2020年9月22日，習(xí)近平主席在第七十五屆聯(lián)合國大會一般性辯論上的講話中指出，“中國將提高國家自主貢獻力度，采取更加有力的政策和措施，二氧化碳排放力爭于2030年前達到峰值，努力爭取2060年前實現(xiàn)碳中和”。2021年3月15日，中央財經(jīng)委員會第九次會議指出，“十四五”是碳達峰的關(guān)鍵期、窗口期，要構(gòu)建清潔低碳安全高效的能源體系，控制化石能源總量，著力提高利用效能，實施可再生能源替代行動，深化電力體制改革，構(gòu)建以新能源為主體的新型電力系統(tǒng)。習(xí)近平總書記關(guān)于碳達峰、碳中和的系列重要部署為氣候環(huán)境治理和可持續(xù)發(fā)展方向指明了道路方向，彰顯了我國堅持綠色低碳發(fā)展的戰(zhàn)略定力，體現(xiàn)了我國推動構(gòu)建人類命運共同體的大國擔(dān)當。
碳排放主要來源于化石能源消耗，能源體系的綠色低碳轉(zhuǎn)型是實現(xiàn)雙碳目標的基礎(chǔ)保障。然而，能源體系服務(wù)于國家和社會發(fā)展，除了低碳性以外，安全性與經(jīng)濟性也同樣至關(guān)重要。必須認識到，在現(xiàn)有技術(shù)條件下能源體系的低碳性、安全性與經(jīng)濟性還存在一定的矛盾。一方面，風(fēng)力、光伏等新能源由于出力的波動性和間歇性，大規(guī)模并網(wǎng)將對電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運行造成沖擊;另一方面，新能源的發(fā)電成本還普遍較高，若完全靠新能源行業(yè)壓縮利潤空間將導(dǎo)致企業(yè)面臨巨大的經(jīng)營壓力，不利于新能源產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。若將發(fā)電成本直接傳導(dǎo)至終端用戶，將大幅增加社會的生產(chǎn)生活成本，不符合國家關(guān)于降低全社會用能成本的戰(zhàn)略要求。供需雙側(cè)對于能源安全、經(jīng)濟性的要求使得建設(shè)以新能源為主體的新型電力系統(tǒng)任務(wù)艱巨。如何協(xié)調(diào)解決能源體系低碳性、安全性和經(jīng)濟性三者之間的矛盾，成為我國實現(xiàn)碳達峰、碳中和目標的關(guān)鍵。
碳達峰、碳中和目標涉及能源的生產(chǎn)、傳輸、消費和存儲，實現(xiàn)碳減排與能源安全性和經(jīng)濟性的協(xié)調(diào)發(fā)展，既需要從源、網(wǎng)、荷、儲各環(huán)節(jié)多管齊下，更需要從系統(tǒng)層面對能源體系進行統(tǒng)籌優(yōu)化布局。本文從能源供給、能源消費、電網(wǎng)運行、儲能配置、綜合能源系統(tǒng)和能源互聯(lián)網(wǎng)六個方面提出安全、經(jīng)濟的碳減排措施，助力碳達峰、碳中和目標實現(xiàn)。
新能源與火電協(xié)調(diào)共濟，安全高效發(fā)展核能
在能源供給方面，持續(xù)大力發(fā)展風(fēng)能、太陽能、生物質(zhì)能等新能源，研制應(yīng)用效率更高、成本更低的風(fēng)力發(fā)電和太陽能發(fā)電設(shè)施;加速常規(guī)煤電機組靈活性和超低排放技術(shù)的研發(fā)和改造，通過火電機組與新能源機組協(xié)調(diào)運行，以應(yīng)對高比例可再生能源發(fā)電接入電力系統(tǒng)所帶來的運行問題;在2030年和2035年實現(xiàn)可再生能源發(fā)電量分別達到全社會用電量的40.5%和46.5%。此外，安全高效適度發(fā)展核能，重視核安全、核廢料處理利用技術(shù)和新一代大型核能發(fā)電技術(shù)的研發(fā)。在總體上形成新能源滿足基荷和腰荷，火電滿足峰荷的多元協(xié)同發(fā)展的清潔能源供應(yīng)體系，同時保障電力系統(tǒng)的安全性和經(jīng)濟性。
完善需求響應(yīng)市場機制，源荷互動降本增效
需求響應(yīng)可通過激勵的方式刺激或誘導(dǎo)用戶改變電力需求，利用靈活性負荷可削減、可平移的特性，達到削峰填谷、緩解用能緊張、延緩電網(wǎng)投資等目的。碳達峰、碳中和目標下，需求響應(yīng)作為一種安全、經(jīng)濟的能源需求側(cè)管理手段，利用電、熱、冷、氣等不同能源形式間的耦合互補關(guān)系，激發(fā)綜合能源網(wǎng)絡(luò)的靈活性，提升能源利用效率，降低供能和用能成本;現(xiàn)行的需求響應(yīng)主要以有序用電的方式開展，在激勵機制上存在峰谷價差小、峰谷時段劃分不合理、補貼方式單一等問題，未來隨著電力市場建設(shè)的完善，將需求側(cè)資源納入輔助服務(wù)市場和現(xiàn)貨市場，使需求側(cè)資源成為與供給側(cè)資源對等的靈活性資源參與電力市場競爭，將更加凸顯需求側(cè)資源的價值;隨著“大云物移智鏈邊”等現(xiàn)代化信息技術(shù)在能源電力系統(tǒng)的深化應(yīng)用，具備實時化、智能化的用戶側(cè)設(shè)備自動響應(yīng)將會逐步得到發(fā)展。智能設(shè)備將具備為用戶提供智能決策的能力，協(xié)助市場主體更加高效地參與需求響應(yīng)，提升能源系統(tǒng)的安全性和經(jīng)濟性。
加快推動智能電網(wǎng)建設(shè)，提升輸電輸能效率
基于新一代電力電子器件、裝置和系統(tǒng)，構(gòu)建我國新型特高壓/超高壓直流輸電系統(tǒng)，滿足我國可再生能源接入及大范圍優(yōu)化配置的需要;研制應(yīng)用超導(dǎo)輸電技術(shù)、環(huán)境友好型氣體絕緣管道輸電和輸電輸氣超導(dǎo)混合輸能管線，解決特殊地區(qū)的輸電難題，應(yīng)對負荷量持續(xù)增長、負荷特性變化和能源需求品類多樣化等多重挑戰(zhàn)，提高輸電輸能效率，實現(xiàn)更加安全、經(jīng)濟、環(huán)保的能源電力輸送。
優(yōu)化各類型儲能布局方案，探索共贏商業(yè)模式
加速推進各類儲能技術(shù)研發(fā)應(yīng)用和產(chǎn)業(yè)化進程，研究開發(fā)適應(yīng)不同應(yīng)用場景下的儲能技術(shù)，為大規(guī)模集中式可再生能源的接入提供平滑輸出、削峰填谷等服務(wù)，借助高效、低成本、長壽命的儲能裝置，支撐分布式能源、微電網(wǎng)廣泛應(yīng)用;推進儲能技術(shù)產(chǎn)業(yè)化進程，將儲能作為多類型能源轉(zhuǎn)換的重要媒介，充分發(fā)揮儲能在多網(wǎng)融合中的紐帶作用，以儲能為能源網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)中的關(guān)鍵連接點與能源池，將電力系統(tǒng)與其他系統(tǒng)連接，推動能源電力的靈活交易和開放共享;通過政策引導(dǎo)，以及鼓勵電源側(cè)、電網(wǎng)側(cè)、用戶側(cè)及第三方獨立儲能供應(yīng)商等各類型投資主體參與儲能系統(tǒng)的建設(shè)和應(yīng)用，推進示范項目建設(shè)，探索儲能的應(yīng)用場景和商業(yè)模式，以安全、經(jīng)濟的方式發(fā)揮儲能對能源系統(tǒng)快速減碳的支撐作用。
基于綜合能源系統(tǒng)仿真，實現(xiàn)多目標動態(tài)協(xié)調(diào)
依托綜合能源系統(tǒng)，拓展綜合能源服務(wù)，推動綜合能源系統(tǒng)落地。圍繞“兩高三低”目標，開展綜合能源系統(tǒng)仿真，為系統(tǒng)落地提供基礎(chǔ)性理論支撐與方向指導(dǎo)，并選取典型區(qū)域開展冷熱電三聯(lián)供、分布式光伏、儲能、用能負荷協(xié)同優(yōu)化，動態(tài)協(xié)調(diào)碳減排、安全性和經(jīng)濟性等目標。提升綜合能源服務(wù)水平，創(chuàng)新綜合能源服務(wù)商業(yè)模式，掌握不同客戶對于電、熱、氣等異質(zhì)能的服務(wù)需求，因地制宜使用能源托管、多能互補等商業(yè)模式，提供定制化綜合能源解決方案。
建設(shè)能源互聯(lián)網(wǎng)，推動各行業(yè)綠色低碳轉(zhuǎn)型
能源互聯(lián)網(wǎng)是一種可實現(xiàn)能量雙向流動的能量對等交換與共享網(wǎng)絡(luò)，通過綜合運用先進的電力電子技術(shù)、信息技術(shù)和智能管理技術(shù)，將大量由分布式能量采集裝置、分布式能量儲存裝置和各種類型負載構(gòu)成的新型電力網(wǎng)絡(luò)、石油網(wǎng)絡(luò)、天然氣網(wǎng)絡(luò)等能源節(jié)點互聯(lián)起來。構(gòu)建面向分布式清潔可再生能源生產(chǎn)和消費的能源互聯(lián)網(wǎng)，實現(xiàn)多能網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)、分布式可再生能源應(yīng)用能效提升、信息能量一體化，推動能源市場運營業(yè)務(wù)開展，依托“大云物移智鏈邊”，推動電力生產(chǎn)、傳輸、消費的能源流、信息流有效貫通，在能源生產(chǎn)和消費各環(huán)節(jié)對煤、油、氣等化石能源進行全方位深度替代，以能源體系碳減排推動全社會碳減排，為我國實現(xiàn)碳達峰、碳中和目標提供安全、經(jīng)濟的能源保障。
綜上，能源電力行業(yè)是貫徹落實碳達峰、碳中和目標工作的重點領(lǐng)域，要從源、網(wǎng)、荷、儲各個環(huán)節(jié)和系統(tǒng)層面綜合施策。這是在保證能源安全性、經(jīng)濟性的前提條件下，實現(xiàn)快速碳減排的必由之路。
(作者單位：華北電力大學(xué)能源互聯(lián)網(wǎng)研究中心)
作者：曾鳴、申煒杰
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