近來，中國高溫天氣呈現(xiàn)出持續(xù)時間長、范圍廣、強(qiáng)度大的特點(diǎn)，部分區(qū)域電網(wǎng)的用電需求最高負(fù)荷高。與此同時，四川盆地到長江中下游地區(qū)干旱頻發(fā)，以水電為主的四川降水量明顯減少，造成了局部地區(qū)面臨電力缺口加大的問題。這引發(fā)了政府對能源穩(wěn)定供應(yīng)的高度重視。目前，有關(guān)部門已經(jīng)打出加強(qiáng)電力保供的“組合拳”，從供給側(cè)和需求側(cè)兩方發(fā)力，同時協(xié)調(diào)跨區(qū)跨省余缺互濟(jì)，這些行動均突出強(qiáng)調(diào)了全力保障能源安全的重要性。
結(jié)合“雙碳”目標(biāo)來看，當(dāng)下中國主要面臨能源低碳轉(zhuǎn)型與能源安全穩(wěn)定供應(yīng)兩大挑戰(zhàn)。需要盡快認(rèn)清不同階段的主要問題，并對癥下藥、逐一解決。
從短中期來看，中國能源安全的主要挑戰(zhàn)是極端天氣引發(fā)的局部能源供應(yīng)不足以及石油對外依存度較高。
一方面，今后出現(xiàn)極端天氣的概率很可能還會增加，氣候風(fēng)險對于能源供應(yīng)是一個重大挑戰(zhàn)。為了應(yīng)對極端情況下的能源短缺，電網(wǎng)智能化建設(shè)、促進(jìn)省際電網(wǎng)互聯(lián)以及推進(jìn)多元化電力結(jié)構(gòu)可能是有效的措施。首先，通過有序用電的方式能夠有效快速地解決高溫天氣導(dǎo)致的電力負(fù)荷突升的問題，如果可以利用智能電網(wǎng)調(diào)節(jié)居民和工商業(yè)用電比例，則可以減少僅通過行政調(diào)整存在的一些弊端。在極端氣溫下，居民用電負(fù)荷波動性大，但持續(xù)性不強(qiáng)，對工業(yè)企業(yè)實(shí)行有序用電，可以暫時緩解電力供需緊張，保障居民用電。所以，對于電網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施的前瞻性規(guī)劃和投資變得更加重要。需要考慮到極端的氣象條件可能產(chǎn)生的影響，讓電網(wǎng)變得更具“彈性”且具備智能化特征。其次，電網(wǎng)設(shè)計應(yīng)該從系統(tǒng)、互聯(lián)的角度出發(fā)，盡量避免獨(dú)立電網(wǎng)的出現(xiàn)，通過區(qū)域系統(tǒng)互聯(lián)電網(wǎng)，各區(qū)域之間調(diào)配、傳輸電力，既可以減少局部停電或供應(yīng)不足帶來的損失，還可以在新能源裝機(jī)快速增長的情況下保障消納問題。最后，豐富電源種類、更靈活地發(fā)揮煤電壓艙石的作用，這些對于穩(wěn)定極端情況下電力供應(yīng)而言都是重要的保障。
另一方面，中國目前的石油對外依存度較高，俄烏沖突等背景容易對我國能源供應(yīng)造成一定挑戰(zhàn)。雖然中國石油供應(yīng)長期以來十分穩(wěn)定，但是地緣政治沖突、貿(mào)易風(fēng)險對石油供應(yīng)的影響仍不可小覷。眾所周知，俄烏沖突發(fā)生之后，歐洲能源供應(yīng)面臨巨大的難題，歐洲面臨嚴(yán)重的能源短缺，而且其短期難以找到充足的油氣能源供應(yīng)來替代。目前，居高不下的能源價格已經(jīng)嚴(yán)重影響到了歐洲社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。具體到中國來說，目前我們的油氣在能源消費(fèi)中的占比不到30%，油氣供應(yīng)短缺的影響相對可控，但是石油安全供應(yīng)問題仍然不可忽視。“雙碳”目標(biāo)主導(dǎo)的低碳轉(zhuǎn)型給中國降低石油依存度提供了具體的解決方案。在轉(zhuǎn)型過程中，電動汽車對于減少二氧化排放發(fā)揮著重要作用，同時能夠通過加快電動汽車對燃油汽車的替代來降低石油對外依存度。因此，短期內(nèi)中國的能源安全主要還是通過大規(guī)模發(fā)展電動汽車進(jìn)行石油替代，利用電源側(cè)的清潔化和用電側(cè)的電氣化合力降低石油對外依存度。
從中長期來看，中國的能源安全需要確保電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定供應(yīng)，尤其是風(fēng)電、光伏發(fā)電占比較高以后電網(wǎng)的安全運(yùn)行問題。為了實(shí)現(xiàn)2060年碳中和目標(biāo)，風(fēng)電、光伏最終在一次能源結(jié)構(gòu)中的占比大約需要達(dá)到65%-70%之間。如何將出力不穩(wěn)定的風(fēng)電、光伏轉(zhuǎn)變?yōu)榉€(wěn)定出力的電源，這將是保障能源安全的重大課題。
從中長期視角來看，屆時中國的能源結(jié)構(gòu)已經(jīng)轉(zhuǎn)為以新能源為主體的低碳能源結(jié)構(gòu)，此時能源安全應(yīng)該更加關(guān)注風(fēng)電光伏不穩(wěn)定帶來的電力系統(tǒng)的穩(wěn)定保障問題。具體來說，中國目前仍然以火電為主，風(fēng)電、光伏發(fā)電占比低于10%。所以，在風(fēng)電、光伏出力出現(xiàn)較大波動時，可以通過穩(wěn)定的火力發(fā)電等方式進(jìn)行互補(bǔ)。在這種情況下，風(fēng)光配儲的規(guī)模較小，而且發(fā)揮作用不大，因此對電力系統(tǒng)的智能化程度和儲能的發(fā)展要求不高。但是，在中長期規(guī)劃中，“雙碳”目標(biāo)要求風(fēng)電光伏等新能源的發(fā)電占比達(dá)到65%以上，甚至將近70%，煤電發(fā)電在電力系統(tǒng)中占比將大幅度下降，只能在配備CCUS的情況下作為“壓艙石”進(jìn)行應(yīng)急。此時打造一個穩(wěn)定的低碳電力結(jié)構(gòu)，需要配備大規(guī)模儲能以及智能化的電網(wǎng)管理系統(tǒng)。
應(yīng)對未來風(fēng)電光伏大比例接入后的電力安全供應(yīng)問題，需要考慮未來電力系統(tǒng)的穩(wěn)定。具體來說，在以風(fēng)電光伏為主體的新能源電力系統(tǒng)中，發(fā)電端整體成本可能會隨著裝機(jī)規(guī)模擴(kuò)大和技術(shù)創(chuàng)新而逐漸下降，而輸配電側(cè)為了保持電力穩(wěn)定供應(yīng)可能面臨越來越高的成本，未來電力系統(tǒng)的總體成本可能更多集中在穩(wěn)定電力供應(yīng)方面，而這些成本將隨著新能源電力系統(tǒng)和儲能系統(tǒng)的快速增長而不斷擴(kuò)大。目前電力系統(tǒng)內(nèi)部難以消化轉(zhuǎn)型成本，需要外部的參與，讓用戶和消費(fèi)者逐漸參與到穩(wěn)定供應(yīng)的成本分擔(dān)中來。
在“雙碳”目標(biāo)轉(zhuǎn)型進(jìn)程中，如何全面保障能源安全將會成為社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要議題。從時間維度來看，兼顧能源安全的低碳轉(zhuǎn)型需要將能源安全分成短中期和中長期兩個時間段。短中期內(nèi)，針對極端天氣引發(fā)的局部能源供應(yīng)不足以及石油對外依存度高的問題，應(yīng)從電網(wǎng)建設(shè)、電源多元化以及發(fā)展電動汽車等方面進(jìn)行應(yīng)對。而應(yīng)對中長期面對的風(fēng)電光伏大比例接入后的電力安全供應(yīng)問題，需要將能源轉(zhuǎn)型作為一個系統(tǒng)工程，從生產(chǎn)側(cè)和消費(fèi)側(cè)同時發(fā)力。在生產(chǎn)側(cè)加大儲能配比，為風(fēng)電光伏提供穩(wěn)定的保障;在消費(fèi)側(cè)，需要逐步改革電價機(jī)制，讓消費(fèi)者更多參與電力穩(wěn)定供應(yīng)。總之，需要“先立后破”，謹(jǐn)慎地在保障能源穩(wěn)定供應(yīng)和實(shí)現(xiàn)“碳中和”目標(biāo)之間尋找平衡。
作者：林伯強(qiáng)
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