林伯強：建設(shè)以新型能源系統(tǒng)為目標的能源強國

經(jīng)過40年的努力，中國已經(jīng)建成了全球最龐大也是最有效的能源系統(tǒng)之一。目前全球性的能源危機對中國的影響不是很大，只要中國煤炭不出問題，可以基本保障充足穩(wěn)定的能源供應(yīng)。但是，碳中和對能源強國提出了新的要求和挑戰(zhàn)。二十大報告對于實現(xiàn)“碳中和”路徑做出了明確規(guī)劃，為后續(xù)“碳達峰”“碳中和”的開展奠定了總基調(diào)，即“先立后破”。

 

中國碳中和進程中的主要矛盾有：一是經(jīng)濟需要大幅度增長；二是能源電力消費集中在工業(yè)；三是資源稟賦和能源消費結(jié)構(gòu)相對高碳；四是消費者支付能力較低。碳中和的主要抓手是建設(shè)清潔電力為主體的新型能源系統(tǒng)，政府要求2060年能源結(jié)構(gòu)中非化石能源占80%以上。那么，在全球能源危機背景下，中國如何打造能源強國？

 

二十大報告指出，要“積極穩(wěn)妥推進碳達峰碳中和，立足我國能源資源稟賦，堅持先立后破，有計劃分步驟實施碳達峰行動，深入推進能源革命，加強煤炭清潔高效利用，加快規(guī)劃建設(shè)新型能源體系，積極參與應(yīng)對氣候變化全球治理”。深入推進能源革命、加快規(guī)劃建設(shè)以新型能源系統(tǒng)為目標的能源強國，已成為中國經(jīng)濟高質(zhì)量發(fā)展與綠色低碳轉(zhuǎn)型的重要任務(wù)。

 

建設(shè)新型能源系統(tǒng)與能源強國

 

建設(shè)新型能源系統(tǒng)和能源強國，首先需要關(guān)注碳中和進程中的能源安全問題。中國的能源安全包含多維度多層次的內(nèi)涵，“供給短缺是最大的能源不安全”，能源獨立是一個需要從戰(zhàn)略上追求的目標。中國能源安全面臨結(jié)構(gòu)性矛盾，隨著此次全球能源危機爆發(fā)，地緣政治風(fēng)險將對中國油氣資源的進口產(chǎn)生潛在威脅。中國能源安全短中期和中長期面臨的挑戰(zhàn)存在很大差異。

 

短中期來看，需要依靠新型能源系統(tǒng)和電動汽車逐步替代傳統(tǒng)化石能源。目前中國能源系統(tǒng)中84%依賴化石能源，石油對外依存度達72%，天然氣對外依存度約45%，一般認為碳中和就是能源結(jié)構(gòu)調(diào)整。然而，2030年碳達峰的峰值既取決于清潔能源發(fā)展，也取決于能源電力需求增長，需要通過平衡清潔能源發(fā)展速度與能源電力需求增長速度來控制峰值。

 

碳中和背景下的高質(zhì)量經(jīng)濟增長要求盡可能和盡快實現(xiàn)“雙脫鉤”：一是GDP增長與化石能源增長脫鉤，二是GDP增長與能源電力需求增長脫鉤，使新能源增長量可以基本滿足能源需求增量。因此需要將碳中和作為一個倒逼機制，提出一個系統(tǒng)性解決方案，兼顧需求側(cè)和供給側(cè)，以及系統(tǒng)成本。從二十大報告中可以看到，碳達峰行動應(yīng)該是有計劃、分步驟地進行實施。短中期減少石油對外依存是能源安全的關(guān)鍵，需要依靠新型能源系統(tǒng)和電動汽車替代石油，既滿足碳中和目標要求，又可以立足本土，減少能源對外依存。

 

中長期來看，需要保障能源系統(tǒng)的安全穩(wěn)定供應(yīng)。我國電力結(jié)構(gòu)以火電為主，風(fēng)電、光伏發(fā)電占比不足10%，但在2060年碳中和目標下，預(yù)計未來四十年內(nèi)風(fēng)電光伏等新能源發(fā)電占比將達到65%以上，甚至將近70%。由于中長期以風(fēng)電、光伏為代表的可再生能源裝機容量將迎來爆發(fā)式增長，屆時風(fēng)電光伏在新型能源系統(tǒng)中的占比很高，電動汽車普及且規(guī)模龐大，化石能源和燃油車消費都處于穩(wěn)步下降態(tài)勢，此時能源安全將主要體現(xiàn)在能源系統(tǒng)的安全穩(wěn)定供應(yīng)。按照二十大要求，應(yīng)加強煤炭清潔高效利用，確保能源安全。在中長期通過龐大先進的煤電系統(tǒng)為碳中和“保駕護航”，提供穩(wěn)定性和應(yīng)對極端氣候。

 

加快可再生能源發(fā)展步伐

 

黨的十八大以來，我國可再生能源迎來快速發(fā)展，清潔能源消費占比從14.5%提高到了22.5%。目前中國可再生能源裝機規(guī)模已突破11億千瓦，水電、風(fēng)電、光伏、生物質(zhì)能發(fā)電裝機規(guī)模均居于世界第一。在“雙碳”目標約束下，中國的能源轉(zhuǎn)型必將是從煤炭時代直接邁向可再生能源時代的跨越式演進和迭代式發(fā)展。當前，全球第三次能源轉(zhuǎn)型在碳中和背景下加速推進，新冠疫情沖擊造成的能源供需錯配尚未恢復(fù)，國際地緣政治沖突引起的國際油氣市場切換正在進行。多重因素交織疊加下，全球能源體系正迎來大變局。中國應(yīng)抓住可再生能源發(fā)展的時代機遇，積極推動可再生能源產(chǎn)業(yè)跨入高質(zhì)量躍升發(fā)展階段。

 

1.加快新能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展，推動大型風(fēng)電光伏基地建設(shè)。

 

目前，我國發(fā)電裝機容量約24.4億千瓦，其中，風(fēng)電裝機容量約3.4億千瓦，太陽能發(fā)電裝機容量約3.4億千瓦，但可再生能源發(fā)展仍然面臨著市場成熟度不高、政策體系不完善、技術(shù)創(chuàng)新能力不足等問題。作為戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)之一，新能源產(chǎn)業(yè)要在保證國家能源安全的前提下加快發(fā)展步伐。應(yīng)積極推動西北部大新能源基地建設(shè)（風(fēng)電、光伏），通過大運輸（特高壓和氫能）和大電動汽車的戰(zhàn)略，做大做強新能源產(chǎn)業(yè)，使能源發(fā)展立足于國內(nèi)產(chǎn)能，同時滿足低碳發(fā)展戰(zhàn)略和保障國家能源安全的客觀要求。

 

2.推進電力市場化改革，統(tǒng)籌煤電與新能源協(xié)同發(fā)展。

 

中國電力系統(tǒng)從2002年啟動第一輪電力機制改革至今，能源供給能力和質(zhì)量均取得了顯著提升，2021年，我國全口徑發(fā)電裝機容量達到23.8億千瓦，清潔能源發(fā)電裝機容量突破10億千瓦，能源裝備規(guī)模和技術(shù)水平居于世界前列，但中國的電力市場化機制還處于起步階段。隨著電力市場化改革不斷深化，新能源市場體系逐漸完善，綠色電力證書交易有望成為電價機制中的重要一環(huán)。發(fā)展綠色電力證書可以通過市場化的手段，緩解可再生能源的消納問題，促進可再生能源發(fā)電的量價齊升，改善可再生能源運營商的收益水平，進而提高可再生能源的競爭力。

 

加快規(guī)劃建設(shè)新型電力系統(tǒng)

 

我國新型電力系統(tǒng)建設(shè)面臨著新能源發(fā)電比例逐漸增加、源網(wǎng)荷協(xié)調(diào)困難、用戶側(cè)供需互動需求加大、數(shù)字化水平有待提升等多方面挑戰(zhàn)。

 

1.考慮靈活性電源的重要作用。

 

由于風(fēng)電光伏的不確定性、不穩(wěn)定性及不連續(xù)性，靈活性電源在未來的新型電力系統(tǒng)中發(fā)揮越發(fā)重要的作用。到2025年，我國靈活調(diào)節(jié)電源占比需要達到24%左右，但目前我國抽水蓄能、燃氣發(fā)電等靈活性調(diào)節(jié)電源裝機占比不足6%。由于風(fēng)電光伏的不確定性、不穩(wěn)定性及不連續(xù)性，靈活性電源在未來的新型電力系統(tǒng)中發(fā)揮愈發(fā)重要的作用。一方面，在應(yīng)對全球氣候變化的壓力下，風(fēng)電、光伏的建設(shè)步伐明顯加快，電力系統(tǒng)不穩(wěn)定性隨之提升；另一方面，氣候變化導(dǎo)致的極端天氣給人類生產(chǎn)生活帶來的威脅越發(fā)嚴重，越來越不穩(wěn)定的氣象條件將進一步放大風(fēng)電、光伏的不穩(wěn)定性。隨著電力系統(tǒng)發(fā)電側(cè)和消費側(cè)的可控性和可測性逐漸下降，亟須規(guī)劃提出兼具穩(wěn)定性、安全性與經(jīng)濟性的新型電力系統(tǒng)建設(shè)方案。

 

2.保障能源安全穩(wěn)定供應(yīng)與能源供需協(xié)同發(fā)展。

 

為保障能源供需雙側(cè)的協(xié)同發(fā)展與動態(tài)平衡，未來以新能源為主體的新型電力系統(tǒng)，將不僅包括風(fēng)電光伏、智能電網(wǎng)，還應(yīng)包括支撐性的火電及CCUS、儲能系統(tǒng)、氫能等。在生產(chǎn)側(cè)，應(yīng)該綜合利用儲能、CCUS、氫能、數(shù)字化、智能化等手段，加大儲能配比的提升力度，推動煤電逐步由電量型電源向電量和電力調(diào)節(jié)性電源轉(zhuǎn)變，為風(fēng)電光伏提供穩(wěn)定保障；在消費側(cè)，逐步推進電價機制改革，引導(dǎo)更多市場主體參與保障電力穩(wěn)定供應(yīng)。加快完善電力現(xiàn)貨市場和輔助服務(wù)市場建設(shè)，以充分體現(xiàn)儲能技術(shù)價值和加快可再生能源消納。電力消費的演進趨勢正呈現(xiàn)數(shù)字化、市場化、低碳化特征，需要通過市場化機制積極引導(dǎo)全社會參與新型電力系統(tǒng)建設(shè)，利用數(shù)字化智能化技術(shù)推動工業(yè)、建筑、交通等行業(yè)的系統(tǒng)性升級改造。

 

加快新能源系統(tǒng)配套設(shè)施建設(shè)

 

中國近一半的煤炭用于發(fā)電，提供了近60%的電力供應(yīng)，煤炭在中短期仍然是滿足能源消費的主要來源，長期可能也難以被完全替代?，F(xiàn)階段還需要立足煤炭，清晰認識到現(xiàn)存龐大煤電機組在助力能源清潔轉(zhuǎn)型上所具備的經(jīng)濟性和可靠性優(yōu)勢。通過保留布局合理的煤電系統(tǒng)，未來可以靈活應(yīng)對極端氣候?qū)σ孕履茉礊橹黧w的新型電力系統(tǒng)的威脅和沖擊，為實現(xiàn)碳中和目標“保駕護航”。

 

1.大力推進CCUS技術(shù)的規(guī)模化發(fā)展。

 

從成本的角度看，煤電退役除了需要固定成本歸零，還需要投入拆遷費用以及其他職工安置再就業(yè)等成本，這個就是煤電的“退役預(yù)期”。如果“煤電+CCUS”技術(shù)經(jīng)濟性評估納入煤電“退役預(yù)期”，即僅包含發(fā)電的變動成本和CCUS改造配置成本，其成本競爭力相對于“風(fēng)電光伏+儲能”方案會大大提高。目前我國CCUS仍處于發(fā)展早期，已建成、在建及擬建的CCUS項目數(shù)量占全球總量的7.7%，其中有88.9%的CCUS項目捕集規(guī)模在30萬噸/年以下，捕集規(guī)模超過60萬噸/年的項目僅占3.7%。因此，需要積極布局CCUS技術(shù)的規(guī)?；l(fā)展，以期在大比例風(fēng)電光伏并網(wǎng)的背景下，降低對儲能系統(tǒng)的依賴，以較低成本支持“雙碳”目標實現(xiàn)。

 

2.優(yōu)化和完善以新能源供應(yīng)為主的新型能源基礎(chǔ)設(shè)施。

 

近年來，我國風(fēng)電與光伏裝機規(guī)模實現(xiàn)了大幅度增長，投建成本逐漸下降，但風(fēng)電、光伏發(fā)電量僅占全社會用電量的11%，消納利用水平更低。如何通過儲能、氫能、數(shù)字化、智能化等綜合性手段，構(gòu)建和優(yōu)化以新能源供應(yīng)為主的新型能源基礎(chǔ)設(shè)施，將不穩(wěn)定的風(fēng)電光伏轉(zhuǎn)變?yōu)榉€(wěn)定可靠的電源，將是新型能源體系建設(shè)的最大挑戰(zhàn)。鑒于在交通、工業(yè)與建筑等高碳排放部門具有廣闊的應(yīng)用前景，氫能有望成為減少碳排放和保障能源安全的低碳轉(zhuǎn)型綜合性解決方案。因此，需要積極探索氫能終端應(yīng)用場景，實質(zhì)性推動氫能全產(chǎn)業(yè)鏈和規(guī)?；l(fā)展。數(shù)字化和智能化作為新一代信息技術(shù)，將在新型能源系統(tǒng)中發(fā)揮重要作用。能源領(lǐng)域的數(shù)字化可以將大數(shù)據(jù)、云計算等數(shù)字技術(shù)應(yīng)用于能源生產(chǎn)消費的全過程，而智能電網(wǎng)則是配備了包含數(shù)字技術(shù)等新技術(shù)在內(nèi)的新型電網(wǎng)，能夠在預(yù)測或感知系統(tǒng)不穩(wěn)定的前提下快速做出科學(xué)決策，保障電網(wǎng)安全穩(wěn)定供電。

 

充分發(fā)揮政府引導(dǎo)與市場推動作用

 

1.完善政府政策措施，彌補市場失靈。深入推進能源體制改革，以保障能源體系的低碳轉(zhuǎn)型能夠兼顧能源安全穩(wěn)定供應(yīng)、經(jīng)濟性、低碳環(huán)保、能源公平的“能源三角”。加強供給側(cè)和需求側(cè)的政策頂層設(shè)計，比如重點培育與發(fā)展可再生能源、儲能、氫能、CCUS等關(guān)鍵產(chǎn)業(yè)，推動煤炭和新能源優(yōu)化組合；引導(dǎo)終端部門開展電氣化改造，積極推動電能替代和電動汽車應(yīng)用。

 

2.引入市場化機制，優(yōu)化資源配置。充分發(fā)揮市場在新型能源體系中優(yōu)化資源配置的積極作用，通過健全能源市場化機制，使政府、企業(yè)、民眾等各方持續(xù)形成合力，以滿足新能源安全有效消納和電力系統(tǒng)運行安全。二十大報告提出，構(gòu)建全國統(tǒng)一大市場，深化要素市場化改革，建設(shè)高標準市場體系。加速電力現(xiàn)貨市場建設(shè)，完善電力輔助服務(wù)市場，逐步提升新能源市場化交易比重，以及容量成本回收機制的推廣應(yīng)用將是未來全國統(tǒng)一電力市場體系發(fā)展的重點。需求側(cè)響應(yīng)資源的市場化開發(fā)與價格形成機制創(chuàng)新將是未來政策關(guān)注的重點，需要引導(dǎo)用戶積極參與到新能源消納、系統(tǒng)調(diào)節(jié)之中。

 

（作者系嘉庚創(chuàng)新實驗室研究員，廈門大學(xué)中國能源政策研究院院長）