2022年2月10日，國家發(fā)改委、國家能源局聯(lián)合下發(fā)了《關(guān)于完善能源綠色低碳轉型體制機制和政策措施的意見(jiàn)》(下稱(chēng)《意見(jiàn)》)，這是國家碳達峰與碳中和頂層設計的重要組成部分，也是“1+N”政策體系在能源領(lǐng)域的具體化，將在今后很長(cháng)一段時(shí)間內指導相關(guān)各方推進(jìn)中國的能源綠色低碳轉型。
《意見(jiàn)》有35項具體措施，分為制度建設、機制創(chuàng )新、深化改革、強化政策四大類(lèi)，總體思路是統籌協(xié)同推進(jìn)能源戰略規劃、統籌能源轉型與安全、統籌生產(chǎn)與消費協(xié)同轉型、統籌各類(lèi)市場(chǎng)主體協(xié)同轉型。
通過(guò)這四大類(lèi)措施，推動(dòng)“到2030年，形成非化石能源既基本滿(mǎn)足能源需求增量又規?；娲茉创媪?、能源安全保障能力得到全面增強的能源生產(chǎn)消費格局。”
自2021年3月中央提出加快構建以新能源為主體的新型電力系統后，電力行業(yè)呈現出百家爭鳴的態(tài)勢，專(zhuān)家學(xué)者從各自角度對新型電力系統的內涵、特征、實(shí)現路徑等做了闡述和解讀。
《意見(jiàn)》通過(guò)“完善新型電力系統建設和運行機制”這一細化章節，首次以官方角度對如何構建新型電力系統指明了具體方向，這將大大推動(dòng)中國構建新型電力系統的進(jìn)程。
本文將詳細解讀《意見(jiàn)》中的相關(guān)條文，并對未來(lái)需要進(jìn)一步完善和細化的三個(gè)方面，給出我們的建議。
對頂層設計與全社會(huì )共同參與同等重視
政策原文
自上而下方面：“加強新型電力系統的頂層設計、制定新型電力系統發(fā)展戰略和總體規劃、研究制定新型電力系統相關(guān)標準。”
自下而上方面：“鼓勵各類(lèi)企業(yè)等主體積極參與新型電力系統建設、支持行業(yè)龍頭企業(yè)聯(lián)合高等院校、科研院所和行業(yè)上下游企業(yè)共建國家能源領(lǐng)域研發(fā)創(chuàng )新平臺。”
解讀
考慮到電力行業(yè)是中國碳排放最大的單一行業(yè)，構建新型電力系統也就成為中國實(shí)現雙碳目標最重要的舉措。這意味著(zhù)中國將逐步形成以新能源為主體的電力系統，綠電消費為主體的能源系統，并有效保障兩個(gè)系統的安全穩定運行。
然而，新能源發(fā)電“靠天吃飯”的先天不足、通過(guò)電力電子裝置并網(wǎng)導致系統轉動(dòng)慣量減少的基本特征，以及隨著(zhù)存量新能源不斷增加帶來(lái)的愈加昂貴的并網(wǎng)消納成本都對中國電力與能源系統的安全性、可靠性和經(jīng)濟性構成了極大的威脅。
要突破“供給安全、環(huán)境友好、價(jià)格低廉”的不可能三角，中國電力系統源網(wǎng)荷儲的各個(gè)環(huán)節勢必重塑，并充分調動(dòng)和發(fā)揮政策體制、市場(chǎng)機制與技術(shù)手段“三駕馬車(chē)”的保駕護航作用。
完成這一系列目標，需要中國有強大基礎理論研究、優(yōu)良的頂層設計、能夠及時(shí)反映最新情況的戰略規劃作為底層支撐?！兑庖?jiàn)》將對中國摸清構建新型電力系統的難點(diǎn)與挑戰、尋找實(shí)現目標的最優(yōu)路徑、制定相關(guān)保障措施等方面發(fā)揮至關(guān)重要的作用。
此外，《意見(jiàn)》表明構建新型電力系統不僅是政府的任務(wù)，更需要全社會(huì )的力量共同參與?！兑庖?jiàn)》從“自上而下”和“自下而上”兩個(gè)維度提出了構建新型電力系統的基本要求。表明政府會(huì )充分聽(tīng)取社會(huì )各界聲音，調動(dòng)一切積極因素，廣泛加強各方協(xié)作，包括工商界、智庫、高校、非盈利組織、基層工作人員等，共同探尋構建新型電力系統的最佳路徑。
強化“大電網(wǎng)+大基地”與“微電網(wǎng)+分布式能源”并重的發(fā)展格局
政策原文
“完善適應可再生能源局域深度利用和廣域輸送的電網(wǎng)體系、加強省際、區域間的電網(wǎng)互聯(lián)互通，大力推進(jìn)高比例容納分布式新能源電力的智能配電網(wǎng)建設，鼓勵建設源網(wǎng)荷儲一體化、多能互補的智能能源系統和微電網(wǎng)，探索建立區域綜合能源服務(wù)機制。”
解讀
由于中國能源資源稟賦與負荷呈現逆向分布，長(cháng)期以來(lái)中國都通過(guò)“大電網(wǎng)+大基地”將西北地區富裕的風(fēng)電、光伏和西南地區富裕的水電運送至東中部負荷中心。但在國土資源規劃日趨加嚴、輸電通道走廊資源愈加稀缺的情況下，這種“大電網(wǎng)+大基地”粗放的發(fā)展模式雖能滿(mǎn)足新能源在全國范圍內大規模開(kāi)發(fā)、配置和利用，但已不符合構建新型電力系統的基本要求，且大電網(wǎng)的發(fā)展模式也對未來(lái)電力供應的安全穩定構成隱患。
《意見(jiàn)》表明，中國將加速構建“分布式能源+微電網(wǎng)”的能源利用模式(尤其是東中部等負荷地區)。在綜合考慮供電范圍、負荷特性、用戶(hù)特點(diǎn)等情況下，形成包括分布式新能源、地熱、新型儲能、小型氣電與氫電、沼氣發(fā)電、電動(dòng)汽車(chē)等各類(lèi)微型電源組成的微電網(wǎng)，并能夠在并網(wǎng)運行和孤島運行兩種模式之間切換。以此促進(jìn)能源消費者轉變?yōu)槟茉串a(chǎn)銷(xiāo)者，降低對外部資源的依賴(lài)，提高地區用電的可靠性，同時(shí)減少長(cháng)距離輸電帶來(lái)的損耗和資本浪費。微電網(wǎng)試點(diǎn)地區還將因地制宜的開(kāi)展綜合能源服務(wù)，包括電熱冷氣一體化供應、能源梯級利用、能效診斷和能效提升，助力全社會(huì )提升終端用能效率。
《意見(jiàn)》還表明，中國將加強配電網(wǎng)的更新與改造，調動(dòng)社會(huì )資本參與配電網(wǎng)建設的積極性，提升配電網(wǎng)的綜合承載能力和實(shí)施感知能力，并積極孵化能源服務(wù)提供商、售電公司、地方政府等參與配電網(wǎng)的籌建、運行和管理，解決配電網(wǎng)薄弱帶來(lái)的本地新能源無(wú)法有效開(kāi)發(fā)利用的瓶頸。在經(jīng)濟欠發(fā)達地區，中國會(huì )結合“整縣推進(jìn)”政策，嘗試通過(guò)政府、企業(yè)、銀行、用戶(hù)的四方合作，尋求可持續、可推廣的商業(yè)模式，促進(jìn)分布式能源的爆發(fā)式發(fā)展。
綜合施策提升電力系統靈活性
政策原文
供給側：“全面實(shí)施煤電機組靈活性改造、因地制宜建設天然氣‘雙調峰’電站”、加快建設抽水蓄能電站、發(fā)揮太陽(yáng)能(8.920, 0.19, 2.18%)熱發(fā)電的調節作用、逐步擴大新型儲能應用。”
需求側：“推動(dòng)將需求側可調節資源納入電力電量平衡，拓寬電力需求響應實(shí)施范圍，支持用戶(hù)側儲能、電動(dòng)汽車(chē)充電設施、分布式發(fā)電等用戶(hù)側可調節資源，以及負荷聚合商、虛擬電廠(chǎng)運營(yíng)商、綜合能源服務(wù)商等參與電力市場(chǎng)交易和系統運行調節。”
市場(chǎng)機制：“加快電力輔助服務(wù)市場(chǎng)建設、探索容量市場(chǎng)交易機制。”
解讀
《意見(jiàn)》強調通過(guò)一攬子手段提升中國電力系統靈活性，為新能源大規模發(fā)展保駕護航。
當前中國電力系統靈活性調節能力欠缺，靈活煤電、氣電、抽水蓄能的發(fā)展全部未完成“十三五”規劃目標，在新能源大規模發(fā)展、負荷側峰谷差不斷拉大的情況下，這是中國電力系統的安全性和可靠性的巨大隱患。
過(guò)去，由于中國電力發(fā)展一直保留著(zhù)較高的電力電量裕度，因此即使在“十三五”時(shí)期靈活性電源發(fā)展未及預期、隨機性電源發(fā)展遠超預期的情況下，中國電力系統仍保持著(zhù)較高程度地安全穩定運行。但這種裕度將隨著(zhù)新能源規模的持續擴大、第三產(chǎn)業(yè)和居民用電量的快速提高、傳統電源逐步加速退出而逐漸消耗殆盡，若不提前布局，未雨綢繆，中國電力系統未來(lái)將面臨較大的運行安全風(fēng)險。2021年9月底，由于可再生能源出力不足而加劇的波及二十余省“拉閘限電”現象也充分暴露了中國電力系統發(fā)展至今靈活調節能力不足的弊端。
靈活性資源未能得到有效開(kāi)發(fā)利用，原因是市場(chǎng)機制建設滯后。輔助市場(chǎng)與備用市場(chǎng)缺位，直接導致各種靈活性資源在為新能源提供調峰調頻、電壓控制、非旋轉備用和旋轉備用、黑啟動(dòng)等服務(wù)時(shí)收益不佳，進(jìn)而導致缺乏投資積極性，無(wú)法發(fā)揮支撐新能源大規模并網(wǎng)消納的關(guān)鍵保障作用。
《意見(jiàn)》強調了中國將借助成熟完善的市場(chǎng)機制，通過(guò)大力發(fā)展供需兩側的靈活性資源，為新能源的長(cháng)久穩定發(fā)展打下堅實(shí)基礎，在保障電力安全的前提下，助力中國實(shí)現“十四五”時(shí)期年均1億千瓦以上的新增風(fēng)光發(fā)電裝機。
加強跨部門(mén)跨區域能源安全聯(lián)合監測預警機制
政策原文
“健全能源綠色低碳轉型安全保供體系，建立健全和完善5個(gè)機制：一是能源預測預警機制，二是跨部門(mén)跨區域能源安全監測預警機制，三是涵蓋能源、應急、氣象、水利、地質(zhì)等部門(mén)的極端天氣聯(lián)合應對機制，四是能源供應風(fēng)險應對機制，五是極端情況下能源供應應急預案和應急狀態(tài)下的協(xié)同調控機制。”
解讀
對能源安全保供體系最大的威脅，是隨著(zhù)能源綠色低碳轉型新出現的“極端天氣”風(fēng)險。暴雨、大風(fēng)、雷電、低溫、熱浪等極端天氣已被公眾廣泛認知，各行業(yè)也有比較完善的防御機制和措施，但近期中國北方地區出現的長(cháng)時(shí)間、大范圍的小風(fēng)寡照天氣，令風(fēng)電光電出力劇降，隨著(zhù)新能源比例逐漸增高，這類(lèi)“極端天氣”對保證電力供應的威脅也越來(lái)越大。
《意見(jiàn)》表明，中國將通過(guò)建立健全的跨部門(mén)跨區域能源安全聯(lián)合監測預警機制，摸清在中國能源綠色低碳轉型的各個(gè)階段、各類(lèi)情景的極端天氣特征和風(fēng)險，為針對性的應對提供可靠依據，在實(shí)現低碳轉型的同時(shí)，確保能源安全保供。
《意見(jiàn)》為中國加速構建新型電力系統指明了總體方向，與此同時(shí)，政策目標仍需進(jìn)一步明確，政策措施也需要進(jìn)一步細化，本文就此提出三點(diǎn)建議。
建議一：明確構建新型電力系統的階段性目標
中國未來(lái)應明確構建新型電力系統的階段性關(guān)鍵目標，并推動(dòng)電力行業(yè)提前實(shí)現碳排放達峰。階段性目標的缺失，導致構建新型電力系統的動(dòng)力不足，無(wú)法有效發(fā)揮中央文件對地方層面的引導約束作用。
電力行業(yè)相較于工業(yè)、建筑、交通等行業(yè)，減排技術(shù)最為成熟，提前達峰的可能性最大。電力行業(yè)作為全國最大的碳排放行業(yè)，需充分發(fā)揮起擔當和引領(lǐng)作用，加速煤電的角色轉變，推動(dòng)風(fēng)光儲的跨越式發(fā)展。電力行業(yè)的提前達峰，不僅將為其他難以脫碳的部門(mén)留出更多減排時(shí)間，還將充分發(fā)揮其他行業(yè)電氣化過(guò)程中的減排效益。
2021年，全國核準了超過(guò)500萬(wàn)千瓦的煤電機組(以安徽、湖北、福建等省為主)，全年的煤炭消費也同比增長(cháng)4.6%，達歷史新高的29.3億噸標準煤，超越之前眾多行業(yè)專(zhuān)家所判斷的中國煤炭消費的峰值年2013年的煤炭消費總量。而這一切都是在2020年9月中央提出要實(shí)現雙碳目標、2021年4月提出嚴控煤電項目、嚴控煤炭消費增長(cháng)的情況下發(fā)生的。
因此，在《意見(jiàn)》明確提出能源轉型2030年階段性目標的基礎上，后續政策應明確構建新型電力系統的階段性目標。這些目標應包括：在“十四五”時(shí)期嚴控煤電項目，收回地方煤電項目核準權，不再核準新的商用煤電機組，促進(jìn)煤電裝機在“十四五”末達到峰值，實(shí)現新增電力需求絕大部分由非化石能源滿(mǎn)足;在“十五五”時(shí)期，推動(dòng)風(fēng)光水火儲氫車(chē)一體化的跨越式發(fā)展，加速實(shí)現煤電角色定位的轉變和結構優(yōu)化，大規模開(kāi)發(fā)需求側資源，力爭實(shí)現新增電力需求全部由非化石能源滿(mǎn)足。
建議二：妥善處理電力送受兩端的矛盾
近年來(lái)中國跨省跨區電力快速攀升，2021年中國跨區和跨省輸送電量分別達6876億千瓦時(shí)和1.6億千瓦時(shí)，分別同比增長(cháng)6.2%和4.8%。這雖然表明了中國電力資源在全國范圍內的優(yōu)化配置，但實(shí)際上卻暗藏了送受兩端之間的博弈和矛盾。
一方面，中國送端電源多布局在西北部和西南部等經(jīng)濟欠發(fā)達地區，在黨中央全面貫徹新發(fā)展理念、構建新發(fā)展格局的引導下，這些地區都在努力推動(dòng)經(jīng)濟高質(zhì)量發(fā)展，電力需求也與日俱增。送端地區愈加不愿將寶貴的電力資源進(jìn)行簡(jiǎn)單外送處理，而是傾向于本地消納，發(fā)展本地產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟。內蒙古上海廟經(jīng)濟開(kāi)發(fā)區大力發(fā)展裝備制造業(yè)帶來(lái)的外送山東電力意愿不足，以及云南省大力發(fā)展本地電解鋁產(chǎn)業(yè)帶來(lái)的外送廣東電力意愿不足，都是典型案例。
另一方面，在新能源大規模發(fā)展的情況下，送端地區對備用電源的需求逐漸增大，受端地區則對外送電力的調峰能力需求逐漸增大。在這種情況下，送端地區希望在用電高峰時(shí)期減少電力外送，保留這部分電力作為備用電源，解決新能源出力不足時(shí)出現的電力短缺情況。
以西北地區和山東省為例，2021年西北地區大幅削減晚高峰時(shí)段的電力外送，致使銀東直流送山東的電力成交量驟減，對山東省電力系統的安全穩定運行以及售電公司的企業(yè)經(jīng)營(yíng)造成了嚴重沖擊。而對于受端地區山東省來(lái)說(shuō)，隨著(zhù)本省光伏的大規模發(fā)展，負荷曲線(xiàn)“鴨型”特征愈加明顯，需要外來(lái)電有較強的調峰能力，這反過(guò)來(lái)又對送端電源的啟停能力、爬坡能力提出了新的挑戰，加劇了送受兩端的矛盾。
因此，中國應加快構建區域性和全國性的電力市場(chǎng)，推動(dòng)優(yōu)先發(fā)電和優(yōu)先購電等“計劃電”逐步全部轉為“市場(chǎng)電”，并參與更大范圍內的日前市場(chǎng)、實(shí)時(shí)市場(chǎng)、輔助市場(chǎng)交易，反映電力的時(shí)間價(jià)值和空間價(jià)值，還原電力的商品屬性。
未來(lái)，中國電力市場(chǎng)還需逐步打破電網(wǎng)統購統銷(xiāo)的局面，發(fā)揮電網(wǎng)公共服務(wù)平臺的功能，打造“X+1+X”的發(fā)展格局，實(shí)現上游發(fā)電廠(chǎng)在批發(fā)市場(chǎng)上提供多種不同類(lèi)型的電力商品，中游電網(wǎng)實(shí)現資源的優(yōu)化配置和共享互濟、下游售電公司充分競爭并承擔向終端用戶(hù)售電和向上游電廠(chǎng)購買(mǎi)電力和輔助服務(wù)的義務(wù)主體。政府則應建立起良好的成本分攤機制，確保新能源的開(kāi)發(fā)消納成本能夠有效的向工商業(yè)用戶(hù)乃至一定程度的向居民用戶(hù)傳導。
此外，由于在未來(lái)中國相當時(shí)間內仍難以擺脫“西電東送”的電力發(fā)展格局，中國要充分考慮電力送受兩端經(jīng)濟發(fā)展的不均衡性，以及能源電力行業(yè)清潔轉型對能源外送地區及經(jīng)濟欠發(fā)達地區的社會(huì )經(jīng)濟發(fā)展的影響和公平公正轉型的迫切性。這些地區為保障國家能源供應做出了巨大貢獻，國家層面應牽頭加大對這些地區的生態(tài)補償和轉移支付，加大對基礎設施、教育、醫療等領(lǐng)域的經(jīng)濟投資，推動(dòng)創(chuàng )新活動(dòng)，發(fā)展新興產(chǎn)業(yè)，促進(jìn)地區的新舊動(dòng)能轉換，最大程度地調和電力送受兩端之間的矛盾。
建議三：加強風(fēng)光出力預測，加快儲能技術(shù)發(fā)展
準確的風(fēng)光預測能最大限度的減少電力系統靈活性的需求，以成本最小化的方式保障電力系統運行的安全性和可靠性。與歐美發(fā)達國家相比，中國風(fēng)光預測能力和水平均有不小差距，再加上中國氣候條件和地形地貌更為復雜，提升風(fēng)光預測水平的難度也更大，需要相關(guān)技術(shù)領(lǐng)域的協(xié)同和持續努力。
中國應通過(guò)開(kāi)發(fā)基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò )預測分析算法和軟件、打造小地域空間、多時(shí)間尺度的精細化預報系統、定期評估和調整預測機制等措施，實(shí)現對風(fēng)光出力的精準預測，從源頭上減少電力系統靈活性的的需求。這不僅包括集中式可再生能源，還包括分布式可再生能源。
在新能源大規模發(fā)展之后，不能再一味追求接近100%的新能源利用率，保持在5%左右的棄風(fēng)棄光率，不僅能夠大幅降低電力系統靈活性資源的投資成本，還能保證新能源能夠為電力系統提供一定程度地向上爬坡能力。
此外，需要更加重視新型儲能技術(shù)的發(fā)展/。中國一直把電化學(xué)儲能的發(fā)展放在核心位置，其裝機占新型儲能總裝機的比重在99%以上。但是，為了平抑新能源的波動(dòng)性、隨機性和間歇性，中國必須實(shí)現不同時(shí)間尺度的儲能技術(shù)的創(chuàng )新與突破，包括電化學(xué)儲能、飛輪儲能、超導儲能、壓縮空氣儲能等分鐘級和小時(shí)級的儲能技術(shù)，以及滿(mǎn)足中長(cháng)周期儲能需求的氫能儲能和氫制衍生品儲能等。尤其是中長(cháng)期儲能技術(shù)，在面對數周乃至數月風(fēng)光出力不足或遇到極端天氣的情況下，將起到讓電力系統安全穩定運行的兜底保障作用。
氫能是中長(cháng)期儲能的核心技術(shù)之一，雖然“十四五”時(shí)期中國各地都將氫能作為產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重點(diǎn)方向之一，但絕大多數都將氫能的應用局限于交通領(lǐng)域，對其在電力行業(yè)的推廣和應用的重視程度相當不足。未來(lái)應督促各地方從全局規劃出發(fā)，統籌考慮可再生能源消納目標、不同儲能技術(shù)類(lèi)型特點(diǎn)和電力系統安全可靠性等因素，合理有序引導儲能產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。
構建新型電力系統是一項長(cháng)期而艱巨的任務(wù)，需要政府、智庫、企業(yè)乃至個(gè)人共同努力?？傮w來(lái)說(shuō)，《意見(jiàn)》對中國構建新型電力系統有很好的推動(dòng)作用，但相關(guān)條例的細化方案和具體政策還有待進(jìn)一步落實(shí)。從近半年來(lái)中國針對電力市場(chǎng)建設、電價(jià)改革、煤電優(yōu)化與轉型、源網(wǎng)荷儲協(xié)同發(fā)展等領(lǐng)域頒布政策的密度來(lái)看，尚存問(wèn)題會(huì )在不久的將來(lái)逐步得到解決。
作者：吳迪、楊雷、康俊
