在碳達(dá)峰碳中和的國家戰(zhàn)略之下，能源領(lǐng)域的碳減排成為重中之重。由北京市科協(xié)主辦的“2021年北京地區(qū)廣受關(guān)注學(xué)術(shù)成果報告會（物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域）”日前舉行。

踐行碳達(dá)峰碳中和戰(zhàn)略，能源是主戰(zhàn)場，電力是主力軍，構(gòu)建新型電力系統(tǒng)，核心特征是新能源成為電力供應(yīng)的主體。4月19日，國家能源局發(fā)布《關(guān)于2021年風(fēng)電、光伏發(fā)電開發(fā)建設(shè)有關(guān)事項(xiàng)的通知》（以下簡稱《通知》）向社會征求意見，通知指出，在裝機(jī)規(guī)模方面，我國風(fēng)電光伏裝機(jī)已穩(wěn)居全球首位。

要求2021年全國風(fēng)電、光伏發(fā)電發(fā)電量占全社會用電量的比重達(dá)到11%左右，后續(xù)逐年提高，到2025年達(dá)到16.5%左右。而在2020年，我國風(fēng)電、光伏發(fā)電發(fā)電量占全社會用電量比重約為9.68%。

“未來要實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰碳中和，光伏和風(fēng)電的比例還要上升，最終將要達(dá)到50%-70%，這個對于電力系統(tǒng)的挑戰(zhàn)是非常巨大的。”清華大學(xué)電機(jī)系副教授，博士生導(dǎo)師張寧坦言，未來電力系統(tǒng)要接入更多的風(fēng)電和光伏，除了引起強(qiáng)不確定性之外，其通過電力電子裝置并網(wǎng)也會帶來電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定隱患。

在張寧看來，太陽能資源在地球上的儲量遠(yuǎn)比我們想象的要多，太陽能陸地上所接收到的太陽能輻照的能量，實(shí)際上是要遠(yuǎn)超過能源需求總量。但是，目前太陽能發(fā)電占整個能源消費(fèi)的比例還不足10%。如何更好利用太陽能？學(xué)術(shù)界提出了一個全新路徑——太陽能熱發(fā)電。

據(jù)張寧介紹，太陽能熱發(fā)電又叫光熱發(fā)電，目前，風(fēng)電和光伏發(fā)電不穩(wěn)定，過度依賴自然條件。太陽能熱發(fā)電技術(shù)是把太陽能的熱效應(yīng)集中起來，以熱能的方式進(jìn)行存儲，之后推動汽輪機(jī)進(jìn)行發(fā)電。相比于風(fēng)電和光伏，太陽能熱發(fā)電最重要的特點(diǎn)是具有可控性，這種可控性可以為電網(wǎng)消納風(fēng)電光伏提供調(diào)節(jié)服務(wù)。

“光熱發(fā)電是未來消納大規(guī)模風(fēng)電和光伏非常重要的基礎(chǔ)，也是實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰碳中和的一項(xiàng)非常重要的發(fā)電技術(shù)。”張寧告訴科技日報記者，雖然這種發(fā)電方式裝機(jī)價格較高，但因其具備儲能效應(yīng)而具有巨大的技術(shù)經(jīng)濟(jì)性。

“未來5到10年，電力系統(tǒng)如何規(guī)劃和消納非常大規(guī)模的可再生能源并網(wǎng)，還需要工具化的支持。”張寧說，以新能源為主的新型電力系統(tǒng)沒有運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)可借鑒，包括自己在內(nèi)的學(xué)者們正在從事的研究或許能夠回答——未來電力系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)形態(tài)應(yīng)該怎樣發(fā)展，應(yīng)當(dāng)如何安全穩(wěn)定運(yùn)行等問題。

注：本文節(jié)選自科技日報報道《區(qū)塊鏈+能源互聯(lián)網(wǎng)助力實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰碳中和》。