楊振綱 胡玉峰 王珂

（作者為南方電網(wǎng)公司2021年中青年干部培訓(xùn)班二班（秋季）學(xué)員）

實現(xiàn)碳達峰碳中和，是以習近平同志為核心的黨中央統(tǒng)籌國內(nèi)國際兩個大局作出的重大戰(zhàn)略決策，是應(yīng)對氣候變化的主動之策，是保障我國能源安全的必由之路，是提升國際競爭力、培育發(fā)展新動能的創(chuàng)新之舉，是實現(xiàn)經(jīng)濟高質(zhì)量發(fā)展的內(nèi)在要求，彰顯了可持續(xù)發(fā)展的深入洞見和“人民至上”的初心情懷。

當前，人民日益增長的清潔低碳、安全高效的能源需求與我國清潔低碳能源發(fā)展不平衡不充分、經(jīng)濟社會和電力系統(tǒng)對新能源發(fā)展承載能力不足的矛盾日益凸顯。解決這一矛盾的關(guān)鍵，一是要以科技創(chuàng)新引領(lǐng)電力行業(yè)發(fā)展，從根本上提升全行業(yè)生產(chǎn)力水平，滿足日益增長的電力需求；二是要充分發(fā)揮市場在資源配置中的決定性作用，更好地發(fā)揮政府作用，建立健全電力市場，構(gòu)建與生產(chǎn)力相互匹配、相互促進的生產(chǎn)關(guān)系。

發(fā)展路徑篇

關(guān)于2030年前碳達峰。根據(jù)科學(xué)估算，到2030年全國碳排放總量在115億噸左右。2021~2030年全國能源消費總量約有18%的增長空間，平均每年不到2%。具體到電力行業(yè)，由于電力在終端能源消費中的占比會從目前的27%提升到35%左右，今后十年還會有約48%的增長空間。

關(guān)于2060年前碳中和。于電力行業(yè)，由非化石能源逐步替代化石能源，實現(xiàn)以新能源發(fā)電為主體。碳排放將由2020年的43億噸、“十五五”達到峰值的45億噸，降至本世紀中葉的4億噸，并通過碳捕獲將剩余碳排放全部中和。于工業(yè)、交通、建筑領(lǐng)域，通過電能替代和綠氫等手段，碳排放水平將由目前的44.6億噸增長至45億噸，“十五五”實現(xiàn)低峰值達峰，2060年前降至5億噸，并以碳捕獲、生物質(zhì)改造技術(shù)實現(xiàn)碳中和。于工業(yè)生產(chǎn)過程二氧化碳排放，通過綠氫替代還原劑或碳捕獲等手段實現(xiàn)碳減排，并通過植物碳匯實現(xiàn)碳中和。

在能源這個主戰(zhàn)場，雙碳發(fā)展路徑可以概括為終端用能電氣化和電力供給低碳化。對此，習近平總書記提出了具體而明確的要求，加快構(gòu)建清潔低碳、安全高效的能源體系，控制化石能源總量，著力提高能源利用效率，實施可再生能源替代，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)，通過能源電力綠色低碳發(fā)展引領(lǐng)經(jīng)濟社會系統(tǒng)性變革，這為我國能源電力行業(yè)改革發(fā)展指明了方向。

構(gòu)建新型電力系統(tǒng)，實現(xiàn)雙碳目標，需從“源網(wǎng)荷儲”四個方面協(xié)同發(fā)力，系統(tǒng)推進。電源側(cè)，持續(xù)推進風光等新能源生產(chǎn)成本降低，并逐步成為主體電源；積極穩(wěn)妥發(fā)展核電和水電。預(yù)計到2030年，風光等新能源裝機達到45%，非化石能源裝機占比為68%；到2060年，風光等新能源裝機約為80%，非化石能源達到96%。電網(wǎng)側(cè)，持續(xù)擴展“西電東送、北電南送”，實現(xiàn)能源資源高效內(nèi)循環(huán)；構(gòu)建“合理分區(qū)、柔性互聯(lián)、安全可控、開放互濟”的主網(wǎng)架和“強簡有序、靈活可靠、先進適用”的配電網(wǎng)，構(gòu)建強健的中樞平臺支撐；加快傳統(tǒng)電網(wǎng)數(shù)字化轉(zhuǎn)型，通過數(shù)字賦能實現(xiàn)智能決策、智能調(diào)控、智能運行。負荷側(cè)，推動戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)和高附加值低能耗產(chǎn)業(yè)發(fā)展，加快形成綠色低碳的生產(chǎn)生活方式；堅持節(jié)能優(yōu)先，支持重點行業(yè)節(jié)能改造，推動重點領(lǐng)域和新基建領(lǐng)域能效提升；拓展電能應(yīng)用的廣度深度，加快推動以電代煤、代油、代氣、代柴；加快實現(xiàn)電制氫對化石能源的進一步替代。儲能側(cè)，加快布局發(fā)展抽水蓄能；優(yōu)先在源荷側(cè)就近布局新型儲能，實現(xiàn)互補發(fā)展。通過改造傳統(tǒng)電源，提升靈活調(diào)節(jié)能力。整合電動汽車、工業(yè)可調(diào)節(jié)負荷等彈性資源，聚合形成虛擬電廠，構(gòu)建用戶側(cè)優(yōu)質(zhì)調(diào)節(jié)資源。

科技創(chuàng)新篇

電力系統(tǒng)發(fā)展與電力科技進步緊密交織、相輔相成。超超臨界機組、高水頭抽水蓄能、特高壓輸電、柔性直流輸電、大電網(wǎng)安全穩(wěn)定系統(tǒng)等重大電力裝備與技術(shù)，有力保障了我國互聯(lián)大電網(wǎng)的發(fā)展與“西電東送”國家戰(zhàn)略的實施。2014年，習近平總書記提出“四個革命，一個合作”能源安全新戰(zhàn)略，為我國能源電力高質(zhì)量發(fā)展指明了道路，隨后以新能源發(fā)電、柔性配電網(wǎng)、綜合能源、新型儲能、電動汽車、云大物移智鏈等為代表的新一代能源電力科技實現(xiàn)了快速發(fā)展與規(guī)模化應(yīng)用，為構(gòu)建以新能源為主體的新型電力系統(tǒng)奠定了良好基礎(chǔ)。

新型電力系統(tǒng)面臨的主要技術(shù)問題。當前，新型電力系統(tǒng)建設(shè)已成為時代使命，新能源發(fā)電機組隨機性、波動性、間歇性大，具有“極熱無風”“晚峰無光”“大裝機、小電量”等特性，其大量并網(wǎng)并逐步成為主力電源，會影響電力安全可靠供應(yīng)。新型電力系統(tǒng)中，新能源機組、直流系統(tǒng)、分布式電源、微電網(wǎng)與多能互補網(wǎng)絡(luò)、新型負荷等電力電子裝置大量接入，弱支撐性與低抗擾性將使得電力系統(tǒng)運行特性、穩(wěn)定機理、平衡控制等發(fā)生重大變化，不確定性增加，轉(zhuǎn)動慣量降低，系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行風險增大。

推動新型電力系統(tǒng)構(gòu)建的科技創(chuàng)新核心方向。面對能源電力安全、經(jīng)濟、綠色“不可能三角”帶來的挑戰(zhàn)，加快推進科技創(chuàng)新是必由之路。電源側(cè)，積極推進清潔轉(zhuǎn)型，研制應(yīng)用4兆瓦+級陸上風電、15兆瓦+級海上風電、25%+光伏電池等更高效率、更低成本的新能源發(fā)電裝備，大力發(fā)展第四代核電技術(shù)、常規(guī)煤電機組靈活性與超低排放技術(shù)、生物質(zhì)混燃發(fā)電與氣化發(fā)電技術(shù)、高效低成本氫能制儲用技術(shù)，積極探索核聚變、海洋能、干熱巖地熱能、天然氣水合物應(yīng)用技術(shù)。電網(wǎng)側(cè)，大力推進電網(wǎng)數(shù)字化、智能化、柔性化轉(zhuǎn)型，加快突破新能源基地直流外送技術(shù)、海上風電新型匯集組網(wǎng)送出技術(shù)、新能源主動支撐技術(shù)、概率性規(guī)劃技術(shù)、源荷不確定情況下電力電量平衡技術(shù)、新型電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定機理與新一代穩(wěn)控技術(shù)、新型電力系統(tǒng)風險評估與韌性提升技術(shù)、海量調(diào)度對象的可觀可測可控技術(shù)。負荷側(cè)，大力推進“新電氣化”與能源高效利用，加快推進冷熱電氣高效轉(zhuǎn)化與梯次利用技術(shù)、低碳零碳高效用能技術(shù)、車-樁-網(wǎng)互動與電力交通融合技術(shù)、智能用電與供需互動技術(shù)研究應(yīng)用。儲能側(cè)，大力推進高可靠、長壽命、低成本新型儲能技術(shù)研發(fā)及規(guī)模化應(yīng)用，突破大型可變速抽水蓄能機組裝備技術(shù)，發(fā)展高電壓吉瓦時儲能電站集成技術(shù)、分布式儲能聚合應(yīng)用技術(shù)，推動先進壓縮空氣儲能、低成本高能量密度液流電池儲能、寬溫度長循環(huán)鈉離子儲能、固態(tài)鋰電池儲能以及海水抽水蓄能技術(shù)發(fā)展。

建立健全科技創(chuàng)新體制機制的建議。構(gòu)建以新能源為主體的新型電力系統(tǒng)是能源電力行業(yè)發(fā)展的重大變革，對電力科技創(chuàng)新提出更高要求，需要政府部門、關(guān)聯(lián)企業(yè)、科研院所協(xié)同推進，深化科技體制機制改革，加快完善關(guān)鍵核心技術(shù)攻關(guān)的新型舉國體制，通過構(gòu)建產(chǎn)學(xué)研創(chuàng)新聯(lián)合體，建設(shè)國家、區(qū)域重大聯(lián)合創(chuàng)新平臺，出臺鼓勵協(xié)同創(chuàng)新的政策機制，充分發(fā)揮社會主義制度優(yōu)越性；也要通過市場的決定性作用來優(yōu)化資源配置，使舉國體制更加科學(xué)、集約、有效，讓更多的創(chuàng)新要素向企業(yè)集聚，激發(fā)市場主體的創(chuàng)新活力。

市場建設(shè)篇

關(guān)于新型電力市場建設(shè)面臨的主要問題。新型電力系統(tǒng)能否健康持續(xù)高質(zhì)量發(fā)展，生產(chǎn)關(guān)系調(diào)整的核心是解決各利益主體的成本疏導(dǎo)和構(gòu)建科學(xué)合理的價格機制，建立起與之匹配的新型電力市場。由于新型電力系統(tǒng)從源網(wǎng)荷儲各要素都面臨著較大的生產(chǎn)力變革和結(jié)構(gòu)變革，源荷兩側(cè)的利用小時數(shù)、特性曲線差異拉大，宏觀看不可避免地增大了電源與負荷的容量比和電網(wǎng)的布局，同時增大了儲能布局，使之成為電力系統(tǒng)的第四大獨立要素，各要素必要的成本投入需要新型電力市場疏導(dǎo)和調(diào)節(jié)。逐步成為主體的風光等新能源發(fā)電，在技術(shù)創(chuàng)新的推動下和充分競爭的市場中，投資成本持續(xù)下降，從上網(wǎng)電量單價這一角度衡量，目前已實現(xiàn)與煤電同價，低于氣電，未來還有較大的下降空間，這些空間需要通過新型電力市場引導(dǎo)，用以補償其他電源的容量、調(diào)節(jié)能力貢獻和網(wǎng)荷儲三側(cè)消納能力、調(diào)節(jié)能力、控制能力等方面建設(shè)成本。

關(guān)于新型電力市場建設(shè)的基本原則。為了實現(xiàn)新型電力市場建設(shè)的主要目標，需遵循以下基本原則。一是堅持市場在資源配置中的決定性作用原則，釋放各主體的市場價值，體現(xiàn)電力商品的經(jīng)濟、低碳、綠色價值，促進新能源在競爭中健康蓬勃發(fā)展。核心是為新能源提供穩(wěn)定回報，調(diào)動新能源產(chǎn)業(yè)鏈積極性，從而促進規(guī)模發(fā)展。同時，推動新能源全面參與市場，在競爭中不斷降低成本，為其他各方的合理成本提供回收來源。二是堅持“放開兩頭、管住中間”的原則，尤其對第四要素的儲能，應(yīng)主要參考“放開兩頭”的原則，以市場手段形成價格，保障成本回收。支持靈活性資源獲得合理收益，體現(xiàn)其價值，充分挖掘抽水蓄能、電化學(xué)儲能、火電、負荷等靈活性資源的潛能，支撐系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行，并為其獲得合理收益提供市場平臺。三是統(tǒng)籌協(xié)調(diào)電力市場與碳市場原則，通過市場挖掘并兌現(xiàn)綠電的減碳效益和環(huán)保效益。新型電力市場可緊密關(guān)聯(lián)碳交易市場和綠證交易市場，協(xié)調(diào)電力與碳排放、綠色能源價值的關(guān)系，并與其他外部市場協(xié)同發(fā)展，助力實現(xiàn)碳達峰碳中和。

關(guān)于新型電力市場建設(shè)的初步構(gòu)想。總體思路是容量市場建設(shè)、電量市場完善、輔助服務(wù)市場優(yōu)化、碳交易市場與綠電市場的融合，以實現(xiàn)全國統(tǒng)一電力市場的建設(shè)。容量市場主要針對傳統(tǒng)電源（由主供電源向基礎(chǔ)電源/保障電源的定位變化）和大型抽水蓄能等調(diào)節(jié)電源，主要解決電力系統(tǒng)各個時間尺度的供應(yīng)容量保障、調(diào)峰容量保障，解決傳統(tǒng)電源和抽水蓄能的投資回收問題。電量市場主要優(yōu)化電力中長期和現(xiàn)貨交易的協(xié)同配合，使市場充分跟蹤一次能源價格波動引起的成本波動，同時全力實現(xiàn)電力供需關(guān)系和價格的可預(yù)測可調(diào)控，穩(wěn)定經(jīng)濟社會用電的基本預(yù)期，建立帶時標曲線的新型電力市場交易機制，形成適合新能源的交易體系。輔助服務(wù)市場作為對容量、電量兩大市場的補充，針對調(diào)頻、調(diào)壓、備用、電力需求響應(yīng)等輔助服務(wù)建立市場，疏導(dǎo)系統(tǒng)必要的成本投入，挖掘靈活性資源的價值。搭建有利于低碳發(fā)展的平臺，圍繞電價、碳價、綠證價格，對各市場主體的交易行為特征、價格形成機制等進行系統(tǒng)研究，統(tǒng)籌協(xié)調(diào)發(fā)展新型電力市場，融合發(fā)展碳交易市場和綠證交易市場，充分體現(xiàn)和挖掘清潔電力的綠色、低碳效益與價值，創(chuàng)造有利于非化石能源，尤其是新能源發(fā)展的環(huán)境和平臺。構(gòu)建全國統(tǒng)一電力市場，充分考慮我國電力系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)堅強、跨省交易容量大占比高、直流輸電為主、跨區(qū)交易相對獨立的特點，建立全國統(tǒng)一、區(qū)域融合、省為主體的統(tǒng)一開放、競爭有序、安全高效、治理完善的電力市場。