北極星火力發(fā)電網(wǎng)訊:2021年3月15日，習(xí)近平總書記在中央財經(jīng)委第九次會議上，提出構(gòu)建以新能源為主體的新型電力系統(tǒng)。這是自2014年6月總書記提出“四個革命、一個合作”能源安全新戰(zhàn)略以來，再次對能源電力發(fā)展作出的系統(tǒng)闡述，明確了新型電力系統(tǒng)在實現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)中的基礎(chǔ)地位，為能源電力發(fā)展指明了科學(xué)方向、提供了根本遵循。
（來源：微信公眾號“能源雜志” ID：energymagazine 作者：作者供職于中國電科院電力系統(tǒng)碳中和研究中心 周勤勇）
01
從“雙碳”目標(biāo)到新型電力系統(tǒng)
能源消費在碳排放中占據(jù)絕對主體地位
習(xí)近平總書記在第七十五屆聯(lián)合國大會上宣布，中國將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(dá)到峰值，努力爭取2060年前實現(xiàn)碳中和。這就要求我國在今后很長的周期內(nèi)，對碳排放總量施行更嚴(yán)格的控制。
據(jù)估算，2020年我國二氧化碳排放總量約110億噸，我國能源燃燒的二氧化碳排放約為98億噸，電力行業(yè)約39億噸（不含熱電聯(lián)供的供熱碳排放約5億噸，計入工業(yè)、建筑等終端用熱行業(yè)），占二氧化碳總排放量的比重分別為88%和35%。可以看出，能源燃燒和電力行業(yè)在二氧化碳排放中占據(jù)絕對主體地位，在上述領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)碳減排將成為實現(xiàn)全行業(yè)“雙碳”目標(biāo)實現(xiàn)的重要一環(huán)。
能源結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型是實現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)的重要途經(jīng)
從目前的的產(chǎn)業(yè)模式和技術(shù)發(fā)展來看，實現(xiàn)能源領(lǐng)域的碳減排主要有四個主要途徑：能源結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型，產(chǎn)業(yè)模式升級，用能效率提升，碳捕獲、利用和封存（CCUS）技術(shù)的廣泛應(yīng)用，其中能源結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型對碳減排的貢獻(xiàn)率最高。
根據(jù)波士頓咨詢公司的數(shù)據(jù)，全球范圍內(nèi)，能源結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型對碳減排的貢獻(xiàn)率達(dá)到70%。根據(jù)國家統(tǒng)計局的數(shù)據(jù)統(tǒng)計，與2005年相比，2019年我國煤炭消費比重從72.4%下降到57.7%，非化石能源占一次能源比重從7.4%提高到了15.3%。為實現(xiàn)碳中和的目標(biāo)，2060年我國非化石能源占比需要達(dá)到80%以上，而非化石能源消費的95%是通過電力來實現(xiàn)的。全面提升電能在終端能源中的消費比例，是實現(xiàn)碳中和的重要手段，對于電力對碳中和的貢獻(xiàn)，大致有以下判斷。
一是滿足終端用電負(fù)荷增長需求，通過電能替代幫助其他行業(yè)轉(zhuǎn)移碳排放。與2020年相比，未來十年，其他行業(yè)電能替代電量將新增超過1萬億千瓦時，可減少其他行業(yè)二氧化碳排放超過5億噸。
二是服務(wù)源端高比例風(fēng)、光等非化石能源發(fā)電的接入和送出，支撐源端的清潔替代減排。根據(jù)預(yù)測，以2020年為基準(zhǔn)，2030年由于支撐源端新增非化石能源電量，替代化石能源電量等效碳減排16億噸以上；2060年由于支撐源端新增非化石能源電量，替代化石能源電量等效碳減排超過85億噸。
三是電力行業(yè)能源燃燒碳排放持續(xù)下降，助力碳減排目標(biāo)實現(xiàn)。2030年后，能源燃燒碳排放加速下降，2060年考慮LULUCF（土地利用及土地利用變化）后全行業(yè)溫室氣體基本實現(xiàn)近零排放，能夠?qū)崿F(xiàn)碳中和目標(biāo)。
構(gòu)建新型電力系統(tǒng)是實現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)的必然選擇
為實現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)，能源結(jié)構(gòu)需要進(jìn)行電能替代、清潔替代兩個轉(zhuǎn)型。在這個轉(zhuǎn)型過程中，電力將從過去的二次能源逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)槠渌袠I(yè)事實上的基礎(chǔ)能源。而電網(wǎng)連接著能源供應(yīng)、消費及傳輸轉(zhuǎn)換，是能源轉(zhuǎn)型的中心環(huán)節(jié)。根據(jù)測算，為實現(xiàn)碳中和的目標(biāo)，非化石能源發(fā)電量占比需達(dá)到90%，而以風(fēng)電、太陽能為主體的新能源發(fā)電量占比需達(dá)到60%左右。這就要求電網(wǎng)要以目前以輸送常規(guī)能源發(fā)電為主的模式，向支撐高比例新能源消納、支撐和保障多種終端用能需求轉(zhuǎn)型，形成可支撐多種能源品種交叉轉(zhuǎn)換的能源互聯(lián)網(wǎng)平臺。
從清潔能源目前的開發(fā)情況來看，以風(fēng)電、光伏為主的新能源，在我國可開發(fā)潛力巨大、技術(shù)成熟度高，幾乎是目前成本最低的新建發(fā)電方式，隨著規(guī)模效應(yīng)不斷增大，將成為未來電力生產(chǎn)的主體能源。因此，實現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)必然要依賴以新能源為主體的新型電力系統(tǒng)。
綜上所述，構(gòu)建以新能源為主體的新型電力系統(tǒng)對實現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)、推動我國高質(zhì)量發(fā)展意義重大。一是大力發(fā)展風(fēng)電、太陽能等非化石能源，降低能源領(lǐng)域碳排放，對推進(jìn)我國生態(tài)文明建設(shè)有重大意義。二是在能源供應(yīng)上實現(xiàn)以新能源為主體，大幅降低對油氣等化石資源依賴，對保障國家能源安全有重大意義。三是通過提升電能在能源中的消費比例推動全社會能效提升，全產(chǎn)業(yè)向綠色發(fā)展轉(zhuǎn)型，對我國國民和經(jīng)濟(jì)建設(shè)實現(xiàn)健康可持續(xù)發(fā)展意義重大。四是通過建設(shè)新型電力系統(tǒng)，實現(xiàn)電力能源領(lǐng)域核心裝備技術(shù)擺脫對外依賴，對能源電力產(chǎn)業(yè)全鏈條安全可控和轉(zhuǎn)型升級意義重大。
02
新型電力系統(tǒng)的主要特征和新變化
主要特征
以新能源為主體的新型電力系統(tǒng)承載著能源轉(zhuǎn)型的歷史使命，是清潔低碳、安全高效能源體系的重要組成部分，是以新能源為供給主體、以確保能源電力安全為基本前提、以滿足經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展電力需求為首要目標(biāo)，以堅強(qiáng)智能電網(wǎng)為樞紐平臺，以源網(wǎng)荷儲互動與多能互補(bǔ)為支撐，具有清潔低碳、安全可控、靈活高效、智能友好、開放互動基本特征的電力系統(tǒng)。
1.清潔低碳，形成清潔主導(dǎo)、電為中心的能源供應(yīng)和消費體系，生產(chǎn)側(cè)實現(xiàn)多元化、清潔化、低碳化，消費側(cè)實現(xiàn)高效化、減量化、電氣化。
具體來看，多元化：供給側(cè)風(fēng)、光、水、火、核、生物質(zhì)、天然氣等多種一次能源形式。清潔化：清潔化是比較外在感性的說法（清潔是指不排放污染物，如清潔煤燃燒發(fā)電是清潔的，但不是低碳的），此處主要指電源結(jié)構(gòu)以清潔能源為主。低碳化：新型電力系統(tǒng)源側(cè)的核心要求，提高風(fēng)、光、水、天然氣等零碳、低碳發(fā)電量比例，常規(guī)燃煤電廠通過加裝CCUS實現(xiàn)凈零排放。高效化：我國作為發(fā)展中國家，必須在實現(xiàn)能源消費總量控制的同時保障未來經(jīng)濟(jì)持續(xù)增長，就必須提高全社會用能效率，降低能源消費強(qiáng)度（單位GDP能耗）。減量化：指實現(xiàn)能源消費總量（包括一次能源消費與終端能源消費）的減量控制，但同時值得指出的是，電能消費需求從2020~2060年一直在持續(xù)增長。電氣化：持續(xù)推動消費側(cè)電能替代，提升能源利用效率，降低其他行業(yè)碳排放,是實現(xiàn)高效化和減量化的重要手段。
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本文標(biāo)題：如何構(gòu)建符合“雙碳”目標(biāo)的新型電力系統(tǒng)
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