在输送和配置环节,主要是规划发展好各级电网。特高压技术已成为成熟适用技术,是构建全球能源互联网的基础。全球各大洲之间、洲内能源基地与负荷中心之间的距离都在特高压交、直流电网输送范围内。特高压交流主要用于构建坚强的国家、洲、洲际同步电网,以及远距离大容量输电;特高压直流主要用于大型能源基地超远距离、超大容量电力外送和跨国、跨洲骨干通道建设。可以预见的是,由于风电、太阳能发电相比传统电源,容量效益较小,还需要扩大灵活调节电源的建设规模;在大力发展风电、太阳能发电的情况下,相比传统发展模式,全球电力总装机将会大幅度增加,特高压电网、超高压电网、配电网的投资规模也将大幅度增加。电网在全球范围内的强大输送和配置功能,将对风电、太阳能发电的大规模、高比例发展及高效率利用,起到举足轻重的作用。
在发电环节,随着风电、太阳能发电的发展,需要同步规划建设运行好常规电源,并大力研发、示范、规模化应用新型储能电源。
一是常规化石能源发电。就欧美国家而言,随着可再生能源发电及气电的发展,其燃煤火电已基本没有新增空间,存量煤电的角色也在发生改变,其年利用小时数会逐步降低,并承担更多的调峰及其他辅助服务功能,其运行状态将会频繁调节,健康寿命也会有所缩短;随着经济寿命期的到来,燃煤火电将会逐步退出历史舞台。如果新型储能取得重大突破,燃油燃气发电也将逐步走上煤电的道路。发展中国家,以中国为例,在未来15年左右,煤电还有较大的新增空间,同时煤电的运行方式也将随着风电等可再生能源的发展而发生改变;在大约15年之后,中国煤电也将步欧美煤电的后尘。
二是灵活调节电源。要适应风电等可再生能源发电为主时代的到来,除了通过扩大电网互联,提高电力系统整体灵活调节能力,还需要各类灵活调节电源的加快发展。除了规划建设一定规模的灵活调节气电(如单循环燃气轮机)、充分开发利用优质抽水蓄能站址,还对新型储能提出了大规模发展要求。以中国2050年开发利用风电、太阳能发电各10亿千瓦为例,在建设4000万千瓦灵活调节气电、1.3亿千瓦抽水蓄能电站的情况下,新型储能大约需要3亿千瓦;如果风电、太阳能发电各在20亿千瓦以上,需要的新型储能将达到10亿千瓦量级。但从新型储能技术过去几十年的发展来看,未来新型储能在电力系统中的规模化应用还面临着较大的不确定性,需要尽快解决其较常规电源寿命短、效率衰减快、单位投资高等问题,这些是电动汽车、新型储能电源面临的共同问题。近年来,世界各国对新型储能的研发高度重视,投入也很大,相信新型储能具备大规模工程应用的时间将不会太远。