源转型的时辰短、任务重，时间挑战更大。欧洲于20世纪90年代兑现碳达峰，好意思国于21世纪初兑现碳达峰。从碳达峰到碳中庸，内行平均用时53年，而中国从碳达峰到碳中庸仅有30年的时辰。
2)中国的破钞端产业结构偏重工业，节能降耗难度高。中国坐褥了内行近60%的钢铁、铝、水泥和近1/3的汽车，单元国内坐褥总值(GDP)能耗约为经济合营与发展组织(OECD)国度平均水平的3倍，是内行平均水平的1.5倍[4]。
3)中国二氧化碳总排放量大，节能减排的任务重。2023年中国二氧化碳排放量约为126亿t，约占内行二氧化碳总排放量的33.7%。中国在内行清洁能源经济中处于压倒性的最初地位，2023年，内行太阳能、风能新增发电量中50%以上来自中国；太阳能和风能的发电量占中国总发电量的比值从2015年的4%，到2023年达到15%，已接近阐扬经济体的水平(约为17%)。尽管如斯，中国的二氧化碳排放量还在抓续增长，中国的东谈主均碳排放量比阐扬经济体跨越15%[5]。
1.3将来能源结构估量
将来兑现碳中庸的能源结构所以风能、太阳能为主导能源、多种能源互补、“绿电+绿热+绿氢”聚合驱动、“源网荷”一体的新式能源系统[6]。与现有的能源结构比拟，以可再生能源为主体的新式能源系统需要更多的无邪性转换成分，而且在可再生能源大幅度波动或顶点风景等紧迫情况下需要有兜底保险方法来保险能源供应安全。
将来能源供应系统的主要特质所以低碳化、高比例电气化为瑰丽，能源哄骗成果大幅普及，各类混浊物和二氧化碳的排放量大幅裁减；同期，非化石能源的发电量在中国总发电量中的占比越过90%[7]。
1.4中国能源转型的推行旅途
1.4.1充分哄骗现有煤炭能源系统与电力系统作念好支抓
中国要从现有的化石能源破钞量占比近80%的能源体系转型为以可再生能源为主的低(零)碳能源体系，需要充分哄骗好现有的煤炭能源系统和宏大的电力系统，以其手脚风能、太阳能等可再生能源快速发展的支抓。
1.4.2构建以可再生能源为主体的新式能源系统
中国风能、太阳能资源丰富，在以风能、太阳能为代表的可再生能源产业界限和时间方面具有露出上风，内行70%以上的光伏组件和60%的风电装备产自中国。风能、太阳能等可再生能源和能源系统时间的快速发展，以及供能老本的快速下落，为构建以可再生能源为主体的低碳、低老本能源体系，兑现能源经济转型奠定了基础。
盘考以风能、太阳能等可再生能源为主体的新应用场景，举例：“沙戈荒”能源基地、海上欣忭牧场、区域可再生能源体系，以及与高载能产业伙同、多能互补及“冷热电”联供的踱步式可再生能源笼统供用能系统等，兑现多种能源互补、“冷热电”、“源网荷”一体化的笼统系统的构建。
1.4.3新应用场景与新应用模式的挖潜
当今，中国的能源哄骗存在以下问题：1)东部和西部的风能、太阳能等可再生能源资源和用能负荷的时空错配踱步；2)现有以煤炭为主的能源体系需要加速裁减煤炭用量，高碳的工业过程需要进行绿色低碳变革；3)大界限、高比例欣忭消纳问题；4)高比例可再生能源电网踏实性问题等。因此，需要突破现有应用场景、应用模式、区域的限定，从头扫视现有的能源系统、可再生能源资源，以及冷、热、电等主要能源负荷和其他能源负荷需求，通过“源网荷”一体化顶层测度打算，挖掘低(零)碳供用能系统的新应用场景，操办新应用模式，以兑现全社会举座经济价值最大化、能源系统总体价值最大化为起点，从系统和全局的高度推动能源系统的经济低碳转型。
1.5可再生能源笼统系统见地
笼统前文所述，中国能源转型最终是由以化石能源为主向以可再生能源为主的转型，是由现有的源、网、荷孤独经营向一体化深度耦合、团员协同、共建共赢的转型，是由现有的冷、热、电等孤独用能体式向用户侧一体化互转互融、笼统哄骗的转型。最终兑现以可再生能源为主体、多能源互补、“冷热电”联供、集“源网荷”于一体的新式能源系统的构建，该系统即为可再生能源笼统系统。
可再生能源笼统系统将电、冷、热、气、氢等能源的坐褥、运输、破钞、储存、转换各法子一体筹划、笼统哄骗，从而兑现系统层面的笼统能效最高、用能老本最低、二氧化碳偏执他混浊物排放量最低，且系统运行踏实可靠。
2可再生能源笼统系统的近况
可再生能源笼统系统分为3个层级，即：1)跨区源端基地型；2)区域或县域级；3)园区或用户级。下文列举了不同层级的示范时势典型案例，展示中国可再生能源笼统系统的发展近况。
2.1跨区源端基地型示范时势典型案例
内蒙古自治区乌兰察布市“源网荷储”一体化示范时势是中国首个“源网荷储”一体化时势，亦然中国首个储能设立界限达到百万千瓦时的新能源场站。该项筹划开采界限达200万kW，其中风电装机容量为170万kW，光伏发电装机容量为30万kW；配套开采110万kWh的储能系统，AG百家乐积分通过欣忭互补保险电力踏实供应。该时势在大界限电网友好型新能源开采领域、储能电站多场景应用领域、数字化智能时间笼统应用领域和“源网荷储”运营模式立异领域均起到了示范作用。
2.2区域级示范时势典型案例
浙江省海宁市尖山新区的绿色低碳工业园时势位于海宁（金麒麟分析师）市东南端、杭州湾钱塘江北岸，是中国建立的首个“源网荷储”一体化示范区，亦然浙江省反应“双碳”策略建立的首个“绿色低碳工业园开采示范区”。该项筹划土产货电源侧，可再生能源装机容量为32万kW，其中包括踱步式光伏电站97座，年可再生能源发电量约为5亿kWh；负荷侧以工业负荷为主，有347家企业签约了需求侧反应，加入“源网荷”间的高效互动，8家企业兑现了兆瓦级多系统协同秒级可中断负荷适度，启动“冷热电”三联供新式供能模式。该时势兑现了绿色能源时间、多元交融“源网荷储”一体化时间立异，全方向股东了区域级新能源系统的筹划开采与应用探索。
2.3园区或用户级示范时势典型案例
内蒙古通辽开鲁生物医药开采区“源网荷储”一体化时势位于内蒙古自治区通辽开鲁生物医药开采区，该开采区属于自治区级工业园区，园区在产企业有55家，年产值为58.8亿元，已熏陶形成了以玉米生物科技、绿色农畜产物坐褥加工、新式清洁能源、当代工功课为主的“4大产业集群”。该时势电源侧开采界限为风电装机容量80万kW，聚积式光伏发电装机容量30万kW。负荷侧需求分为供电和供非电能源两部分，供电部分遴荐“欣忭储”聚合供电形势，以绿电替代园区新增负荷用电；供非电能源部分遴荐欣忭配套装机容量为40万kW的熔盐储热系统、装机容量为4万kW的电解水制氢系统、供热管网为14km的园区供热系统，以及“天枢一号”颖慧能源系统等。
通过哄骗时势左近的风能、太阳能等资源实践绿色清洁能源替代责罚园区蒸汽、供热、用电等能源需求，从而打造低碳工业园区。
2.4现有主要问题
1)在系统顶层测度打算方面，需要基于能源需求及演变限定的能源系统形态布局，进行多种能源耦合、供需双侧互动，存在不祥情成分各类、利益主体关系复杂、实践难度高级问题。
2)在系统运行层面，存在多能耦合、本性各别大、利益主体和谐清贫的问题。当今多量大基地和区域型项筹划“源荷”协同清贫，穷乏对应政策机制与阛阓默机会制，业主方由于老本压力导致其能源不及。
3可再生能源笼统系统的要道时间
3.1多能源互补、“冷热电”联供的“源网荷”一体化能源筹划及发展旅途
1)统筹区域内能源资源，包括可再生能源、化石能源等一次能源和电能、氢能等二次能源，伙同时间经济性，进行能源资源的统筹筹划。
2)在充分哄骗现有能源网罗的前提下，进行冷、热、电等能源网罗的顶层测度打算。
3)围绕用户端的电、热、气、氢等需求，提供多种能源与供用能一体化责罚决议，鼎新负荷侧转换反应才略。
3.2可再生能源为主的能源体系及模块化时间
横向搭建以可再生能源为源端主体的电、冷、热、气、氢等多种能源体式的协同供应体系，纵向打造源、网、荷、储、用等法子的互动优化操办，形成多能源互补、“源网荷”一体化的新式能源体系。
针对该新式能源体系进行逐层剖判，开展模块化时间盘考，形成体系实质便于优化设立、无邪组合的模块化时间。
3.3可再生能源和化石能源耦合协同时间
能源转型时间，可再生能源将与化石能源协同共存，因此可再生能源与现有化石能源的耦合协同时间对能源系统的踏实、安全、抓续运行至极要紧。需要开展抓续盘考，以兑现既不错知足能源系统的低(零)碳条款，同期不错知足经济性和安全性的条款。
3.4能源和其他领域交融时间
数字能源时间、微电网、编造电厂、东谈主工智能(AI)等时间的发展为加速能源转型提供了支抓，同期这些时间的应用亦然巨大挑战。
加速裁减各应用场景的煤炭用量和高碳工业过程的绿色低碳变革，需要伙同具体应用场景，与用能过程深度耦合，以形成切实可行的时间决议，兑现能源与应用场景的交融协同。
4可再生能源笼统系统的将来发展趋势
4.1和高载能产业伙同的区域级低碳、低老本可再生能源笼统系统
以钢铁、冶金、水泥、化工、数据中心等为代表的高载能产业的耗能大，低碳工艺经由变革难，面对降本、减碳、时间升级的多重压力。高载能产业的用电量约占中国电力破钞的50%。对于高载能产业(举例：钢铁、冶金等)而言，唯一有老本实足低且实足量的绿氢就不错兑现低碳以至零碳工艺变革。可再生能源和高载能产业、绿氢时间告成伙同，建立区域级低碳、低老本的可再生能源笼统系统。把柄本文初步估算，在风能、太阳能等可再生能源资源丰富的地区，可再生能源笼统系统的供能老本有望下落20%～50%。
4.2县域级100%可再生能源笼统系统的时间盘考与示范
中国大部分县域的年用电量从几亿kWh到10亿～20亿kWh不等，因此在中国大部分县域开采“冷热电”联供的100%可再生能源笼统系统可就近知足用能需求，不但兑现了零碳，而且用能老本也比现有的能源体系更经济。
中国西部、东北部地区的可再生能源资源丰富，用能负荷小且需要供暖，因此此类地区最妥贴开展示范时势；另外，把柄本文初步估算，华北地区和沿海县域也可开展示范时势。
4.3乡村振兴辽远农牧区的100%可再生能源责罚决议
中国哄骗可再生能源责罚了无大电网隐秘地区住户的基本生计用电问题，在发展中国度起点兑现每户住户齐可用电，创造了遗迹。跟着可再生能源老本的大幅下落、时间的发展和生流水平的普及，速即遴荐可再生能源和节能建筑伙同，可责罚住户的用电、取暖、炊事等用能需求，不但时间上可行，经济上富余的农牧民也可承受。把柄本文初步估算，在无大电网隐秘地区，每户住户干涉20万～30万元就不错建成节能住房和能源系统，用能水平可达到泰西等阐扬国度和地区的家庭用能水平。
4.4“源网荷”一体的可再生能源大界限基地
以电力外送为主的西部地区大型欣忭可再生能源基大地临送出通谈容量瓶颈、运输老本高而速即消纳负荷不及的问题；时间上也存在电源侧发电量和负荷侧能源需求及二者匹配不祥情味大、系统架构和容量配比需要科学优化和时间立异的问题。新建的大型可再生能源基地多遴荐“欣忭火”打捆外送的形势，其中“欣忭”的发电量占送出电量的50%左右。在近些年火电的年满发小时数抓续下落的大趋势下，在可再生能源基地的电源侧和负荷侧还在新建火电装机进行转换。因此，西部地区大型可再生能源基地的电力外送责罚决议还需要链接盘考和优化。
除送出通谈容量的限定外，跟着风电、光伏发电的上网电价远低于化石能源发电的并网电价，哄骗西部大型可再生能源基地远距离外送的老本和在负荷隔邻就近开采可再生能源笼统系统的老本孰高孰低也需要进一步盘考酌量。
4.5园区、建筑等典型应用场景的可再生能源笼统系统
哄骗踱步式可再生能源笼统系统责罚园区、建筑的“冷热电”用能需求，兑现园区的100%可再生能源供能，除了时间上可行以外，在风电、光伏发电等老本抓续下落的趋势下，经济上也运转具有竞争力，是需要要点盘考的典型应用场景之一。按现有电力系统的运行模式，踱步式光伏发电、差别式风电等的接入和消纳面对严峻挑战。多能源互补、“冷热电”联供、集“源网荷”于一体是时间发展的大趋势，从时间及政策机制上齐需要立异。
5论断
本文通过分析中国能源结构近况、能源转型面对的主要挑战，盘考了妥贴中国国情的低碳、低老本的能源转型推行旅途，冷落了以可再生能源为主体、多能源互补、“冷热电”联供、集“源网荷”于一体的责罚决议——可再生能源笼统系统；然后对可再生能源笼统系统的近况与要道时间进行了盘考，并分析了其将来发展趋势。盘考得出以下论断：
1)围绕用户侧构建分头绪、分场景的以可再生能源为主的集“冷热电”“源网荷”于一体的新式能源系统，是中国兑现能源转型的系统责罚决议。
2)先立后破，进行以风能、太阳能等可再生能源为主体的新应用场景、新应用模式、新时间的盘考与示范。在风能、太阳能资源丰富地区，以可再生能源为主和高载能产业告成伙同，与现有供能体系的供能老本比拟有望大幅裁减。
[参考文件]
[1]许洪华.立异职责：中国在步履[M].北京：商务印书馆，2022：88-91.
[2]国度统计局.中华东谈主民共和国2023年国民经济和社会发展统计公报：410A04-0403-202402-0001[R/OL].(2024-02-29).https://www.stats.gov.cn/xxgk/sjfb/tjgb2020/202402/t20240229_1947923.html.
[3]国度能源局.国度能源局发布2023年宇宙电力工业统计数据[R/OL].(2024-01-26).https://www.nea.gov.cn/2024-01/26/c_1310762246.htm.
[4]UNFCCCCOP28.COP28UAEDeclarationonClimateandHealth[R].Dubai：UNFCCCCOP28，2023.
[5]国度能源局笼统司.新式电力系统发展蓝皮书[M].北京：中国电力出书社，2023.
[6]许洪华，邵桂萍，鄂春良，等.我国将来能源系统及能源转型推行旅途盘考[J].发电时间，2023，44(4)：484-491.
[7]国度发展和改进委员会能源盘考所.中国2050年高比例可再生能源发展现象暨阶梯盘考[R].北京：国度发展和改进委员会能源盘考所，2015.
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