2020年,我國二氧化碳排放總量約110億噸,其中能源行業(yè)約占80%,電力行業(yè)碳排放占能源行業(yè)的比重超過40%。這使得“能源行業(yè)是我國實現(xiàn)碳達(dá)峰碳中和目標(biāo)的主戰(zhàn)場,電力行業(yè)是實現(xiàn)碳達(dá)峰碳中和目標(biāo)的主力軍”的說法深入人心,在一定程度上導(dǎo)致了不少地方政府將實現(xiàn)碳達(dá)峰碳中和目標(biāo)的責(zé)任主體鎖定在能源電力行業(yè)上,將發(fā)展重點聚焦于超常規(guī)大規(guī)模發(fā)展新能源上。同時,多數(shù)發(fā)電企業(yè)也提出了宏偉的新能源發(fā)展目標(biāo),對風(fēng)光等新能源資源新一輪跑馬圈地成為有關(guān)各方的首要任務(wù),致使能源電力企業(yè)主動或被動承擔(dān)了實際上可能無法承受的發(fā)展責(zé)任。
需要注意的是,我國碳達(dá)峰碳中和目標(biāo)具有鮮明的國家基礎(chǔ)戰(zhàn)略特征,這既是我國積極應(yīng)對全球氣候變化挑戰(zhàn),構(gòu)建人類命運共同體的大國擔(dān)當(dāng)和實際行動,更是我國在新發(fā)展階段構(gòu)建“以國內(nèi)大循環(huán)為主體、國內(nèi)國際雙循環(huán)相互促進(jìn)”的新發(fā)展格局,推進(jìn)經(jīng)濟社會高質(zhì)量發(fā)展、人民生活品質(zhì)持續(xù)提升與社會全面轉(zhuǎn)型發(fā)展,積極適應(yīng)全球市場競爭規(guī)則的重大變化,以及全面提升國家競爭力的戰(zhàn)略決策部署。因此,絕不能因為能源電力行業(yè)擔(dān)任碳減排的主要角色,就將碳達(dá)峰碳中和目標(biāo)單一或主要理解為能源革命。因此,筆者認(rèn)為,在當(dāng)前的實際工作中,應(yīng)堅持系統(tǒng)觀念,透徹研究碳達(dá)峰碳中和目標(biāo)與我國經(jīng)濟高質(zhì)量發(fā)展的底層邏輯,科學(xué)推進(jìn)并不斷迭代優(yōu)化。同時,也需將碳達(dá)峰碳中和目標(biāo)下的新型電力系統(tǒng)演進(jìn)的底層邏輯研究提上日程。
產(chǎn)業(yè)系統(tǒng)與能源系統(tǒng)的關(guān)系由“保障供能型”變?yōu)?ldquo;互驅(qū)發(fā)展型”
碳達(dá)峰碳中和目標(biāo)是推動我國經(jīng)濟高質(zhì)量發(fā)展的基礎(chǔ)邏輯,是通過推動各行業(yè)加速從高碳排放的技術(shù)路線轉(zhuǎn)換到低碳、零碳排放的技術(shù)路線,實現(xiàn)技術(shù)與產(chǎn)業(yè)的跨越式進(jìn)步。這將推動各行業(yè)生產(chǎn)用能方式發(fā)生根本性轉(zhuǎn)變,由主要消耗化石能源變?yōu)槿媸褂每稍偕茉?,由較低的能效水平變?yōu)楦叩哪苄剑a(chǎn)業(yè)系統(tǒng)與能源系統(tǒng)的關(guān)系也將由“保障供能型”變?yōu)?ldquo;互驅(qū)發(fā)展型”。同時,用能方式的轉(zhuǎn)變將推動我國能源結(jié)構(gòu)根本性調(diào)整。
也就是說,包括能源電力在內(nèi)的各行業(yè)跨越式、壓縮型的產(chǎn)業(yè)升級,會經(jīng)由生產(chǎn)用能方式的根本性變化傳導(dǎo)到能源電力行業(yè),通過用能方式和能源資源配置方式的根本性變化,自然形成“能源行業(yè)是我國實現(xiàn)碳達(dá)峰碳中和目標(biāo)的主戰(zhàn)場,電力行業(yè)是實現(xiàn)碳達(dá)峰碳中和目標(biāo)的主力軍”的能源發(fā)展新格局。
需要強調(diào)的是,碳達(dá)峰碳中和目標(biāo)推動經(jīng)濟高質(zhì)量發(fā)展是“源”“目標(biāo)”和“產(chǎn)出”,經(jīng)濟高質(zhì)量發(fā)展引導(dǎo)和推動能源高質(zhì)量發(fā)展是“流”“手段”和“成本”。
我國碳達(dá)峰碳中和目標(biāo)的初心和使命是推動包括能源電力行業(yè)在內(nèi)的產(chǎn)業(yè)升級和經(jīng)濟高質(zhì)量發(fā)展,而不能單一理解為推動能源電力行業(yè)加快構(gòu)建清潔低碳安全高效的能源體系和以新能源為主體的新型電力系統(tǒng)。
事實上,構(gòu)建清潔低碳安全高效的能源體系和新型電力系統(tǒng)不僅是能源電力產(chǎn)業(yè)升級和高質(zhì)量發(fā)展的具體內(nèi)容,也是我國產(chǎn)業(yè)升級和經(jīng)濟高質(zhì)量發(fā)展的有機組成。同時,只有深刻理解各產(chǎn)業(yè)升級的經(jīng)濟和技術(shù)規(guī)律、產(chǎn)業(yè)和能源的新型互動關(guān)系,才能真正找到構(gòu)建清潔低碳安全高效的能源體系和新型電力系統(tǒng)的有效路徑。
能源結(jié)構(gòu)調(diào)整需最大限度通過“電為載體”實現(xiàn)
碳達(dá)峰碳中和目標(biāo)推動的經(jīng)濟高質(zhì)量發(fā)展和能源高質(zhì)量發(fā)展,呼喚構(gòu)建以新能源為主體的新型電力系統(tǒng)。
碳達(dá)峰碳中和目標(biāo)將推動我國各產(chǎn)業(yè)的核心技術(shù)路線從高碳排放轉(zhuǎn)換到低碳、零碳排放,這要求必須實現(xiàn)能源消費結(jié)構(gòu)的根本性轉(zhuǎn)變,即由主要消耗化石能源轉(zhuǎn)變?yōu)槿媸褂每稍偕茉矗@種能源結(jié)構(gòu)調(diào)整需要最大限度通過“電為載體”實現(xiàn)。
同時,要實現(xiàn)綜合能效水平的持續(xù)大幅提升,需要最大限度通過“電為載體”實現(xiàn);產(chǎn)業(yè)系統(tǒng)與能源系統(tǒng)的關(guān)系由“保障供能型”轉(zhuǎn)變?yōu)?ldquo;互驅(qū)發(fā)展型”,也需要最大限度通過“電為載體”實現(xiàn)。
技術(shù)進(jìn)步的低碳化、零碳化,必然導(dǎo)致全社會生產(chǎn)用能方式高水平、高質(zhì)量的廣泛電氣化。同樣,可再生能源的大規(guī)模、高比例開發(fā)與高水平、高質(zhì)量使用,以及不同能源的多元發(fā)展、協(xié)調(diào)互濟和源網(wǎng)荷儲的協(xié)同發(fā)展、優(yōu)勢互補,都離不開高水平、高質(zhì)量的廣泛電氣化。如此構(gòu)建以新能源為主體的新型電力系統(tǒng)勢所必然。
離不開全新的技術(shù)創(chuàng)新、政策安排和激勵機制
與現(xiàn)有的以化石能源為主體的電力系統(tǒng)相比,構(gòu)建以新能源為主體的新型電力系統(tǒng)的目的是電能生產(chǎn)和消費系統(tǒng)實現(xiàn)零碳(近零碳)排放,技術(shù)、經(jīng)濟約束將發(fā)生根本性變化。
從生產(chǎn)用能特性來看,因為各產(chǎn)業(yè)都需要廣泛使用可再生能源、持續(xù)提升能效,同時能源電力行業(yè)需要大規(guī)模開發(fā)可再生能源,這使得能源開發(fā)與利用必然是分布式與集中式并重,“電從節(jié)約來、電從遠(yuǎn)方來、電從身邊來”三者并舉。相比之下,分布式更為基礎(chǔ)和廣泛,集中式則更能保證數(shù)量貢獻(xiàn)。因此,從提升綜合能效與系統(tǒng)能效入手實現(xiàn)節(jié)約能源、控制能源消費總量,將成為政策研究的重點、亟待解決的問題。
從安全特性和技術(shù)約束來看,隨著以新能源為主體的進(jìn)程演進(jìn),電力供應(yīng)安全和運行安全特性將發(fā)生質(zhì)的變化。隨著新能源占比提高,供給將出現(xiàn)電量充裕而部分時段電力緊缺的情況,因此,需加快發(fā)展有效的電量“搬運”技術(shù)。同時,現(xiàn)有電力系統(tǒng)快速擴張發(fā)展取得的增加系統(tǒng)慣量、縮短電氣距離(提升短路容量)、增加動態(tài)無功補償能力的作用將被新能源大規(guī)模接入逐漸“中和”,同樣需要發(fā)展新技術(shù)去“補償”。
與現(xiàn)有電力系統(tǒng)相比,新型電力系統(tǒng)的技術(shù)體系將由以源、網(wǎng)技術(shù)創(chuàng)新為主向源、網(wǎng)、荷、儲全鏈條技術(shù)創(chuàng)新全面延伸,由以電磁輸變電技術(shù)為主向電力電子技術(shù)、數(shù)字化技術(shù)全面延伸,由單一的能源電力技術(shù)向跨行業(yè)、跨領(lǐng)域的技術(shù)協(xié)同轉(zhuǎn)變。
從成本特性和經(jīng)濟約束來看,隨著以新能源為主體的進(jìn)程演進(jìn),我國經(jīng)濟發(fā)展合理的綜合用能成本將需要全新的控制策略。雖然光伏、風(fēng)電的成本顯著下降,在發(fā)電上網(wǎng)環(huán)節(jié)可以與化石能源同臺競爭,但新能源接入電網(wǎng)的成本并不是終端用戶的電能成本。當(dāng)新能源成為主體時,快速上升的系統(tǒng)平衡成本、安全保障成本等將逐漸成為主要的增量成本。
由此可見,新型電力系統(tǒng)的成本變化將對市場調(diào)節(jié)和政策調(diào)節(jié)提出更高要求,要從總量和結(jié)構(gòu)兩方面著手,找到經(jīng)濟、安全、清潔三者的平衡點。因此,要保證能源安全約束條件下的社會用能經(jīng)濟性,需要全新的技術(shù)創(chuàng)新支撐、政策安排和激勵機制。
原標(biāo)題:雙碳目標(biāo)下 新型電力系統(tǒng)構(gòu)建需要全新的底層邏輯