我国2024年的平均电流中断时间指数为0.26分钟,与全球平均的300至400分钟相比,表现明显更卓越,是最可靠的电网之一。
能源市场管理局能源科技司助理局长刘昕炜接受《联合早报》采访时说,我国虽没有利于快速部署可再生能源的条件,但若能做到预知、速应和应变这三点,便能保障我国未来至少五至八年的电网可靠度。
截至2025年第二季,我国已部署超过1.7千兆峰瓦的太阳能装机容量,稳步朝2030年至少2千兆峰瓦的太阳能发电力的目标前进。
不过,太阳能间歇性是部署这种可再生能源的一大挑战。刘昕炜指出,若持续30分钟没有充足阳光,太阳能系统损失的电力或相当于一整个联合循环燃气涡轮机(combined cycle gas turbine)的发电量,对整体能源系统的影响不小。
他说,随着太阳能系统部署扩大,能源管理系统也须分析气候数据,以更准确地预测太阳能发电量,必要时动员其他发电源。
除了增强预知能力,用电者也须具备应变能力。例如,在电力批发价格高涨时减少用电,通过拉低整体需求来达到降低批发价格的目的,同时稳住电网。
应变是一方面,能否在电力供应削减时迅速启动各种发电源供电也很重要。这包括让联合循环燃气涡轮机转得更快,或启动储能系统把电力输入回电网,多管齐下确保整体电力供应稳定。
我国2024年的平均电流中断时间指数(System Average Interruption Duration Index)为0.26分钟,几乎是2023年的两倍。但相比之下,美国在2024年表现最佳的哥伦比亚特区,平均电流中断时长为32.6分钟。
刘昕炜说:“当指数很小时,即使只是多一次的停电事故,也会造成指数大幅波动。我不会太关注这样的同比波动,更重要的是维持现有表现,不是继续把指数压低。”
他重申,维持电网的可靠度是能源局的重中之重。“我们不能对现有表现过于自满。”
谈到稳定电网的策略,刘昕炜认为传统电力系统有赖“以众敌寡”,即建设更多的电力设施,确保供应远高于需求。
随着电网融入更多可再生能源及进口低碳电力等,维持新型电力系统的策略则是以谋略制胜。
备用发电容量为12吉瓦
考虑到计划内和未经筹划的停电情况,我国的策略是把备用发电容量维持在比峰值需求量超出至少27%。据能源局估计,今年的总电力供应为11.7吉瓦,峰值需求为8.5吉瓦,备用发电容量则可达38%。
刘昕炜说:“备用发电容量为供电受影响时提供缓冲,确保整体电力继续流动。这就像当泛岛快速公路受阻时,我们还能通过其他快速公路前往目的地。”
刘昕炜坦言,尽管我国部署可再生能源的速度难以超越其他国家,即使不能在这方面当先行者,也能奋起直追;而在利用氨气发电、生物燃料等方面的创新测试,我国则会继续努力当先行者。
各国2015年签署《巴黎协定》,承诺实现净零排放,过去10年里在应对气候变化展现出魄力,但相关气候行动的力度近年来却有所减弱,加重能源转型的挑战。
刘昕炜说:“决心不够坚定时,广泛社会付出实际行动会减少,大型科技企业或因此选择不投资先进型地热系统等新型能源,避免引火烧身。”
纵观全球趋势,刘昕炜认为,氢能和生物燃料等新型能源的发展相对不稳定,可能为电网构成风险,但太阳能等的技术已成熟,且势头持续,我国会继续推进这方面的部署,稳定电网。
面对日益复杂的能源系统,刘昕炜引用《孙子兵法》中的“风林火山”来概括理想电网的特质:应对电力中断“疾如风”、需求协调“徐如林”、稳定能力“侵掠如火”、容量基础“不动如山”。
关注虚拟发电厂技术 为进口低碳电力未来准备
能源转型意味着能源结构会越来越复杂,尤其当我国开始进口低碳电力,须借助智能且自动化的虚拟发电厂(virtual power plant)技术,确保整体供需稳定。
我国去年有条件批准从马来西亚砂拉越进口1吉瓦的低碳电力,也计划从澳大利亚、柬埔寨、越南和印度尼西亚进口电力。
若一切顺利,我国在2035年后可总共进口8.35千兆瓦的低碳电力,超过6千兆瓦的目标。
刘昕炜说,进口低碳电力由可再生能源生产,所面对间歇性的问题,可以通过储能系统解决。
不过,进口的电力得通过电缆运输至我国,这些电缆可能损坏。随着进口量和电缆增加,电缆受损的概率也就更高,挑战更大。
此外,可再生能源缺乏传统发电源的惯量(inertia),发生中断的反应时间更短,因此得通过虚拟发电厂,更高效地应对电力短缺的情况。
虚拟发电厂是一种基于能源互联网技术,把储能系统、电动车入网技术(vehicle-to-grid,简称V2G)等不同电力集合成一体,让电网管理者通过智能科技平衡市场电力供需。
新加坡能源集团与人工智能助力能源公司Univers去年宣布,共同推进虚拟发电厂计划,推动我国电网迈向智能且更灵活,加强我国的能源韧性。
刘昕炜说,我国目前不急于需要虚拟发电厂,但必须未雨绸缪,为进口大量电力的未来做准备。
V2G技术尚未成熟
我国2023年起在榜鹅进行本地最大的V2G测试,用三年探讨能否在需要时将电力从电动车输回电网,以应对高峰期的电力需求。
V2G旨在通过利用车辆电池中存储的电力,把电动车转变为动态电力资产。刘昕炜说,这项技术尚未成熟,但我国会继续关注相关发展,以便未来当技术成为主流趋势时,可以更快部署。
他指出,V2G当前面对的挑战,包括现有电动车电池未能迅速把电力倒入回电网。假使一辆电动车能为电网输入5千瓦电力,200辆车的供电也才1兆瓦,这样的容量单是一个储能系统就能提供。
刘昕炜说,V2G要可行,除了电动车需要升级,也有赖更多车主愿意参与。
相比之下,在满足电动车充电的前提下,通过调整电价的经济措施,或智能技术控制充电速度,以优化电动车充电时序和功率,这种单向有序充电(V1G)技术的效率更高。
刘昕炜说:“本地电动车车队迅速扩大,单是通过V1G已能获得相当大的电力容量。”
能源局也在研究如何强化低频减载计划和黑启动恢复计划,以确保我国电力供应稳定,即使遇到大规模停电也能够尽快恢复供应。研究工作预计今年完成。
低频减载计划(Under Frequency Load Shedding Scheme)是在供电频率低于阈值时,自动将负载从电网中切断,以维持电力系统的整体稳定性,避免全面瘫痪。
当发生全面停电时,黑启动恢复计划(Black Start Restoration Plan)可重启整个电力系统。初始发电源也称黑启动发电机,它可在没有任何外部电力供应的情况下自行启动。
刘昕炜说,检讨工作是加强能源韧性的一部分,“可能系统不得已得中断,但我们有能力快速重启,这样的能力也很重要”。
