未來30年，三次“退役潮”！電力系統準備好了嗎？

發電機組集中退役潮將給我國能源安全和電力產業發展帶來較大考驗，亟需提前謀劃布局，確保電力系統安全穩定運轉。

國網能源研究院近日發布的《中國電源發展分析報告2023》（以下簡稱《報告》）顯示，隨著我國各類電源裝機規模不斷擴大，在實現碳中和目標之前的30多年間，我國發電機組將出現較為集中的退役潮。根據風電、光伏發電、煤電歷史基建新增規模，按風電和光伏發電機組15-20年設計壽命、煤電機組30年壽命考慮，將出現三次機組退役尖峰。

業內人士認為，發電機組集中退役潮將給我國能源安全和電力產業發展帶來較大考驗，亟需提前謀劃布局，確保電力系統安全穩定運轉。

2037年迎首次退役尖峰

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

上世紀80年代以來，我國電源進入快速發展階段，尤其是2001-2010年間年均新增電源規模達到6000萬千瓦以上，以煤電為主。《報告》預計，2036年煤電機組將出現第一次退役尖峰，當年退役規模達8700萬千瓦，2039年出現第二次退役尖峰，當年退役規模達6200萬千瓦。

2003年后，我國風電開始快速發展，經過20多年的規模化發展，風電機組將陸續進入退役期，預計2035年左右出現風電機組第一次退役尖峰。預測，2040年左右，風電行業出現第二次退役尖峰，年退役機模達7300萬千瓦；2037年，光伏機組出現較大退役尖峰，年退役規模達5300萬千瓦。2040-2042年，光伏機組退役規模將急速攀升，2042年退役規模高達8600萬千瓦。

受訪業內人士普遍認為，在發電機組集中退役潮之前，亟需完善相關規范。光伏行業曾發布過退役組件的團體標準，中國光伏行業協會標委會去年組織了標準修訂。

目前，風電行業內還沒有完善的關于退役機組處置的執行標準和技術規范，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范的標準。

退役潮影響電力系統安全

業內人士認為，發電機組大規模集中退役會對電力系統保供能力帶來較大沖擊，對電力供應安全、新能源消納、電網投資能力等帶來較大挑戰。

在不考慮新建電源條件下，機組大規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的韌性。從新能源消納角度看，風光機組采用以大代小、以優代劣等擴容替代方式，疊加煤電機組退役，會增加局部地區調峰需求，增大電網平衡調節難度。初步測算，2035年前全國風電機組擴容替代將新增系統調峰需求5000萬千瓦。

2035-2040年左右，我國輸變電設備技改投資將出現尖峰，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穩定性和供需負荷的影響方面。一位業內研究人士對記者表示，一般來說，作為交直流轉換的接口電力電子設備，逆變器設備與電力系統的安全關聯性更高。關于電站退役，需要注意大規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、不接入電網的電站，需要提前與地方能源主管部門、電網等進行溝通，做好負荷單位轉換電源的規劃。

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，電力行業會對電力電子設備提出更高的技術要求，包括通過虛擬同步機技術、網構機型設計等方式提高逆變器對電網穩定性的支撐能力。預計逆變器對電力系統安全的影響會逐漸增大，需要對其影響進行深入研究。

合理安排退役規模和時序

如何提前規避發電機組大規模退役所帶來的風險？

首先要加強機組退役潮對電力系統帶來的潛在風險的排查和監測預警，為風險治理提供數據支撐，借助數字化對各地區機組退役及改造情況進行常態化監測評估。其次，根據未來各地區電力供需形勢、機組退役潮、電網設備技改需求等情況，合理安排機組退役規模和時序，實現機組退役規模削峰填谷，合理壓降機組退役帶來的電網投資需求陡升。

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，提前做好設備退役的應對規劃，有序更換設備或對退役電站進行處理。由于目前組件及逆變器設備的可靠性已經比較高，偶發性的故障更換總量不會很大，對電力系統影響有限。而設備的集中退役普遍存在于設備接近使用壽命的情況，大部分情況可預期、有彈性，因此需要有條件地對設備更換并統一規劃，以減少對電站發電的影響。

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，應加強電網建設改造與機組退役間的協同規劃，增強電網自身的適應性。

多位業內人士提出，考慮碳達峰后碳減排約束對煤電發展的制約，應提前推動光熱發電技術升級和產業化，尤其是有序推動光熱發電替代西北退役煤電和風電、光伏發電。2030-2040年，西北風、光發電退役規模達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，提升電力系統的安全韌性。
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