未來30年，三次“退役潮”！電力系統(tǒng)準備好了嗎？

發(fā)電機組集中退役潮將給我國能源安全和電力產(chǎn)業(yè)發(fā)展帶來較大考驗，亟需提前謀劃布局，確保電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運轉(zhuǎn)。

國網(wǎng)能源研究院近日發(fā)布的《中國電源發(fā)展分析報告2023》（以下簡稱《報告》）顯示，隨著我國各類電源裝機規(guī)模不斷擴大，在實現(xiàn)碳中和目標之前的30多年間，我國發(fā)電機組將出現(xiàn)較為集中的退役潮。根據(jù)風電、光伏發(fā)電、煤電歷史基建新增規(guī)模，按風電和光伏發(fā)電機組15-20年設(shè)計壽命、煤電機組30年壽命考慮，將出現(xiàn)三次機組退役尖峰。

業(yè)內(nèi)人士認為，發(fā)電機組集中退役潮將給我國能源安全和電力產(chǎn)業(yè)發(fā)展帶來較大考驗，亟需提前謀劃布局，確保電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運轉(zhuǎn)。

2037年迎首次退役尖峰

《報告》預(yù)計，我國在2022年之前投運的風電、光伏發(fā)電和煤電機組將于2037年、2040年、2042年左右迎來退役尖峰，2037年將出現(xiàn)第一次機組退役尖峰，當年退役規(guī)模達 1.5億千瓦；2040年出現(xiàn)第二次退役尖峰，當年退役規(guī)模達1.8億千瓦；2042年出現(xiàn)第三次退役尖峰，當年退役規(guī)模達1.7億千瓦。

上世紀80年代以來，我國電源進入快速發(fā)展階段，尤其是2001-2010年間年均新增電源規(guī)模達到6000萬千瓦以上，以煤電為主?！秷蟾妗奉A(yù)計，2036年煤電機組將出現(xiàn)第一次退役尖峰，當年退役規(guī)模達8700萬千瓦，2039年出現(xiàn)第二次退役尖峰，當年退役規(guī)模達6200萬千瓦。

2003年后，我國風電開始快速發(fā)展，經(jīng)過20多年的規(guī)?；l(fā)展，風電機組將陸續(xù)進入退役期，預(yù)計2035年左右出現(xiàn)風電機組第一次退役尖峰。預(yù)測，2040年左右，風電行業(yè)出現(xiàn)第二次退役尖峰，年退役機模達7300萬千瓦；2037年，光伏機組出現(xiàn)較大退役尖峰，年退役規(guī)模達5300萬千瓦。2040-2042年，光伏機組退役規(guī)模將急速攀升，2042年退役規(guī)模高達8600萬千瓦。

受訪業(yè)內(nèi)人士普遍認為，在發(fā)電機組集中退役潮之前，亟需完善相關(guān)規(guī)范。光伏行業(yè)曾發(fā)布過退役組件的團體標準，中國光伏行業(yè)協(xié)會標委會去年組織了標準修訂。

目前，風電行業(yè)內(nèi)還沒有完善的關(guān)于退役機組處置的執(zhí)行標準和技術(shù)規(guī)范，在退役機組拆除處理、回收再制造、資源化利用、價值評估等方面均沒有規(guī)范的標準。

退役潮影響電力系統(tǒng)安全

業(yè)內(nèi)人士認為，發(fā)電機組大規(guī)模集中退役會對電力系統(tǒng)保供能力帶來較大沖擊，對電力供應(yīng)安全、新能源消納、電網(wǎng)投資能力等帶來較大挑戰(zhàn)。

在不考慮新建電源條件下，機組大規(guī)模退役將導致電力供需緊張，此外煤電機組集中退役還會降低特殊時段和極端天氣下電力系統(tǒng)的韌性。從新能源消納角度看，風光機組采用以大代小、以優(yōu)代劣等擴容替代方式，疊加煤電機組退役，會增加局部地區(qū)調(diào)峰需求，增大電網(wǎng)平衡調(diào)節(jié)難度。初步測算，2035年前全國風電機組擴容替代將新增系統(tǒng)調(diào)峰需求5000萬千瓦。

2035-2040年左右，我國輸變電設(shè)備技改投資將出現(xiàn)尖峰，風光裝機擴容也將引起輸電線路改造成本增加，二者疊加將給電網(wǎng)投資帶來較大壓力。

以光伏電站退役為例，壓力主要集中在對電力系統(tǒng)穩(wěn)定性和供需負荷的影響方面。一位業(yè)內(nèi)研究人士對記者表示，一般來說，作為交直流轉(zhuǎn)換的接口電力電子設(shè)備，逆變器設(shè)備與電力系統(tǒng)的安全關(guān)聯(lián)性更高。關(guān)于電站退役，需要注意大規(guī)模退役情景下帶來的電力負荷供需不平衡問題，尤其是部分作為負荷直供電、不接入電網(wǎng)的電站，需要提前與地方能源主管部門、電網(wǎng)等進行溝通，做好負荷單位轉(zhuǎn)換電源的規(guī)劃。

該研究人士提醒，需要注意的是，在新能源滲透率日趨升高的情況下，電力行業(yè)會對電力電子設(shè)備提出更高的技術(shù)要求，包括通過虛擬同步機技術(shù)、網(wǎng)構(gòu)機型設(shè)計等方式提高逆變器對電網(wǎng)穩(wěn)定性的支撐能力。預(yù)計逆變器對電力系統(tǒng)安全的影響會逐漸增大，需要對其影響進行深入研究。

合理安排退役規(guī)模和時序

如何提前規(guī)避發(fā)電機組大規(guī)模退役所帶來的風險？

首先要加強機組退役潮對電力系統(tǒng)帶來的潛在風險的排查和監(jiān)測預(yù)警，為風險治理提供數(shù)據(jù)支撐，借助數(shù)字化對各地區(qū)機組退役及改造情況進行常態(tài)化監(jiān)測評估。其次，根據(jù)未來各地區(qū)電力供需形勢、機組退役潮、電網(wǎng)設(shè)備技改需求等情況，合理安排機組退役規(guī)模和時序，實現(xiàn)機組退役規(guī)模削峰填谷，合理壓降機組退役帶來的電網(wǎng)投資需求陡升。

上述研究人士也表示，光伏電站退役潮期間，一項比較重要的工作是，提前做好設(shè)備退役的應(yīng)對規(guī)劃，有序更換設(shè)備或?qū)ν艘垭娬具M行處理。由于目前組件及逆變器設(shè)備的可靠性已經(jīng)比較高，偶發(fā)性的故障更換總量不會很大，對電力系統(tǒng)影響有限。而設(shè)備的集中退役普遍存在于設(shè)備接近使用壽命的情況，大部分情況可預(yù)期、有彈性，因此需要有條件地對設(shè)備更換并統(tǒng)一規(guī)劃，以減少對電站發(fā)電的影響。

碳達峰后，必須用好用足存量煤電資源。如果將2036-2040年退役的煤電延壽至35年以上，2040年以后退役的煤電延壽至40年以上，能夠有效緩解電力供需平衡壓力。同時，應(yīng)加強電網(wǎng)建設(shè)改造與機組退役間的協(xié)同規(guī)劃，增強電網(wǎng)自身的適應(yīng)性。

多位業(yè)內(nèi)人士提出，考慮碳達峰后碳減排約束對煤電發(fā)展的制約，應(yīng)提前推動光熱發(fā)電技術(shù)升級和產(chǎn)業(yè)化，尤其是有序推動光熱發(fā)電替代西北退役煤電和風電、光伏發(fā)電。2030-2040年，西北風、光發(fā)電退役規(guī)模達1.3億千瓦，利用風、光退役后原址再建光熱電站，可充分利用土地資源和原有輸電通道，提升電力系統(tǒng)的安全韌性。
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