加快建设新型电力系统助力实现双碳目标「新型电力系统是」

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10月26日，国务院印发的《2030年前碳达峰行动方案》指出，“大力发展新能源”“因地制宜开发水电”“积极安全有序发展核电”“加快建设新型电力系统”“到2030年，非化石能源消费比重达到25%左右，单位国内生产总值二氧化碳排放比2005年下降65%以上，顺利实现2030年前碳达峰目标”。

近期全球能源价格飞涨和能源短缺再次警示，实现碳达峰碳中和（以下简称“双碳”）之路将是一个颠簸曲折的长期过程，应对气候变化背景下能源供给风险防控趋向常态化，各地应科学理性、因地制宜提出碳达峰分步骤的时间表、路线图，及时纠正“一刀切”限电限产或运动式“减碳”，坚持全国一盘棋，坚持先立后破，加快建设新型电力系统，推动能源清洁化转型。

能源价格快速上涨，屡创历史新高

今年下半年以来，煤炭价格快速上涨，屡创历史新高，动力煤期货主力合约一度上破1900元/吨，是2020年同期价格（592元/吨）的三倍多，是2015年11月份低位价格（283.2元/吨）的6.7倍。煤炭价格高涨大幅推高了下游行业生产成本，对电力稳定供应和冬季供暖造成不利影响，社会各界反映强烈。

与此同时，全球范围内的能源短缺愈演愈烈，欧洲、美洲、亚洲各国均不同程度地遭遇能源短缺的冲击，原油、天然气、动力煤价格均连续上涨。有欧洲天然气价格“风向标”之称的荷兰TTF天然气期货价格一路上涨，从今年年初17.88欧元/兆瓦时，涨至10月22日87.90欧元/兆瓦时，上涨近4倍。10月22日，ICE英国天然气期货价格报219.22便士/千卡，创历史新高，布伦特原油价格报84.12美元/桶，创下2018年10月以来的高点。世界银行在10月21日最新的《大宗商品市场展望》中，预测能源价格在2021年大涨超80%后，2022年将继续小幅上涨，将给许多发展中国家的通胀带来巨大的近期风险。

亟须构建以新能源为主体的新型电力系统

能源价格在短期内快速上涨，短期看，供求关系紧张是煤价过快上涨的主因，上半年经济快速复苏，叠加冬季用电高峰，电力需求增长较快，2020年前三季度全国全社会用电量6.17万亿千瓦时，同比增长12.9%，远高于历史同期水平。长期看，能源短缺问题在全球范围内同时出现，从欧洲、美国蔓延至印度、巴西等新兴经济体，说明背后存在全局性的、必然性的原因。当前以可再生能源为导向的能源转型是各国应对气候变化挑战的共同选择，而可再生能源发电大规模并网难题，叠加全球能源需求快速增长，以及部分国家“弃核”“去煤”，是本轮国际能源价格飞涨背后的深层次原因。

间歇性、不稳定性和季节性的可再生能源大规模并网需要系统性的解决方案。今年3月15日，我国提出要构建以新能源为主体的新型电力系统，这意味着风电、光伏和水电将是未来电力系统的主体，煤电降成辅助性能源。这亟须一场能源科技革命和理论革命，在新能源并网、大规模储能、智能电网、能源管理系统和氢能等方面闯入科技创新的“无人区”，突破许多关键技术障碍；同时，亟须前瞻性地制定新型电力系统建设的理论框架和行动方案，使能源清洁化转型路径更加清晰。

“双碳”之路将是一个颠簸曲折的过程，对其长期性、艰巨性要有充分认识，科学有序推进去碳化进程。各国纷纷制定“双碳”目标和路线图，大幅度降低了地方政府和能源企业在化石能源上游行业投资的意愿。随着“新型电力系统”概念的提出，“去煤化”成为电力行业的关键词之一，煤炭行业面临在电力系统中重新定位的问题，投资风险较大，投资动力明显不足。在油气领域，近日石油输出国组织（OPEC）发出警告，不能再轻视石油和天然气领域的投资，2020年全球油气领域的投资下降了20%。美国全球安全研究所联席所长拉夫特（Gal Luft）认为一些重要国家的能源短缺问题是示警，“说明如果去碳化进程太快，会对世界经济带来不利影响。一旦随之产生的经济危机，叠加能源危机、粮食危机，就非常棘手”。

统筹兼顾“双碳”目标和短期能源稳定供应

在“双碳”战略目标的大背景下，如何统筹考虑长期战略目标在短期内的推进方式，处理好“双碳”约束下发展和减碳的关系是关键。

首先，处理“双碳”约束问题要充分考虑经济发展阶段。一方面，我国未来十年正处于工业化、电气化、智能化转型升级的关键阶段，需要大量的能源和电力，电力需求增长较快。另一方面，未来我国是超大规模电网，我国可再生能源主要分布在西北地区，在大规模储能电池技术研发应用之前，随着可再生能源装机持续增长，在中短期内，用于调峰的火电机组仍将保持一定增长趋势，据专家估计，目前每建100千瓦可再生能源装机需要有30千瓦的火电机组做配套。为此，需要科学理性制定各地区的碳达峰时间表。电力需求快速增长的地区以及以火电为主的电力企业，碳达峰时间不宜过早提前。

其次，坚持以创新实现经济发展和减碳的双赢。创新是能源高质量发展和实现“双碳”目标的重要动力，也是破解发展和减碳在短期内面临两难困境的根本性途径。“双碳”的目标是能源生产、工业过程和社会活动与碳脱钩，实现过程包括五个子目标，需要技术创新、体制创新和机制创新。一是能源生产清洁化，从以化石能源为主转向以可再生能源为主，减少碳排放关键在于技术创新，要加快能源领域关键核心技术和装备攻关，包括储能、智能电网、能源管理系统和氢能技术突破，同时提升电网智能化水平，增强消纳新能源发电的能力；二是能源消费电气化，企业在生产过程中尽量不使用化石能源，转向电力，消费者在生活过程中也尽量用电能替代，例如电动汽车、电采暖、电加热等；三是能源技术高效化，强化绿色低碳前沿技术研发，重视节能减排技术在工业生产和居民生活的应用，将节能作为第一能源；四是能源体制市场化，深入推进电力市场改革，包括供给侧有偿调峰市场、电网侧跨省跨区电力交易市场和需求侧竞争性电力市场，完善阶梯电价政策；五是能源合作国际化，美国、欧洲在气候问题上向中国施压，应化压力为动力，积极探索新型国际合作方式，例如，以超高压直流电网传输为关键，发展跨国跨省电力传输；再如，积极探索和国际机制接轨的碳配额互认和碳税豁免机制，将相关内容纳入双边/多边自贸协定谈判中。

再次，推进“双碳”目标要坚持先立后破原则。我国当前正处于城镇化快速发展的关键时期，城镇化还没有完全结束，对电力、钢铁、水泥的需求具有一定刚性，2020年，我国常住人口城镇化率为63.89%，粗钢产量10.65亿吨，同比增长7%。新能源发电替代火电是未来发展趋势，但是替代的前提必须是先立后破，逐步建立起新能源发电稳定上网机制。

最后，要澄清对“双碳”问题认识方面的一些“误区”。一些人认为，实现“双碳”目标就是“去煤”的过程，这一点并不完全准确，对煤炭定位的再认识，亟须系统深入思考。从中短期看，可再生能源发电大规模并网仍需要一定比例的火电调峰机组做配合，在用于存储可再生能源的大规模电池开发出来之前，煤电作为电力稳定供应的托底电源和压舱石的作用不会改变；从长期来看，大力发展煤炭清洁利用是根本途径。当前，我国煤炭正在从上世纪“煤炭1.0”时代的燃料，2000年以后“煤炭2.0”时代的原料，向“煤炭3.0”时代的材料用途转变，将煤炭从能源转变为资源，而不是像过去一样一次性烧完，认识上的改变很可能带来技术上的变革和产业形态的重塑。另外，碳中和并不等同于不排放碳，而是指二氧化碳的人为排放和人为移除相抵消，实现动态平衡。电力行业只能尽量减少碳排放，即使加装碳捕获与封存设备，由于脱碳效率限制，以及碳捕获设备生产、运营阶段都需要消耗电能，也无法做到“零碳”或脱碳生产。

（许金华 作者系中国科学院科技战略咨询研究院副研究员）

来源： 科技日报