國家主席習近平在第七十五屆聯合國大會上宣布了“碳達峰、碳中和”目標,并在氣候雄心峰會上提出中國國家自主貢獻新舉措,彰顯了大國擔當,為我國能源清潔低碳轉型指明了發展方向。
為落實“碳達峰、碳中和”目標,黨中央、國務院加快行動,統籌部署相關工作。各大能源電力央企充分發揮示范與引領作用,第一時間全力投身“碳達峰、碳中和”工作。
國家電網有限公司召開專題會議系統研究制定“碳達峰、碳中和”行動方案。
國家電力投資集團提出到2023年將率先在國內實現集團的“碳達峰”。
華電集團加快新能源資產重組步伐,以發揮新能源資產集約化運作和發展優勢。
作為聯結電力生產和消費的重要樞紐平臺,電網發展將面臨前所未有的新變局,也將迎接千載難逢的新機遇。因此,電網應有所作為,以應戰變局、迎接機遇。
四大變局
“碳達峰、碳中和”目標的提出,讓電網發展面臨四大變局。
從能源供給看,多元清潔的能源供應體系建設再提速,發電結構加速變遷。
當前,我國基本形成了煤、油、氣、電、核、新能源和可再生能源多輪驅動的能源生產體系,但煤炭仍是保障能源供應的基礎能源,尤其在電力領域,煤電仍是我國主體電源。據統計,盡管煤炭消費占能源消費總量比重比2012年已降低10.8%,但在2019年仍高達57.7%。在電力領域,2019年年底煤電裝機容量占總裝機容量的比重為51.7%,燃煤發電量占比仍高達62.2%。
“碳達峰、碳中和”目標下,我國將采用優先發展非化石能源、清潔高效開發利用化石能源、加強能源儲運調峰體系建設等系列舉措,進一步加快建設多元清潔的能源供應體系。在今后一段時間尤其是“十四五”期間,清潔能源特別是新能源將呈現倍速增長趨勢,煤電“去產能、提標準、轉功能”進程也將進一步加速。
對于電網,并網電源結構比例、發電機組功能定位、電力系統運行機理等將呈現一系列新變化、新特征。到2030年,我國風電、太陽能發電總裝機容量將達到12億千瓦以上。其中,國家電網經營區范圍內的風電、太陽能發電總裝機容量預計將達到10億千瓦以上。
從能源消費看,高效智慧的能源消費模式將集中涌現,能源消費方式面臨快速變革。
改革開放以來,我國的經濟發展取得了舉世矚目的成就。但發展過程中長期依賴的傳統粗放型經濟增長模式導致了資源和能源消耗總量持續走高,污染物和碳排放成倍增長。據統計,我國2019年能源消費總量約為48.6億噸標準煤,二氧化碳排放量占全球總量的29%。
“碳達峰、碳中和”目標下,我國將通過實行能耗雙控制度、提升重點領域能效水平、推動終端用能清潔化等政策“組合拳”,加速推進能源消費低碳化轉型。在此背景下,電能替代成為必然趨勢,并呈現出力度更大、范圍更廣的發展態勢,電能在終端用能中的占比將持續提升。
據國網能源研究院預測,終端電氣化率將在2035年和2060年分別有望達到45%和70%。對于電網,加速演進的能源低碳消費轉型,勢必將帶來電動汽車、港口岸電、新型儲能、需求側響應、微電網等多元化、互動式新型用電設備的規?;尤?。數據中心、5G等多類能源消費密度較高的新型基礎設施的定制化、智慧化、高標準化用電需求也會集中涌現。
從能源技術看,數字化技術深度滲透,顛覆性技術加速突破,科技創新成為影響未來發展的關鍵變量。
長久以來,我國持續推進能源科技創新,能源技術水平不斷提高,尤其是在清潔低碳技術領域集中力量突破了一批關鍵技術、關鍵材料和關鍵裝備。全面掌握了特高壓輸變電技術,自主研發第三代核電技術,擁有超超臨界煤電機組自主研發和制造能力,建立了完備的水電、核電、風電、太陽能發電等清潔能源裝備制造產業鏈。
當前,新一輪科技革命與產業變革加速演進,“碳達峰、碳中和”目標下,能源與其他學科、領域間相互滲透將更為廣泛,也將呈現出多點突破和群發性突破態勢。尤其是以“大云物移智鏈”為代表的現代信息通信技術和數字化手段與能源電力技術深度融合,“互聯網+”智慧能源、區塊鏈、綜合能源服務等一大批能源新技術、新模式、新業態將蓬勃興起。同時,大規模儲能、電動汽車、氫能、核聚變發電、碳捕集利用與封存(CCUS)等新興技術可能會對未來電力系統產生顛覆性影響,或將對原有技術優勢產生“歸零效應”。
從能源體制看,電力市場改革蹄疾步穩,碳市場建設穩步推進,能源市場化提速成為必然趨勢。
電力市場方面,我國電力體制改革加速推進,已在發電側和售電側同時引入競爭,基本構建了多買方、多賣方電力市場競爭格局,形成了由市場決定電價的機制,能夠基本以價格信號引導資源有效開發和合理利用。2020年,國家電網公司經營區域內市場化交易電量占比約50%。碳市場方面,我國早在2011年就在北京、天津、上海等7省市開展碳交易試點,2017年啟動全國碳市場建設。近日,全國碳市場第一個履約周期已啟動,發電企業率先納入,預計在年內開展交易。
全國碳市場與電力市場在總體的建設思路、促進清潔能源發展和減排目標上具有一致性的關系,且都對電力企業具有深遠影響,兩者必將進一步發揮相互促進的關系,系統性、同步化加速推進。
五項升級
面對能源電力發展新格局,電網作為連接電力生產和消費、促進行業和社會碳減排的樞紐平臺,應圍繞能源供給清潔化、能源消費電氣化、能源利用高效化、能源體制市場化,加快堅強智能電網建設,推動傳統電網向能源互聯網升級,為實現“碳達峰、碳中和”目標貢獻重要力量。
一是加快電網建設與升級,提高系統安全保障和資源配置能力。
建設堅強智能電網,推進各級電網協調發展,滿足清潔能源大規模并網,以及各類集中式、分散式和分布式電源便捷接入需求,保障清潔能源并網和消納。加強輸電通道建設,提高跨省區輸電能力,實現清潔能源在全國范圍內優化配置。構建適應高比例可再生能源和高比例電力電子設備的新一代電力系統,推動電網向能源互聯網升級。
二是全力推動清潔能源發展,促進能源供給多元化、清潔化。
“碳達峰、碳中和”目標下,加快能源清潔低碳轉型,大力促進清潔能源發展,尤其是風電、太陽能等新能源,推動構建多元化清潔能源體系。持續提升系統調節能力,加快建設調峰調頻電源,推動煤電靈活性改造,推廣應用大規模儲能裝置。優化清潔能源調度方式,促進源網荷儲協同互動,充分挖掘需求側響應潛力,引導各類市場主體參與需求響應。
三是推進電能替代和綜合能源服務,促進能源消費電氣化高效化。
順應電氣化發展趨勢,推進工業、建筑、交通等重點領域電能替代,實施以電代煤、以電代油,加快提升鄉村電氣化水平。加速推進“綜合能源服務”等商業模式創新,構建以電為中心的綜合能源服務平臺,實現能源供需數據有效貫通和各類用能設備智能管控,促進冷、熱、氣、電等多能互補和協調控制。滿足用戶多元化需求,構建差異化服務模式,創新綜合能源服務業務業態,讓發電企業、電網公司、售電公司等多元化市場主體有效匯聚。
四是加強電力科技創新,推進電網技術升級和數字化轉型。
加大對“雙高”“雙峰”電力系統的穩定機理和運行特性所涉及的基礎理論與關鍵技術研究,優先解決好電網如何適應大規??稍偕茉床⒕W,以及如何適應海量分布式新型用能設備雙向交互的問題。同時,更大力度助推節能低碳技術、重大技術裝備的研究與攻關力度。此外,充分借助“大云物移智鏈”等數字化技術為傳統電網賦能,加快推進電網向具有更高智能化和互動化水平、更強資源配置和價值創造能力的能源互聯網升級。
五是加快電力市場建設,利用市場機制促進清潔能源高效利用。
加快全國電力市場建設,深化省級電力現貨市場建設,促進清潔能源參與現貨交易;完善清潔能源參與省間市場機制,通過風火打捆外送交易、發電權交易、新能源優先替代等多種交易方式,擴大交易規模。構建新能源與需求側、儲能、電動汽車充電、蓄冷式空調、蓄熱式電采暖等市場化交易機制,進一步拓寬新能源消納空間。隨著市場建設發展,不斷完善輔助服務市場機制及容量成本回收機制,保障高比例清潔能源下電力系統安全穩定運行。
(作者均供職于國網能源研究院)
責任編輯: 江曉蓓