舒印彪: 未來可再生能源的發(fā)展可歸納為四種模式或形態(tài)

能源行業(yè)碳排放已經(jīng)占全國碳排放總量的88%左右，能源領(lǐng)域成為實現(xiàn)“雙碳”目標的關(guān)鍵。

(一)中國新型電力系統(tǒng)加速演進

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(gòu)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。

舒印彪認為，中國正處于推進新型電力系統(tǒng)建設(shè)的關(guān)鍵時期，亟需明確其階段性、時序和發(fā)展形態(tài)等重要問題。當(dāng)前我國電力系統(tǒng)正處于加速演進的過程，主要表現(xiàn)為能源結(jié)構(gòu)的快速調(diào)整。近十年間，中國可再生能源實現(xiàn)了持續(xù)快速增長，總裝機容量從2015年的4.8億千瓦增長至 2024 年的17.6億千瓦，增長266%。其中，新能源裝機容量從1.7億千瓦增長至12.8億千瓦，增長643%。 我國已提前實現(xiàn)了2030年新能源裝機12億千瓦以上的目標，可再生能源裝機占總裝機的比例由32%提升至55%，年均提高2.6個百分點;可再生能源發(fā)電量占比穩(wěn)步提升，從24%提高至35%，高于全球平均水平5個百分點，高于OECD國家3個百分點。中國新能源裝機連續(xù)多年穩(wěn)居世界第一，投資規(guī)模占全球的三分之一。電力系統(tǒng)的單位電量含碳量即電碳因子也快速下降，2023年電碳因子為每度電540克，比2015年下降了14.9%。

舒印彪指出，我國再電氣化進程持續(xù)推進，旨在建立一個高度電氣化的社會。能源生產(chǎn)側(cè)需實現(xiàn)清潔能源替代，能源消費側(cè)則需實現(xiàn)電能替代，共同構(gòu)建以電為中心的新型能源消費體系。“再電氣化不是簡單的電氣化，而是在‘雙碳’目標約束下，加速實現(xiàn)更高質(zhì)量、更寬領(lǐng)域、更高水平的電氣化。預(yù)計到2050年最遲到2060年，我國電氣化比例將提升至70%。這需要出現(xiàn)新的技術(shù)突破，以及有意識地減少對化石能源及其產(chǎn)業(yè)的依賴?！?/span>

他表示，預(yù)計在未來的30多年間，全球電氣化比例將快速提升至60%，而中國將達到70%。再電氣化是發(fā)展清潔能源，實現(xiàn)能源消費轉(zhuǎn)型與協(xié)同發(fā)展的重要紐帶。生產(chǎn)側(cè)的清潔能源與消費側(cè)的電氣化相輔相成，缺一不可。

進入“十三五”以來，中國大力推進工業(yè)、建筑、 交通的電氣化，已完成電能替代電量16000億千瓦時， 未來再電氣化的覆蓋領(lǐng)域?qū)⒏鼜V、發(fā)展速度將更快。舒印彪指出，工業(yè)領(lǐng)域?qū)⒋罅Πl(fā)展電爐、短流程煉鋼、氫還原冶金等;建筑領(lǐng)域也將積極推進建筑用能電氣化和建筑光伏一體化;交通領(lǐng)域?qū)⒓涌彀l(fā)展電動汽車、電動 船舶、氫燃料電池等。

同時，系統(tǒng)調(diào)節(jié)能力不斷增強。中國采用多途徑、加大靈活調(diào)節(jié)能力的建設(shè)，有力地支撐新能源大規(guī)模開發(fā)與 高效利用。進入2021年以來，中國煤電機組累計完成靈 活性改造超過3億千瓦，超額完成了“十四五”期間的改 造目標，相當(dāng)于至少釋放三千萬千瓦以上的調(diào)節(jié)能力;抽水蓄能也加大建設(shè)力度，截至2023年底中國建成5094 萬千瓦，核準、在建1.79億千瓦;新型儲能發(fā)展迅速，截 至2024年9月新型儲能裝機規(guī)模達到5518萬千瓦，占儲能總裝機規(guī)模的比重首次超過50%;壓縮空氣、飛輪儲能 等新型儲能形式也在大量地開展示范應(yīng)用。

在此背景下，中國的電價仍然保持較低水平。舒印彪指出：“在快速轉(zhuǎn)型過程中，我國每年新增3億千瓦新能 源發(fā)電，每年又有大量儲能特別是新型儲能投入到電力系統(tǒng)，中國的電價依然保持穩(wěn)定。中國電力系統(tǒng)在保障較高安全水平的同時維持了系統(tǒng)運行的經(jīng)濟性。通過不斷的技術(shù)創(chuàng)新，清潔能源發(fā)電成本大幅下降，近十年，陸風(fēng)、光伏發(fā)電成本分別下降了60%和82%，這是我國保持較低電價水平的重要基礎(chǔ)?！?/span>

另一方面，我國通過電力市場化改革不斷完善電力價格形成機制，放開競爭性環(huán)節(jié)的價格，由市場決定的價格機制也在初步建立。中國平均的銷售電價為每千瓦時0.585 元，僅為38個OECD國家平均銷售電價的56%，處于較低水平。

從居民電價來看，38國居民平均電價為每千瓦時 1.327 元，中國為0.551元。

舒印彪指出，中國的電價水平之所以低，除了新能源技術(shù)的發(fā)展，還有強大的產(chǎn)業(yè)支撐和科技自立自強的技術(shù)基礎(chǔ)，以及管理基礎(chǔ)。中國的電力裝備不僅能夠裝備全國，也能大量出口，特高壓輸電技術(shù)、超高壓輸電技術(shù)的發(fā)展 構(gòu)成了強大的中國電力工業(yè)體系且保持了低電價的基礎(chǔ)，新能源的發(fā)展也同樣確保了低電價水平。

在構(gòu)建新型電力系統(tǒng)的過程中，技術(shù)創(chuàng)新成果也非常豐碩。中國新能源已經(jīng)形成完整的產(chǎn)業(yè)鏈，研發(fā)制造能力全球領(lǐng)先。陸風(fēng)、海風(fēng)最大的并網(wǎng)單機容量分別達到7兆瓦和20兆瓦;水電、核電技術(shù)不斷突破，全球最大單機 容量百萬千瓦的水電機組在白鶴灘水電站建成投產(chǎn);全球首座具有第四代安全特征的高溫氣冷堆核電站，在山東石島灣華能項目上實現(xiàn)商業(yè)化運行。

新型輸電技術(shù)也在持續(xù)創(chuàng)新，我國已經(jīng)投運了多條柔直輸電工程，在新能源外送、電網(wǎng)互聯(lián)互濟、孤島送電等場景實現(xiàn)應(yīng)用。同時新技術(shù)、新模式、新業(yè)態(tài)不斷涌現(xiàn)，如虛擬電廠、車聯(lián)網(wǎng)、負荷聚合商等主動響應(yīng)發(fā)展迅速;大云物移智等數(shù)字化技術(shù)與電力系統(tǒng)技術(shù)深度融合，系統(tǒng)的供需協(xié)同能力和互動化智能化水平快速提升。

(二)新型電力系統(tǒng)構(gòu)建的時序和形態(tài)問題

關(guān)于新型電力系統(tǒng)構(gòu)建的時序和形態(tài)問題，舒印彪 認為要考慮三個階段即碳達峰階段、快速降碳階段和碳中和階段。

碳達峰階段從現(xiàn)在至2030年，電力系統(tǒng)需達峰，清潔能源發(fā)電量占比超過50%;快速降碳階段為2031年至2050年，經(jīng)濟社會發(fā)展與碳排放脫鉤，電量增長速度大幅下降，新能源加速替代煤電;在碳中和階段，電力需求增長趨于飽和，新型產(chǎn)業(yè)體系趨于完善，終端用能高度電氣化。

在這三個階段中，大力發(fā)展可再生能源是實現(xiàn)目標的關(guān)鍵。中國擁有豐富的可再生能源資源，但這些資源分布不均且差異顯著。例如，西部地區(qū)的光伏利用小時數(shù)可達 1500 至1700小時，風(fēng)電則可達3400至3500小時;而中東部地區(qū)的分布式能源利用小時數(shù)大約在1000小時左右， 資源特性亦存在顯著差異。

此外，新能源基地的出力特性也不盡相同，具有較大的互補性。

舒印彪指出，綜合考慮資源稟賦和地區(qū)經(jīng)濟發(fā)展需求，未來可再生能源的發(fā)展可歸納為四種模式或形態(tài)，即西北地區(qū)“沙戈荒”大型基地、西南水風(fēng)光可再生能源發(fā)展帶、 東南沿海海上風(fēng)電群和中東部分布式光伏。

中國西部和北部地區(qū)風(fēng)光資源條件優(yōu)越，具有大規(guī)模開發(fā)潛力;西南地區(qū)水資源豐富，是綠色低碳、調(diào)節(jié)靈活的優(yōu)質(zhì)電源;海上風(fēng)電是全球新能源技術(shù)競爭的新高地，中國東部和東南部沿海風(fēng)電資源豐富;分布式能源是能源轉(zhuǎn)型的重要發(fā)展極，中國新能源發(fā)展需集中式與分布式并舉，中東部分布式光伏技術(shù)可開發(fā)潛力巨大， 近年來裝機規(guī)?？焖僭鲩L，分布式光伏將成為能源轉(zhuǎn)型的重要一極。

電源結(jié)構(gòu)與布局的根本性變革將引發(fā)電網(wǎng)形態(tài)的深刻變化。舒印彪認為，未來中國可能形成三個新型輸電巨系統(tǒng)：一是“沙戈荒”外送巨系統(tǒng)，二是西南水風(fēng)光發(fā)展帶外送巨系統(tǒng)，三是海上風(fēng)電輸電巨系統(tǒng)。這三個巨系統(tǒng)的建設(shè)均非易事，將引起中國電網(wǎng)格局的重大變化，從主電網(wǎng)到配電網(wǎng)的格局都將重構(gòu)。

(三)新型電力系統(tǒng)構(gòu)建的科學(xué)與經(jīng)濟學(xué)問題

當(dāng)前，新型電力系統(tǒng)在平衡理論、安全穩(wěn)定特性、成本優(yōu)化等方面也發(fā)生深刻變化。舒印彪指出，有一系列科學(xué)問題亟待解決，如何解決高比例新能源的隨機性、波動性與間歇性帶來的電力電量平衡問題;新型儲能技術(shù)要重點研究長時儲能技術(shù)，以及有效解決新能源長時低出力情形下的周、月平衡問題;CCUS技術(shù)是影響新型電力系統(tǒng)中煤電裝機規(guī)模和系統(tǒng)平衡的關(guān)鍵技術(shù)，但目前成本太高，重點需要解決碳捕集的效率問題。

氣象與電力耦合技術(shù)要研究地域、氣象、電力之間的關(guān)聯(lián)關(guān)系，準確刻畫不同區(qū)域、多時間尺度、全周期的新能源、全時空的特性圖譜;電力需求預(yù)測與需求側(cè)響應(yīng)技術(shù)要研究未來經(jīng)濟社會與能源電力相互影響及耦合機理，預(yù)判電力需求的發(fā)展趨勢，同時通過需求側(cè)響應(yīng)等手段挖 掘用戶側(cè)靈活資源的調(diào)節(jié)潛力;以及如何實現(xiàn)新型電力系 統(tǒng)在復(fù)雜特性下多時間尺度的安全穩(wěn)定運行。

同時，新型電力系統(tǒng)還面臨不少經(jīng)濟學(xué)問題。如在經(jīng)濟社會發(fā)展視角下，如何尋找新型電力系統(tǒng)的最優(yōu)發(fā)展路徑，實現(xiàn)低碳、安全、經(jīng)濟的均衡。實現(xiàn)碳達峰、碳中和不僅是自然科學(xué)和工程技術(shù)問題，也是重大經(jīng)濟學(xué)問題，這需將新型電力系統(tǒng)置于全社會減排和經(jīng)濟發(fā)展視角下審視和分析，研究經(jīng)濟社會發(fā)展與能源電力需求之間的關(guān)系，以及低碳經(jīng)濟、安全經(jīng)濟的均衡問題。

舒印彪說：“在政策市場與區(qū)域之間相互促進協(xié)調(diào)發(fā)展的問題方面，要建立統(tǒng)一大市場，重視電力市場和碳市場的關(guān)系，以及全球碳市場對貿(mào)易的影響。此外，還有能源體系、技術(shù)體系、產(chǎn)業(yè)體系如何協(xié)同促進的問題。顯然在這場變革中，技術(shù)將起主導(dǎo)作用，對于技術(shù)的依賴程度會加深，要通過政策引領(lǐng)技術(shù)促進技術(shù)的發(fā)展，實現(xiàn)能源轉(zhuǎn)型的高質(zhì)量發(fā)展?！?/span>