“双碳”目标下，如何确保能源体系安全平稳转型？

​“双碳”目标的提出给中国能源转型提出了更高的要求。11月16日，在由中国亚新综合体育·（中国）官方网站社举办国是论坛之“能源中国”上，来自国内外的多位业内人士线上参会，围绕构建新型电力系统的关键问题、向新型电力系统过渡过程中的煤电角色转换趋势等热点话题进行了深入探讨。

三峡集团科学技术研究院院长孙长平表示，发展水风光储一体化、源网荷储一体化的项目，将成为未来能源发展的主流模式，是提升我国可再生能源消纳水平和非化石能源消费比重的必然选择。

孙长平指出，新型电力系统是一种具有高比例新能源、高比例电力电子化、负荷多样化以及集成储能技术的电力系统。相较传统电力系统，新型电力系统在不同时间尺度上面临系统稳定和功率平衡的新挑战，而风光水储一体化、源网荷储一体化是解决该问题的有效手段。

具体来说，一体化开发具有九大优势：一是符合电力高质量发展要求；二是提升外送通道利用率；三是统筹有序开发送端新能源资源；四是提高送受端电力电量保障能力；五是电网及网源运行集约化；六是不同电源项目间调度扁平化；七是提升外送价格竞争力；八是鼓励存量电源进一步释放调峰资源；九是提升增量可调节电源投资意愿。

当前正处于能源绿色低碳转型发展的关键时期，风、光等新能源大规模高比例发展，新型电力系统对调节电源的需求更加迫切。孙长平提到，抽水蓄能电站是当下及未来一段时期满足电力系统调节需求的关键方式，是目前最经济的储能手段，具有平抑风光波动特性、反调峰特性的优势。对保障电力系统安全、促进新能源大规模发展和消纳利用具有重要作用。

水电水利规划设计总院高级工程师王虓表示，电网互联互通是能源转型的必由之路。“双碳”目标下，我国新能源发展呈现三大趋势：

一是新能源将实现跨越式发展。“十四五”和“十五五”期间，预计新能源年均增长1亿千瓦。到2025年，新能源发电累计装机容量有望突破10亿千瓦，装机占比达到30%；2030年新能源发电累计装机容量有望达到15亿千瓦，装机占比达到40%，超过煤电成为第一大电源。

二是大型清洁能源基地将成为“十四五”时期新能源资源大范围优化配置的有力保障。“十四五”规划纲要提出，坚持集中式和分布式并举，大力提升风电、光伏发电规模，建设大型清洁能源基地。上月，我国在《生物多样性公约》第十五次缔约方大会上宣布，将持续推进产业结构和能源结构调整，大力发展可再生能源，在沙漠、戈壁、荒漠地区加快规划建设大型风电光伏基地项目，第一期装机容量约1亿千瓦的项目已于近期有序开工。

三是新能源有望大幅带动周边产业，提升大国竞争实力。新能源产业属于战略性新兴产业，具有规模投资大、产业链条长等特点，新能源的稳定持续发展可有效带动锂电池、硅材料、叶片等周边产业发展，不断演进的新兴信息技术与新能源的融合将形成更长的产业链，带来经济倍增效应，提升产品的国际竞争力。

“电网互联互通，是新能源大规模开发利用和大范围优化配置的基础，也是能源转型的必由之路。”王虓指出，特高压输电将促进西部北部清洁能源集约化开发和高效利用，有效解决东中部用电紧张、碳排放集中、环境污染等问题，保障用电需求。截至2020年底，我国已建成“14交16直”共计30条在运特高压线路、5条在建特高压线路，在建在运特高压线总长度4.8万千米。

今年3月，国家电网发布“碳达峰、碳中和”行动方案，提出到2025年，公司经营区跨省跨区输电能力达到3.0亿千瓦，输送清洁能源占比达到50%。我国新能源正借助电网互联互通大范围优化配置。

谈到发展特高压跨区输送面临的挑战，王虓表示，一是网源发展不协调，制约直流输电能力；二是输电价格不合理、不灵活，影响交易积极性；三是送电机制不完善，影响长期稳定送电。

他建议，要尽快明确规划直流工程的配套电源方式，加快完善特高压送受电保障机制，推动送受端签订长期协议，加快发展特高压跨区输送，推动绿色低碳转型，实现绿色复苏发展。

国网能源研究院有限公司总工程师李健指出，在中国提出“双碳”目标的背景下，构建新型电力系统是能源转型亟需面对的现实要求，在实现该目标的过程中需提升电力系统的灵活性和安全性。

李健指出，构建新型电力系统是分阶段的长期过程，在2030年前实现碳达峰，中国电力系统既要保供应，还要注重减排，任务艰巨又迫切。在他看来，要实现目标的平稳过渡，最大的不确定性即转型过程面临的挑战。

他强调，从电源角度看，以火电为主的高参数大容量常规电源要向以新能源为主的海量微小电源转变，需要大量的同步并网，要向集中式和分布式控制并举转变，因此整个调度运行控制面临的问题将更加复杂。从配置环节看，当前采取更多的电源侧和负荷侧分布，今后要研究市场化机制引导并推动储能的广泛分布。

在他看来，能源结构变化过程中，电力系统中的电量、电力、调峰平衡都有可能出现缺口，进而影响电力系统的供应和安全性。对此，在此过程中最需提升电力系统的灵活性和安全性，以应对能源结构变化对电力系统的安全稳定特性带来的潜在影响。

他建议，一方面要通过新能源多级群的控制来提升安全性协同水平，另一方面要利用数字化和智能化技术以及市场化机制，发挥好电网枢纽平台作用，提升系统安全稳定水平。

他强调，在构建新型电力系统过程中，保障电力供应是最大的安全。如果供应不充足或者供应紧平衡，这也意味着电力系统安全本身就存在隐患。他强调，对此需要建立系统安全观，统筹系统运作安全，只有“手里有粮”，才能做到心中更有底气。

清华大学副秘书长、北京清华工业开发研究院院长金勤献表示，氢能对中国提高能源体系安全、实现碳中和具有极高战略价值。在工业领域，氢能将在原料和热源的替代方面扮演主要角色。

金勤献说，中国有全球增长最快能源和环保需要，具有巨大独特的市场优势。氢能对中国提高能源体系安全、实现碳中和具有极高战略价值。在工业领域，氢能将在原料和热源的替代方面扮演主要角色，在能源领域，分布式电力系统、储能等方面将发挥重要作用。

“绿氢需求推动了可再生能源需求的巨幅增长”，金勤献说，预计中国2050年CO2排放降低到58亿吨，相对峰值减少77亿吨，其中氢能应用减少8.7亿吨排放；2060年达到碳中和，预计碳排放再减少30亿吨，其中氢能应用减排量3亿吨，占总减少的10%以上。

“如全部采用可再生能源水电解制氢，需要可再生能源年发电量约350万亿度，是2018年可再生能源发电量1.9万亿度的180倍”，金勤献说。

“将氢能应用于钢铁生产是钢铁产业低碳绿色化转型升级的有效途径。”金勤献说，中国钢铁行业90%以上的产能是采用高炉技术生产的长流程钢，碳排放占年全国二氧化碳排放总量15%左右。预计2050年，废钢循环的短流程钢将占中国钢铁总产量的60%，其中直接还原铁是短流程钢的重要组成。废钢循环和氢直还原铁技术结合，将构建完整的零碳排放冶金产业，为新能源等绿色行业提供零碳排放的绿钢。

“来自可再生能源发的绿电，是冶金产业零碳转型的升级重要支撑”，金勤献强调，直接还原炼铁没有烧结、焦炉和高炉，产品磷、硫含量低、五害杂质少、洁净，能够生产高纯净、高品质钢的原料，是短流程电炉钢必不可少的配套技术，能够与上游高碳铬铁和下游铁素体不锈钢一起，形成完整冶金产业链。