电力系统如何应对机组集中退役潮

国网能源研究院近日发布的《中国电源发展分析报告2023》（以下简称《报告》）显示，随着我国各类电源装机规模不断扩大，在实现碳中和目标之前的30多年间，我国发电机组将出现较为集中的退役潮。根据风电、光伏发电、煤电历史基建新增规模，按风电和光伏发电机组15-20年设计寿命、煤电机组30年寿命考虑，将出现三次机组退役尖峰。

业内人士认为，发电机组集中退役潮将给我国能源安全和电力产业发展带来较大考验，亟需提前谋划布局，确保电力系统安全稳定运转。

2037年迎首次退役尖峰

《报告》预计，我国在2022年之前投运的风电、光伏发电和煤电机组将于2037年、2040年、2042年左右迎来退役尖峰，2037年将出现第一次机组退役尖峰，当年退役规模达 1.5亿千瓦；2040年出现第二次退役尖峰，当年退役规模达1.8亿千瓦；2042年出现第三次退役尖峰，当年退役规模达1.7亿千瓦。

上世纪80年代以来，我国电源进入快速发展阶段，尤其是2001-2010年间年均新增电源规模达到6000万千瓦以上，以煤电为主。《报告》预计，2036年煤电机组将出现第一次退役尖峰，当年退役规模达8700万千瓦，2039年出现第二次退役尖峰，当年退役规模达6200万千瓦。

“2003年后，我国风电开始快速发展，经过20多年的规模化发展，风电机组将陆续进入退役期，预计2035年左右出现风电机组第一次退役尖峰。”国网能源研究院能源战略与规划研究所主任工程师张富强表示，“我们预测，2040年左右，风电行业出现第二次退役尖峰，年退役机模达7300万千瓦；2037年，光伏机组出现较大退役尖峰，年退役规模达5300万千瓦。2040-2042年，光伏机组退役规模将急速攀升，2042年退役规模高达8600万千瓦。”

受访业内人士普遍认为，在发电机组集中退役潮之前，亟需完善相关规范。光伏行业曾发布过退役组件的团体标准，中国光伏行业协会标委会去年组织了标准修订。

金风慧能产品中心总经理岳健告诉《中国能源报》记者：“目前，风电行业内还没有完善的关于退役机组处置的执行标准和技术规范，在退役机组拆除处理、回收再制造、资源化利用、价值评估等方面均没有规范的标准。”

退役潮影响电力系统安全

业内人士认为，发电机组大规模集中退役会对电力系统保供能力带来较大冲击，对电力供应安全、新能源消纳、电网投资能力等带来较大挑战。

“在不考虑新建电源条件下，机组大规模退役将导致电力供需紧张，此外煤电机组集中退役还会降低特殊时段和极端天气下电力系统的韧性。”张富强向《中国能源报》记者表示，从新能源消纳角度看，风光机组采用以大代小、以优代劣等扩容替代方式，叠加煤电机组退役，会增加局部地区调峰需求，增大电网平衡调节难度。“初步测算，2035年前全国风电机组扩容替代将新增系统调峰需求5000万千瓦。”

张富强指出，2035-2040年左右，我国输变电设备技改投资将出现尖峰，风光装机扩容也将引起输电线路改造成本增加，二者叠加将给电网投资带来较大压力。

以光伏电站退役为例，压力主要集中在对电力系统稳定性和供需负荷的影响方面。一位业内研究人士对《中国能源报》记者表示，一般来说，作为交直流转换的接口电力电子设备，逆变器设备与电力系统的安全关联性更高。关于电站退役，需要注意大规模退役情景下带来的电力负荷供需不平衡问题，尤其是部分作为负荷直供电、不接入电网的电站，需要提前与地方能源主管部门、电网等进行沟通，做好负荷单位转换电源的规划。

该研究人士提醒，需要注意的是，在新能源渗透率日趋升高的情况下，电力行业会对电力电子设备提出更高的技术要求，包括通过虚拟同步机技术、网构机型设计等方式提高逆变器对电网稳定性的支撑能力。预计逆变器对电力系统安全的影响会逐渐增大，需要对其影响进行深入研究。”

合理安排退役规模和时序

如何提前规避发电机组大规模退役所带来的风险？

张富强建议，首先要加强机组退役潮对电力系统带来的潜在风险的排查和监测预警，为风险治理提供数据支撑，借助数字化对各地区机组退役及改造情況进行常态化监测评估。其次，根据未来各地区电力供需形势、机组退役潮、电网设备技改需求等情况，合理安排机组退役规模和时序，实现机组退役规模削峰填谷，合理压降机组退役带来的电网投资需求陡升。

上述研究人士也表示，光伏电站退役潮期间，一项比较重要的工作是，提前做好设备退役的应对规划，有序更换设备或对退役电站进行处理。“由于目前组件及逆变器设备的可靠性已经比较高，偶发性的故障更换总量不会很大，对电力系统影响有限。而设备的集中退役普遍存在于设备接近使用寿命的情况，大部分情况可预期、有弹性，因此需要有条件地对设备更换并统一规划，以减少对电站发电的影响。”

“碳达峰后，必须用好用足存量煤电资源。”张富强指出，如果将2036-2040年退役的煤电延寿至35年以上，2040年以后退役的煤电延寿至40年以上，能够有效缓解电力供需平衡压力。“同时，应加强电网建设改造与机组退役间的协同规划，增强电网自身的适应性。”

多位业内人士提出，考虑碳达峰后碳减排约束对煤电发展的制约，应提前推动光热发电技术升级和产业化，尤其是有序推动光热发电替代西北退役煤电和风电、光伏发电。2030-2040年，西北风、光发电退役规模达1.3亿千瓦，利用风、光退役后原址再建光热电站，可充分利用土地资源和原有输电通道，提升电力系统的安全韧性。

（责编：张若涵）