中欧能源合作成果发布：ENTSO-e 中国电网规划建模展示

一个国家该如何确保电网能够可靠地满足其人们日益增长的用电需求？随着可再生能源发电的快速增长，如何在不影响供电稳定的情况下将其整合纳入复杂的电力网络？ 在各国努力阻止全球气温升超过 1.5 摄氏度之际，这些计划在应对气候紧急状况方面又将起到哪些作用？

中国—欧盟能源合作平台(ECECP)12月7日发布了旗舰项目“ENTSO-E电网规划模型中国演示”报告，展示中欧能源合作的成果。

中欧能源合作平台于2019年5月15日在北京启动。合作平台的总体目标是加强中国与欧盟在能源领域的交流合作，增进双方的理解互信，推动中欧能源向清洁方向转型，打造中欧能源互利共赢的新模式。该平台自建立以来，开展了一系列包括能源转型、电力市场化改革、可再生能源发展和电网规划方法等主题的交流活动和研究项目。

2020-2021 年， 中欧能源合作平台（ ECECP）与欧洲和中国的电网规划机构共同合作， 开展了一个联合项目，旨在加强交流学习和相互借鉴， 以期能够帮助中国显著减少其电力系统的二氧化碳排放，复制欧洲电力系统已经取得的良好成果。

该报告详细介绍了欧洲电网规划的模型和研究方法，并以中国2020年电网为参考起点，以设定的场景为基础，采用欧洲的ENTSO-E模型方法，展示了对跨省电力流和输电线路综合进行优化的方法，结合模拟的市场电价，筛选出系统总成本最低的输电方案，并选择若干输电项目作为案例进行了详细的成本效益分析。建模结果表明，基于市场的方法，即以市场为导向的方法可以显著减少中国电力系统的二氧化碳排放量

何为能源建模？

能源建模涉及到评估个别拟建的输电项目在各种预测情景下的影响。这些评估会定期更新或被重新评估，以确保任何电网开发都能保证电力供应的安全。能源建模是促进可再生能源发电电力系统整合的有力工具，其重要性正日益凸显。

欧盟和中国面临怎样的挑战？

摆在欧洲和中国的电网规划者面前的任务十分艰巨。 首先，中、欧人口数量庞大， 合计约 20亿人口（中国 14 亿，欧洲 4.47 亿）； 此外， 都有内部边界，欧盟有 27 个成员国，而中国有23 个省、 5 个自治区、 4 个直辖市和 2 个特别行政区。电网规划者的目标是确保电力供应安全，同时还要做到提前规划， 以确保所发的电能能够输送到需要的地方， 此外还要始终密切关注价格和可负担能力。此外， 为了应对气候变化，需要将越来越多的可再生能源纳入电源结构。 这些挑战显然成了令电网规划者头痛的问题。

虽然中国和欧洲面临的许多挑战都有各自独一无二的特点，但的确也有很多相似之处： 双方都见证了各自电网系统的同步发展与扩张，并且都迫切需要减少燃煤发电并大力发展可再生能源发电。欧洲拥有世界上最大的同步电网，由欧洲输电系统运营商网络（ TSOs）运营，而中国有两个广域同步电网， 由国家电网和南方电网分别负责运营。 自 2011 年以来，中国大陆所有的电网都已通过高压直流线路实现了互联互通。中国已经迈出了发展电力现货市场的第一步，这将有望为电力行业带来新的灵活性。如果能源模型能够证明跨境输电需要更灵活的方法，就像欧洲所做的那样， 那将很可能会加快可再生能源的系统整合。

ENTSO-E 是如何进行建模的？

欧洲输电系统运营商网络（ ENTSO-E） 由欧盟内部 42 个输电系统运营商组成。 ENTSO-E 负责起草欧洲电网十年发展计划（ TYNDP）， 并且每两年重新评估一次。 该计划中包括 ENTSO-E 在整个欧洲范围内筛选出的项目，以及由第三方投资者向欧盟委员会提交的符合 TYNDP 标准的项目。 而在接下来的审议环节， 所有的市场主体都能够参与进来。

筛选过程评估了新基础设施（新建线路或现有线路的扩容改造） 在未来不同情景下的价值。所有潜在的新连接线路都根据其“收益比成本”进行排名。

接下来的一步是进行复杂的成本效益分析，系统成本因素包括资本支出、 发电供热的可变成本、运行和维护支出、 排放税以及失负荷价值。

TYNDP 是欧洲电网开发的核心参考

2018 年版的 TYNDP 包括 166 个输电项目和 15 个储能项目，计划全部在 2030 年之前投入使用。在四种不同的欧洲情景下对这些项目进行了成本效益评估。 得出结论是，投资建设更多的电网连接线路是进一步整合可再生能源的先决条件，同时由于新项目缓解了系统中现有的输电瓶颈，因此还有助于提高电力供应的安全性。

TYNDP 成功的关键在于它的公共属性。 被列入欧洲共同利益项目列表（ PCI）的项目，必须是TYNDP 中所包含的项目， 并且必须确保公开透明。

ENTSO-E 要求项目参与者必须共享数据， 并且以市场将决定电网使用为指导思想。因此，在电网规划过程中，利益相关方发挥积极作用至关重要，这样才能对电力供需作出贴近现实的预测。

作为一个集成系统，市场模型模仿欧洲现货市场，并选择社会经济效益最高的边界进行进一步评估。

专家们使用常见的方法和工具来研究欧洲在不同情境下 2030/2040 年的电力流动情况。这样可以看到瓶颈在哪里，以及需要多少跨境输电能力来管理这些流量。

中国如何做电力系统建模？

在中国，电力规划分为国家和省两个级别，经国家发改委批准后，由国家能源局编制并发布。国家电力规划提前两年完成，在五年计划的第一年的 5 月底之前提交给国家发改委审批，而省级电力计划则必须在一个月后提交。这些计划可能在批准后的两到三年内进行调整，以反映实际情况。

自上世纪 80 年代以来，中国一直在尝试将越来越复杂的模型引入能源规划， 但其建模过程通常是严格保密的，工业部门和学术机构使用了许多不同的模型。

ECECP 联合研究项目是何内容？

ECECP 牵头组织的这个联合研究项目于 2020-2021 年实施， 它提供了一个独特的机会，将ENTSO-E 的电网规划模型方法应用于 CRI/CNREC 制定的两种情景：既定政策情景和低于 2℃情景。在该项目中，根据这两种情景对 76 个不同的拟议输电项目进行了充分评估。这些规划的输电项目的预期影响是通过与电网系统的一个固定的“快照”状态来比较衡量的。通过逐一将每个拟议输电项目加入固定电网，并评估每个项目对电力价格、 配电、可再生能源整合和其他一些因素的影响， ENTSO-E 专家筛选出了一系列潜在的新输电线路（补强线路）。

随后，项目组选取了 3 条新线路用于演示 ENTSO-E 详细的成本效益分析过程。欧洲专家与中国同行分享了他们的研究方法和最终发现。

项目有何发现?

研究发现，扩大和新建输电能力都是有益的。 项目组针对个别项目进行了详细评估， 因此可以就执行哪些项目的成本效益最高达成一致意见。 ENTSO-E 的方法主要基于两个方面，一个是电力现货市场， 因为电能可以根据需要进行快速交易；另一个是基于高效的输电网络，能促进将电能输送到人口更为稠密、 需求更有可能激增的地区。这有助于限制利用化石能源发电来满足峰值负荷的需求。

该项目为中国和欧盟评估各自能源模型体系、 共同分析探讨确定各自模型的优缺点提供了一个独一无二的机会。随着全球经济正逐渐从新冠肺炎疫情的阴霾中恢复，化石燃料价格飙升，特别是中国， 由于电煤价格机制未能理顺出现了严重的断电和电力短缺局面， 使得工业和发电厂的正常运营深受影响。 由于工业电价相对固定， 因此当化石燃料价格出现波动时，这种做法很快便难以为继。 为此，建立一个考虑到这些变化因素的模型系统，寻求建立一个弹性灵活、 能够迅速响应的电网以应对不可避免的价格波动，并且制定长期计划，以确保全国电力的安全稳定供应， 这对于中国来说必然大有裨益。

“ 通过在本项目中的通力合作，中欧双方专家对各自的电网规划方法有了深入的了解，尽管方法有所不同，但中欧电网规划的目标基本是一致的，只是在不同环节各自有所侧重。通过参加项目组的工作，中方专家获益匪浅。在能源转型目标下，可再生能源将迅速发展，很多问题仍有待研究解决。希望中欧双方专家能够继续推进此方面的合作和交流。 ”

——杨昆 中国电力企业联合会常务副理事长