瞭望｜能源謀變
◆作為世界上最大的發(fā)展中國家、世界上最大的以煤電為發(fā)展基礎(chǔ)的國家，無論從能源量級、能源結(jié)構(gòu)還是能源增長的需求來看，控制能源電力行業(yè)的碳排放，都是貫徹落實“30·60”雙碳目標(biāo)的重中之重
◆未來，隨著電力體制改革的不斷深化，我國能源電力系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)形態(tài)、運行控制方式及商業(yè)與管理模式，將發(fā)生根本性變革
壹
能源謀變
“到2030年，中國單位國內(nèi)生產(chǎn)總值二氧化碳排放將比2005年下降65%以上，非化石能源占一次能源消費比重將達(dá)到25%左右，風(fēng)電、太陽能發(fā)電總裝機(jī)容量將達(dá)到12億千瓦以上。”
2020年12月12日，中國在聯(lián)合國氣候雄心峰會上的鄭重宣布，量化了“30·60”碳減排的階段性目標(biāo)，昭告了具體實現(xiàn)路徑。
實現(xiàn)“碳達(dá)峰、碳中和”目標(biāo)，意味著綠色發(fā)展與高效發(fā)展將成為我國能源體系建設(shè)的未來方向。
目前，占我國碳排放總量85%左右、占溫室氣體排放總量75%左右的行業(yè)是能源電力。
作為世界上最大的發(fā)展中國家、世界上最大的以煤電為發(fā)展基礎(chǔ)的國家，無論從能源量級、能源結(jié)構(gòu)還是能源增長的需求來看，控制能源電力行業(yè)的碳排放，都是貫徹落實“30·60”雙碳目標(biāo)的重中之重。
2021年3月15日，中央財經(jīng)委員會第九次會議強(qiáng)調(diào)，“要構(gòu)建清潔低碳安全高效的能源體系，控制化石能源總量，著力提高利用效能，實施可再生能源替代行動，深化電力體制改革，構(gòu)建以新能源為主體的新型電力系統(tǒng)。”
新型電力系統(tǒng)的提出，指明了能源電力系統(tǒng)的減排發(fā)展之路。大力發(fā)展新能源，將成為建設(shè)清潔低碳安全高效現(xiàn)代能源體系的有力抓手。
盡管我國的新能源開發(fā)利用較晚，但相關(guān)探索成效顯著。
水電、風(fēng)電、光伏發(fā)電、生物質(zhì)發(fā)電裝機(jī)容量分別連續(xù)16年、11年、6年和3年穩(wěn)居全球首位。2019年非化石能源占能源消費總量比重達(dá)15.3%，比2012年提高了5.6個百分點。2019年碳排放強(qiáng)度比2005年下降48.1%，扭轉(zhuǎn)了碳排放快速增長的局面。這背后，正是能源供給側(cè)和消費側(cè)的持續(xù)優(yōu)化。
未來，我國將制定更積極的新能源發(fā)展政策，至2030年實現(xiàn)風(fēng)電光伏裝機(jī)12億千瓦以上，將超過當(dāng)前煤電近11億千瓦的體量。隨著新能源發(fā)電與儲能技術(shù)更緊密地結(jié)合，裝機(jī)體量與利用效率并行提升，其與傳統(tǒng)化石能源的角色，將發(fā)生實質(zhì)性的轉(zhuǎn)換。隨著新能源技術(shù)不斷創(chuàng)新升級，其對于減少碳排放的作用，將愈發(fā)明顯。
新型電力系統(tǒng)的提出，亦明確了推動傳統(tǒng)電力系統(tǒng)轉(zhuǎn)型發(fā)展的迫切性。構(gòu)建清潔低碳安全高效的現(xiàn)代能源體系，要求電力系統(tǒng)在技術(shù)創(chuàng)新、體系建設(shè)、體制機(jī)制等方面進(jìn)一步突破。
未來，隨著電力體制改革的不斷深化，我國能源電力系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)形態(tài)、運行控制方式及商業(yè)與管理模式，將發(fā)生根本性變革。隨著信息通信技術(shù)和能源管理技術(shù)的進(jìn)步，我國能源電力系統(tǒng)將朝著“清潔化、綜合化、智能化、去中心化”方向發(fā)展。隨著高比例可再生能源分布式能源系統(tǒng)的廣泛建設(shè)，以去中心化為特征的新型能源主體，將成為電力市場的重要組成部分。
面對錯綜復(fù)雜的國內(nèi)國際形勢，實現(xiàn)能源電力的清潔轉(zhuǎn)型，不僅是破解日益嚴(yán)峻的能源、環(huán)境問題的需要，兌現(xiàn)“30·60”雙碳目標(biāo)承諾的需要，它更是一場發(fā)展革命。
分布相對均衡的新能源，將助力新型城鎮(zhèn)化建設(shè)，改變傳統(tǒng)的城鄉(xiāng)二元結(jié)構(gòu)，為鄉(xiāng)村振興和農(nóng)村現(xiàn)代化找到新的突破口?？稍偕茉椿ヂ?lián)網(wǎng)與通信互聯(lián)網(wǎng)、交通運輸互聯(lián)網(wǎng)“三網(wǎng)融合”，將重塑產(chǎn)業(yè)鏈，催生新經(jīng)濟(jì)體系，極大地提升勞動效率和社會生產(chǎn)力。隨著更大規(guī)模低成本的可再生能源發(fā)電供給越來越多，很多以前難以電氣化的工業(yè)領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)碳中和。
“能源生產(chǎn)電力化，電力生產(chǎn)清潔化”，是創(chuàng)新、協(xié)調(diào)、綠色、開放、共享新發(fā)展理念的貫徹落實。它不僅會在中國國內(nèi)掀起一場工業(yè)發(fā)展模式和社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展模式的變革，亦將在世界范圍內(nèi)樹立一個樣板——擺脫了邊發(fā)展邊污染的老路、開啟零碳社會的現(xiàn)代化實踐。
這種高效益低成本、資源節(jié)約和環(huán)境友好的新能源驅(qū)動的新型現(xiàn)代化路徑，將為發(fā)展中國家的現(xiàn)代化提供新的選擇，為人類發(fā)展貢獻(xiàn)中國方案，亦將使中國在全球形成新的競爭力。
貳
誰是零排放的關(guān)鍵先生
◆ 12億千瓦是當(dāng)前新能源裝機(jī)量的兩倍多，超過了當(dāng)前煤電近11億千瓦的體量
◆ 隨著風(fēng)機(jī)技術(shù)的進(jìn)步和特高壓輸電工程的發(fā)展，西北風(fēng)電的大基地平價項目將有很多新的發(fā)展空間；中東部地區(qū)將發(fā)展分散式風(fēng)電；海上風(fēng)電、海上工程和海上裝備的成本預(yù)計未來幾年將明顯下降，海上風(fēng)電將迎來高速發(fā)展
◆ 據(jù)國家能源局統(tǒng)計，2020年全國水電“棄水”主要發(fā)生在四川，四川又主要集中在大渡河干流，約占全省“棄水”電量的53%。與此同時，四川也面臨著缺電隱憂
◆ 國家停止新能源補(bǔ)貼后，新能源企業(yè)可以通過“綠證”來填補(bǔ)這部分空缺，但必須要讓消費企業(yè)通過使用綠電來獲得經(jīng)濟(jì)上的收益
薪柴、煤炭、石油、太陽能……能源不僅見證同時也在推動著人類文明不斷發(fā)展。在應(yīng)對全球氣候變化中，能源行業(yè)正成為先行軍。中國、美國、歐盟、英國、日本等均制定了明確的碳中和時間表，吹響了全球能源結(jié)構(gòu)從化石能源為主體向可再生能源轉(zhuǎn)型的號角。
作為當(dāng)今世界能源利用效率提升最快的國家，為了實現(xiàn)2030年前碳達(dá)峰、2060年前碳中和的雙碳目標(biāo)，中國的能源電力行業(yè)正在迎來變革——電力系統(tǒng)中的主力軍煤電與替補(bǔ)隊伍可再生能源，未來將發(fā)生角色轉(zhuǎn)換。
提法變了
碳達(dá)峰是指二氧化碳的排放量不再增長，達(dá)到峰值之后逐步降低。碳中和是指通過節(jié)能減排、技術(shù)創(chuàng)新等途徑，抵消排放的二氧化碳，實現(xiàn)“零排放”。
3月15日召開的中央財經(jīng)委員會第九次會議（下稱會議）提出，要把碳達(dá)峰、碳中和納入生態(tài)文明建設(shè)整體布局，拿出抓鐵有痕的勁頭，如期實現(xiàn)2030年前碳達(dá)峰、2060年前碳中和的目標(biāo)。這次會議，更清晰地謀劃了“十四五”期間碳達(dá)峰、碳中和工作的“施工圖”——從能源體系、重點行業(yè)、綠色低碳技術(shù)、綠色低碳政策和市場體系、綠色低碳生活、生態(tài)碳匯能力、國際合作等7個方面進(jìn)行了部署。
國網(wǎng)新疆電力有限公司經(jīng)濟(jì)技術(shù)研究院院長趙志強(qiáng)認(rèn)為，中國現(xiàn)在距碳達(dá)峰只有不到10年時間，從碳達(dá)峰到碳中和也只有30年時間，時間緊、壓力大，所以“十四五”必須取得實質(zhì)性進(jìn)展，才能保障碳達(dá)峰及后續(xù)的碳中和目標(biāo)如期實現(xiàn)。可以說，“十四五”是落實雙碳目標(biāo)的關(guān)鍵期、窗口期。
能源的清潔低碳化，是會議對碳達(dá)峰進(jìn)行部署的第一項重點工作。會議指出，“要構(gòu)建清潔低碳安全高效的能源體系，控制化石能源總量，著力提高利用效能，實施可再生能源替代行動，深化電力體制改革，構(gòu)建以新能源為主體的新型電力系統(tǒng)。”此前的2020年底，國家能源局的相關(guān)表述是，“構(gòu)建適應(yīng)高比例可再生能源發(fā)展的新型電力系統(tǒng)。”
受訪專家認(rèn)為，對新型電力系統(tǒng)的新提法，一方面更加明確了新能源在新型電力系統(tǒng)中的主導(dǎo)地位，意味著以風(fēng)電和光伏為主的新能源將迎來爆發(fā)式增長，新能源在一次能源消費中的比重將持續(xù)提升；另一方面則更加明確了推動新型電力系統(tǒng)轉(zhuǎn)型發(fā)展的迫切性——新型電力系統(tǒng)的發(fā)展目標(biāo)是構(gòu)建清潔低碳、安全高效的現(xiàn)代能源體系，目前的電力系統(tǒng)還不能滿足這一發(fā)展要求，因此，還需要在電力系統(tǒng)技術(shù)創(chuàng)新、體系建設(shè)、體制機(jī)制等方面進(jìn)一步突破，加快推進(jìn)電力系統(tǒng)轉(zhuǎn)型發(fā)展。
誰把局面扭轉(zhuǎn)了
實現(xiàn)碳達(dá)峰目標(biāo)，為什么要建立新能源為主體的新型電力系統(tǒng)？
廈門大學(xué)中國能源政策研究院院長林伯強(qiáng)解釋，我國的資源稟賦是“富煤、貧油、少氣”，過去，能源消費結(jié)構(gòu)中化石能源消費量占比約85%，化石能源的二氧化碳排放量，75%是由煤炭消耗導(dǎo)致的。以煤電為主的能源消費結(jié)構(gòu)若繼續(xù)保持下去，就不能實現(xiàn)“30·60”雙碳目標(biāo)，“新型電力系統(tǒng)要實現(xiàn)低碳化，就必須讓非化石能源在其中占據(jù)主體地位”。
我國的可再生能源開發(fā)利用較晚，但在這一領(lǐng)域的探索成效顯著。去年底發(fā)布的《新時代的中國能源發(fā)展》白皮書顯示，2019年碳排放強(qiáng)度比2005年下降48.1%，超過了2020年碳排放強(qiáng)度比2005年下降40%~45%的預(yù)定目標(biāo)，扭轉(zhuǎn)了二氧化碳排放快速增長的局面。這背后，是能源供給側(cè)和消費側(cè)的持續(xù)優(yōu)化。
一方面，在能源供給側(cè)，水電、風(fēng)電、光伏發(fā)電、生物質(zhì)發(fā)電裝機(jī)容量分別連續(xù)16年、11年、6年和3年穩(wěn)居全球首位。特別是2010年以來，我國在新能源發(fā)電領(lǐng)域累計投資約8180億美元，占同期全球新能源發(fā)電建設(shè)投資約三成。
另一方面，能源消費結(jié)構(gòu)加快向清潔低碳轉(zhuǎn)變。白皮書顯示，2019年我國煤炭消費占能源消費總量比重為57.7%，比2012年降低10.8個百分點；天然氣、水電、核電、風(fēng)電等清潔能源消費量占能源消費總量比重為23.4%，比2012年提高8.9個百分點；非化石能源占能源消費總量比重達(dá)15.3%，比2012年提高5.6個百分點。
未來，隨著我國新能源裝備制造業(yè)不斷創(chuàng)新升級，新能源在減少碳排放中起到的作用將越來越明顯。
我國風(fēng)電制造頭部企業(yè)之一新疆金風(fēng)科技股份有限公司董事長武鋼介紹，今年1月，金風(fēng)科技和全球權(quán)威的第三方機(jī)構(gòu)瑞典環(huán)境科學(xué)研究院合作，完成了GW155-4.5和GW136-4.2兩款風(fēng)機(jī)的全生命周期環(huán)境影響評估，發(fā)布了我國首個風(fēng)機(jī)環(huán)境產(chǎn)品聲明：兩款風(fēng)機(jī)在整個生命周期的單位發(fā)電量對應(yīng)二氧化碳排放分別為7.25克/度和8.04克/度，不到火電的1%。兩款風(fēng)機(jī)在分別運行6個月和6.4個月后所產(chǎn)生的能源量，便可抵消其在全生命周期中所消耗的能源量。
我國光伏制造頭部企業(yè)之一協(xié)鑫集團(tuán)執(zhí)行總裁沈承勇介紹，目前世界上絕大部分廠家生產(chǎn)的光伏產(chǎn)業(yè)所需的硅料，均采用傳統(tǒng)的改良西門子法，這是最為成熟、應(yīng)用最廣泛的工藝技術(shù)。而該集團(tuán)旗下保利協(xié)鑫能源控股有限公司歷經(jīng)10年探索與創(chuàng)新，推出了完全自主創(chuàng)新工藝——硅烷流化床法（FBR）制備顆粒硅，去年下半年萬噸級生產(chǎn)線已正式量產(chǎn)。光伏產(chǎn)業(yè)鏈分別對FBR顆粒硅和改良西門子法生產(chǎn)的多晶硅組件進(jìn)行碳足跡溯源后發(fā)現(xiàn)，僅在硅料環(huán)節(jié)，生產(chǎn)1吉瓦顆粒硅就可減排13萬噸二氧化碳，較改良西門子法降低74%；從整個產(chǎn)業(yè)鏈來看，生產(chǎn)1吉瓦組件至少可降低二氧化碳排放量47.7%。
新能源裝機(jī)量將超煤電
國家能源局的數(shù)據(jù)顯示，截至2020年底，我國可再生能源發(fā)電裝機(jī)總規(guī)模達(dá)到9.3億千瓦，占總裝機(jī)的42.4%。其中水電3.7億千瓦、風(fēng)電2.8億千瓦、光伏發(fā)電2.5億千瓦、生物質(zhì)發(fā)電2952萬千瓦。
國家能源局主要負(fù)責(zé)人表示，未來將制定更積極的新能源發(fā)展政策，錨定2030年非化石能源消費比重25%和風(fēng)電光伏裝機(jī)12億千瓦以上的目標(biāo)，構(gòu)建清潔低碳、安全高效的能源體系。12億千瓦是當(dāng)前新能源裝機(jī)量的兩倍多，超過了當(dāng)前煤電近11億千瓦的體量。
各種新能源的發(fā)展動力和趨勢如何？業(yè)內(nèi)人士分享了他們的觀點。
——長期來看，海上風(fēng)電發(fā)展?jié)摿Υ蟆?/p>
國家能源局的數(shù)據(jù)顯示，到2020年底，全國陸上風(fēng)電累計裝機(jī)2.71億千瓦、海上風(fēng)電累計裝機(jī)約900萬千瓦。西北、華北、東北仍是陸上風(fēng)電場集中區(qū)域；山東、江浙、福建、廣東等中東部沿海經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)、負(fù)荷集中地區(qū)則是海上風(fēng)電市場發(fā)展迅速。
新疆金風(fēng)科技股份有限公司旗下天潤新能創(chuàng)新經(jīng)理劉昊分析，隨著風(fēng)機(jī)技術(shù)的進(jìn)步和特高壓輸電工程的發(fā)展，西北風(fēng)電的大基地平價項目將有很多新的發(fā)展空間；中東部地區(qū)將發(fā)展分散式風(fēng)電；海上風(fēng)電、海上工程和海上裝備的成本預(yù)計未來幾年將明顯下降，海上風(fēng)電將迎來高速發(fā)展。
和君國有資本與國企改革研究中心專家任明濤介紹，海上風(fēng)電與陸上風(fēng)電相比有幾個優(yōu)勢：一是距離用電負(fù)荷中心近。海上風(fēng)電場一般都在沿海一兩百里處，離主要的經(jīng)濟(jì)圈比較近，并且常年有風(fēng)，不需要長距離運輸，符合用電負(fù)荷中心的需求。二是海上風(fēng)機(jī)利用效率更高。在同等海拔，海上的風(fēng)速要顯著高于陸上風(fēng)速，海上風(fēng)電風(fēng)能資源的能源效益比陸地風(fēng)電高20%~40%。三是海上風(fēng)機(jī)不占用土地資源，不會對居民和生物產(chǎn)生太大影響。
——光伏成本大幅降低，集中與分布并重。
我國光伏產(chǎn)業(yè)經(jīng)過20年的發(fā)展，已經(jīng)實現(xiàn)了光伏制造業(yè)產(chǎn)量、裝機(jī)量和發(fā)電量三個世界第一，成為一張閃亮的“中國名片”。我國光伏產(chǎn)業(yè)頭部企業(yè)之一隆基綠能科技股份有限公司副總裁李文學(xué)認(rèn)為，雙碳目標(biāo)的提出，為光伏產(chǎn)業(yè)發(fā)展帶來了前所未有的歷史機(jī)遇。
李文學(xué)介紹，光伏產(chǎn)業(yè)多年來技術(shù)進(jìn)步很快，超出人們預(yù)期。2008年，我國單晶硅片的市場價格約為100元/片，現(xiàn)在已降至3元多；組件當(dāng)年30多元/瓦，現(xiàn)在是1.8元/瓦。光伏設(shè)備沒有轉(zhuǎn)動部件，運行維護(hù)簡單，大規(guī)模應(yīng)用后，運維成本也較低。目前，光伏發(fā)電在全球絕大多數(shù)國家和地區(qū)是最便宜的電力能源。“將來技術(shù)繼續(xù)進(jìn)步的空間還很大，成本還可能進(jìn)一步降低。”
沈承勇認(rèn)為，當(dāng)前光伏產(chǎn)業(yè)的發(fā)展趨勢可以從兩個層面來看：一是從技術(shù)角度看，隨著儲能技術(shù)的進(jìn)步，“光伏+儲能”會解決光伏電力不穩(wěn)定的難題，減少對電網(wǎng)的沖擊；二是從經(jīng)濟(jì)角度看，隨著光伏產(chǎn)業(yè)技術(shù)迭代發(fā)展，成本逐步降低，每度電的上網(wǎng)成本可以低至0.16元，即使政府不補(bǔ)貼，也可以在能源市場有很強(qiáng)的競爭力。“未來10年到20年，光伏是前景最明朗的新能源產(chǎn)業(yè)。”沈承勇的語氣充滿信心。
對于光伏產(chǎn)業(yè)集中式電站和戶用分布式兩種發(fā)展方式，沈承勇認(rèn)為，未來這兩種方式需要并重發(fā)展，光伏集中式電站好比高速公路，戶用分布式光伏則可以看作省道、縣道，兩種發(fā)展方式有不同用途，一定會并存。
——光熱電站尚需尋求突破。
在新能源行業(yè)中，太陽能光熱發(fā)電是新型發(fā)電方式。其中熔鹽塔式光熱發(fā)電是目前較受歡迎的技術(shù)路線，原理是將太陽光通過鏡面集中反射到吸熱塔形成熱能，再通過傳統(tǒng)發(fā)電技術(shù)將熱能轉(zhuǎn)化為電能。
2016年，國家為了支持太陽能光熱發(fā)電產(chǎn)業(yè)，在全國推出了20個示范項目，分布在新疆、甘肅、青海等地。一相關(guān)投資人介紹，太陽能光熱發(fā)電產(chǎn)業(yè)鏈條長，屬于資金密集型、技術(shù)密集型產(chǎn)業(yè)，在短時間內(nèi)很少有企業(yè)能正常投產(chǎn)。據(jù)不完全統(tǒng)計，此前的20個示范項目，截至目前僅有8個項目并網(wǎng)。這名投資人介紹，國內(nèi)不少企業(yè)不掌握核心技術(shù)，只能作為承包商來進(jìn)行項目建設(shè)。
——水電正形成梯級滾動開發(fā)之勢。
根據(jù)國家能源局的數(shù)據(jù)，截至2021年3月底，全國水電裝機(jī)容量約為3.71億千瓦。因開發(fā)規(guī)模最大、技術(shù)最成熟、經(jīng)濟(jì)性最強(qiáng)，水電已成為我國目前最重要的清潔能源種類。我國不僅是水電大國，還是水電裝備大國，水電裝備國產(chǎn)化水平很高。
四川、云南是我國水電裝機(jī)規(guī)模最大的省份。目前，正在建設(shè)中的烏東德、白鶴灘，以及已經(jīng)建成投運的溪洛渡、向家壩等四座水電站，將在金沙江下游河段形成4646萬千瓦裝機(jī)的水電集群。形成梯級滾動開發(fā)之勢后，金沙江下游水電站還將與三峽、葛洲壩電站聯(lián)合調(diào)度，發(fā)揮出巨大的綜合效益，標(biāo)志著世界上最大清潔能源走廊初步建成。
當(dāng)前，我國水電開發(fā)項目多位于川滇兩省，不過兩省的水電發(fā)展也面臨著一系列“新愁舊困”，特別是自“十二五”以來出現(xiàn)了水電大規(guī)模“棄水”問題。據(jù)國家能源局統(tǒng)計，2020年全國水電“棄水”主要發(fā)生在四川，四川又主要集中在大渡河干流，約占全省“棄水”電量的53%。與此同時，四川也面臨著缺電隱憂。
“一邊在‘棄水’，一邊又缺電，這種矛盾反映出四川電力行業(yè)的結(jié)構(gòu)性問題。”四川省能源局有關(guān)負(fù)責(zé)人解釋，四川水電“棄水”主要發(fā)生在汛期，缺電主要是因水電先天不足、“豐余枯缺”導(dǎo)致的冬季季節(jié)性缺電，以及成渝地區(qū)雙城經(jīng)濟(jì)圈加快建設(shè)帶來的成都及其周邊的區(qū)域性缺電。
國網(wǎng)四川省電力公司副總工程師、調(diào)度控制中心主任李鎮(zhèn)義介紹，近年來，通過著力提升外送能力、促進(jìn)本地消納、加大市場化交易力度等舉措，四川省花大力氣使“棄水”電量連續(xù)四年同比下降，水能利用率在2020年底達(dá)到了國家《清潔能源消納行動計劃（2018—2020年）》要求的目標(biāo)。“十四五”時期，隨著成渝地區(qū)雙城經(jīng)濟(jì)圈建設(shè)國家戰(zhàn)略的加快實施，川渝地區(qū)將成為高質(zhì)量發(fā)展的重要增長極，電力供需形勢將在未來兩三年出現(xiàn)“拐點”。當(dāng)前，急需加快推動連接川西水電群和成都負(fù)荷中心的1000千伏四川特高壓交流電網(wǎng)落地開建。
大連理工大學(xué)水利工程學(xué)院教授程春田認(rèn)為，在電化學(xué)儲能技術(shù)的規(guī)模、經(jīng)濟(jì)性、安全性目前尚不足以支撐上述需求的情況下，如何利用好世界獨一無二的水電資源稟賦，利用水電基地干流多個龍頭水電站巨大的梯級杠桿效應(yīng)，通過梯級水電功能再造，加建季節(jié)性抽水蓄能電站，進(jìn)一步提升水電靈活性，構(gòu)建以水電基地為核心的國家、區(qū)域靈活性調(diào)節(jié)樞紐風(fēng)光大規(guī)模集中消納技術(shù)體系，將是未來很長一段時間內(nèi)實現(xiàn)我國雙碳目標(biāo)的可靠和現(xiàn)實選擇。
也有不同觀點認(rèn)為，水電會受到技術(shù)和可開發(fā)量的限制。由于前期國家對水電大規(guī)模集中開發(fā)較多，剩余水電可開發(fā)空間有限。隨著水電開發(fā)難度增加，綜合造價會逐步上升，開發(fā)規(guī)模會逐漸趨緩。加之生態(tài)、民生等因素，水電裝機(jī)增長空間有限。
——生物質(zhì)發(fā)電成有益補(bǔ)充，也需“減污降碳”。
目前，可再生能源中裝機(jī)最少的是生物質(zhì)發(fā)電。生物質(zhì)發(fā)電作為可再生能源利用的一種形式，主要包括沼氣發(fā)電、垃圾發(fā)電等形式和技術(shù)。業(yè)內(nèi)人士分析，作為新能源電源發(fā)展的有益補(bǔ)充，未來生物質(zhì)發(fā)電裝機(jī)規(guī)模將呈緩慢上升趨勢，考慮到生物質(zhì)發(fā)電同樣存在二氧化碳排放的問題，中期可能要“減污降碳”。
林伯強(qiáng)認(rèn)為，可再生能源發(fā)電與儲能技術(shù)相結(jié)合，才是推動其大規(guī)模應(yīng)用的關(guān)鍵。這種結(jié)合不僅可以有效提升可再生能源發(fā)電的可靠性和穩(wěn)定性，同時可以降低電力系統(tǒng)的碳排放，推動雙碳目標(biāo)實現(xiàn)。
平價時代的新挑戰(zhàn)
國家能源局的數(shù)據(jù)顯示，2020年我國風(fēng)電和光伏發(fā)電總量合計僅占當(dāng)年發(fā)電總量的9%左右。在這樣的情況下，推動實現(xiàn)雙碳目標(biāo)，除了要提升可再生能源裝機(jī)體量，還要提升其利用效率。
近日國家發(fā)改委發(fā)布《關(guān)于2021年新能源上網(wǎng)電價政策有關(guān)事項的通知（征求意見稿）》，明確提出2021年起對新備案集中式光伏電站、工商業(yè)分布式光伏和新核準(zhǔn)陸上風(fēng)電項目發(fā)電中央財政不再補(bǔ)貼。補(bǔ)貼“斷奶”后，新能源在供給側(cè)形成新的商業(yè)模式，在消費側(cè)建立更有利于促進(jìn)可再生能源消納的電力市場，就成為提高利用效率的關(guān)鍵問題。
劉昊認(rèn)為，從新一輪電改、新能源參與市場化交易以及最新發(fā)布的新能源上網(wǎng)電價政策所釋放的信號可以看出，新能源電價走進(jìn)平價時代，將引導(dǎo)全行業(yè)尋找轉(zhuǎn)型的機(jī)會，發(fā)展更多的細(xì)分新型服務(wù)。對新能源企業(yè)而言，具備更強(qiáng)的風(fēng)資源預(yù)測、發(fā)電量預(yù)測、政策研究、綠電銷售、碳資產(chǎn)交易能力，將尤為關(guān)鍵。
從消費側(cè)來說，作為社會用電主力的企業(yè)如何使用更多綠色電力是關(guān)鍵。記者調(diào)研發(fā)現(xiàn)，許多企業(yè)還不愿意主動消費綠色電力。有一些企業(yè)有購買綠電的意愿，這種意愿來源于上游跨國企業(yè)的要求?？陀^來說，綠電存在一定的價格劣勢，消費成本相對較高?，F(xiàn)在企業(yè)要用綠電，如果自己去建一個新能源電站，它們一般不愿意去做；如果從國家可再生能源信息管理中心購買“綠證”，也會額外增加企業(yè)的運營成本，所以近些年來“綠證”的推廣并不快。
清華大學(xué)中國碳市場研究中心主任段茂盛認(rèn)為，國家停止新能源補(bǔ)貼后，新能源企業(yè)可以通過“綠證”來填補(bǔ)這部分空缺，但必須要讓消費企業(yè)通過使用綠電來獲得經(jīng)濟(jì)上的收益。同時，要加強(qiáng)可再生能源配額管控，要求售電公司出售的電必須有一定比例的可再生能源是較為現(xiàn)實的選擇。
此外，多位受訪專家表示，隨著新能源占比快速提高，為消納新能源付出的系統(tǒng)成本將會明顯上升，電力系統(tǒng)源網(wǎng)荷儲各環(huán)節(jié)建設(shè)和運營成本都要增加，且新能源發(fā)電成本下降不能完全實現(xiàn)對沖。與此同時，社會各界對于降電價的呼聲和期盼仍然強(qiáng)烈。因此，未來需要著力疏解供應(yīng)側(cè)成本上升與需求側(cè)降低用電成本的矛盾，努力實現(xiàn)電力安全、綠色、廉價三者的綜合平衡。
叁
化石能源總量控制之后
◆ 傳統(tǒng)化石能源發(fā)電要逐步從主體電源先向靈活調(diào)節(jié)的電力電量型電源過渡，進(jìn)而向單一調(diào)節(jié)功能型
◆ 電源轉(zhuǎn)變，最終成為提供備用服務(wù)的、應(yīng)對突發(fā)事件的非常規(guī)的戰(zhàn)略備用電源
◆煤電發(fā)展的重心要轉(zhuǎn)向挖掘現(xiàn)有機(jī)組的靈活調(diào)節(jié)能力
◆ 新型電力系統(tǒng)所要求的電源主體地位更新?lián)Q代，并不是簡單的此消彼長或替代競爭
碳達(dá)峰、碳中和與低碳化已經(jīng)成為我國能源發(fā)展的硬約束。未來，隨著以新能源為主體的新型電力系統(tǒng)的不斷構(gòu)建，化石能源將何去何從？
煤電未來的角色是兜底保障
“我國的能源結(jié)構(gòu)以高碳的化石能源為主。化石能源燃燒不但是二氧化碳等溫室氣體的主要來源，燃燒產(chǎn)生的顆粒物、二氧化硫、氮氧化物等也是當(dāng)下大氣污染物的主要來源。”生態(tài)環(huán)境部部長黃潤秋說，調(diào)整能源結(jié)構(gòu)、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)不僅可以減少碳排放，也從根源上降低了污染物排放。
“從長遠(yuǎn)看，減污降碳是保障我國能源安全的戰(zhàn)略選擇。隨著能源清潔低碳轉(zhuǎn)型深入推進(jìn)，我國將逐步擺脫化石能源依賴。”國家能源局局長章建華表示。
華北電力大學(xué)教授袁家海認(rèn)為，隨著新型電力系統(tǒng)建設(shè)的推進(jìn)，傳統(tǒng)化石能源發(fā)電要逐步從主體電源先向靈活調(diào)節(jié)的電力電量型電源過渡，進(jìn)而向單一調(diào)節(jié)功能型電源轉(zhuǎn)變，最終成為提供備用服務(wù)的、應(yīng)對突發(fā)事件的非常規(guī)的戰(zhàn)略備用電源。
“長期來看，新能源在電力系統(tǒng)中的地位和作用會越來越凸顯。同時，化石能源發(fā)電在其中的貢獻(xiàn)會呈現(xiàn)下降的趨勢。”北京燃?xì)庋芯吭焊痹洪L白俊說。
根據(jù)有關(guān)研究機(jī)構(gòu)初步測算，到2060年，我國非化石能源消費占比將由目前的16%左右提升到80%以上，非化石能源發(fā)電量占比將由目前的34%左右提高到90%以上，建成以非化石能源為主體、安全可持續(xù)的能源供應(yīng)體系，實現(xiàn)能源領(lǐng)域深度脫碳和本質(zhì)安全。
國家能源局日前公布的《2021年能源工作指導(dǎo)意見》稱，2021年我國煤炭消費比重將下降到56%以下。2021年將因地制宜推進(jìn)實施電能替代，大力推進(jìn)以電代煤和以電代油，有序推進(jìn)以電代氣，提升終端用能電氣化水平。
專家表示，未來煤電將更多發(fā)揮兜底保障作用，定位將由主體性電源向提供可靠容量、調(diào)峰調(diào)頻等輔助服務(wù)的基礎(chǔ)性電源轉(zhuǎn)型，更多承擔(dān)應(yīng)急備用和調(diào)峰角色。
能源企業(yè)的新布局
4月23日，在塔克拉瑪干沙漠，中國石化西北油田自主研發(fā)的首座移動式光伏發(fā)電站試運行成功。這座電站利用“退井還林”后閑置的井場光伏板和蓄電池等設(shè)備建造而成，采用并網(wǎng)、離網(wǎng)雙模式，可實現(xiàn)偏遠(yuǎn)井場無人值守，年發(fā)電量可達(dá)11.68萬千瓦時，年碳減排量預(yù)計90.7噸，每年可節(jié)約煤炭66.3噸，節(jié)約用水36.3噸。
今年3月，國家電網(wǎng)發(fā)布“碳達(dá)峰、碳中和”行動方案，提出大力發(fā)展清潔能源，最大限度開發(fā)利用風(fēng)電、太陽能發(fā)電等新能源；推動能源電力從高碳向低碳、從以化石能源為主向以清潔能源為主轉(zhuǎn)變，在能源供給側(cè)，構(gòu)建多元化清潔能源供應(yīng)體系。
中海油日前發(fā)布的可持續(xù)發(fā)展報告將綠色低碳確立為其核心發(fā)展戰(zhàn)略之一，提出了從常規(guī)油氣向非常規(guī)油氣、從傳統(tǒng)油氣向新能源跨越發(fā)展的愿景。
近年來，能源企業(yè)紛紛向新能源領(lǐng)域進(jìn)軍，布局新能源，將清潔低碳作為未來發(fā)展方向之一。
“為積極響應(yīng)雙碳目標(biāo)，各大能源企業(yè)提出了各自的轉(zhuǎn)型目標(biāo)，在新能源發(fā)電、新型儲能、綜合能源服務(wù)、能源多元化應(yīng)用、節(jié)能、充換電服務(wù)等領(lǐng)域發(fā)揮了各自的優(yōu)勢。”袁家海說。
例如，華電集團(tuán)積極推進(jìn)風(fēng)光水儲一體化可再生能源綜合基地開發(fā)，國家電投將加大對綠電交通領(lǐng)域的投入，國家能源集團(tuán)打造風(fēng)能、太陽能等新能源產(chǎn)業(yè)體系，中國石油將新能源業(yè)務(wù)與油氣業(yè)務(wù)并列、提升為第一大業(yè)務(wù)板塊，華能堅持以清潔能源為主導(dǎo)推進(jìn)基地型規(guī)?；灾鏖_發(fā)，大唐提出2025年非化石能源裝機(jī)超過50%并實現(xiàn)碳達(dá)峰。
“在新能源領(lǐng)域，搭建了‘四供兩融’新能源業(yè)務(wù)架構(gòu)。四供包括氫能供給、清潔供電、清潔供熱、生物燃料。兩融是指新能源業(yè)務(wù)與現(xiàn)有業(yè)務(wù)綠色融合發(fā)展、新能源業(yè)務(wù)與新科技新模式融合發(fā)展。”中國石化有關(guān)負(fù)責(zé)人表示，目前已在廣東、上海、浙江等13個省市建成投運20個加氫站。中國石化利用產(chǎn)業(yè)和網(wǎng)絡(luò)優(yōu)勢，“十四五”期間將規(guī)劃建設(shè)1000座加氫站或油氫合建站。
專家指出，在碳達(dá)峰、碳中和、新型電力系統(tǒng)等明確目標(biāo)的指引下，化石能源產(chǎn)業(yè)、企業(yè)向新能源及相關(guān)領(lǐng)域進(jìn)軍，既是服務(wù)于國家戰(zhàn)略和社會發(fā)展的需要，也是把握未來自身發(fā)展新機(jī)遇的關(guān)鍵決策。只有敢于求變，才能在能源產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、商業(yè)模式、技術(shù)體系和管理機(jī)制的加速變革中生存壯大。
“隨著新型電力系統(tǒng)建設(shè)的推進(jìn)，未來能源領(lǐng)域的問題，要立足于新能源特點、高科技手段，探尋新的解決方案。”國家發(fā)改委能源研究所原所長周大地說，以化石能源為主的傳統(tǒng)能源系統(tǒng)，要尋求新的發(fā)展空間，傳統(tǒng)能源企業(yè)要及時轉(zhuǎn)型，去開發(fā)新的領(lǐng)域。能源行業(yè)及企業(yè)要隨著終端用能的變化調(diào)整，開發(fā)也要從以化石能源為主轉(zhuǎn)換為以新能源為主。
新舊更替
應(yīng)緊扣“協(xié)調(diào)”關(guān)鍵詞
基于碳達(dá)峰、碳中和目標(biāo)要求，能源行業(yè)需加快綠色低碳發(fā)展步伐。專家指出，根本改變以煤為主的能源結(jié)構(gòu)需要付出巨大努力。構(gòu)建新型電力系統(tǒng)，要統(tǒng)籌推進(jìn)系統(tǒng)靈活調(diào)節(jié)能力建設(shè)，合理布局各類保障性電源。未來在電力供給方面，化石能源與新能源要協(xié)調(diào)發(fā)展，這不只關(guān)乎整個電力系統(tǒng)的綜合效率和成本，更關(guān)乎能源安全。
“新型電力系統(tǒng)所要求的電源主體地位更新?lián)Q代，并不是簡單的此消彼長或替代競爭，是一項牽一發(fā)而動全身的系統(tǒng)性工程，不能拖沓，也不能冒進(jìn)，應(yīng)當(dāng)平穩(wěn)有序地全面開展。”袁家海說。
白俊認(rèn)為，化石能源和新能源之間應(yīng)該形成合力，保證我國電力系統(tǒng)安全、平穩(wěn)運行，滿足消費者對能源可靠性、靈活性、安全性、經(jīng)濟(jì)性的需求。
袁家海認(rèn)為，短期內(nèi)要提高清潔能源裝機(jī)占比，大力發(fā)展以風(fēng)光為主的新能源，集中式與分布式并舉、電源建設(shè)與靈活性能力提升同步發(fā)展；煤電發(fā)展的重心要轉(zhuǎn)向挖掘現(xiàn)有機(jī)組的靈活調(diào)節(jié)能力，嚴(yán)控規(guī)模擴(kuò)張的同時積極服務(wù)于新能源發(fā)展，繼續(xù)深度挖掘煤電存量機(jī)組超低排放和節(jié)能改造潛力，充分挖掘現(xiàn)有機(jī)組潛力，與抽水蓄能、氣電、電化學(xué)儲能、需求響應(yīng)等共同保障新能源消納和電力安全。
記者注意到，在確?；茉磁c新能源協(xié)調(diào)發(fā)展及新型電力系統(tǒng)穩(wěn)定運行方面，國家有關(guān)部門在上述專家所提及的環(huán)節(jié)，正在抓緊出臺相關(guān)政策，支持相關(guān)領(lǐng)域發(fā)展和完善。
比如，國家能源局近日提出，為推動新型電力系統(tǒng)建設(shè)，保障電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行，將全面實施火電機(jī)組靈活性改造，因地制宜發(fā)展天然氣調(diào)峰電站，加快抽水蓄能電站建設(shè)和新型儲能研發(fā)應(yīng)用，增強(qiáng)系統(tǒng)靈活調(diào)節(jié)能力，提高新能源消納和存儲能力；并探索開展電動汽車靈活充電、大數(shù)據(jù)中心智能調(diào)度等虛擬電廠示范；發(fā)展以消納新能源為主的微電網(wǎng)、局域網(wǎng)；加快柔性直流輸配電、大規(guī)模儲能電站等技術(shù)的研發(fā)、示范和推廣應(yīng)用等。
國家發(fā)展改革委、國家能源局組織起草了《關(guān)于加快推動新型儲能發(fā)展的指導(dǎo)意見（征求意見稿）》，國家發(fā)展改革委日前發(fā)布關(guān)于進(jìn)一步完善抽水蓄能價格形成機(jī)制的意見，以加快推動儲能等領(lǐng)域的建設(shè)和完善。
《新時代的中國能源發(fā)展》白皮書指出，立足基本國情和發(fā)展階段，確立生態(tài)優(yōu)先、綠色發(fā)展的導(dǎo)向，堅持在保護(hù)中發(fā)展、在發(fā)展中保護(hù)，深化能源供給側(cè)結(jié)構(gòu)性改革，優(yōu)先發(fā)展非化石能源，推進(jìn)化石能源清潔高效開發(fā)利用，健全能源儲運調(diào)峰體系，促進(jìn)區(qū)域多能互補(bǔ)協(xié)調(diào)發(fā)展。
肆
零碳社會的溢出效應(yīng)
◆ 當(dāng)交通、通信和能源三個要素同時發(fā)生變化時，也意味著新經(jīng)濟(jì)體系正在形成
◆ 工業(yè)領(lǐng)域未來應(yīng)重點關(guān)注高效電轉(zhuǎn)蒸汽、大規(guī)模電制氫等技術(shù)，研發(fā)核心技術(shù)裝備并推廣應(yīng)用，持續(xù)深挖工業(yè)領(lǐng)域替代潛力
◆ 化石能源支持下的工業(yè)文明，已經(jīng)造成了城鄉(xiāng)二元對立，新能源支持下的生態(tài)文明，則將助力新型城鎮(zhèn)化，改變城鄉(xiāng)發(fā)展格局
文|李曉華
能源產(chǎn)業(yè)牽一發(fā)動全身，是關(guān)系國計民生的重大基礎(chǔ)性產(chǎn)業(yè)。能源產(chǎn)業(yè)的歷次變革，都對經(jīng)濟(jì)與社會發(fā)展產(chǎn)生了長遠(yuǎn)而又深刻的影響。
暢銷書《第三次工業(yè)革命》《零邊際成本》和《零碳社會》的作者杰里米·里夫金在他的書里提到了一個命題：當(dāng)交通、通信和能源三個要素同時發(fā)生變化時，也意味著新經(jīng)濟(jì)體系正在形成。
19世紀(jì)，由蒸汽驅(qū)動的印刷機(jī)和電報機(jī)、豐富的煤炭資源和國家鐵路系統(tǒng)（以火車為代表）的結(jié)合，形成了推動社會轉(zhuǎn)型的通用技術(shù)平臺，從而引發(fā)了第一次工業(yè)革命。蒸汽機(jī)技術(shù)創(chuàng)新對能源發(fā)展產(chǎn)生了劃時代的影響，推動了煤炭的大規(guī)模高效開發(fā)和利用，促使社會生產(chǎn)從手工勞動轉(zhuǎn)向大機(jī)器生產(chǎn)，極大地提升了勞動效率和社會生產(chǎn)力。19世紀(jì)后期，蒸汽機(jī)技術(shù)的提升潛力越來越小，對煤炭主導(dǎo)的能源發(fā)展的推動作用開始逐漸減緩。
20世紀(jì)，電力、電話、廣播、電視、廉價的石油和國家公路系統(tǒng)（以內(nèi)燃機(jī)車為代表）的緊密結(jié)合，為第二次工業(yè)革命創(chuàng)造了基礎(chǔ)設(shè)施。隨著內(nèi)燃機(jī)、電動機(jī)的出現(xiàn)和廣泛應(yīng)用，以石油和電力為代表的新的能源形式推動了能源效率和勞動生產(chǎn)力進(jìn)一步提升。
現(xiàn)在，我們正處于第三次工業(yè)革命之中。在物聯(lián)網(wǎng)平臺上，數(shù)字化通信互聯(lián)網(wǎng)融合了數(shù)字化可再生能源互聯(lián)網(wǎng)（由太陽能和風(fēng)能驅(qū)動）和數(shù)字化交通運輸互聯(lián)網(wǎng)（由綠色能源驅(qū)動的無人駕駛電動汽車和燃料電池汽車組成），將改變21世紀(jì)的社會和經(jīng)濟(jì)。
新變革的落腳點
電能是清潔、高效、便捷的二次能源，是工業(yè)化進(jìn)程的“助推器”。當(dāng)前，在新一輪科技革命的推動下，能源電力的開發(fā)更加綠色化，電力的輸送與使用更加智能化，能源電力與經(jīng)濟(jì)社會和人民生活的融合更加密切，以電為中心的現(xiàn)代能源體系特征愈發(fā)明顯。這一輪能源產(chǎn)業(yè)的新變革，最主要的落腳點就在電力上，是以“能源生產(chǎn)電力化，電力生產(chǎn)清潔化”為基本特征的電力新變革。
從能源生產(chǎn)側(cè)來看，2018年，我國發(fā)電用能占比達(dá)到46.4%，高于世界平均水平；到2035年，我國發(fā)電用能占比有望達(dá)到57%。在供給側(cè)，非化石能源取代化石能源的條件初步具備?；厥揭?guī)?；拈_發(fā)使得新能源上網(wǎng)電價已具備同火電標(biāo)桿電價同臺競爭的潛力；儲能技術(shù)的快速發(fā)展及成本持續(xù)下降和具有針對性的電力需求側(cè)管理，可以有效克服新能源的不穩(wěn)定性；智能控制技術(shù)的廣泛應(yīng)用使能源電力資源能在更大范圍內(nèi)實現(xiàn)靈活高效配置，實現(xiàn)發(fā)電和負(fù)荷的動態(tài)匹配，促進(jìn)不穩(wěn)定非化石能源的消納。《中國電力行業(yè)年度發(fā)展報告2020》的數(shù)據(jù)顯示，2019年全國新增發(fā)電裝機(jī)容量10500萬千瓦，其中新增并網(wǎng)風(fēng)電和太陽能發(fā)電裝機(jī)容量分別為2572萬千瓦和2652萬千瓦，合計新增占全國新增發(fā)電裝機(jī)容量的49.75%，電力生產(chǎn)結(jié)構(gòu)持續(xù)優(yōu)化。
在消費側(cè)，大規(guī)模電能替代化石能源初具經(jīng)濟(jì)性。在上一輪電力革命的基礎(chǔ)上，正在進(jìn)行的新一輪深度電氣化和“再電氣化”如火如荼。與其他能源品種相比，電能的終端利用效率最高，可以達(dá)到90%以上。中國的數(shù)據(jù)表明，電能的經(jīng)濟(jì)效率是石油的3.2倍、煤炭的17.3倍，即1噸標(biāo)準(zhǔn)煤當(dāng)量電能創(chuàng)造的經(jīng)濟(jì)價值與3.2噸標(biāo)準(zhǔn)煤當(dāng)量的石油、17.3噸標(biāo)準(zhǔn)煤當(dāng)量的煤炭創(chuàng)造的經(jīng)濟(jì)價值相當(dāng)。隨著電力在終端消費比例的不斷提高，各種能源之間的融合和替代也在加強(qiáng)。數(shù)字化技術(shù)的應(yīng)用也前所未有地將各個能源品類以更優(yōu)化的方式結(jié)合起來，能夠以更加清潔和低碳的方式供應(yīng)能源。
工業(yè)領(lǐng)域是當(dāng)前替代電量的主要來源。隨著產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)優(yōu)化升級以及終端用能電氣化技術(shù)的迅速發(fā)展，特別是冶金、陶瓷、供暖等工業(yè)電氣化行業(yè)技術(shù)不斷向綠色、智能、數(shù)字化方向發(fā)展，電能對終端化石能源的替代將不斷深化。汽車動力正在從汽柴油大規(guī)模轉(zhuǎn)向動力電池，全社會的云端化、智能化正推動大規(guī)模數(shù)據(jù)中心的快速擴(kuò)容，以工業(yè)互聯(lián)、智能家居等為代表的物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的指數(shù)級增長，加上汽車工業(yè)的電氣化轉(zhuǎn)型，將使未來的電力需求越來越大。隨著新能源上網(wǎng)電價下降，通過拉大峰谷電價差，特別是降低谷電價格，可以在供暖和交通領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)大規(guī)模電能替代，促進(jìn)以電為核心的能源消費新時代加速到來。
能源技術(shù)創(chuàng)新方向
未來電力發(fā)展格局取決于技術(shù)的發(fā)展方向及發(fā)展速度，受研發(fā)、市場、需求、國外引進(jìn)等多方面因素的影響。《能源技術(shù)革命創(chuàng)新行動計劃（2016—2030年）》《能源裝備實施方案》等文件，明確了“十三五”乃至國家中長期能源技術(shù)創(chuàng)新發(fā)展的主要方向，包括高效太陽能利用、大型風(fēng)電、氫能與燃料電池、生物質(zhì)能、海洋能、地?zé)崮?、先進(jìn)儲能、現(xiàn)代電網(wǎng)、能源互聯(lián)網(wǎng)、節(jié)能與能效提升等。
工業(yè)領(lǐng)域未來應(yīng)重點關(guān)注高效電轉(zhuǎn)蒸汽、大規(guī)模電制氫等技術(shù)，研發(fā)核心技術(shù)裝備并推廣應(yīng)用，持續(xù)深挖工業(yè)領(lǐng)域替代潛力。
建筑領(lǐng)域，供冷供暖方面電能替代潛力可期。未來應(yīng)重點發(fā)展高效電制冷/熱、高密度低成本蓄冷/熱、儲能等技術(shù)，提升現(xiàn)有技術(shù)裝備能效水平，降低建設(shè)運營成本，進(jìn)一步提升建筑領(lǐng)域電氣化水平。
交通領(lǐng)域的電能替代整體處于快速發(fā)展階段。未來應(yīng)聚焦汽車、船舶電氣化方向，重點開展新能源汽車充電樁、新能源船舶等關(guān)鍵技術(shù)研究，提出典型設(shè)計方案。長遠(yuǎn)來看，需加強(qiáng)長壽命、低成本、智能化、高可靠性的海、陸、空電氣化交通工具研究，全面推動我國交通領(lǐng)域電氣化，為電能替代提供新引擎。
同時，應(yīng)加強(qiáng)電能替代技術(shù)與人工智能、邊緣計算、5G等技術(shù)的融合應(yīng)用，不斷提升終端電能消費設(shè)備數(shù)字化、智能化水平，助力電能在終端用能結(jié)構(gòu)中的占比持續(xù)提升。
零碳社會的新經(jīng)濟(jì)
展望未來，電力新變革將在哪些方面促進(jìn)社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展模式的變革？
首先是減少碳排放，使整個社會向零碳邁進(jìn)。
以化石能源為主導(dǎo)的一次能源消費，構(gòu)成了全球碳排放的主要來源之一。2030年前碳達(dá)峰、2060年前碳中和目標(biāo)實現(xiàn)的重要途徑是大規(guī)模發(fā)展非化石能源，因此，電力的綠色轉(zhuǎn)型是實現(xiàn)碳中和的基礎(chǔ)。光伏和風(fēng)電的全產(chǎn)業(yè)鏈創(chuàng)新和降低成本是未來實現(xiàn)可再生能源發(fā)電高速增長的最重要驅(qū)動力。隨著更大規(guī)模的低成本的可再生能源發(fā)電供給越來越多，可再生能源電力制氫（“綠氫”）也將變得更加經(jīng)濟(jì)可行，使很多很難電氣化的工業(yè)領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)碳中和成為可能。
其次是產(chǎn)業(yè)鏈重塑，促進(jìn)新模式新業(yè)態(tài)涌現(xiàn)。
電力大變革催生一些新的產(chǎn)業(yè)和企業(yè)，同時也會使一些傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)和企業(yè)面臨轉(zhuǎn)型調(diào)整的挑戰(zhàn)。一方面，隨著中國經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)向高質(zhì)量發(fā)展階段，市場化改革推進(jìn)以及新技術(shù)帶來的產(chǎn)業(yè)調(diào)整，電力行業(yè)的商業(yè)模式也在不斷迭代創(chuàng)新，新業(yè)態(tài)不斷涌現(xiàn)。能源、電力、用戶三者之間的關(guān)系變得越來越緊密，以客戶需求為中心的經(jīng)營理念將創(chuàng)造出更加多元的服務(wù)模式。如綜合能源服務(wù)具有提升能源效率、降低用能成本、促進(jìn)競爭等特點，使能源的供應(yīng)、服務(wù)、用能等方面日趨多元化。另一方面，未來商業(yè)模式創(chuàng)新也來源于技術(shù)突破的應(yīng)用以及政策扶持的疊加?？稍偕茉创笠?guī)模高比例并網(wǎng)帶來的安全挑戰(zhàn)，以及互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云計算、人工智能等現(xiàn)代信息技術(shù)與能源電力深度融合而塑造出的新業(yè)態(tài)、新模式均待深入探討與驗證。對于電力行業(yè)從業(yè)者而言，未來十年是大變革期，也是歷史機(jī)遇期。
第三是助力新型城鎮(zhèn)化，改變城鄉(xiāng)發(fā)展格局。
伴隨著城鎮(zhèn)化的發(fā)展，能源需求是逐步上升的。城鎮(zhèn)化過程需要能源供給，新型城鎮(zhèn)化更需注重生態(tài)綠色?；茉粗С窒碌墓I(yè)文明，已經(jīng)造成了城鄉(xiāng)二元對立，新能源支持下的生態(tài)文明，則將助力新型城鎮(zhèn)化，改變城鄉(xiāng)發(fā)展格局。新能源相對均衡分布的特點，決定了其利用的天然優(yōu)勢在中小城市和農(nóng)村。不僅有土地資源可供風(fēng)電和太陽能開發(fā)利用，而且還有豐富的生物質(zhì)資源，可直接用于供熱，或生產(chǎn)沼氣，或以熱電聯(lián)產(chǎn)方式進(jìn)行利用等。河南省蘭考縣的經(jīng)驗證明，全國大部分農(nóng)村不僅可以做到能源基本自給，有的甚至還可以向城市提供富余電力。在新型城鎮(zhèn)化的規(guī)劃和建設(shè)中，統(tǒng)籌做好農(nóng)村可再生能源的開發(fā)利用，是徹底改變農(nóng)村面貌，實現(xiàn)鄉(xiāng)村振興和農(nóng)村現(xiàn)代化的一個新途徑或突破口。未來將有越來越多的農(nóng)戶成為新能源的“產(chǎn)銷者”。
伍
煤電將成為基礎(chǔ)性電源
◆ 構(gòu)建以新能源為主體的新型電力系統(tǒng)，意味著煤電角色將發(fā)生根本性變化，從主體電源變?yōu)榛A(chǔ)性電源
◆ 隨著能源系統(tǒng)集成化、智能化、網(wǎng)絡(luò)化發(fā)展，新型能源技術(shù)的推廣應(yīng)用將更加受營商環(huán)境和管理體制的影響
電網(wǎng)連接能源生產(chǎn)和消費，既要保障新能源大規(guī)模開發(fā)利用，又要滿足經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展用電需求，是能源轉(zhuǎn)型的中心環(huán)節(jié)。構(gòu)建以新能源為主體的新型電力系統(tǒng)，源網(wǎng)荷儲各環(huán)節(jié)建設(shè)運營都將面臨一系列全新挑戰(zhàn)。業(yè)內(nèi)人士認(rèn)為，變革中需保障煤電等相關(guān)產(chǎn)業(yè)、電力供應(yīng)安全穩(wěn)定，選擇好“技術(shù)賽道”。
煤電從主體電源變?yōu)榛A(chǔ)性電源
長期以來，煤電是我國電源系統(tǒng)的“主力軍”和“壓艙石”。構(gòu)建以新能源為主體的新型電力系統(tǒng)，意味著煤電角色將發(fā)生根本性變化，從主體電源變?yōu)榛A(chǔ)性電源。
據(jù)中國電力企業(yè)聯(lián)合會統(tǒng)計，截至2020年底，全國全口徑發(fā)電裝機(jī)容量22億千瓦。其中，全口徑煤電裝機(jī)容量10.8億千瓦，占總裝機(jī)容量的比重為49.1%，首次降至50%以下。相關(guān)分析顯示，因能源密度高，煤電在發(fā)電量上仍是絕對主力。在2020年全國發(fā)電量中，煤電占比仍達(dá)65%左右。
部分業(yè)內(nèi)人士認(rèn)為，目前我國煤電需要的調(diào)峰功能與本身的靈活性存在不匹配，需要對煤電進(jìn)行靈活性改造，同時煤電角色轉(zhuǎn)換也要求完善相應(yīng)的電力市場價格機(jī)制。比如，2020年4月山東省發(fā)改委發(fā)布的《關(guān)于電力現(xiàn)貨市場燃煤機(jī)組試行容量補(bǔ)償電價有關(guān)事項的通知（征求意見稿）》就是一種探索——參與電力現(xiàn)貨市場交易的煤電機(jī)組主要為可再生能源做調(diào)峰備用時，可獲得每千瓦時0.0991元（含稅）的容量補(bǔ)償電價。
在成熟的電力市場中，容量市場作為一種經(jīng)濟(jì)激勵機(jī)制，可以使電力系統(tǒng)在面對高峰負(fù)荷時有足夠的發(fā)電容量冗余，容量市場大多采用補(bǔ)貼方式。關(guān)鍵的問題在于，補(bǔ)償金額能否覆蓋成本并帶來盈利。
煤炭行業(yè)要實現(xiàn)碳減排目標(biāo)，將面臨挑戰(zhàn)。業(yè)內(nèi)專家認(rèn)為，在能源供給端，既要防止因?qū)鹘y(tǒng)能源的過度依賴而遲滯清潔能源技術(shù)產(chǎn)品的研發(fā)推廣和利用，也要避免傳統(tǒng)能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展不切實際地“大干快上”新能源項目；在能源消費端，則需要加快節(jié)能環(huán)保技術(shù)產(chǎn)品的研發(fā)推廣，利用產(chǎn)品市場消費升級倒逼生產(chǎn)供給結(jié)構(gòu)優(yōu)化。
確保電力供應(yīng)安全穩(wěn)定
傳統(tǒng)電力系統(tǒng)生產(chǎn)消費的組織模式是“發(fā)電跟著用電走”，用以火電為主導(dǎo)的精準(zhǔn)可控的發(fā)電系統(tǒng)去匹配基本可預(yù)測的用電系統(tǒng)，實現(xiàn)電力系統(tǒng)可靠運行。在以新能源為主體的電力系統(tǒng)中，新能源發(fā)電側(cè)不確定性較強(qiáng)，特別是在極端天氣下，可能會出現(xiàn)無法匹配用電需求的情況。
電力系統(tǒng)專家認(rèn)為，因此更加需要煤電等“保底型調(diào)節(jié)電源”、抽水蓄能和電化學(xué)等“儲能型調(diào)節(jié)電源”來動態(tài)跟蹤新能源發(fā)電情況，平抑其波動性。目前全國增量煤電發(fā)展空間受到限制，其他靈活調(diào)節(jié)電源需和新能源合理匹配發(fā)展，以保證系統(tǒng)供電可靠性。
我國的新能源富集區(qū)與電力負(fù)荷集中區(qū)呈逆向分布態(tài)勢。有的地方新能源富集，但本地消納空間有限，又難以進(jìn)行大規(guī)模的新能源匯集與輸出。電力部門認(rèn)為，隨著非化石能源比重大幅提升，電力負(fù)荷集中區(qū)則需要防范電網(wǎng)停電的風(fēng)險。
另外，在全世界和我國的部分風(fēng)電富集地區(qū)，已多次監(jiān)測到由風(fēng)機(jī)產(chǎn)生的次同步諧波。未來隨著全國風(fēng)電光伏裝機(jī)規(guī)模進(jìn)一步發(fā)展，由新能源引起的電網(wǎng)寬頻振蕩風(fēng)險有可能加大，這也會影響電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定。
一些地方已經(jīng)在探索應(yīng)對之策。針對大比例區(qū)外來電可能帶來的電網(wǎng)安全風(fēng)險，蘇州電網(wǎng)基于“互聯(lián)網(wǎng)+”發(fā)展理念，探索試點融合智能電網(wǎng)技術(shù)、借助經(jīng)濟(jì)激勵機(jī)制、遵循市場交易規(guī)則，喚醒沉睡的社會電力公共資源，將海量分布的可調(diào)節(jié)的電力負(fù)荷通過集中匯集、策略引導(dǎo)和集中控制，形成規(guī)?；S需響應(yīng)的虛擬發(fā)電資源，實現(xiàn)電網(wǎng)供需的柔性平衡。同時，結(jié)合系統(tǒng)側(cè)、用戶側(cè)的儲能建設(shè)，長三角區(qū)域電網(wǎng)間的互濟(jì)互供，實現(xiàn)了電源、電網(wǎng)、負(fù)荷、儲能協(xié)調(diào)控制，以此來抵御電網(wǎng)大面積停電的風(fēng)險。
需更強(qiáng)協(xié)同合作能力
在保障國家能源安全和應(yīng)對氣候變化的大背景下，能源科技創(chuàng)新地位愈加突出。一些公司反映，建設(shè)以新能源為主體的能源系統(tǒng)，需更加注意電網(wǎng)安全。另外在深遠(yuǎn)海風(fēng)力發(fā)電和并網(wǎng)、可再生能源制氫、燃料電池、二氧化碳捕集利用與封存等方面，我國仍存在明顯短板，需要技術(shù)攻關(guān)和工程示范。特別是在深遠(yuǎn)海風(fēng)力發(fā)電、燃料電池、地質(zhì)封存等方面，國內(nèi)基礎(chǔ)薄弱，屬于“卡脖子”難題，而其他方面則是全世界面臨的共同難題。
北京理工大學(xué)能源與環(huán)境政策研究中心分析，我國清潔能源占一次能源比重僅15%，低于全球平均水平，能源結(jié)構(gòu)調(diào)整面臨高碳能源資產(chǎn)累積規(guī)?？偭看蟆⑥D(zhuǎn)型困難等問題，一些關(guān)鍵技術(shù)及其經(jīng)濟(jì)性仍存在瓶頸制約，市場體系和政策機(jī)制還不完善。
該中心認(rèn)為，能源技術(shù)預(yù)見是優(yōu)化能源產(chǎn)業(yè)政策的前提之一。由于技術(shù)演化存在不確定性，以及對技術(shù)發(fā)展規(guī)律有不同認(rèn)識，各利益相關(guān)方均很難準(zhǔn)確把握能源技術(shù)發(fā)展趨勢。市場參與方對儲能、氫能、新能源汽車等新型能源技術(shù)發(fā)展路線有不同認(rèn)識。隨著能源系統(tǒng)集成化、智能化、網(wǎng)絡(luò)化發(fā)展，新型能源技術(shù)的推廣應(yīng)用將更加受營商環(huán)境和管理體制的影響，這對政府各職能部門間的協(xié)同合作能力提出了更高要求。
