我国电力系统新设想：新能源消纳、西部调水、储能可以一体化？

国家能源局数据显示，截至2023年6月底，我国可再生能源装机达13.22亿千瓦，约占我国总装机的48.8%，历史性超越煤电。

仅上半年，全国可再生能源新增装机1.09亿千瓦，同比增长98.3%，占新增装机的77%。其中，风电新增并网2299万千瓦，光伏发电新增并网7842万千瓦，同比增长153.97%。

在“双碳”目标确立的前提下，构建新型电力系统，加快清洁能源尤其是风、光新能源的开发属于题中应有之义。

“我们研究认为，从整体上看，新能源基地化、集中连片开发是优势最明显的开发方式。”在8月4日，全球能源互联网发展合作组织举办的《中国清洁能源基地化开发研究》《新型抽水蓄能与西部调水》出版发行仪式上，全球能源互联网发展合作组织经济技术研究院院长周原冰介绍研究成果时如此表示。

周原冰表示，新能源基地化开发不仅规模大，同时见效快、带动性强、综合效益突出。更重要的是，我国已经拥有新能源集中开发的资源禀赋及产业基础。

据测算，在我国新能源资源富集的西部和北部地区，综合考虑集约化、规模化、经济优先、多能互补等原则，风电、光伏、光热基地化开发潜力分别达29亿、50亿和5亿千瓦。同时，预计到2030年，在内蒙、青海、新疆和甘肃地区，不包括储能和其他配套电源，风电、光伏、光热的平均LCOE分别降至0.15、0.14和0.6元/千瓦时。

这意味着，到2030年，上述地区可以布局风电、光伏、光热基地的规模总计9.5亿千瓦，包含45大型基地；到2050年，可布局风电、光伏、光热基地规模总计45亿千瓦，包含127个大型基地。

然而，尽管加快能源转型，应对气候变化确实刻不容缓，但“在转型的过程中，处理好能源转型与系统安全的关系同样重要。”中国能源研究会双碳产业合作分会主任黄少中在发布仪式上发言时强调。

随着可再生能源装机规模快速增长，电力系统对各类调节性电源需求迅速增长。为保障系统安全，2022年，我国煤电新增规模近1亿千瓦；2023年上半年，煤电新增规模仍近3000万千瓦。

实际上，煤电作为发电机组，深度及灵活调峰本不是其最具经济性和安全性的工作场景，更不必说一边转型一边燃煤的逻辑悖论。为应对系统的灵活性调节需求，亟需从更方面挖掘调节能力资源。

目前，为支撑大规模清洁能源基地化开发，西部地区主要通过水电扩容、建设常规抽蓄和新型抽蓄、跨区联网等方式，辅以适度开发光热发电，配置新型储能，发展电制氢（氨）和氢（氨）发电等方式提供灵活调节资源。然而，北部地区因水资源缺乏，仍要通过配套先进灵活的煤电以及现有煤电灵活性改造。

全球能源互联网发展合作组织驻会副主席刘泽洪表示，常规水电和抽水蓄能是较好的调节手段，但受水资源、开发条件等限制，西北新能源富集地区极度缺水，当地开发水电和抽蓄的规模相对有限。而电化学储能等新型储能目前成本还较高，存在一定安全隐患，对电力系统的惯量支撑能力也不足。长期看，现有调节手段难以满足西部、北部地区远期新能源大规模开发的需求，需要寻找新的方式。

与此同时，我国的南水北调西线工程也面临重大挑战。

为解决我国水资源分布不均问题，我过南水北调工程从长江下游、中游、上游规划了东、中、西线三条线路。目前，东线一期工程已经建成投运，而西线工程仍处于规划论证阶段。

中国水利水电科学研究院水资源研究所水资源调度研究室副主任王超曾告诉「能见」，如果采取自流方式，上游整体的可调水量很小，对调水规模的影响就很大。如果采取泵站提水的方式，将取水口设置到下游，虽然说工程调水规模可以急剧增大，但又面临提水能耗的问题。

那么，是否有可能通过统筹协调，既解决跨流域调水，又解决新能源的消纳及灵活调节需求呢？

基于此，全球能源互联网发展合作组织同时提出了“电-水协同发展”的新型抽水蓄能。

周原冰介绍称，新型抽水蓄能的理念，是以清洁能源发电为动力，在西部各流域间建设一系列调蓄水库、短距离引水道、可逆式水泵水轮机组和水轮发电机组，通过异地抽发和接力方式将西南的水送往西北，实现跨流域调水和电能存储。

目前，基于详实的水文、地理、高程、保护区分布等数据，全球能源互联网发展合作组织已初步设计出基于新型抽蓄理念的西南西北调水方案。

具体而言，该方案自“五江一河”取水，包含7个跨流域段的35个调水通道，全长1.1万公立，辐射西藏、云南、四川、青海、甘肃、新疆6个省区，最远到达新疆和田。年调水量400亿立方米，惠及河西走廊、柴达木、南疆等地区。同步建设抽蓄装机6.5亿千瓦，发电装机1.9亿千瓦。

根据初步测算，该方案调水成本大约为3.5元/立方米。同时，由于该工程提水段的新型抽蓄、放水段的水电机组均为调节性电源，可为系统提供超过6.5亿千瓦常规抽蓄（或新型储能）的调节能力，满足15亿千瓦至20亿千瓦风光新能源灵活调节要求，并新增土地灌溉面积1.5亿亩。

对于上述构想，山东大学研究生院副院长张恒旭评价称，我国存在清洁能源和水资源分布不均、区域环境差异性大的现状，西北地区可再生能源禀赋好和自然环境差并存，如何再向双碳目标战略迈进，清洁能源大规模开发过程中将能源优势转变为环境优势，是需要系统构建的战略。