文/趙勇
實(shí)現碳達峰碳中和，能源是主戰場(chǎng)，電力是主力軍。電力系統作為能源配置的樞紐平臺，既要自身實(shí)現低碳，還要承接其他終端用能領(lǐng)域轉移的能源消耗和碳排放，助力全社會(huì )實(shí)現低碳發(fā)展。作為人們須臾不可離開(kāi)的基礎設施，電力系統關(guān)系到國計民生，不可能推倒重來(lái)。要統籌經(jīng)濟社會(huì )發(fā)展和“雙碳”目標實(shí)現，堅持先立后破構建新型電力系統。
黨的二十大報告明確提出，積極穩妥推進(jìn)碳達峰碳中和。2023年7月，中央全面深化改革委員會(huì )第二次會(huì )議提出，“加快構建清潔低碳、安全充裕、經(jīng)濟高效、供需協(xié)同、靈活智能的新型電力系統，更好推動(dòng)能源生產(chǎn)和消費革命，保障國家能源安全”，進(jìn)一步明確了新型電力系統的發(fā)展方向。
>> 2023中國國際氫能及燃料電池產(chǎn)業(yè)展覽會(huì )在北京舉行期間，觀(guān)眾參觀(guān)應用場(chǎng)景沙盤(pán)。
清潔低碳
從傳統電力系統向新型電力系統轉變，需要不斷提升清潔能源發(fā)電比例。我們判斷，到2060年，我國能源轉型將實(shí)現“70-80-90”目標，也就是：電能消費占比達到70%，非化石能源消費占比超過(guò)80%，清潔能源發(fā)電量占比超過(guò)90%。其中需要關(guān)注兩個(gè)問(wèn)題，一是大力發(fā)展可再生能源是實(shí)現碳中和的必要而非充分條件。最近，在聯(lián)合國氣候變化框架公約第二十八次締約方大會(huì )(COP28)期間，大會(huì )主席賈比爾表示：“沒(méi)有科學(xué)證據表明逐步淘汰化石燃料可以將全球升溫幅度限制在1.5攝氏度。”要深化戰略路徑研究，摒棄單純依靠新能源就可實(shí)現碳中和的錯覺(jué)。二是認識到傳統化石能源發(fā)電也具有實(shí)現碳中和的技術(shù)路徑。目前，燃煤電廠(chǎng)正在積極探索低碳、零碳、負碳技術(shù)。比如，在火力發(fā)電過(guò)程的前端，用生物質(zhì)代替煤炭作為燃料，在后端配置碳捕集裝置，將高碳的燃煤發(fā)電改造為負碳發(fā)電，助力實(shí)現“雙碳”目標。
安全充裕
推動(dòng)能源革命，要立足我國能源資源稟賦，堅持先立后破、通盤(pán)謀劃，傳統能源逐步退出必須建立在新能源安全可靠的替代基礎上。“四個(gè)革命、一個(gè)合作”能源安全新戰略，為中國能源高質(zhì)量發(fā)展指明了方向。新能源發(fā)電具有間歇性、隨機性和不確定性，在新型電力系統規劃和運行中我們提出“有效容量”的概念，就是要求系統具備足以應對極端情況、實(shí)現電力電量實(shí)時(shí)平衡的發(fā)電容量。因此，適應新能源占比逐步提高的發(fā)展趨勢，提升“有效容量”的充裕度成為保障電力系統安全的關(guān)鍵所在。中國華能積極打造新能源、水電、核電三大支撐，形成了“源頭零碳替碳、過(guò)程減污降碳、終端捕碳固碳、多能互補友好、數字智能支撐”的技術(shù)創(chuàng )新體系，為保障電力安全供應和系統安全穩定運行提供有力支撐。
經(jīng)濟高效
堅持節約優(yōu)先，以最優(yōu)成本實(shí)現轉型目標，確保電力供應可獲得、可支付、可持續。要重點(diǎn)關(guān)注三個(gè)方面：一是成本規模。實(shí)現“雙碳”目標，關(guān)鍵是在能源生產(chǎn)側實(shí)施清潔替代、能源消費側實(shí)施電能替代，大量轉型成本將在電力行業(yè)產(chǎn)生與匯集。一些研究機構判斷，到2060年，我國電力行業(yè)投資規模將超過(guò)百萬(wàn)億元。二是承擔主體。按照“誰(shuí)受益、誰(shuí)承擔”原則，合理分攤轉型成本。三是疏導機制?？茖W(xué)設計市場(chǎng)體系，完善價(jià)格政策，確保轉型成本足額傳導。2023年11月，國家發(fā)展改革委、國家能源局印發(fā)《關(guān)于建立煤電容量電價(jià)機制的通知》。實(shí)施煤電容量電價(jià)機制，將推動(dòng)煤電由電量電價(jià)收益模式，向“電量電價(jià)+容量電價(jià)+調節電價(jià)”模式轉變。未來(lái)需要加快形成多層次統一電力市場(chǎng)體系，以安全降碳為導向，協(xié)調安全保供等當前任務(wù)和構建新型電力系統等長(cháng)期目標，合理反映所有電力產(chǎn)品和服務(wù)的電力系統價(jià)值和生態(tài)價(jià)值。
供需協(xié)同
源網(wǎng)荷儲協(xié)同發(fā)展，充分發(fā)揮需求側平衡作用，建立源網(wǎng)荷儲一體化、多能互補和供需互動(dòng)運行模式。加強需求側響應能力建設，形成基于“誰(shuí)提供、誰(shuí)獲利”原則的激勵機制，引導響應主體通過(guò)參與現貨、輔助服務(wù)市場(chǎng)等獲取收益，促進(jìn)可再生能源消納，保障系統安全運行。比如，電動(dòng)汽車(chē)作為一種優(yōu)質(zhì)的分布式儲能資源，參與電力系統調節的潛力巨大。據統計，電動(dòng)汽車(chē)80%以上的時(shí)間都處于停駛狀態(tài)，可作為低邊際成本儲能設備，借助數字化、智能化等技術(shù)手段和尖峰電價(jià)等價(jià)格機制，實(shí)施有序充放電，主動(dòng)參與系統平衡調節。再如，虛擬電廠(chǎng)、綜合能源服務(wù)等新模式、新業(yè)態(tài)成為提升系統彈性的重要方式。2022年11月，中國華能建成參與實(shí)時(shí)調度的虛擬電廠(chǎng)，利用現代通信網(wǎng)絡(luò )技術(shù)，實(shí)現可控負荷、儲能等需求側資源的聚合、協(xié)調、優(yōu)化，形成規?；{節能力，參與輔助服務(wù)等市場(chǎng)交易，助力節能減排、降本增效。
靈活智能
通過(guò)科技創(chuàng )新和體制機制創(chuàng )新，打造多元耦合、智能高效的能源電力新技術(shù)、新應用。類(lèi)似經(jīng)濟學(xué)中的三元悖論，在能源領(lǐng)域也存在“不可能三角”問(wèn)題，即能源的經(jīng)濟性、安全性、環(huán)保性三者很難同時(shí)兼顧。數字技術(shù)與能源電力技術(shù)深度融合，可以在優(yōu)化資源配置、提高電力系統安全性經(jīng)濟性、提升能源利用效率、增加用戶(hù)互動(dòng)性、應對新能源隨機波動(dòng)問(wèn)題等方面發(fā)揮重要作用，為破解“不可能三角”提供有效支撐。比如，在系統規劃階段，利用人工智能、數字孿生等技術(shù)，建立適應多種工況的能源電力隨機復雜巨系統模型，融合大數據分析、多時(shí)間尺度生產(chǎn)模擬等技術(shù)，實(shí)現隨機條件下源網(wǎng)荷儲協(xié)同規劃。在系統運行階段，基于云計算、物聯(lián)網(wǎng)、5G等技術(shù)，實(shí)現電力基礎設施信息聯(lián)通，生產(chǎn)、傳輸、存儲、消費各環(huán)節全面感知、智能互動(dòng)。
構建新型電力系統是一項全局性、復雜性的系統工程，能源體系、技術(shù)體系、產(chǎn)業(yè)體系和管理體系都將發(fā)生深刻變革，新型電力系統的規劃方法、構建方案、運行控制方式需要系統性創(chuàng )新。要聚焦關(guān)鍵技術(shù)，聚合創(chuàng )新要素，整合創(chuàng )新資源，打造具有中國特色的新型電力系統，為實(shí)現碳達峰碳中和提供有力支撐。
(作者系中國華能集團有限公司能源研究院院長(cháng)兼中國華能集團有限公司碳中和研究所所長(cháng)。)
