深度 | 對新型電力系統“新”在哪里的再認識

博眾智合能源轉型論壇中國電力高級顧問(wèn)、中國可再生能源學(xué)會(huì )可再生能源發(fā)電并網(wǎng)專(zhuān)委會(huì )委員　尹明

中國能源研究會(huì )研究員、中國能源研究會(huì )碳中和產(chǎn)業(yè)合作中心主任　黃少中

構建新型電力系統是中央結合國內外發(fā)展情況，從實(shí)現能源電力清潔低碳轉型的角度提出的重大戰略任務(wù)，是“雙碳”背景下能源轉型的重大時(shí)代背景和歷史使命。新型電力系統到底“新”在哪里？不同的專(zhuān)家學(xué)者各有看法和解讀，筆者認為至少新在以下四個(gè)方面。

新形勢

任何重大戰略的制定和出現都與其特定的時(shí)代背景和具體的國內外形勢緊密聯(lián)系。構建新型電力系統也不例外。

一是減排降碳、應對氣候變化已成為全球的高度共識。這種共識主要體現為聯(lián)合國倡導的氣候變化國際公約或議程，已經(jīng)得到了世界大部分國家的認同和接受。目前《巴黎氣候變化協(xié)定》的締約方已近200個(gè)，既包括歐美發(fā)達經(jīng)濟體，也包括大量發(fā)展中和欠發(fā)達國家。這種共識已超越國家的發(fā)展階段、宗教信仰、意識形態(tài)劃界，近乎成為判斷國家、企業(yè)和個(gè)人行為是否為“善”的重要標準。中國是全球最大的二氧化碳排放體，年排放量占全球三成左右，同時(shí)，中國人均二氧化碳排放量也已超過(guò)世界平均水平。因此，中國在碳排放方面，既要面臨來(lái)自于碳排放總量低而人均排放量高的發(fā)達經(jīng)濟體的壓力，又要面對碳排放總量和人均排放量都低的其他發(fā)展中、欠發(fā)達國家，特別是小島嶼國家的壓力。

二是新一輪經(jīng)濟全球化發(fā)展在阻力中艱難前行。經(jīng)濟全球化是世界各國相互依存、相互聯(lián)系、共同發(fā)展的過(guò)程。進(jìn)入新世紀，逆全球化思潮暗流涌動(dòng)，“美國優(yōu)先”、單邊主義嚴重阻礙經(jīng)濟全球化發(fā)展。當前，美國加緊在美歐、印太地區構建以半導體為中心的新的貿易體系，抓緊布局與中國在高科技和新興產(chǎn)業(yè)脫鉤等。另一方面，信息通信互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)突飛猛進(jìn)，新一輪產(chǎn)業(yè)和技術(shù)革命又趨于將世界更緊密鏈接。舊格局、舊體制對新科技、新產(chǎn)業(yè)變革驅動(dòng)的新一輪經(jīng)濟全球化發(fā)展帶來(lái)嚴重挑戰。舊生產(chǎn)關(guān)系與新生產(chǎn)力之間矛盾顯性化?，F有國際經(jīng)濟秩序、全球產(chǎn)業(yè)鏈和供應鏈正遭受人為破壞的影響。中國作為經(jīng)濟全球化的積極維護者與引領(lǐng)者，近年來(lái)已成為這場(chǎng)較量的“風(fēng)暴中心”。

三是我國已進(jìn)入高質(zhì)量發(fā)展新階段。經(jīng)歷四十多年“跟隨跑”，我國經(jīng)濟體量已成為全球第二，并積累了龐大規模的社會(huì )資產(chǎn)。然而，多年“粗放式”發(fā)展累積的經(jīng)濟、生態(tài)、民生、治理、社會(huì )問(wèn)題，已嚴重制約國家的新型工業(yè)化、信息化、城鎮化、農業(yè)現代化建設，阻礙發(fā)展現代化經(jīng)濟體系。未來(lái)發(fā)展中，我國需要在確保規模增長(cháng)的同時(shí)，更加重視發(fā)展質(zhì)量和發(fā)展效益。國家治理體系與治理能力、市場(chǎng)機制等都需要作出重大調整和改變。

在上述時(shí)代大背景下，全球疫情陰霾未散，俄烏沖突深刻影響地緣政治格局，能源、糧食等大宗商品供應、國際經(jīng)貿規則和體系受到嚴重破壞。我國發(fā)展面臨的外部挑戰明顯增多，糧食安全、能源安全和產(chǎn)業(yè)鏈供應鏈安全風(fēng)險凸顯。解決國內發(fā)展不平衡問(wèn)題、產(chǎn)業(yè)結構調整問(wèn)題、生態(tài)環(huán)境問(wèn)題和持續改善民生問(wèn)題依然重要、艱巨而急迫。因此，這些都要求我們在構建新型電力系統的時(shí)候，采取更廣闊、更長(cháng)遠的視野，更加強調其在安全底線(xiàn)、可靠保障和創(chuàng )新引領(lǐng)等方面的作用。

新視野

構建新型電力系統是我國實(shí)現“雙碳”目標的關(guān)鍵所在，要將其置于經(jīng)濟社會(huì )發(fā)展全局統籌謀劃。在我國2020年9月正式向國際社會(huì )提出實(shí)現“雙碳”目標的承諾后，中央進(jìn)一步提出構建新型電力系統的任務(wù)，既抓住了電力系統作為實(shí)現“雙碳”目標的關(guān)鍵，推動(dòng)能源自身清潔低碳轉型的同時(shí)，更加強調電力系統需要深度融入到由生態(tài)—經(jīng)濟—能源——社會(huì )構成的整個(gè)社會(huì )體系中，采取全局性、系統性和整體性的更高視野去思考構建新型電力系統的任務(wù)。

在生態(tài)方面，圍繞源頭清潔化、用能高效化和碳排放“雙控”，堅持系統觀(guān)念，加強發(fā)電資源多元化和清潔化，將風(fēng)能、光能、水能、地熱能、波浪能、生物質(zhì)能等就地轉化為清潔電能使用，減少化石能源發(fā)電量；加強電能供需兩側協(xié)同聯(lián)動(dòng)，在交通運輸、建筑用能、工業(yè)用能等方面積極推進(jìn)電能替代，實(shí)現清潔用能；推進(jìn)產(chǎn)業(yè)結構優(yōu)化和產(chǎn)業(yè)空間布局合理化，產(chǎn)業(yè)布局要滿(mǎn)足“三線(xiàn)一單”要求，降低單位產(chǎn)品能耗電耗，減少中間產(chǎn)品或原材料長(cháng)途轉運造成的能耗電耗，推進(jìn)從能耗“雙控”向碳排放“雙控”轉變等。

在經(jīng)濟方面，國際經(jīng)驗和國內研究均表明，隨著(zhù)新能源規?；l(fā)展和占比（主要是電量占比）的提高，終端電價(jià)水平將顯著(zhù)提高，社會(huì )用能成本將增加。因此，要重視社會(huì )承受能力，考慮電力系統清潔低碳轉型全成本，加強投資合理性監管，建立價(jià)格高效傳導機制，在源網(wǎng)荷儲各環(huán)節合理分攤責任與收益。當前最緊迫的兩個(gè)問(wèn)題：一是如何實(shí)現電力系統靈活性資源（包括儲能）價(jià)值的市場(chǎng)化顯現；二是煤電從主體電源向基礎性、調節性電源轉變后其價(jià)值的市場(chǎng)化顯現。

在社會(huì )方面，在終端用能成本不斷增長(cháng)情況下，對發(fā)展相對滯后地區、脆弱群體要做好用能用電普遍服務(wù)和兜底保障，避免能源貧困現象發(fā)生。同時(shí)，重視在構建新型電力系統過(guò)程中促進(jìn)區域協(xié)調發(fā)展、平衡發(fā)展，服務(wù)傳統能源資源富集區的經(jīng)濟轉型發(fā)展，服務(wù)農業(yè)農村用能用電清潔化和現代化，帶動(dòng)當地清潔能源特色產(chǎn)業(yè)發(fā)展，提高當地就業(yè)，改善當地基礎設施和生活環(huán)境。

采取更高的新視野思考和落實(shí)構建新型電力系統任務(wù)，處理好多重關(guān)系，包括政府與市場(chǎng)的關(guān)系、減排與發(fā)展的關(guān)系、遠期目標與近期目標的關(guān)系、整體與局部的關(guān)系等。筆者認為，在現階段最重要的是發(fā)揮好有為政府的作用。“十四五”是碳達峰的關(guān)鍵期、窗口期，頂層設計、宏觀(guān)指導、部門(mén)協(xié)同在此階段非常重要。一是要提高能源、電力規劃的嚴肅性、指導性和科學(xué)性，加強規劃落實(shí)情況的督察與滾動(dòng)修訂。二是提高行政措施的實(shí)效性，增強政策的可執行性，對重大問(wèn)題不光要出文，還要出措施，尤其是在一些規?；履茉撮_(kāi)發(fā)政策上，還需要考慮接網(wǎng)、消納、市場(chǎng)化、調度、投資、成本回收等具體問(wèn)題。三是提高不同部門(mén)間職責協(xié)調性，特別是在處理排放和發(fā)展相關(guān)問(wèn)題方面，應該避免“一刀切”“運動(dòng)式減碳”對經(jīng)濟社會(huì )發(fā)展，甚至社會(huì )穩定的影響，加大力度建立減排與發(fā)展之間的預警預報機制和基于預案庫的處置機制等。四是提高地方政府間的協(xié)調性，尤其是區域間、區域內各地能源電力的互濟機制，建立主要基于市場(chǎng)機制的跨省跨區電力市場(chǎng)交易機制，減少“計劃＋市場(chǎng)”雙軌制的負面影響。

新含義

基于對新型電力系統面臨的新形勢、采取的新視野的分析，有助于明確構建新型電力系統應堅持以下原則。

一是應堅定不移地推動(dòng)我國電力系統多元發(fā)展、清潔低碳發(fā)展，推動(dòng)節能降碳，實(shí)現生態(tài)文明健康有序發(fā)展。

二是應加快提高終端用能電氣化水平，積極開(kāi)展電能替代，降低我國石油、天然氣對外依存度，實(shí)現以高水平的電力安全保障高水平的國家能源安全。

三是應大力推進(jìn)電力系統科技創(chuàng )新，利用科技賦能、數字賦能，促進(jìn)節能增效，做到“存能于技”和“產(chǎn)能于技”，實(shí)現電力生產(chǎn)力水平的質(zhì)的飛躍。

四是應深化電力體制機制創(chuàng )新，建立適應規?；弑壤履茉吹恼{度、交易、規劃、標準、監管體系，實(shí)現有為政府與有效市場(chǎng)的協(xié)同發(fā)力。

五是應重視國際市場(chǎng)、國際資源的開(kāi)拓與開(kāi)發(fā)，密切跟蹤國際地緣政治、大宗交易市場(chǎng)變化，通過(guò)創(chuàng )新金融服務(wù)、開(kāi)展資源互換、本幣結算等方式與資源國建立長(cháng)期穩定的互利共贏(yíng)合作。

基于以上分析，筆者認為，構建新型電力系統具有三層含義：

最底層含義，即新型電力系統要以確保能源安全和可靠供應為前提。這要求新型電力系統建設一定要端牢我們的“能源飯碗”，一定要堅持“先立后破”，一定不能自縛手腳，依然堅持國內國際兩個(gè)市場(chǎng)、兩種資源共同開(kāi)發(fā)利用。

核心層含義，即新型電力系統要以實(shí)現新能源對傳統能源的逐漸替代為核心任務(wù)。這要求新型電力系統建設一定要堅持系統觀(guān)念，將煤電與新能源作為一個(gè)問(wèn)題的兩個(gè)方面，而不是“你死我活”的對立方考慮，將促進(jìn)煤電穩妥轉型與新能源加快發(fā)展有機結合。在“無(wú)風(fēng)”“無(wú)光”或供需關(guān)系緊繃的特殊階段，煤電的保供作用還是非常重要和必要的。多個(gè)權威機構研究表明，即使2060年左右實(shí)現了碳中和，我國電力系統的安全穩定運行還需保留10億千瓦左右的煤電。

價(jià)值層含義，即新型電力系統要以促進(jìn)創(chuàng )新（技術(shù)、業(yè)務(wù)、模式等）為手段，圍繞綠色能源、高效用能、經(jīng)濟用能培育新主體、新生態(tài)、新市場(chǎng)，支撐經(jīng)濟社會(huì )高質(zhì)量發(fā)展。這突出表現在三方面：一是新能源發(fā)電規?；弑壤l(fā)展，給電力系統帶來(lái)新問(wèn)題、新挑戰的同時(shí)，也創(chuàng )造了新技術(shù)需求、新業(yè)務(wù)需求和新模式需求，會(huì )吸引更多市場(chǎng)主體和資本參與，會(huì )產(chǎn)生更多的創(chuàng )新活力和就業(yè)機會(huì )。二是新型電力系統通過(guò)與數字化、智能化技術(shù)深度融合，可充分發(fā)揮起網(wǎng)絡(luò )覆蓋廣、用戶(hù)聯(lián)絡(luò )緊密、站塔線(xiàn)點(diǎn)資源豐富的特點(diǎn)，將成為我國新型基礎設施的重要組成，實(shí)現對工業(yè)、交通運輸和建筑的數智賦能，對促進(jìn)我國產(chǎn)業(yè)結構優(yōu)化調整、升級意義重大。三是“源網(wǎng)荷儲”集成一體化開(kāi)發(fā)利用模式對提高能源綜合利用效率、減少中間環(huán)節成本、實(shí)現源荷協(xié)同互動(dòng)、降低用能費用等方面的作用明顯，對有效降低實(shí)體經(jīng)濟用能成本、提高國際市場(chǎng)競爭力意義重大，將有力推動(dòng)我國實(shí)體經(jīng)濟高質(zhì)量發(fā)展。

新要求

構建新型電力系統是新發(fā)展階段我國電力系統適應新要求、實(shí)現高質(zhì)量發(fā)展的必然選擇。近十年，我國電力系統已處于新能源逐漸替代傳統能源發(fā)電的過(guò)程之中，電力清潔轉型取得了顯著(zhù)成績(jì)。2010年至2021年，我國煤電發(fā)電量占比從76.9％下降至62.6％，風(fēng)光發(fā)電量占比從1.2％增長(cháng)到11.5％；煤電裝機占比從68.1％下降到46.7％，風(fēng)光發(fā)電裝機占比從3.3％增長(cháng)到26.7％。當前我國已進(jìn)入新發(fā)展階段，經(jīng)濟社會(huì )高質(zhì)量發(fā)展對電力系統提出新的更高要求。

在系統平衡方面，電力系統平衡包括電量平衡和電力平衡。電量平衡是一段時(shí)間內的總發(fā)電量（單位是千瓦時(shí)）等于總用電量與損失電量之和，與負荷隨時(shí)間的變化無(wú)關(guān)，是總量上的平衡。電力平衡是發(fā)電出力（單位是千瓦）等于用電負荷與線(xiàn)損之和，與負荷隨時(shí)間的變化緊密相關(guān)，即當負荷發(fā)生變化時(shí)，發(fā)電出力可以及時(shí)可靠地隨之實(shí)現新的平衡狀態(tài)。在以火電為主的電力系統中，由于火電具有良好的可控性和可調節性，系統電量平衡與電力平衡具有一致性，均可通過(guò)調節火電機組實(shí)現，是“源隨荷動(dòng)”的基礎。但大規模高比例新能源接入電力系統后，由于新能源發(fā)電具有間歇性、變動(dòng)性，可控性和可調節性低，因此當用電負荷發(fā)生變化時(shí)，新能源發(fā)電幾乎不可能及時(shí)可靠地跟上負荷變化，導致系統電力平衡與電量平衡出現分化。“量力分化”是大規模高比例新能源電力系統運行的最底層邏輯，很多問(wèn)題均與此有關(guān)，如系統調控、電力市場(chǎng)建設等。此時(shí)系統的電力平衡需要通過(guò)加強“源荷協(xié)同”，發(fā)揮各類(lèi)靈活性可調節資源價(jià)值得以解決。

在系統環(huán)節方面，電源側，電源類(lèi)型更加多元，結構更加清潔、更加低碳，集中式與分布式發(fā)展并舉。電網(wǎng)側，網(wǎng)架結構更加堅強、合理，電網(wǎng)功能更加靈活、智能、可靠，能更好適應和服務(wù)各類(lèi)新能源規?；l(fā)展。用電側，全社會(huì )節能意識更強，用電設備更加高效智能，能與電網(wǎng)形成良好互動(dòng)，可調節負荷、需求側靈活性資源能及時(shí)、主動(dòng)參與到系統運行中。

在調控方面，調控體系適應新能源規?；弑壤l(fā)展需要，能很好解決電力、電量平衡分化難題，新能源發(fā)電調度與氣象、天氣預測緊密結合，可觀(guān)可測可控性要求向下不斷延伸，從淺層調控向深層調控轉變，從源荷單一調控向“源網(wǎng)荷儲”綜合調控轉變。

在市場(chǎng)方面，建立適應大規模高比例新能源市場(chǎng)體系，保障系統有充足、經(jīng)濟的靈活性資源，保障有效發(fā)電容量成本可合理回收，保障上游發(fā)電燃料市場(chǎng)與電力市場(chǎng)價(jià)格合理傳導，打破省間壁壘和“隔墻售電”等限制，提升新能源消納能力，電力市場(chǎng)變得更加規范、高效、開(kāi)放，靈活性資源、高可靠性發(fā)電、綠色電力等均應實(shí)現價(jià)值變現。

這些新要求涉及電力系統發(fā)展的方方面面，落實(shí)這些新要求僅靠對現有電力系統的“小修小補”是不夠的，應從思想上重視起來(lái)，按照“四個(gè)革命，一個(gè)合作”的能源安全新戰略要求，對電力系統進(jìn)行一場(chǎng)深刻的革命。通過(guò)深化改革，破除各種制約新能源規?；l(fā)展的障礙；通過(guò)創(chuàng )新，進(jìn)一步提高電力系統開(kāi)發(fā)消納新能源的能力，從形態(tài)、功能、機制、標準等各方面加快電力系統從“傳統”向“新型”的蛻變和轉型。而且，新型電力系統具有繼承性的特點(diǎn)，即它不能脫離我國現有的電力系統從零開(kāi)始，只能是在一個(gè)目前以煤電為主的電源結構和以交流電網(wǎng)為主的電網(wǎng)體系基礎上起步，因此，從處理好存量與增量關(guān)系入手是一個(gè)可行、低風(fēng)險的思路。

凡事預則立，不預則廢。“預”強調的就是前瞻性、戰略性、深入的思考和超前謀劃。希望以上對新型電力系統的再認識，可以為讀者認識新型電力系統提供一些新視角，帶來(lái)一些新啟發(fā)。