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中國2060碳中和目標的宣布，對于電力行業來說，意味著加快推進我國能源結構從以煤炭發電為主向以清潔低碳能源為主的跨越式發展。如果中國要在2060年之前實現碳中和目標，需沿著1.5℃路徑不懈努力，力爭在2050年前實現75%~85%的溫室氣體減排。為了達到這一目標，2050年清潔能源占一次能源比例應超過85%。

隨著風、光等可再(zai)生(sheng)能(neng)源(yuan)(yuan)的(de)(de)(de)(de)大規(gui)模上網，電力(li)(li)系統(tong)的(de)(de)(de)(de)轉動(dong)慣量(liang)持續(xu)下降，調頻、調峰能(neng)力(li)(li)有待(dai)大力(li)(li)加強。同(tong)(tong)時(shi)，由于可再(zai)生(sheng)能(neng)源(yuan)(yuan)資源(yuan)(yuan)的(de)(de)(de)(de)波動(dong)性(xing)(xing)和隨機(ji)性(xing)(xing)、發(fa)電設備的(de)(de)(de)(de)低抗擾性(xing)(xing)和弱支撐性(xing)(xing)，電力(li)(li)系統(tong)將面臨(lin)高效消納、安(an)全運行(xing)和機(ji)制體制三(san)大挑戰。如何在快速發(fa)展可再(zai)生(sheng)能(neng)源(yuan)(yuan)的(de)(de)(de)(de)同(tong)(tong)時(shi)保證系統(tong)的(de)(de)(de)(de)安(an)全、穩(wen)定、高效，成為電力(li)(li)系統(tong)轉型的(de)(de)(de)(de)關鍵所在。

01、—核能與可再生能源協同的智慧能源體系—

隨(sui)著煤(mei)電裝(zhuang)機比重(zhong)的(de)下(xia)降和可再(zai)生能(neng)源(yuan)發電比例的(de)提(ti)高，核電對電網長期安全穩(wen)定(ding)運行(xing)將(jiang)起到重(zhong)要的(de)作用。核能(neng)依靠(kao)其運行(xing)穩(wen)定(ding)可靠(kao)、換料周期長等特點，作為清潔的(de)基荷能(neng)源(yuan)可以解決大規模(mo)電力供應的(de)安全穩(wen)定(ding)問題，核能(neng)與風(feng)、光等可再(zai)生能(neng)源(yuan)協同互(hu)補發展的(de)局面亟待(dai)形成。

因此，從我國能(neng)(neng)(neng)源(yuan)稟賦實際(ji)出發(fa)、適應(ying)能(neng)(neng)(neng)源(yuan)轉型需要(yao)(yao)(yao)，核(he)能(neng)(neng)(neng)與(yu)可(ke)(ke)再生能(neng)(neng)(neng)源(yuan)協同智(zhi)慧系(xi)統兼顧戰略性(xing)、必要(yao)(yao)(yao)性(xing)、可(ke)(ke)行性(xing)和(he)經(jing)濟性(xing)，可(ke)(ke)以(yi)在(zai)保障能(neng)(neng)(neng)源(yuan)安全的前提(ti)下，有(you)效減少棄風棄光，實現(xian)(xian)資源(yuan)高效配置，優化我國能(neng)(neng)(neng)源(yuan)結構(gou)，突(tu)破化石能(neng)(neng)(neng)源(yuan)制約，實現(xian)(xian)減排目標，是我國實現(xian)(xian)中國“30·60目標”下清潔低(di)碳能(neng)(neng)(neng)源(yuan)的發(fa)展和(he)能(neng)(neng)(neng)源(yuan)轉型的重(zhong)要(yao)(yao)(yao)途徑(jing)，對我國實現(xian)(xian)生態(tai)(tai)文(wen)明建設、引領全球氣候治理具有(you)重(zhong)要(yao)(yao)(yao)價值(zhi)，是確保能(neng)(neng)(neng)源(yuan)供(gong)應(ying)、經(jing)濟發(fa)展和(he)生態(tai)(tai)環境協調發(fa)展的重(zhong)要(yao)(yao)(yao)選擇。

核能(neng)(neng)與可再生(sheng)(sheng)能(neng)(neng)源(yuan)協同智(zhi)慧(hui)系(xi)統是(shi)以電力(li)系(xi)統為(wei)核心(xin)，以智(zhi)能(neng)(neng)電網為(wei)基礎，以核能(neng)(neng)和可再生(sheng)(sheng)能(neng)(neng)源(yuan)為(wei)主體，配以適量水電和火(huo)電，實現冷、熱(re)、氣、水、電等多種能(neng)(neng)源(yuan)互補，提高用能(neng)(neng)效率(lv)的智(zhi)慧(hui)能(neng)(neng)源(yuan)系(xi)統。

核能(neng)(neng)(neng)與可再生能(neng)(neng)(neng)源(yuan)(yuan)協(xie)同智(zhi)慧系(xi)(xi)統架構主要包(bao)括(kuo)四個(ge)部分：發(fa)展基(ji)礎(chu)體(ti)系(xi)(xi)，包(bao)括(kuo)核能(neng)(neng)(neng)和可再生能(neng)(neng)(neng)源(yuan)(yuan)基(ji)礎(chu)設施；技(ji)(ji)(ji)術(shu)(shu)(shu)(shu)支(zhi)撐(cheng)體(ti)系(xi)(xi)，包(bao)括(kuo)分布式能(neng)(neng)(neng)源(yuan)(yuan)技(ji)(ji)(ji)術(shu)(shu)(shu)(shu)、智(zhi)能(neng)(neng)(neng)電網(wang)技(ji)(ji)(ji)術(shu)(shu)(shu)(shu)、大(da)數據技(ji)(ji)(ji)術(shu)(shu)(shu)(shu)、物聯網(wang)技(ji)(ji)(ji)術(shu)(shu)(shu)(shu)和多能(neng)(neng)(neng)互補技(ji)(ji)(ji)術(shu)(shu)(shu)(shu)等；消(xiao)費體(ti)系(xi)(xi)，包(bao)括(kuo)能(neng)(neng)(neng)源(yuan)(yuan)交(jiao)易、能(neng)(neng)(neng)源(yuan)(yuan)服務、決策支(zhi)持(chi)和優化控(kong)制；標準規范(fan)體(ti)系(xi)(xi)，包(bao)括(kuo)需(xu)求響應、能(neng)(neng)(neng)源(yuan)(yuan)協(xie)調(diao)、能(neng)(neng)(neng)源(yuan)(yuan)存儲、能(neng)(neng)(neng)源(yuan)(yuan)價格(ge)、能(neng)(neng)(neng)源(yuan)(yuan)交(jiao)易、網(wang)絡安全等一系(xi)(xi)列標準。

該系(xi)統通過將現(xian)代信息技術(shu)、智(zhi)能(neng)(neng)(neng)控制與優化技術(shu)和(he)現(xian)代能(neng)(neng)(neng)源(yuan)供(gong)應、儲運、消(xiao)費技術(shu)深度(du)融合，為(wei)能(neng)(neng)(neng)源(yuan)優化管(guan)理(li)、多能(neng)(neng)(neng)協同提供(gong)更為(wei)科(ke)學的(de)預測(ce)、決策(ce)與互(hu)動平臺，為(wei)消(xiao)費者創造(zao)獲取能(neng)(neng)(neng)源(yuan)、存儲能(neng)(neng)(neng)源(yuan)乃至售賣(mai)能(neng)(neng)(neng)源(yuan)的(de)全(quan)新方式(shi)。促(cu)進核能(neng)(neng)(neng)和(he)可再生能(neng)(neng)(neng)源(yuan)比例提升和(he)能(neng)(neng)(neng)源(yuan)結構調整優化，促(cu)進用戶(hu)用能(neng)(neng)(neng)理(li)念變(bian)革和(he)終(zhong)端能(neng)(neng)(neng)效提升，實(shi)現(xian)在節能(neng)(neng)(neng)減排目標約束下的(de)能(neng)(neng)(neng)源(yuan)安全(quan)、清潔、節約和(he)可持續發展。

在該系(xi)統(tong)中，核(he)能綜合利(li)(li)用(yong)可提(ti)供多種(zhong)二次能源(yuan)。例如(ru)在風(feng)光(guang)不能提(ti)供有效(xiao)電源(yuan)的情況下，核(he)能發揮基荷能源(yuan)特(te)性提(ti)供電源(yuan)保障；在風(feng)光(guang)提(ti)供有效(xiao)電源(yuan)的情況下，核(he)能通過(guo)綜合利(li)(li)用(yong)，將能量(liang)轉化(hua)為氫、淡(dan)水(shui)、熔鹽儲熱等(deng)方式儲存和運輸，提(ti)高系(xi)統(tong)整體經(jing)濟(ji)性和利(li)(li)用(yong)率。

核(he)能(neng)(neng)(neng)與(yu)可再(zai)生能(neng)(neng)(neng)源(yuan)協同智慧(hui)系(xi)統采用先(xian)進的核(he)能(neng)(neng)(neng)與(yu)可再(zai)生能(neng)(neng)(neng)源(yuan)供(gong)應與(yu)能(neng)(neng)(neng)源(yuan)轉換技(ji)(ji)術、能(neng)(neng)(neng)源(yuan)傳輸(shu)技(ji)(ji)術、能(neng)(neng)(neng)源(yuan)消(xiao)費技(ji)(ji)術、智能(neng)(neng)(neng)處理技(ji)(ji)術、綜合系(xi)統優化(hua)技(ji)(ji)術，實(shi)現(xian)能(neng)(neng)(neng)源(yuan)供(gong)應與(yu)消(xiao)費的自主化(hua)、安全化(hua)、清潔化(hua)、多元化(hua)、高效化(hua)。該系(xi)統的主要特征(zheng)包括安全、清潔、多元、經濟。

安全：核(he)能與(yu)可(ke)再生(sheng)能源協同(tong)智慧系統中的(de)能源總量穩(wen)定豐富，可(ke)持續性強，系統中的(de)能源供給對外部依存度低。

清潔：核能(neng)(neng)與可(ke)再生能(neng)(neng)源(yuan)協同智(zhi)慧系統中的能(neng)(neng)源(yuan)供給是低碳(tan)能(neng)(neng)源(yuan)，環(huan)境(jing)友好性高。

多(duo)元：核能(neng)(neng)與可(ke)再生能(neng)(neng)源(yuan)協(xie)同(tong)智慧(hui)系統中的能(neng)(neng)源(yuan)供應(ying)連續性強。核能(neng)(neng)作為基礎負荷，通過冷、熱、氣、水、電(dian)等多(duo)種能(neng)(neng)源(yuan)相互(hu)補充，靈活應(ying)用，保障多(duo)品種的能(neng)(neng)源(yuan)供應(ying)。

經濟(ji)：核能作為(wei)一種成(cheng)熟(shu)的支(zhi)撐電(dian)源(yuan)，已實現技術自主化，其成(cheng)本(ben)可(ke)(ke)控且隨(sui)著應用規模擴大將逐步降低(di)。風、光等可(ke)(ke)再(zai)生(sheng)能源(yuan)也已成(cheng)為(wei)極具(ju)經濟(ji)競爭力的能源(yuan)品種。同(tong)時，核能與(yu)可(ke)(ke)再(zai)生(sheng)能源(yuan)協同(tong)智慧系統中(zhong)的電(dian)力傳輸損耗(hao)小(xiao)、能源(yuan)損耗(hao)低(di)。

要實現(xian)核(he)能與(yu)可(ke)再生能源智慧協同，核(he)電(dian)的(de)靈活運行能力是基(ji)礎(chu)保(bao)障(zhang)。目前我(wo)國三(san)代核(he)電(dian)普(pu)遍具有一定的(de)靈活運行能力，核(he)電(dian)的(de)高能量密度(du)和可(ke)調(diao)節性可(ke)以為可(ke)再生能源上(shang)網保(bao)駕護航，滿足電(dian)網安全穩(wen)定運行的(de)需(xu)求。

02、—核能與可再生能源協同應用場景—

1.能(neng)源(yuan)基地外送場(chang)景

截至(zhi)2020年三季度末，青海(hai)新能(neng)源(yuan)發(fa)電(dian)總(zong)裝機(ji)占比突(tu)破57.1%。由(you)于(yu)風、光等可(ke)再(zai)生能(neng)源(yuan)所固(gu)有的(de)隨(sui)機(ji)性(xing)、波(bo)動性(xing)和間(jian)歇性(xing)特(te)點，導致其大規(gui)模(mo)并網(wang)對電(dian)網(wang)產(chan)生沖擊(ji)，加之(zhi)(zhi)電(dian)網(wang)調(diao)峰(feng)容量緊(jin)張，造(zao)成電(dian)網(wang)消納(na)困難，因此(ci)新能(neng)源(yuan)基(ji)地在并網(wang)時(shi)須考(kao)慮穩定的(de)基(ji)荷電(dian)源(yuan)。此(ci)外(wai)，青海(hai)省電(dian)力市場(chang)長期供(gong)大于(yu)求(qiu)，為了解(jie)決大規(gui)模(mo)新能(neng)源(yuan)的(de)消納(na)問(wen)題，必須依托外(wai)送(song)通道。因此(ci)，“清潔能(neng)源(yuan)基(ji)地+外(wai)送(song)通道+匹(pi)配的(de)調(diao)峰(feng)電(dian)源(yuan)”的(de)開(kai)發(fa)模(mo)式，成為開(kai)發(fa)新能(neng)源(yuan)基(ji)地的(de)必由(you)之(zhi)(zhi)路。

青海省擬為其(qi)第(di)二個大規(gui)模(mo)新能源(yuan)(yuan)基地(di)(di)搭建(jian)特高壓直流通道，但(dan)由于一(yi)時無法(fa)解(jie)決(jue)電源(yuan)(yuan)支持點(dian)問(wen)題，致使規(gui)劃(hua)落(luo)地(di)(di)緩慢(man)。為了充分(fen)利用(yong)全國最好光(guang)照資源(yuan)(yuan)和大面積荒漠化土地(di)(di)，促(cu)進柴達木循環(huan)經濟試驗區可再(zai)生能源(yuan)(yuan)就(jiu)近消納綜合(he)試點(dian)工程建(jian)設，可考慮選取合(he)適地(di)(di)點(dian)建(jian)設核電機(ji)組，為新能源(yuan)(yuan)基地(di)(di)提供(gong)穩定支持電源(yuan)(yuan)點(dian)，促(cu)進新能源(yuan)(yuan)基地(di)(di)和外(wai)送通道建(jian)設落(luo)地(di)(di)。該應用(yong)場景可推廣至內蒙(meng)、新疆(jiang)等可再(zai)生能源(yuan)(yuan)資源(yuan)(yuan)豐富、能源(yuan)(yuan)供(gong)需(xu)不均衡的地(di)(di)區。

2.能源綜合利用場景(jing)

山東(dong)省是我(wo)國沿海(hai)經濟帶的(de)(de)(de)重要區域，清潔高效(xiao)安全(quan)的(de)(de)(de)能源(yuan)(yuan)體(ti)系是其快速穩(wen)定發(fa)展的(de)(de)(de)堅(jian)實基(ji)礎。截至(zhi)2020年底，全(quan)省新(xin)能源(yuan)(yuan)和(he)(he)可(ke)再生能源(yuan)(yuan)發(fa)電(dian)裝(zhuang)機(ji)(ji)達到(dao)4800萬(wan)千(qian)瓦(wa)(wa)，占電(dian)力總裝(zhuang)機(ji)(ji)的(de)(de)(de)比重突破30%。與此同(tong)時核(he)電(dian)規劃建設穩(wen)步推進，現(xian)已(yi)累計發(fa)電(dian)突破485億(yi)千(qian)瓦(wa)(wa)時，全(quan)省在運(yun)在建核(he)電(dian)裝(zhuang)機(ji)(ji)達到(dao)570萬(wan)千(qian)瓦(wa)(wa)。山東(dong)省的(de)(de)(de)地理條件和(he)(he)能源(yuan)(yuan)稟賦具備(bei)發(fa)展可(ke)再生能源(yuan)(yuan)和(he)(he)核(he)能智慧協同(tong)的(de)(de)(de)天然條件。

已建成的(de)海陽核(he)電(dian)站在發電(dian)的(de)同時，不僅通過(guo)核(he)能供暖(nuan)滿足了周邊近70萬平方米居民清潔供暖(nuan)需(xu)求，而且可(ke)參與海上(shang)風電(dian)的(de)調節，一定(ding)程(cheng)度上(shang)彌補海上(shang)風電(dian)間(jian)歇性的(de)短板。

核能綜合利用系統示意圖

針對沿海地區(qu)場景，還可(ke)以(yi)(yi)推廣核(he)(he)能(neng)(neng)綜(zong)合利用系(xi)(xi)統，通過對核(he)(he)電站的熱(re)力系(xi)(xi)統進行(xing)(xing)創(chuang)新，實現(xian)發(fa)電、制(zhi)氫、海水(shui)(shui)淡(dan)化(hua)、供熱(re)、制(zhi)冷、供汽、儲(chu)能(neng)(neng)等(deng)(deng)多種功能(neng)(neng)綜(zong)合協同(tong)。核(he)(he)能(neng)(neng)裂變(bian)后釋放(fang)的能(neng)(neng)量最初就是以(yi)(yi)熱(re)能(neng)(neng)的形式展現(xian)，對核(he)(he)熱(re)能(neng)(neng)直接(jie)進行(xing)(xing)綜(zong)合利用，可(ke)以(yi)(yi)有(you)效(xiao)提高能(neng)(neng)源系(xi)(xi)統的經濟性。此(ci)外核(he)(he)能(neng)(neng)制(zhi)氫具有(you)無(wu)溫室(shi)氣體排放(fang)、高效(xiao)等(deng)(deng)諸多優勢(shi)，核(he)(he)能(neng)(neng)海水(shui)(shui)淡(dan)化(hua)可(ke)以(yi)(yi)保(bao)障沿海缺乏地區(qu)的用水(shui)(shui)安全，核(he)(he)能(neng)(neng)供熱(re)、制(zhi)冷可(ke)以(yi)(yi)提供清(qing)潔經濟的居民(min)供暖(nuan)和工業用熱(re)、用冷，滿足地區(qu)經濟發(fa)展和人民(min)需(xu)求的各種用能(neng)(neng)形式。

3.孤網運行場景

對遠離大陸的(de)(de)海上孤島等偏遠地(di)區，由于特殊地(di)理因素的(de)(de)原因，從主電(dian)網(wang)架線(xian)的(de)(de)電(dian)損大且成本高，這就需要因地(di)制宜(yi)地(di)在當地(di)建設離網(wang)型能源供應系統。

核能(neng)(neng)作(zuo)為(wei)一(yi)種穩定、可控、能(neng)(neng)量密度(du)大的(de)能(neng)(neng)源形式，是這(zhe)種場景模(mo)式下基荷能(neng)(neng)源的(de)最優選擇(ze)。將小(xiao)型核能(neng)(neng)系統與太陽能(neng)(neng)、風能(neng)(neng)、海洋(yang)能(neng)(neng)等任何(he)一(yi)種或者幾(ji)種進行組合(he)(he)，結(jie)合(he)(he)核能(neng)(neng)綜合(he)(he)利用(yong)技術，則可以(yi)獲得更加安全(quan)、經濟、高效的(de)能(neng)(neng)源供給(gei)。

在此模(mo)式下(xia)，一方面(mian)場景(jing)內(nei)供(gong)給側利用核能(neng)和可再(zai)生(sheng)能(neng)源(yuan)協同發(fa)電(dian)(dian)，實現綠色電(dian)(dian)力(li)的穩(wen)定供(gong)應，另一方面(mian)對終端用能(neng)設備進行(xing)(xing)零碳替代(dai)，如城(cheng)市家庭等用能(neng)終端電(dian)(dian)氣(qi)化，交通(tong)、物流船舶碼頭、市政環(huan)衛(wei)等系統采用氫能(neng)化運營，供(gong)冷、供(gong)熱、動力(li)終端全面(mian)實現電(dian)(dian)氣(qi)化替代(dai)，則(ze)可為(wei)孤網運行(xing)(xing)場景(jing)實現零碳智慧高(gao)效能(neng)源(yuan)體系。