文/趙勇
實現(xiàn)碳達峰碳中和，能源是主戰(zhàn)場，電力是主力軍。電力系統(tǒng)作為能源配置的樞紐平臺，既要自身實現(xiàn)低碳，還要承接其他終端用能領域轉移的能源消耗和碳排放，助力全社會實現(xiàn)低碳發(fā)展。作為人們須臾不可離開的基礎設施，電力系統(tǒng)關系到國計民生，不可能推倒重來。要統(tǒng)籌經(jīng)濟社會發(fā)展和“雙碳”目標實現(xiàn)，堅持先立后破構建新型電力系統(tǒng)。
黨的二十大報告明確提出，積極穩(wěn)妥推進碳達峰碳中和。2023年7月，中央全面深化改革委員會第二次會議提出，“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(tǒng)，更好推動能源生產(chǎn)和消費革命，保障國家能源安全”，進一步明確了新型電力系統(tǒng)的發(fā)展方向。
>> 2023中國國際氫能及燃料電池產(chǎn)業(yè)展覽會在北京舉行期間，觀眾參觀應用場景沙盤。
清潔低碳
從傳統(tǒng)電力系統(tǒng)向新型電力系統(tǒng)轉變，需要不斷提升清潔能源發(fā)電比例。我們判斷，到2060年，我國能源轉型將實現(xiàn)“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80%，清潔能源發(fā)電量占比超過90%。其中需要關注兩個問題，一是大力發(fā)展可再生能源是實現(xiàn)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(COP28)期間，大會主席賈比爾表示：“沒有科學證據(jù)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(zhàn)略路徑研究，摒棄單純依靠新能源就可實現(xiàn)碳中和的錯覺。二是認識到傳統(tǒng)化石能源發(fā)電也具有實現(xiàn)碳中和的技術路徑。目前，燃煤電廠正在積極探索低碳、零碳、負碳技術。比如，在火力發(fā)電過程的前端，用生物質代替煤炭作為燃料，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，助力實現(xiàn)“雙碳”目標。
安全充裕
推動能源革命，要立足我國能源資源稟賦，堅持先立后破、通盤謀劃，傳統(tǒng)能源逐步退出必須建立在新能源安全可靠的替代基礎上。“四個革命、一個合作”能源安全新戰(zhàn)略，為中國能源高質量發(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(tǒng)規(guī)劃和運行中我們提出“有效容量”的概念，就是要求系統(tǒng)具備足以應對極端情況、實現(xiàn)電力電量實時平衡的發(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(tǒng)安全的關鍵所在。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、過程減污降碳、終端捕碳固碳、多能互補友好、數(shù)字智能支撐”的技術創(chuàng)新體系，為保障電力安全供應和系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行提供有力支撐。
經(jīng)濟高效
堅持節(jié)約優(yōu)先，以最優(yōu)成本實現(xiàn)轉型目標，確保電力供應可獲得、可支付、可持續(xù)。要重點關注三個方面：一是成本規(guī)模。實現(xiàn)“雙碳”目標，關鍵是在能源生產(chǎn)側實施清潔替代、能源消費側實施電能替代，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(guī)模將超過百萬億元。二是承擔主體。按照“誰受益、誰承擔”原則，合理分攤轉型成本。三是疏導機制。科學設計市場體系，完善價格政策，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)《關于建立煤電容量電價機制的通知》。實施煤電容量電價機制，將推動煤電由電量電價收益模式，向“電量電價+容量電價+調節(jié)電價”模式轉變。未來需要加快形成多層次統(tǒng)一電力市場體系，以安全降碳為導向，協(xié)調安全保供等當前任務和構建新型電力系統(tǒng)等長期目標，合理反映所有電力產(chǎn)品和服務的電力系統(tǒng)價值和生態(tài)價值。
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運行模式。加強需求側響應能力建設，形成基于“誰提供、誰獲利”原則的激勵機制，引導響應主體通過參與現(xiàn)貨、輔助服務市場等獲取收益，促進可再生能源消納，保障系統(tǒng)安全運行。比如，電動汽車作為一種優(yōu)質的分布式儲能資源，參與電力系統(tǒng)調節(jié)的潛力巨大。據(jù)統(tǒng)計，電動汽車80%以上的時間都處于停駛狀態(tài)，可作為低邊際成本儲能設備，借助數(shù)字化、智能化等技術手段和尖峰電價等價格機制，實施有序充放電，主動參與系統(tǒng)平衡調節(jié)。再如，虛擬電廠、綜合能源服務等新模式、新業(yè)態(tài)成為提升系統(tǒng)彈性的重要方式。2022年11月，中國華能建成參與實時調度的虛擬電廠，利用現(xiàn)代通信網(wǎng)絡技術，實現(xiàn)可控負荷、儲能等需求側資源的聚合、協(xié)調、優(yōu)化，形成規(guī)模化調節(jié)能力，參與輔助服務等市場交易，助力節(jié)能減排、降本增效。
靈活智能
通過科技創(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、新應用。類似經(jīng)濟學中的三元悖論，在能源領域也存在“不可能三角”問題，即能源的經(jīng)濟性、安全性、環(huán)保性三者很難同時兼顧。數(shù)字技術與能源電力技術深度融合，可以在優(yōu)化資源配置、提高電力系統(tǒng)安全性經(jīng)濟性、提升能源利用效率、增加用戶互動性、應對新能源隨機波動問題等方面發(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(tǒng)規(guī)劃階段，利用人工智能、數(shù)字孿生等技術，建立適應多種工況的能源電力隨機復雜巨系統(tǒng)模型，融合大數(shù)據(jù)分析、多時間尺度生產(chǎn)模擬等技術，實現(xiàn)隨機條件下源網(wǎng)荷儲協(xié)同規(guī)劃。在系統(tǒng)運行階段，基于云計算、物聯(lián)網(wǎng)、5G等技術，實現(xiàn)電力基礎設施信息聯(lián)通，生產(chǎn)、傳輸、存儲、消費各環(huán)節(jié)全面感知、智能互動。
構建新型電力系統(tǒng)是一項全局性、復雜性的系統(tǒng)工程，能源體系、技術體系、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(tǒng)的規(guī)劃方法、構建方案、運行控制方式需要系統(tǒng)性創(chuàng)新。要聚焦關鍵技術，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(tǒng)，為實現(xiàn)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兼中國華能集團有限公司碳中和研究所所長。)
