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暢銷書《第三次工業(yè)革命》《零邊際成本》和《零碳社會》的作者杰里米·里夫金在他的書里提到了一個命題：當交通、通信和能源三個要素同時發(fā)生變化時，也意味著新經(jīng)濟體系正在形成。

 

19世紀，由蒸汽驅(qū)動的印刷機和電報機、豐富的煤炭資源和國家鐵路系統(tǒng)（以火車為代表）的結(jié)合，形成了推動社會轉(zhuǎn)型的通用技術(shù)平臺，從而引發(fā)了第一次工業(yè)革命。蒸汽機技術(shù)創(chuàng)新對能源發(fā)展產(chǎn)生了劃時代的影響，推動了煤炭的大規(guī)模高效開發(fā)和利用，促使社會生產(chǎn)從手工勞動轉(zhuǎn)向大機器生產(chǎn)，極大地提升了勞動效率和社會生產(chǎn)力。19世紀后期，蒸汽機技術(shù)的提升潛力越來越小，對煤炭主導的能源發(fā)展的推動作用開始逐漸減緩。

 

20世紀，電力、電話、廣播、電視、廉價的石油和國家公路系統(tǒng)（以內(nèi)燃機車為代表）的緊密結(jié)合，為第二次工業(yè)革命創(chuàng)造了基礎(chǔ)設(shè)施。隨著內(nèi)燃機、電動機的出現(xiàn)和廣泛應用，以石油和電力為代表的新的能源形式推動了能源效率和勞動生產(chǎn)力進一步提升。

 

現(xiàn)在，我們正處于第三次工業(yè)革命之中。在物聯(lián)網(wǎng)平臺上，數(shù)字化通信互聯(lián)網(wǎng)融合了數(shù)字化可再生能源互聯(lián)網(wǎng)（由太陽能和風能驅(qū)動）和數(shù)字化交通運輸互聯(lián)網(wǎng)（由綠色能源驅(qū)動的無人駕駛電動汽車和燃料電池汽車組成），將改變21世紀的社會和經(jīng)濟。

 

 

電力員工在北辰新能源公交汽車基地開展電動汽車充電維護工作 國家電網(wǎng)新聞客戶端電網(wǎng)頭條供圖

 

 

電能是清潔、高效、便捷的二次能源，是工業(yè)化進程的“助推器”。當前，在新一輪科技革命的推動下，能源電力的開發(fā)更加綠色化，電力的輸送與使用更加智能化，能源電力與經(jīng)濟社會和人民生活的融合更加密切，以電為中心的現(xiàn)代能源體系特征愈發(fā)明顯。這一輪能源產(chǎn)業(yè)的新變革，最主要的落腳點就在電力上，是以“能源生產(chǎn)電力化，電力生產(chǎn)清潔化”為基本特征的電力新變革。

 

從能源生產(chǎn)側(cè)來看，2018年，我國發(fā)電用能占比達到46.4%，高于世界平均水平；到2035年，我國發(fā)電用能占比有望達到57%。在供給側(cè)，非化石能源取代化石能源的條件初步具備?；厥揭?guī)?；拈_發(fā)使得新能源上網(wǎng)電價已具備同火電標桿電價同臺競爭的潛力；儲能技術(shù)的快速發(fā)展及成本持續(xù)下降和具有針對性的電力需求側(cè)管理，可以有效克服新能源的不穩(wěn)定性；智能控制技術(shù)的廣泛應用使能源電力資源能在更大范圍內(nèi)實現(xiàn)靈活高效配置，實現(xiàn)發(fā)電和負荷的動態(tài)匹配，促進不穩(wěn)定非化石能源的消納?！吨袊娏π袠I(yè)年度發(fā)展報告2020》的數(shù)據(jù)顯示，2019年全國新增發(fā)電裝機容量10500萬千瓦，其中新增并網(wǎng)風電和太陽能發(fā)電裝機容量分別為2572萬千瓦和2652萬千瓦，合計新增占全國新增發(fā)電裝機容量的49.75%，電力生產(chǎn)結(jié)構(gòu)持續(xù)優(yōu)化。

 

在消費側(cè)，大規(guī)模電能替代化石能源初具經(jīng)濟性。在上一輪電力革命的基礎(chǔ)上，正在進行的新一輪深度電氣化和“再電氣化”如火如荼。與其他能源品種相比，電能的終端利用效率最高，可以達到90%以上。中國的數(shù)據(jù)表明，電能的經(jīng)濟效率是石油的3.2倍、煤炭的17.3倍，即1噸標準煤當量電能創(chuàng)造的經(jīng)濟價值與3.2噸標準煤當量的石油、17.3噸標準煤當量的煤炭創(chuàng)造的經(jīng)濟價值相當。隨著電力在終端消費比例的不斷提高，各種能源之間的融合和替代也在加強。數(shù)字化技術(shù)的應用也前所未有地將各個能源品類以更優(yōu)化的方式結(jié)合起來，能夠以更加清潔和低碳的方式供應能源。

 

工業(yè)領(lǐng)域是當前替代電量的主要來源。隨著產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)優(yōu)化升級以及終端用能電氣化技術(shù)的迅速發(fā)展，特別是冶金、陶瓷、供暖等工業(yè)電氣化行業(yè)技術(shù)不斷向綠色、智能、數(shù)字化方向發(fā)展，電能對終端化石能源的替代將不斷深化。汽車動力正在從汽柴油大規(guī)模轉(zhuǎn)向動力電池，全社會的云端化、智能化正推動大規(guī)模數(shù)據(jù)中心的快速擴容，以工業(yè)互聯(lián)、智能家居等為代表的物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的指數(shù)級增長，加上汽車工業(yè)的電氣化轉(zhuǎn)型，將使未來的電力需求越來越大。隨著新能源上網(wǎng)電價下降，通過拉大峰谷電價差，特別是降低谷電價格，可以在供暖和交通領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)大規(guī)模電能替代，促進以電為核心的能源消費新時代加速到來。

 

 

未來電力發(fā)展格局取決于技術(shù)的發(fā)展方向及發(fā)展速度，受研發(fā)、市場、需求、國外引進等多方面因素的影響?！赌茉醇夹g(shù)革命創(chuàng)新行動計劃（2016—2030年）》《能源裝備實施方案》等文件，明確了“十三五”乃至國家中長期能源技術(shù)創(chuàng)新發(fā)展的主要方向，包括高效太陽能利用、大型風電、氫能與燃料電池、生物質(zhì)能、海洋能、地熱能、先進儲能、現(xiàn)代電網(wǎng)、能源互聯(lián)網(wǎng)、節(jié)能與能效提升等。

 

工業(yè)領(lǐng)域未來應重點關(guān)注高效電轉(zhuǎn)蒸汽、大規(guī)模電制氫等技術(shù)，研發(fā)核心技術(shù)裝備并推廣應用，持續(xù)深挖工業(yè)領(lǐng)域替代潛力。

 

建筑領(lǐng)域，供冷供暖方面電能替代潛力可期。未來應重點發(fā)展高效電制冷/熱、高密度低成本蓄冷/熱、儲能等技術(shù)，提升現(xiàn)有技術(shù)裝備能效水平，降低建設(shè)運營成本，進一步提升建筑領(lǐng)域電氣化水平。

 

交通領(lǐng)域的電能替代整體處于快速發(fā)展階段。未來應聚焦汽車、船舶電氣化方向，重點開展新能源汽車充電樁、新能源船舶等關(guān)鍵技術(shù)研究，提出典型設(shè)計方案。長遠來看，需加強長壽命、低成本、智能化、高可靠性的海、陸、空電氣化交通工具研究，全面推動我國交通領(lǐng)域電氣化，為電能替代提供新引擎。

 

同時，應加強電能替代技術(shù)與人工智能、邊緣計算、5G等技術(shù)的融合應用，不斷提升終端電能消費設(shè)備數(shù)字化、智能化水平，助力電能在終端用能結(jié)構(gòu)中的占比持續(xù)提升。

 

 

展望未來，電力新變革將在哪些方面促進社會經(jīng)濟發(fā)展模式的變革？

 

 

以化石能源為主導的一次能源消費，構(gòu)成了全球碳排放的主要來源之一。2030年前碳達峰、2060年前碳中和目標實現(xiàn)的重要途徑是大規(guī)模發(fā)展非化石能源，因此，電力的綠色轉(zhuǎn)型是實現(xiàn)碳中和的基礎(chǔ)。光伏和風電的全產(chǎn)業(yè)鏈創(chuàng)新和降低成本是未來實現(xiàn)可再生能源發(fā)電高速增長的最重要驅(qū)動力。隨著更大規(guī)模的低成本的可再生能源發(fā)電供給越來越多，可再生能源電力制氫（“綠氫”）也將變得更加經(jīng)濟可行，使很多很難電氣化的工業(yè)領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)碳中和成為可能。

 

 

電力大變革催生一些新的產(chǎn)業(yè)和企業(yè)，同時也會使一些傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)和企業(yè)面臨轉(zhuǎn)型調(diào)整的挑戰(zhàn)。一方面，隨著中國經(jīng)濟轉(zhuǎn)向高質(zhì)量發(fā)展階段，市場化改革推進以及新技術(shù)帶來的產(chǎn)業(yè)調(diào)整，電力行業(yè)的商業(yè)模式也在不斷迭代創(chuàng)新，新業(yè)態(tài)不斷涌現(xiàn)。能源、電力、用戶三者之間的關(guān)系變得越來越緊密，以客戶需求為中心的經(jīng)營理念將創(chuàng)造出更加多元的服務模式。如綜合能源服務具有提升能源效率、降低用能成本、促進競爭等特點，使能源的供應、服務、用能等方面日趨多元化。另一方面，未來商業(yè)模式創(chuàng)新也來源于技術(shù)突破的應用以及政策扶持的疊加?？稍偕茉创笠?guī)模高比例并網(wǎng)帶來的安全挑戰(zhàn)，以及互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云計算、人工智能等現(xiàn)代信息技術(shù)與能源電力深度融合而塑造出的新業(yè)態(tài)、新模式均待深入探討與驗證。對于電力行業(yè)從業(yè)者而言，未來十年是大變革期，也是歷史機遇期。

 

 

伴隨著城鎮(zhèn)化的發(fā)展，能源需求是逐步上升的。城鎮(zhèn)化過程需要能源供給，新型城鎮(zhèn)化更需注重生態(tài)綠色?；茉粗С窒碌墓I(yè)文明，已經(jīng)造成了城鄉(xiāng)二元對立，新能源支持下的生態(tài)文明，則將助力新型城鎮(zhèn)化，改變城鄉(xiāng)發(fā)展格局。新能源相對均衡分布的特點，決定了其利用的天然優(yōu)勢在中小城市和農(nóng)村。不僅有土地資源可供風電和太陽能開發(fā)利用，而且還有豐富的生物質(zhì)資源，可直接用于供熱，或生產(chǎn)沼氣，或以熱電聯(lián)產(chǎn)方式進行利用等。河南省蘭考縣的經(jīng)驗證明，全國大部分農(nóng)村不僅可以做到能源基本自給，有的甚至還可以向城市提供富余電力。在新型城鎮(zhèn)化的規(guī)劃和建設(shè)中，統(tǒng)籌做好農(nóng)村可再生能源的開發(fā)利用，是徹底改變農(nóng)村面貌，實現(xiàn)鄉(xiāng)村振興和農(nóng)村現(xiàn)代化的一個新途徑或突破口。未來將有越來越多的農(nóng)戶成為新能源的“產(chǎn)銷者”。