新能源可靠替代促進全球碳中和

DevelopmentandCoope新能源可靠替代促進全球碳中和全球能源互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展合作組織二O二四年十一月DeveloposentandCoope二0二四年十一月了評估，并分析了對于促進全球?qū)崿F(xiàn)碳中和的價值作用，展示了基于新能源可靠替代的能源電力發(fā)展圖景，對全球六大洲新能源可靠替代發(fā)展程度進行量化評估，并因地制宜設(shè)計可靠替代實現(xiàn)路徑與主要模式。第五章是新能源可靠替代的創(chuàng)新實踐，著眼于綜合影響大、創(chuàng)新價值高、轉(zhuǎn)化推廣好、工程示范強，從國內(nèi)外數(shù)百個案例中篩選12個模式及技術(shù)創(chuàng)新案例，為全球各方提供先進經(jīng)驗。第六章是新能源可靠替代全球倡議。.....................................序言1.2全球新能源發(fā)展新目標(biāo)0071.3全球新能源發(fā)展新挑戰(zhàn)0122新能源可靠替代的理論框架………0202.1理念內(nèi)涵0212.2評估體系0322.3發(fā)展階段0342.4理論體系0363新能源可靠替代的實現(xiàn)路徑0383.1實現(xiàn)可靠替代的典型模式0393.2實現(xiàn)可靠替代的關(guān)鍵技術(shù)061基于可靠替代的全球碳中和方案 0764.1模型方法 082 083 4.5區(qū)域發(fā)展展望 123 新能源可靠替代全球倡議 新挑戰(zhàn)等三方面內(nèi)容。本章在探討全球新能源發(fā)展章深入剖析新型電力系統(tǒng)在并網(wǎng)消納、電力可靠1.1.1全球應(yīng)對氣候變化形勢要求沒有握交跡象沒有握交跡象標(biāo)新提交或正新的表羽增強建0的總溫室氣體掛故份額風(fēng)能和太陽能發(fā)電裝機再創(chuàng)新高，年均增速達到20%。2010-2023年，全球風(fēng)電裝機從1.8億干瓦增長到10.2億干瓦，年均增速達到13%,太陽能發(fā)電裝機從0.4億干瓦增長到14.2億干瓦，年均增速達到31%,風(fēng)光新能源裝機總量從2.2億干瓦增長到24.4億干瓦，年均增速達到20%。風(fēng)電和太陽能發(fā)電裝機以陸上風(fēng)電和光伏發(fā)電為主。2023年，全球10.2億干瓦風(fēng)電裝機中，陸上風(fēng)電為9.4億干瓦，占比93%,其余7%為海上風(fēng)電。全球14.2億千瓦太陽能裝機中，光伏發(fā)電為14.1億千瓦，占比99.5%,僅有0.5%為光熱發(fā)電。量為1.631萬億干瓦時，相比2022年增長了3070億干瓦時，增速23%,在0謂料來源：RENA,Trpingrerewablepoweby2000:TherdeoftheG7inturringtanptsrdoaction,數(shù)據(jù)來源：EMBER.2024年全球電力評論，2024.中國新能源新增裝機占全球比重超過6成，貢獻引人矚目。2023年，全球風(fēng)光新能源發(fā)電裝機相比2022年增加4.62億干瓦，增長近四分之一。其中，光伏發(fā)電增加3.46億千瓦，占新增容量的75%,風(fēng)電增加1.16億干瓦，占比25%。中國2023年風(fēng)光裝機總量約10.5億干瓦，占全球總量的43%,風(fēng)光裝機相比2022年增加了2.9億干瓦，占全球增量的63%。從發(fā)電量看，中國頁獻了全球新增太陽能發(fā)電量的51%和全球新增風(fēng)力發(fā)電量的60%。歐洲率先推動新能源發(fā)展，是全球能源轉(zhuǎn)型政策和技術(shù)引領(lǐng)者。歐洲是最早推動新能源大規(guī)模發(fā)展的地區(qū)，在政策引領(lǐng)和早期技術(shù)推廣方面具有領(lǐng)先地位。歐洲對新能源的早期重視可以追溯到1970年代的石油危機，當(dāng)時歐洲意識到對化石燃料的依賴可能帶來的經(jīng)濟和安全風(fēng)險，于是歐洲開始探素風(fēng)能、太陽能和核能等替代能源。政策方面，歐盟發(fā)布《歐洲綠色新政》,并不斷提高可再生能源發(fā)展目標(biāo)。2023年歐盟提出到2030年將可再生能源占比提升至42.5%的目標(biāo)，這些政策制定在全球具有標(biāo)志性意義，引導(dǎo)了全球許多國家的能源轉(zhuǎn)型行動。技術(shù)方面，丹麥在1980年代就開始研發(fā)風(fēng)力發(fā)電，并于1991年建成了世界上第一個海上風(fēng)電場。0資料來源：EMBER.2024年全球電力評論，2024.圖1.42014~2023年中國與全球可再生能原裝機總量1.1.4新能源加速發(fā)展條件具備為0.044關(guān)元/干瓦時，相比2010年0.46關(guān)元/干瓦時水平大幅下降90%,2010年0.111美元/干瓦時的水平下降70%,從比化石燃料發(fā)電成本高23%下降到比化石能源燃料成本低67%。海上風(fēng)電發(fā)電的平均LCOE為0.075美元/干瓦時，相比2010年0.203美元/干瓦時水平下降63%,從比化石燃料成本高126%的水平下降至比化石能源燃料成本低25%。技術(shù)進步使得新能源圖1.5基于2010-2023年LCOE全球加權(quán)平均值的各國太陽能和風(fēng)能競爭力空化°了明確藍圖。2023年9月，二十國集團(G20)領(lǐng)導(dǎo)人第十八次峰會在印度新圖1.6國家白主貢獻中的可再生能源裝機目標(biāo)評估0資料來源：IEA,COP28TrpingRanewatloCapaotyPlbdga:Trackngcountnies'ambtonsandkdontfyngpoloestobrdgethegap,2024.源相關(guān)溫室氣體排放量的97%,電力和熱力生產(chǎn)排放的99.9%),國家現(xiàn)有政策下2030年可再生能源目標(biāo)總計約79.03億干瓦°,距離三倍目標(biāo)差距仍超過大規(guī)模。新能源發(fā)電裝機容量倍增式增長，預(yù)計到2030年，全球風(fēng)能和太陽能發(fā)電裝機容量將達到110.7億干瓦，是2023年水平的4.5倍。到2050年，這一數(shù)字將進一步增至337.2億千瓦，達到2023年的13.8倍。新能源大規(guī)模圖1.82003-2023年全球可再生能項年度新增裝機容量°量占比也將顯著捉升，從2030年的24.9%增加到2050年的43.3%。太陽能則從2035年的17.9%提升到2050年的31.7%。風(fēng)能和太陽能這兩大新能源1.3全球新能源發(fā)展新挑戰(zhàn)新發(fā)展階段下，新能源將成為電力系統(tǒng)主體電源，這一轉(zhuǎn)變將引發(fā)并網(wǎng)消納、電力可靠供應(yīng)、電網(wǎng)運行安全、系統(tǒng)成本上升、投資不足和產(chǎn)業(yè)鏈供應(yīng)鏈穩(wěn)定等方面的重大挑戰(zhàn)。需要解決如何在保障電力供應(yīng)、系統(tǒng)安全的前提下，實現(xiàn)大規(guī)模新能源的經(jīng)濟性消納和可持續(xù)發(fā)展問題。電同發(fā)展與新能源空間布局不協(xié)同阻礙新項目接入電網(wǎng)，新能源并網(wǎng)消納面臨挑戰(zhàn)。2010至2023年，全球可再生能源投資翻倍，但電網(wǎng)投資自2015年以來一直維持在3000億美元，直至2024年才有所增加，導(dǎo)致輸電容量不足，大量新能源項目等待并網(wǎng)。截至2023年，全球有30億干瓦的風(fēng)光項目等待并網(wǎng)。以關(guān)國為例，可再生能源項目從提出并網(wǎng)申請到實際運營的平均等待時間以握出井同申清到文不返官的等特時間(月以握出井同申清到文不返官的等特時間(月InterconmectonasoftheEndot2023,2024.從2005年的不到20個月延長到2023年的近60個月，電網(wǎng)擁堵管理成本也圖1.10中國某省某典型日風(fēng)電出力和負荷曲線2017.37(1):8.圖1.11美國加利福尼亞獨立系統(tǒng)運營商鴨型曲線隨著新能源滲透率逐步提高，系統(tǒng)慣量不斷下降，抵御故障能力降低，故障形態(tài)更加復(fù)雜，連鎖反應(yīng)風(fēng)險增加。當(dāng)前電力系統(tǒng)由化石能源發(fā)電承擔(dān)調(diào)峰、調(diào)頻、調(diào)壓等功能，基本能夠保障電網(wǎng)運行安全。但隨著化石能源減退和新能源滲通率的提高，系統(tǒng)頻率調(diào)節(jié)能力和頻率穩(wěn)定水平不斷下降，電壓調(diào)節(jié)能力和電壓穩(wěn)定水平不斷下降，抵御故障能力降低，傳統(tǒng)同步穩(wěn)定及新形態(tài)穩(wěn)定問題更加凸顯，以歐洲大陸和英國為例，新能源占比提高10個百分點，慣性指標(biāo)將下降約30%,這種情況下新能源如何承擔(dān)起保障電網(wǎng)安全的作用面臨巨大挑戰(zhàn)。201920212023|20192021202320192021—均慣性(最低100小時)—風(fēng)電光伏占比(右輯)隨著新能源滲透率逐步提高，單一故障產(chǎn)生的影響不斷擴大，連鎖反應(yīng)風(fēng)險增加。為了實現(xiàn)清潔能源的大規(guī)模遠距離消納，需要建設(shè)涵蓋分布式電源、新型儲能、靈活負荷等多元可控對象的特高壓交直流混聯(lián)大電網(wǎng)，送受端、交直流、各電壓等級的耦合將越來越緊密，電力系統(tǒng)形態(tài)極端復(fù)雜。同時，受制于土地資源，多回線路需要共用同一輸電走廊，單一輸電通道輸送的電力潮流將大幅增加，單一故障可能引發(fā)的電力波動越來越大、影響范圍越來越廣、防御難度越來越高，極易產(chǎn)生聯(lián)鎖反應(yīng)引發(fā)大面積停電。火電100%火電100%西北火電<70%新能酒>30%華東華東火電<70%直流>30%火電100%圖1.13高比例清潔能源電力系統(tǒng)的低慣性1.3.4系統(tǒng)成本上升挑戰(zhàn)率超過30%,系統(tǒng)總成本大幅上漲，新能源滲透率為30、50%和75%時對倍，占比由2011年的14%升至2020年的21%,成為居民電價增長的主要因素?？稍偕茉锤郊淤M實際上是可再生能源的發(fā)展對系統(tǒng)成本的提高疏導(dǎo)到2021zthyecbg/202201/1763966.般社。2023.圖1.14典型電網(wǎng)不同新能源滲透率下系統(tǒng)成本經(jīng)濟體的2~3倍，融資成本約占總平均成本的50%,25%~30%。0資料來源；OECD,NEA,TheCostsofDocarbarkabon:SystemCostswi版社，2023.版社，2023.心元(基于2027年巾場工事0心元(基于2027年巾場工事0圖1.15全球各區(qū)域2019年和2024年年度能源投盜25%提高到100%、鋰電池從7.5%提高到25%、光伏電池板從25%提高到交道(干克輛)交道(干克輛)發(fā)電(千克萬干瓦)圖1.16清潔能通技術(shù)關(guān)鍵礦產(chǎn)需求對比°新能源規(guī)模倍增過程中的并網(wǎng)消納、電力可靠供應(yīng)統(tǒng)成本高、投資不足、產(chǎn)業(yè)鏈供應(yīng)鏈穩(wěn)定等挑戰(zhàn)，核全局和系統(tǒng)觀念的新能源創(chuàng)新發(fā)展方式，實現(xiàn)統(tǒng)的高質(zhì)量、可持續(xù)發(fā)展?；诖?，本報告提出新能念，通過“規(guī)模倍增+可靠替代”,為構(gòu)建新型能碳中和目標(biāo)提供切實可行、經(jīng)濟高效、技術(shù)先進、0資料來源：EA.TheRoledOooaMner本章主要包括理念內(nèi)涵、評估體系、發(fā)展階段、理論體系四方面內(nèi)容，報告首次提出新能源可靠替代包括充裕、安全、經(jīng)濟和可持續(xù)四大內(nèi)涵。根據(jù)新能源發(fā)展規(guī)模及對電力系統(tǒng)影響，可靠替代將先后經(jīng)歷電量替代、容量替代和全面替代三個階段?；趪@新能源可靠替代內(nèi)涵和發(fā)展階段特征要求，設(shè)計十三個衡量指標(biāo)，構(gòu)建了新能源可靠替代的綜合評估體系，用于量化評估全球、各洲及重點國家新能源可靠替代發(fā)展階段及進程。2.1理念內(nèi)涵2.1.1全球能源互聯(lián)網(wǎng)1理念內(nèi)涵電同生產(chǎn)為互圖2.1全球能源互聯(lián)同理余內(nèi)涵2形態(tài)特征2清潔主導(dǎo)，即清潔能源逐步取代化石能源成為主導(dǎo)能源，清潔能源發(fā)電逐漸成電為中心，即清潔電能替代煤、油、氣，電成為能源消費的主體，電力系統(tǒng)成為能源體系的核心，全社會電氣化水平大幅提升?；ヂ?lián)互通，即以電網(wǎng)為主要載體推動能源網(wǎng)絡(luò)廣泛互聯(lián)，利用時區(qū)差、季節(jié)差、資源差、電價差，實現(xiàn)清潔能源優(yōu)化配置和高效利用。多能融合，即“風(fēng)光水火核”多能互補、“電氫冷熱氣”互通互濟、“源網(wǎng)荷儲”協(xié)調(diào)聯(lián)動，各類能源、各個環(huán)節(jié)協(xié)同融合發(fā)展。以電同為主要裁體推動能源以電同為主要裁體推動能源同絡(luò)廣泛互聯(lián)互聯(lián)互通多能融合清潔電能替化煤，油氣各類能原，各個環(huán)節(jié)清潔能源取代化石能源成為主導(dǎo)模源清潔主導(dǎo)電為中心電成為能源消費的主體協(xié)同融合發(fā)展2.1.2新能源可靠替代0新能源是知在新技術(shù)基地上開發(fā)利用的書常規(guī)能源，相話風(fēng)能，太陽能，海洋能，地能、生物質(zhì)能，氫能核展交能，天然氣水合物等，本報告重點指的尼風(fēng)能和太陽能2(1)充裕新能源具有高裝機、低電量、弱保障特性，與同容量量約為1/3~1/4、保證出力約為1/20倍、功率波動與當(dāng)。在現(xiàn)有條件下，“保供應(yīng)”和“促消納”需常規(guī)裝機增長同步于負荷和新能源裝機增長。短期斷增常規(guī)裝機與斷增負荷和新之比分別為1:1.8和1:1.6,保供應(yīng)和保消納壓力增大。時間尺度平街方面，2030年新能源出力占系統(tǒng)總負荷之比為5%~61%,2060年為16%~142%。新能源出力大波動需要系統(tǒng)具能力。新能源長時間低出力(目前晚高峰僅4.8%)需要常規(guī)次能源保證電力供應(yīng)；斷能源長時間高出力則轉(zhuǎn)儲利用帶來挑戰(zhàn)。斷能源各時間尺度的波動需要系度的靈活調(diào)節(jié)能力，需增加系統(tǒng)靈活調(diào)節(jié)能力，還需要電系統(tǒng)甚至社會系統(tǒng)(用電行為、需求側(cè)響應(yīng)等)協(xié)同。50■常規(guī)水電■核電■火電(煤、氣、生物質(zhì)等)圖1中國電力平衡和各類電源可靠容量(單位：億千瓦)(2)安全新能源帶來安全新挑戰(zhàn)(3)經(jīng)濟專欄2.3環(huán)境(促消納)-經(jīng)濟矛盾更加突出。2020年德國可再生能源電量占比約46%,風(fēng)電電量占比約2大電源),德國電源裝機2.14億千瓦(風(fēng)光占比約54%,常規(guī)電源約1(4)可持續(xù)電力系統(tǒng)環(huán)節(jié)電力裝著陰鉆源24595一5網(wǎng)—一—荷電動汽車儲電地儲能3772圖12050年中國源同荷儲各環(huán)節(jié)主要關(guān)鍵金屬需求(單位：萬噸)新能原參與2.3.1電量替代階段2.3.2容量替代階段小時充裕方面，新能源發(fā)電量滲透率通常超過70%,進一步優(yōu)化可調(diào)裝機結(jié)構(gòu)，包括零碳可控電源、儲能、儲氫、儲熱、電網(wǎng)靈活性、需求側(cè)響應(yīng)等。將傳統(tǒng)電力系統(tǒng)中的化石調(diào)節(jié)電源全面轉(zhuǎn)變?yōu)閼?zhàn)略備用，主要用于極端天氣和重大災(zāi)害下的電力保供。系統(tǒng)調(diào)節(jié)資源主要由水電、生物質(zhì)發(fā)電、燃氫發(fā)電、新型核電等零碳可控電源和儲能提供，瞬時、短時、長時等各時間尺度儲能得到充分發(fā)展，成為提供系統(tǒng)調(diào)節(jié)資源主體。通過物理、信息、社會系統(tǒng)全方位協(xié)同，負荷側(cè)靈活性資源潛力進一步釋放。安全方面，借助數(shù)字化、智能化技術(shù)的長足發(fā)展，電力電子元件和傳統(tǒng)機械電磁元件電力設(shè)備將實現(xiàn)融合協(xié)調(diào)，推動新能源成為電力系統(tǒng)安全保障主體。經(jīng)濟方面，風(fēng)光等新能源發(fā)電成本將進一步降低，調(diào)節(jié)成本略有下降，系統(tǒng)整體成本穩(wěn)中有降。產(chǎn)業(yè)鏈方面，建立起包括電源、儲能、輸電、關(guān)鍵礦產(chǎn)資源等完整、低碳、可持續(xù)的產(chǎn)業(yè)鏈，本地生產(chǎn)與全球合作協(xié)同推進全球產(chǎn)業(yè)鏈供應(yīng)鏈韌性全面提升，實現(xiàn)新能源產(chǎn)業(yè)及經(jīng)濟社會可持續(xù)發(fā)展。2.4理論體系以“系統(tǒng)性、全面性、實踐性”為原則，統(tǒng)籌短期與長期、局部與整體、自主與合作關(guān)系，在推進新能源可靠替代實施過程中針對具體困難和問題，在源網(wǎng)荷儲輸全環(huán)節(jié)協(xié)同發(fā)力，并充分利用市場機制、物理信息融合和國際能源合作，創(chuàng)新提出典型模式和關(guān)鍵技術(shù)應(yīng)用，為各地區(qū)提出因地制宜、切實可行的新能源可靠替代思路。全球?qū)崿F(xiàn)新能源可靠替代的理論體系包括十大領(lǐng)域、八大模式和六大技術(shù)。全全3實現(xiàn)路徑33.1.1水風(fēng)光多能互補能互補優(yōu)勢也同樣重要，通過合理布局新能源基地，可以更好利用新能源互補特性，提升新能源參與電力平衡水平。月月月圖3.1巴西、意大利、日本水風(fēng)光互補特性0資料來源：EA,rtogratngSolsandWrdGkbaespenenoeandemegngchakngss,2024,p0.61.20222022用小時數(shù)超過6100小時，高于西南水電平均發(fā)電小時數(shù)4350小時，為風(fēng)光提供1750小時消納空間，支撐風(fēng)電、光伏開發(fā)規(guī)模分別為0.8億、2.8億干瓦。2050年西南水風(fēng)光綜合上網(wǎng)電價相比水電分別降低0.05、0.06元/千瓦時，外送通道輸電價比單送水電降低0.02-0.03元/干瓦時。到網(wǎng)電價降低7-9分/干瓦時。專欄3.1專欄3.1水風(fēng)光協(xié)同規(guī)劃模型水風(fēng)光協(xié)同規(guī)劃模型以系統(tǒng)投資與運維費用之和考慮水電適行約來、風(fēng)光出力特性約束、聯(lián)絡(luò)線約束、系統(tǒng)適行約束等，通過優(yōu)化求解得到規(guī)劃水平年風(fēng)光裝機規(guī)模、利用率等決策評價指標(biāo)，并結(jié)合具體開發(fā)條件形成流方案。針對水風(fēng)光互補發(fā)電系統(tǒng)，規(guī)劃模型以小時為內(nèi)8760小時逐時段生產(chǎn)運行模擬。約束條件主要包括水電運行約束、風(fēng)光出力特性約來、聯(lián)絡(luò)線約束、系統(tǒng)運行約束四類。因此，水電運行過程是一個具有時空禍合特征的復(fù)雜物理過程。(1)水電運行約束。水電站在運行過程中，在時間維度，相鄰時刻的水庫水位變化受入庫流量和出庫流量影響，需要滿足水間維度，上游水庫出庫流量影響下游水庫入庫流量，且具有電氣聯(lián)系的梯級水庫需滿足聯(lián)絡(luò)線約束。(2)風(fēng)光出力特性約來。風(fēng)電、光伏運行過程主要受發(fā)電能力、新能源(3)聯(lián)絡(luò)線約束。聯(lián)絡(luò)線運行過程中受輸電容量限制。(4)系統(tǒng)適行約束。系統(tǒng)適行過程中需滿足電力平街約束。t日標(biāo)日標(biāo)·決藻評價指標(biāo)：鳳光消納電量、輸電道酒利用率等圖1水風(fēng)光協(xié)同促進新能原可靠替代模型柜架3.1.2大范圍聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)最大負荷和備用需求。從全球來看，在僅考慮跨洲可再生電力配置的情景下，2050年可促進可再生能源開發(fā)提升12%0,有效提升新能源開發(fā)規(guī)模，降低新能源開發(fā)成本。6800萬干耳6800萬干耳同整體量大753360萬魚荷34213萬員荷205917萬物112……物112………4到著，重同業(yè)。自)置和重中荒一身平置準(zhǔn)。著臣比的作意托■低成本有服制互聯(lián)情景■標(biāo)準(zhǔn)成本有限制耳聯(lián)情景■低成本無限制互聯(lián)情量■標(biāo)準(zhǔn)成本無眼制互聯(lián)情量出#理862o■風(fēng)電■生物服等其他■儲望放電光熱棄風(fēng)■圖3.5大范圍聯(lián)網(wǎng)模式促進中國西北地區(qū)水風(fēng)光多能互補專欄3.2歐洲重視清潔發(fā)展，是應(yīng)對氣侯史化的首倡者和清潔能源利用的推動風(fēng)光電氫碳資源循環(huán)模式是以風(fēng)光新能源制氫為基礎(chǔ)，聯(lián)合電能、氫能以及破基化以有效捉升系統(tǒng)全時間尺度調(diào)節(jié)能力，綠氫綠氨等有效提升低碳能源供應(yīng)鏈韌性。電時并發(fā)揮調(diào)節(jié)電源的作用，降低系統(tǒng)調(diào)節(jié)成本。乏、配套調(diào)節(jié)性煤電需要降碳等問題，能夠提高發(fā)電出力穩(wěn)定性和可控性。能源供應(yīng)鏈韌性。預(yù)計2050年北部地區(qū)綠氫生產(chǎn)需求4800萬噸，其中80%用于本地用氫，20%降低系統(tǒng)調(diào)節(jié)成本。綠電與綠氫之間的相互耦合可明顯提高能源系統(tǒng)的靈活性。在短時間尺度(小時級到日級)上，電制氫是靈活的柔性負荷，既能與傳凈負荷反向變化，降低系統(tǒng)波動。2060年，由于發(fā)展綠氫產(chǎn)業(yè)可減少電力系統(tǒng)短時儲能需求1.15億~1.4億kW,可節(jié)省系統(tǒng)短時靈活性資源投資7400億-8900億。2060年，充分利用綠氫產(chǎn)業(yè)的儲氫能力，可減少電力系統(tǒng)長時儲能需求2340萬kW,可節(jié)省系統(tǒng)長期靈活性資源投資約2500億元?！?雷用3.1.4源網(wǎng)荷儲一體化協(xié)同1機理的55%:20%:8%:17%。圖3.92050年中國系統(tǒng)平衡資源裝機結(jié)構(gòu)示商圖3.1.5電水土農(nóng)糧深度結(jié)合電水土農(nóng)糧深度結(jié)合模式是以流域水電開發(fā)和新型抽蓄技術(shù)為核心，通過跨時空水-能轉(zhuǎn)化提升水資源的綜合利用水平，進而改變國土資源和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方式，協(xié)同保障能源電力安全和資源糧食安全。這一模式將從提升系統(tǒng)調(diào)節(jié)能力、降低新能源開發(fā)成本、提升新能源產(chǎn)業(yè)和經(jīng)濟社會可持續(xù)等方面創(chuàng)造顯著價值?！半?水-土-農(nóng)-糧”典型代表是新型抽蓄，它聯(lián)結(jié)“水系統(tǒng)”與“電系統(tǒng)”,具有調(diào)水和蓄能兩個功能，可以增加零碳可調(diào)裝機容量，提升電力系統(tǒng)靈活性，降低調(diào)節(jié)成本，同時可以助力偏遠地區(qū)土地改善、農(nóng)業(yè)提質(zhì)和糧食安全。一是開發(fā)清潔電力。在水能資源豐富的地區(qū)，建設(shè)新型抽蓄機組，通過常規(guī)抽蓄提供調(diào)節(jié)能力，通過水能發(fā)電機組最大程度回收能量，同時將隨機波動的新能源電力轉(zhuǎn)換為穩(wěn)定可控的水電電力。在滿足調(diào)水的前提下，提供大量的靈活性資源，提供持續(xù)靈活的調(diào)節(jié)能力、促進更大規(guī)模新能源開發(fā)。二是增加水資源供應(yīng)?；谛滦统樾罾砟?，建設(shè)調(diào)水工程實現(xiàn)跨流域水資源調(diào)配，同時為電力系統(tǒng)提供靈活性潛力，實現(xiàn)跨流域水資源優(yōu)化配置與新型電力系統(tǒng)協(xié)同發(fā)展，形成水網(wǎng)電網(wǎng)有機互動的“電-水”協(xié)同發(fā)展新格局。三是優(yōu)化土地利用。通過保護、修復(fù)和改進土地管理等基于自然的解決路徑，增加缺水地區(qū)森林、濕地、草原和農(nóng)業(yè)用地等生態(tài)系統(tǒng)的碳儲存能力。3.1.6需求側(cè)資源深度互動約22%。日表3.1新型負荷調(diào)節(jié)特性及靈活性潛力日大功重電動汽車電材勢(冷》電材氮22實現(xiàn)本地?zé)o限期供電，并具備在極低短路比(<<1.5)下運行、通過2倍持續(xù)2升，到2050年前，電力系統(tǒng)將實現(xiàn)在風(fēng)光滲透率超70%、電力電子設(shè)備滲透率超50%的條件下安全穩(wěn)定運行。0707同步機轉(zhuǎn)子帶通塊0虛和陽坑上FN信ppp93.1.8系統(tǒng)友好型新能源電站好地與電力系統(tǒng)進行互動，適應(yīng)電力系統(tǒng)運行需求，提高電力系統(tǒng)穩(wěn)定性和1機理22別可達56%、80%。3.2實現(xiàn)可靠替代的關(guān)鍵技術(shù)3.2.1電力氣象支撐技術(shù)小于2米/秒。報。2024年7月，谷歌研究團隊推出了NeuralGCM模型，30秒生成22.8專欄3.3專欄3.3均方根誤差為296.7,低于ECMWF的333.7,顯示出約10%的精度提AI方法FourCastNet相當(dāng)，這為實時或近實時天氣預(yù)報提供了可能；三了在5-7天的預(yù)報中，集合平均方法比單一成員預(yù)報有顯著優(yōu)勢，尤其+古天氣+EOwaf-rE+徑3.2.2新能源發(fā)電技術(shù)11效率達到21%,平均度電成本預(yù)計降至2.2美分/千瓦時。預(yù)計到2060年，約45%。到2030年，光熱電站傳熱及發(fā)電環(huán)節(jié)工作溫度超過600℃,儲熱效率提高到90%左右，發(fā)電效率達到50%;平均度電成本降至8美分/干瓦時。預(yù)計平均風(fēng)輪直徑達到200米。陸上風(fēng)電平均度電成本降至3.8美分/干瓦時，海上風(fēng)電降至8美分/干瓦時。預(yù)計到2060年，陸上風(fēng)機平均單機容量超總裝機容量的比重約36%,發(fā)電量達到43萬億千瓦時，占總發(fā)電量的比重直中虛幸(道分千互時6直中虛幸(道分千互時6322020203020402050圖3.15陸上風(fēng)電度電成本預(yù)測3.2.3構(gòu)網(wǎng)型技術(shù)11NCNC制 系統(tǒng)同步特性基于機樁據(jù)動方程V坦時聞內(nèi)(幾助)里5電壓屬性√受機械調(diào)違8,自動調(diào)旺(AMR) 3ou砂，大10cu單周研)b“9”其他電源的相位信息V通過鎖相環(huán)檢入竹聲的率與國“8度”“構(gòu)建”電壓帽值與系統(tǒng)頻率 2應(yīng)用展望構(gòu)建超高比例新能源電力系統(tǒng)需要應(yīng)用構(gòu)同型技術(shù)。構(gòu)網(wǎng)控制最早在微電網(wǎng)的場景下被提出，未來有望廣泛應(yīng)用于輸配電網(wǎng)絡(luò)，具有更豐富的應(yīng)用場景。研究表明，隨著電力電子設(shè)備滲透率上升，電網(wǎng)短路比下降，系統(tǒng)可靠性也隨之下降，需要部署各類電網(wǎng)支撐性設(shè)備。延續(xù)當(dāng)前跟網(wǎng)型技術(shù)路線，當(dāng)電力電子設(shè)備滲透率達到50%,系統(tǒng)短路比降至2.5左右就將面臨穩(wěn)定性問題，即便部署同步調(diào)相機等設(shè)備，滲透率和短路比極限也只能捉升至75%和1.5左右，只有應(yīng)用構(gòu)網(wǎng)型技術(shù)，才能進一步實現(xiàn)超高比例的新能源接入。采用專網(wǎng)技術(shù)·障穿題能力日力期悅著建性0定田高比調(diào)相肌等無功料情，電例新例新數(shù)試化，顏D二次調(diào)一次調(diào)量大功率南圖3.18構(gòu)網(wǎng)型變流器技術(shù)發(fā)展路徑保證系統(tǒng)安全性的前提下實現(xiàn)新能源可靠替代傳統(tǒng)化石能源發(fā)電。高清潔能源投資占比，增強全球產(chǎn)業(yè)鏈供應(yīng)鏈韌性。11先進輸電技術(shù)主要包括特高壓交流輸電技術(shù)、特高壓直流輸電技術(shù)、柔性直流輸電技術(shù)、高壓大容量海續(xù)技術(shù)等。特高壓交流輸電技術(shù)是指1000kV及以上電壓等級的交流輸電技術(shù)，是構(gòu)建大容量、大范圍堅強同步電網(wǎng)的關(guān)鍵技術(shù)，單一通道輸送能力約10GW,最大輸送距離超過1000km。特高壓直流輸電技術(shù)通常包括±800kV和±1100kV電壓等級，是實現(xiàn)遠距離、大容量電力高效輸送的先進技術(shù)，額定輸送容量8~12GW,輸送距離2000~6000km。柔性直流輸電技術(shù)是實現(xiàn)清潔能源并網(wǎng)、孤島和海上平臺供電、構(gòu)建直流電網(wǎng)的新型輸電技術(shù)。高壓大容量海纜技術(shù)主要應(yīng)用于海島送電、海上平臺用電、可再生能源開發(fā)、國際及區(qū)域性電網(wǎng)互聯(lián)等。的300萬干瓦小于1000千米小于14小于12約15米單位容量走自應(yīng)度(米百萬千瓦)小于500干米±1100千伏±800千伏1500千伏±1100千伏=800千伏*500千伏±1100干伏±800千伏±500千伏約100萬千瓦(自然功率)=500干伏±1100干伏±800干伏1000千伏500千伏1000千伏500千伏1000千伏500千伏1000干伏500干伏百干米服焊約1%4-B信里大節(jié)五米特高壓輸電技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)千千米、千萬千瓦級電力輸送和跨國、跨洲電同互聯(lián)。特高壓直流輸電主要適用于點對點的長距離電力傳輸、海底電纜鋪設(shè)、以及大電網(wǎng)的連接與隔離等場景，交流輸電更多用于構(gòu)建交流環(huán)形網(wǎng)絡(luò)和進行短距離電力傳輸。柔性輸電是提升系統(tǒng)運行靈活性，滿足光伏、風(fēng)電等清潔能源友好并網(wǎng)、支撐清潔能源靈活配置的重要技術(shù)，特高壓輸電技術(shù)對于提升系統(tǒng)穩(wěn)定水平、保障清潔能源廣泛接入、輸送及消納，提升電網(wǎng)運行靈活性和可靠性具有重要意義。前的1.2%~1.5%下降至0.8%左右，單位容量造價下降至86美元/干瓦。直3.2.5儲能技術(shù)新體系的液流電池。2050年前，效率捉升至85%,成本低于2503.2.6數(shù)智化技術(shù)實現(xiàn)電同數(shù)字智能化轉(zhuǎn)型實現(xiàn)電同數(shù)字智能化轉(zhuǎn)型tA其電閱云場開圖3.20未來智能電網(wǎng)情景示意圖數(shù)據(jù)庫，捉出具有保障能力強、高度電氣化、數(shù)智化程度高、適用性好的全球能源互聯(lián)網(wǎng)碳中和方案，為世界各國因地制宜加速清潔轉(zhuǎn)可代汗估伴系可代汗估伴系4.1模型方法基于全球新能源可靠替代評估體系，采用全球綜合評估模型(MESSAGE)開展能源系統(tǒng)優(yōu)化，通過全球清潔資源評估模型(GREAN)計算可再生能源資源特性，應(yīng)用全球儲能需求研究模型(GTSEP)開展全年8760小時生產(chǎn)模擬，量化評估全球及區(qū)域新能源可靠替代程度與發(fā)展階段，分析不同地區(qū)實現(xiàn)新能源可靠替代的發(fā)展差距和潛力，提出全球能源互聯(lián)網(wǎng)碳中和方案。新能源可靠替代進程計算方法：圖4.2新能源可重替代進程評估流程1綜合評估模型率吐相#圖4.3續(xù)原-氣候-環(huán)填綜合評估模型示章圖了全球清潔能源開發(fā)評估平臺(GlobalRenewabla-energyExploitation時可再生的優(yōu)化日局：全社會總域本量低約束事件圖4.5全球電力規(guī)劃模型示意圖美國、巴西、印度等多數(shù)國家仍處于電量替代階段。2023年，美國可再生能源在全國電力中的占比已超過20%,風(fēng)能和太陽能是美國新增裝機容量的主要來源；巴西能源發(fā)展多樣化特征顯著,電力中超過80%來自可再生能源，主達到67吉瓦。意大利、丹麥等國已發(fā)展到容量替代階段。作為歐洲較為成熟的可再生能源市場，意大利在太陽能和風(fēng)能方面發(fā)展迅速，尤其注重發(fā)展分布式太陽能光伏，2023年新增了約1.5吉瓦的太陽能光伏。丹麥在風(fēng)能領(lǐng)域保持全球領(lǐng)先。2023年，丹麥風(fēng)能發(fā)電量占其全國總電力供應(yīng)的比例超過50%,丹麥致力于uu代4.3全球能源互聯(lián)網(wǎng)碳中和方案全社會實現(xiàn)碳中和目標(biāo)總體可分為“盡早達峰、快速減排、全面中和”三階段，可靠替代進程按照電量替代、容量替代和全面替代梯次推進。新能源可靠替代與倍增式發(fā)展下，全球2030年前電量替代促進全球盡早達峰；2030-2050年新能源容量替代促進全球快速減排；2050年前進入全面替代階段，促進實現(xiàn)全球碳中和目標(biāo)。二章代藏持故量(心噸二章代藏持故量(心噸020252030年可靠替代進程。2030年前重點完成化石能源電量替代，充分發(fā)掘傳統(tǒng)電源調(diào)節(jié)能力，增強電網(wǎng)的靈活性，推廣新能源轉(zhuǎn)化技術(shù)，確保新能源電量的高效消納。新能源參與電力平衡作用有限，對電力供應(yīng)充裕性責(zé)獻較小，傳統(tǒng)電源依然是保障電力系統(tǒng)安全的主要力量，全球在2030年前整體上仍處于新能源電量替代階段。到2030年，清潔化率達到30%,新能源裝機占比由26%提升至63%,快速減排階段，容量替代促進全社會減排(2030—2050年)球2050年前整體進入容量替代階段。到2050年，新能源裝機占比提升至3全面中和階段，全面替代促進全社會碳中和(2060年前)電源成本電同成本電力該排放強度4.3.2能源系統(tǒng)展望1能源生產(chǎn)體系(億干瓦)一次虎尊清責(zé)億噸行在道)一次虎尊清責(zé)億噸行在道)總裝機容量將從2021年79億千瓦的基礎(chǔ)上分別增加到256億、422億千瓦，清吉成尊裝機占清吉成尊裝機占能),風(fēng)光水火儲占比分別為31%、39%、5%、8%、12%,各類儲能加速發(fā)展，儲能電池占比10%,抽水蓄能占比2%。清潔能源裝機占比達到90%,發(fā)電量占比達到90%以上。%圖4.122050年全球一次能源結(jié)構(gòu)與電源裝機結(jié)構(gòu)預(yù)測(左：一次能源結(jié)構(gòu)，右：電源裝機結(jié)構(gòu))專欄4.1專欄4.1機共186臺，總裝機容量50萬千瓦；工程應(yīng)用5種類型、5種跟蹤方ww,com.0manhewshyV2022104202電氣化率綠氧規(guī)模(億噸)(1)電為中心加速形成能源消費形成電力為中心的用能格局。2020年，全球終端能源消費總量為137億噸標(biāo)準(zhǔn)煤，人口和經(jīng)濟增長、能效提升等因素綜合作用，推動全球終端能源消費先升后降。2035年終端能源消費總量達峰，峰值約167億噸標(biāo)準(zhǔn)煤，全球用電量約58萬億千瓦時，電氣化水平(含制氫用電)達到36%。2050年終端能源消費總量降至152億噸標(biāo)準(zhǔn)煤，電能是清潔、高效的二次能源，通過加快電氣化推動清潔電能全球消納，全球用電量增至88.5萬億干瓦時，電氣化水平(含制氫用電)達到61%,氫能占達到11%。塘嗔能冰謂捷(忽成標(biāo)準(zhǔn)煤)塘嗔能冰謂捷(忽成標(biāo)準(zhǔn)煤)在10%左右。能源比例達到82%。工業(yè)能口交通的口建第部口(2)綠氫促進深度脫碳在清潔能源和難以直接用電的終端用能領(lǐng)域之間發(fā)揮了關(guān)鍵的紐帶作用。預(yù)計到2050年，全球綠氫需求量將達到3.4億噸，終端用氫占能源消費比重約合母合母豆業(yè)原科海可再生源重圖4.18氫能的細帶作用示意圖規(guī)模長期儲能。2050年全球制氫用電量預(yù)計將占全社會用電量的20%,約的氫約7000萬噸。(3)“電氬冷熱氣”互通互濟能源使用將形成“電氫冷熱氣”互通互濟格局。以電為中心，“電氫冷熱氣”等多能互補、靈活轉(zhuǎn)換是潮流趨勢，高度電氣化將成為未來經(jīng)濟社會的顯著特征，并發(fā)揮日益重要的作用。清潔能源電解水制氫(綠氫)將逐漸具有經(jīng)濟競爭力，促進終端能源使用脫碳，逐漸形成電為中心、電與氫冷熱氣協(xié)同、可再生能源直接利用及合成燃料為輔的能源消費格局。預(yù)計2035年，全社會電氣化率(含制氫用電)約36%,氬能占終端能源比重約2%,天然氣占比約18%。到2050年，電、氫、熱、氣占比分別為56%、8%、15%、7%。工業(yè)領(lǐng)域，隨著全球經(jīng)濟發(fā)展、能效捉升和電能替代不斷推進，工業(yè)領(lǐng)域(不含非能利用)用能先升后降。預(yù)計2025年，電能成為工業(yè)用能占比最大的能源品種，占比約三分之一，天然氣占比超過五分之一。到2050年，工業(yè)電氣化率進一步提高，達到57%,天然氣占比小幅上升，氫能在工業(yè)中逐步推廣運用，占比約10%。到2060年，工業(yè)電氣化率近60%,天然氣占比降至4%,氯能占比進一步提高。建筑領(lǐng)域，隨著全球城鎮(zhèn)化發(fā)展，建筑領(lǐng)域能源消費呈現(xiàn)先增后降的趨勢。預(yù)計2025年建筑能源消費仍以電為主，電氣化率占比約40%。隨著城鎮(zhèn)化水平進一步發(fā)展，建筑部門電制冷、電制熱需求將會持續(xù)提升，預(yù)計2050年、2060年，建筑領(lǐng)域電氣化率分別提升至68%、75%。隨著電能替代的不斷推進，天然氣在建筑領(lǐng)域的利用先升后降。交通領(lǐng)域，未來將逐步由以燃油為主轉(zhuǎn)向以電氫為主的用能結(jié)構(gòu)，電能替代、生物質(zhì)能替代、氫能替代、能效提升等推動交通領(lǐng)域用能結(jié)構(gòu)更加多元。預(yù)計2025年，交通領(lǐng)域電氣化水平超過3%,氫能和生物燃料占比分別達到1%和4%;2050年電氣化水平將接近40%,氫能和生物燃料占比分別提升至13%和20%,2060年電氣化水平超過45%,氬能和生物燃料占比分別提升至18%■電能■氫能■天然氣圖4.192050年終端各用能領(lǐng)域消費格局電力流(億干瓦)電網(wǎng)發(fā)揮功的電-第-該碼環(huán)電-氯-核循環(huán)圖4.212050年全球電力流格號專欄4.2專欄4.2其中，跨區(qū)電力流3.4億千瓦，包括西北外送1.億千瓦，西南(含云南)外送1.57億千瓦，華北外送92北外送2700萬千瓦?？缡‰娏α?億千瓦，主要包括華北蒙西、山西、河北壩上外送9000萬千瓦，滿足京津冀魯?shù)热A北負荷中需求，西南四川送重慶3000萬千瓦等。2將進一步擴大，達到8.3億千瓦，跨區(qū)電力流6.2億千瓦，其中，西北、西南(含云南)和東北外送電力規(guī)模與2050年瓦，內(nèi)蒙阿拉善、烏蘭察布和邪爾多斯等大規(guī)模，跨省電力流2.1億十瓦。中國國內(nèi)電網(wǎng)互聯(lián)將以構(gòu)建東、西部同步電網(wǎng)為重點，通過構(gòu)建特高壓骨千網(wǎng)架促進清潔能源大規(guī)模開發(fā)和高效消納，形成南供、多能互補、跨國互聯(lián)”的電同總體格局。203壓骨干通道建設(shè)，統(tǒng)籌推進能源基地外送特高壓直流主網(wǎng)架建設(shè)，提升通道利用效率和跨區(qū)跨省電力交換全適行水平和抵御嚴(yán)重故障的能力，初步形成東部“九“三橫兩縱”的東、西部兩大同步電網(wǎng)格局。2050年，全面建成堅強可靠的東部、西部同步電網(wǎng)。2060年，進一步加強提升東部、西部同步電網(wǎng)，資源配置能力大幅增強。(2)綠氫配置系統(tǒng)綠電綠氫開發(fā)同源、應(yīng)用互補，綠氫配置形成就地制備利用與大范圍優(yōu)化相結(jié)合的格局。綠氫來自綠電，屬于“三次能源”,氫能也可以通過燃料電池或燃氫輪機進行發(fā)電，相比其他能源，氫更容易實現(xiàn)與電的雙向轉(zhuǎn)化，相互耦合形成電為中心的綜合能源體系。綠氫是終端能源消費的重要補充，能夠在航空、航海、冶金等電能難以直接替代的領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)深度電能替代。未來加快全球綠電制氫基地開發(fā)布局，綠氫配置形成“就地制備利用與大范圍優(yōu)化相結(jié)合”的格局。圖4.23產(chǎn)業(yè)和經(jīng)濟體系重要招標(biāo)發(fā)展進程加速建立清潔能源產(chǎn)業(yè)體系。未來，以清潔能源開發(fā)利用、電網(wǎng)互聯(lián)、化石能源清潔低碳化利用為主體的清潔能源產(chǎn)業(yè)體系將加速建立。與傳統(tǒng)能源產(chǎn)業(yè)鏈相比，清潔能源產(chǎn)業(yè)鏈具有鏈條長、規(guī)模大、布局廣、就業(yè)人數(shù)多等特點。產(chǎn)業(yè)上游的零部件及裝備制造產(chǎn)業(yè)，中游的清潔能源生產(chǎn)產(chǎn)業(yè)，下游的銷售、應(yīng)用產(chǎn)業(yè)等都將加速發(fā)展，主要包括風(fēng)電、光伏等清潔能源裝備制造，特高壓交直流輸電設(shè)備制造，智能電網(wǎng)、配網(wǎng)設(shè)備制造，綠氬制備設(shè)備制造和化石能源燃燒二氧化碳捕集、運輸、利用等，相應(yīng)的能源工程咨詢、設(shè)計、施工等配套產(chǎn)業(yè)也將迅速發(fā)展，帶動整個清潔能源產(chǎn)業(yè)體系建立完善。毒雷件民母主山毒雷件民母主山上風(fēng)風(fēng)電日重中要日重中要圖4.24清潔能源產(chǎn)業(yè)錯55環(huán)境友好體系(1)資源綜合利用生與保護，開創(chuàng)糧食生產(chǎn)新方式，為人類生存提供“水-能源-糧食”協(xié)同發(fā)源源且個a網(wǎng)進O4荷儲用電下因地制宜提供典型模式，方案可落地、可復(fù)制、可推廣。新能源可靠替代方案圍繞“源網(wǎng)荷儲輸”,提供了八大典型模式，適合不同資源康賦、不同發(fā)展階段、不同應(yīng)用場景下的新能源發(fā)展，模式的作用價值已得到驗證，在全球范圍內(nèi)具有很好的可推廣和復(fù)制性。中中在全球應(yīng)對氣候變化和能源轉(zhuǎn)型的背景下，新能源作為化石燃料的替代方案，正逐步成為各大洲發(fā)展的重要戰(zhàn)略支柱。新能源發(fā)展成為全球發(fā)展共識，各大甚民e工88同2t到2050年，清潔能源占一次能源消費比重達64%,綜合電氣化率達到61%。22亞洲2030年前處于電量替代階段，2030-2050年前進入容量替代階段，太陽能協(xié)同開發(fā)。采用電水土農(nóng)糧深度結(jié)合，提升水資源利用綜合價值。重點關(guān)注構(gòu)網(wǎng)型、先進輸電等技術(shù)研發(fā)，提升新能源容量置信度和新能源主動支撐能力，保障電網(wǎng)安全穩(wěn)定運行。盡早達峰全面中和容量替化一能薄活動(合碳移除)一全社會二氧化碳一全溫室氣體電源成本電同成本電力碳排放強度到2050年，清潔能源占一次能源消費比重達83%,綜合電氣化率達到68%,新能源發(fā)電裝機達到34.3億千瓦，占總裝機比重為81%。歐洲2030年前22歐洲2030年前處于電量替代階段，2030-2040年間處于容量替代階大，負荷靈活性調(diào)節(jié)能力全球領(lǐng)先。到2050年，風(fēng)光裝機容量占比達到o電源成本電網(wǎng)成本電力碳排放強度1未來展望2050年清潔能源占一次能源消費比重達67%,綜合電氣化率達到40%,新能源發(fā)電裝機為18.9億干瓦，占總裝機比重為79%。非洲2030年前實現(xiàn)全社會2進程評估非洲2030年前處于電量替代階段，2030-2050年間進入容量替代階段，2050年后進入全面替代階段。非洲擁有全球20%的關(guān)鍵礦產(chǎn)資源，是能源轉(zhuǎn)型所需關(guān)鍵礦產(chǎn)資源的主要產(chǎn)地。到2050年，非洲光伏裝機占比高達49%,3發(fā)展建議協(xié)同成202520302035能源法動(含碳)-一金社會二氧化版0一全溫重氣電量替代圖4.33非洲全社會碳排故路徑電原成本電網(wǎng)成本電力碳排放強度圖4.34非洲新能源可靠替代進程評估4.5.4北美洲到2050年，清潔能源占一次能源消費比重達84%,綜合電氣化率達到73%,22北美洲2030年前處于電量替代階段，2030-2040年間處于容量替代階段，20202520300圖4.35北美洲全社會碳排故路徑電源成本電同成本電力碳排故強度圖4.36北美洲新能源可靠替代進程評估中南美洲在水電、風(fēng)能和太陽能領(lǐng)域取得了長足進展，水電已成為該區(qū)域主要的能源來源。氣候變化帶來的資源波動對水電穩(wěn)定性和持續(xù)性的挑戰(zhàn)，充分釋放新能源發(fā)展的潛力需要更加完備的基礎(chǔ)設(shè)施和電力氣象支撐技術(shù)。1未來展望到2050年，清潔能源占一次能源消費比重達83%,綜合電氣化率達到58%,新能源發(fā)電裝機達到14.1億干瓦，占總裝機比重為71%。中南美洲2030年前實現(xiàn)全社會二氧化碳達峰，2040年電力系統(tǒng)近零排放，2050年前全社會碳中和。2進程評估中南美洲2030年前處于電量替代階段，2030-2040年前間進入容量替代階段，2040年后進入全面替代階段。中南美洲能源種類豐富，可調(diào)裝機占比高，2050年水電、風(fēng)電、光伏發(fā)電裝機占比分別為18.7%、25%、37.4%,電力系統(tǒng)具備更強的靈活性和調(diào)節(jié)能力，實現(xiàn)新能源可靠替代核心在于促進水風(fēng)光新能源多能互補、加速數(shù)智賦能升級、提升新能源調(diào)頻、調(diào)壓等主動支撐能力，滿足系統(tǒng)安全性要求。3發(fā)展建議充分利用清潔能源稟賦優(yōu)勢，尤其是水能資源，采用水風(fēng)光多能互補模式，推動水、風(fēng)、光協(xié)同開發(fā)，提高能源利用效率和系統(tǒng)穩(wěn)定性。重點關(guān)注數(shù)智化技術(shù)和電力氣象支撐技術(shù)，為電力系統(tǒng)全過程賦能賦效，提升電力系統(tǒng)氣候韌性，保障電網(wǎng)安全穩(wěn)定運行。金中和一液活動(含)一一全社會二氧化碳一—全溫室圖4.37中南美洲全社會碳排故路徑中南美洲電源成本電網(wǎng)成本電力破澤放強度1未來展望到2050年，清潔能源占一次能源消費比重達86%,綜合電氣化率達到59%,新能源發(fā)電裝機達到5.1億千瓦，占總裝機比重為92%。大洋洲2030年前實2進程評估大洋洲2030年前處于電量替代階段，2030-2040年間進入容量替代階段，先，得到大規(guī)模應(yīng)用。2050年抽水蓄能占比高達18%,水風(fēng)光多能互補，儲3發(fā)展建議65432能送動(含微移除)全社會二氧化級圖4.39大洋洲全社會碳排故路徑電源成本電網(wǎng)成本電力碳排放強度圖4.40大洋洲新能源可靠替代進程評估式下的靈活應(yīng)變與高效協(xié)同，以及產(chǎn)業(yè)鏈上下游的深度融合與協(xié)同發(fā)展，更為全球范圍內(nèi)新能源機制的構(gòu)建與優(yōu)參考。5.1.1中國青海海西州多能互補裝機容量700MW,其中風(fēng)電400MW、光伏200MW、光熱50MW、儲能圖5.1中國青海多能互補集成優(yōu)化示范項目光熱電站白。2020年至2022年期間，工程累計發(fā)電3411GWh,實現(xiàn)收入15.69億元。儲能電站積極參加共享電量交易，2020年至2022年期間，累計充電90270MWh,放電75190MWh,直接經(jīng)濟效益5263.5.1.2中國準(zhǔn)東一華東(皖南)±1100干伏特高壓直流圖5.2中國準(zhǔn)東一華東(皖南)±1100干伏特高壓直流工程線路0圖片來源：國家電網(wǎng)報，2022年12月26日2版，httpszbajahaobaducomshd=175334557B7505229998wfr-spider8tor-p0.5.1.3丹麥Kasso電制甲醇項目響水22光伏發(fā)電與負荷波動，實現(xiàn)100%可再生能源供電。系統(tǒng)具備柔性調(diào)節(jié)能力，創(chuàng)新應(yīng)用souroo-d-enengr-to-800的并網(wǎng)許可，允許微電網(wǎng)系統(tǒng)與大電網(wǎng)協(xié)同運行，并將多余電力出售給大電網(wǎng)，在支撐大電同電力供應(yīng)的同時獲得收益。主要成效100%可再生能源供應(yīng)。Ekurhuleni微電網(wǎng)高效整合了可再生能源、儲能設(shè)施和工業(yè)負荷，可實現(xiàn)近100%清潔能源供應(yīng)，有力支撐百事可樂公司的可持續(xù)發(fā)展新戰(zhàn)略和當(dāng)?shù)卣奶紲p排目標(biāo)。提升供電可靠性。Ekurhuleni微電網(wǎng)是南非最大的微電網(wǎng)之一，可在保障本地負荷可靠供電的同時，通過并網(wǎng)運行響應(yīng)大電網(wǎng)調(diào)峰需求，為當(dāng)?shù)仉娋W(wǎng)提供穩(wěn)定性支撐，增強的區(qū)域電網(wǎng)的供電質(zhì)量和調(diào)節(jié)彈性。5.1.5基于新型抽水蓄能理念的中國西部調(diào)水方案“電-水-土-農(nóng)-糧”發(fā)展模式通過多種方式利用清潔電力，增加水資源供給，包括海水淡化、新型抽蓄、荒漠節(jié)水農(nóng)業(yè)、土地置換等相關(guān)技術(shù)當(dāng)前正處于發(fā)展期。為統(tǒng)籌解決當(dāng)前水資源分布不均和新能源開發(fā)受限難題，在常規(guī)抽水蓄能發(fā)展的基礎(chǔ)上，合作組織研究提出了基于新型抽蓄的調(diào)水新思路。新型抽蓄以隨機波動的風(fēng)光新能源為動力來源，克服海拔高差實現(xiàn)水資源跨流域調(diào)配，實現(xiàn)電-水協(xié)同發(fā)展。新型抽水蓄能指以新能源為主要動力，在流域間建設(shè)一系列調(diào)蓄水庫、不同高程的短距離引水道、可逆式水泵水輪機組和水輪發(fā)電機組，實現(xiàn)跨流域調(diào)水和電能存儲的一種綜合性水利水電工程，具有風(fēng)光賦能、電水協(xié)同、抽發(fā)分離、運行靈活等四大特點。新型抽水蓄能是一種聯(lián)結(jié)“水系統(tǒng)”與“電系統(tǒng)”的綜合工程，具有調(diào)水和蓄能兩個功能，實現(xiàn)了“水”與‘電”兩種資源的高效利用和協(xié)同優(yōu)化。1方案概況水，包合7個跨流域段和35個跨流域調(diào)水通道，全長1.1萬km,年調(diào)水量400億m3,跨越西藏、云南、四川、青海、甘肅、新疆6省區(qū)，惠及黃河中上游及西北諸省。工程年用電1.23萬億kWh,年發(fā)電1.06萬億kWh,折算儲能效率86%,超過常規(guī)抽蓄。綜合測算調(diào)水工程總投資6.6萬億元，扣除等量調(diào)水成本3.5元/m3.2工程優(yōu)勢5.1.6德國NextKraftwerke虛擬電廠能源單元數(shù)從2019年9月的8100個迅速增長至2023年6月的15300個，總產(chǎn)能從2019年9月的7100MW增長到2023年6月的12300MW。b控牢自電圖5.6典型虛擬電廠功能模塊示意圖0圖片來源：虛電廠技術(shù)和商業(yè)模式研究，全球能源互聯(lián)同發(fā)展合作把，2022.5.1.7澳大利亞Dalrymple構(gòu)網(wǎng)型電池儲能項目首創(chuàng)商業(yè)運營模式。開發(fā)了一種新型商業(yè)模式，允許網(wǎng)絡(luò)服務(wù)提供商5.1.8中國烏蘭察布新一代電網(wǎng)友好型綠色電站示范項目二期(計劃建設(shè)風(fēng)電62.5萬kW,光伏12.5萬kW,配置27萬KW/2h儲能系統(tǒng))、三期(計劃建設(shè)風(fēng)電65萬kW,光伏10萬kW,配置14萬kW/2h2創(chuàng)新應(yīng)用儲能規(guī)模配置設(shè)計。在儲能規(guī)模配置方面，該項目設(shè)計儲能系統(tǒng)約占風(fēng)光總裝機30%,為電站實現(xiàn)并網(wǎng)友好提供了物理基礎(chǔ)。為有效支撐前沿儲能技術(shù)轉(zhuǎn)化應(yīng)