2020年9月22日，習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年前實現碳中和”。2021年3月15日，中央財經委員會第九次會議指出，“十四五”是碳達峰的關鍵期、窗口期，要構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，構建以新能源為主體的新型電力系統(tǒng)。習近平總書記關于碳達峰、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，體現了我國推動構建人類命運共同體的大國擔當。
碳排放主要來源于化石能源消耗，能源體系的綠色低碳轉型是實現雙碳目標的基礎保障。然而，能源體系服務于國家和社會發(fā)展，除了低碳性以外，安全性與經濟性也同樣至關重要。必須認識到，在現有技術條件下能源體系的低碳性、安全性與經濟性還存在一定的矛盾。一方面，風力、光伏等新能源由于出力的波動性和間歇性，大規(guī)模并網將對電網的安全穩(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)壓縮利潤空間將導致企業(yè)面臨巨大的經營壓力，不利于新能源產業(yè)的發(fā)展。若將發(fā)電成本直接傳導至終端用戶，將大幅增加社會的生產生活成本，不符合國家關于降低全社會用能成本的戰(zhàn)略要求。供需雙側對于能源安全、經濟性的要求使得建設以新能源為主體的新型電力系統(tǒng)任務艱巨。如何協(xié)調解決能源體系低碳性、安全性和經濟性三者之間的矛盾，成為我國實現碳達峰、碳中和目標的關鍵。
碳達峰、碳中和目標涉及能源的生產、傳輸、消費和存儲，實現碳減排與能源安全性和經濟性的協(xié)調發(fā)展，既需要從源、網、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、電網運行、儲能配置、綜合能源系統(tǒng)和能源互聯(lián)網六個方面提出安全、經濟的碳減排措施，助力碳達峰、碳中和目標實現。
新能源與火電協(xié)調共濟，安全高效發(fā)展核能
在能源供給方面，持續(xù)大力發(fā)展風能、太陽能、生物質能等新能源，研制應用效率更高、成本更低的風力發(fā)電和太陽能發(fā)電設施；加速常規(guī)煤電機組靈活性和超低排放技術的研發(fā)和改造，通過火電機組與新能源機組協(xié)調運行，以應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和新一代大型核能發(fā)電技術的研發(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)展的清潔能源供應體系，同時保障電力系統(tǒng)的安全性和經濟性。
完善需求響應市場機制，源荷互動降本增效
需求響應可通過激勵的方式刺激或誘導用戶改變電力需求，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、延緩電網投資等目的。碳達峰、碳中和目標下，需求響應作為一種安全、經濟的能源需求側管理手段，利用電、熱、冷、氣等不同能源形式間的耦合互補關系，激發(fā)綜合能源網絡的靈活性，提升能源利用效率，降低供能和用能成本；現行的需求響應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的完善，將需求側資源納入輔助服務市場和現貨市場，使需求側資源成為與供給側資源對等的靈活性資源參與電力市場競爭，將更加凸顯需求側資源的價值；隨著“大云物移智鏈邊”等現代化信息技術在能源電力系統(tǒng)的深化應用，具備實時化、智能化的用戶側設備自動響應將會逐步得到發(fā)展。智能設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，提升能源系統(tǒng)的安全性和經濟性。
加快推動智能電網建設，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；研制應用超導輸電技術、環(huán)境友好型氣體絕緣管道輸電和輸電輸氣超導混合輸能管線，解決特殊地區(qū)的輸電難題，應對負荷量持續(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，實現更加安全、經濟、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研發(fā)應用和產業(yè)化進程，研究開發(fā)適應不同應用場景下的儲能技術，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，借助高效、低成本、長壽命的儲能裝置，支撐分布式能源、微電網廣泛應用；推進儲能技術產業(yè)化進程，將儲能作為多類型能源轉換的重要媒介，充分發(fā)揮儲能在多網融合中的紐帶作用，以儲能為能源網絡互聯(lián)中的關鍵連接點與能源池，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，以及鼓勵電源側、電網側、用戶側及第三方獨立儲能供應商等各類型投資主體參與儲能系統(tǒng)的建設和應用，推進示范項目建設，探索儲能的應用場景和商業(yè)模式，以安全、經濟的方式發(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，實現多目標動態(tài)協(xié)調
依托綜合能源系統(tǒng)，拓展綜合能源服務，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)落地提供基礎性理論支撐與方向指導，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)調碳減排、安全性和經濟性等目標。提升綜合能源服務水平，創(chuàng)新綜合能源服務商業(yè)模式，掌握不同客戶對于電、熱、氣等異質能的服務需求，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。
建設能源互聯(lián)網，推動各行業(yè)綠色低碳轉型
能源互聯(lián)網是一種可實現能量雙向流動的能量對等交換與共享網絡，通過綜合運用先進的電力電子技術、信息技術和智能管理技術，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成的新型電力網絡、石油網絡、天然氣網絡等能源節(jié)點互聯(lián)起來。構建面向分布式清潔可再生能源生產和消費的能源互聯(lián)網，實現多能網絡協(xié)調、分布式可再生能源應用能效提升、信息能量一體化，推動能源市場運營業(yè)務開展，依托“大云物移智鏈邊”，推動電力生產、傳輸、消費的能源流、信息流有效貫通，在能源生產和消費各環(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，為我國實現碳達峰、碳中和目標提供安全、經濟的能源保障。
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域，要從源、網、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、經濟性的前提條件下，實現快速碳減排的必由之路。
（作者單位：華北電力大學能源互聯(lián)網研究中心）
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