國能珠海港務(wù)有限公司 馬林英

按照我國能源消費(fèi)的結(jié)構(gòu)和總量變化趨勢，

IPCC 國家溫室氣體清單指南中發(fā)布的各類能源碳排放系數(shù)，以及清華大學(xué)氣候變化與可持續(xù)發(fā)展研究院的預(yù)測，碳達(dá)峰和碳中和目標(biāo)下的碳排放量預(yù)測數(shù)據(jù)如表1所示。

表1 2030年碳達(dá)峰碳中和目標(biāo)下的碳排放量預(yù)測（單位：億噸CO2當(dāng)量）

1 面向碳達(dá)峰碳中和目標(biāo)的我國電力系統(tǒng)發(fā)展變化分析

兩步走戰(zhàn)略規(guī)劃是實現(xiàn)建設(shè)社會主義現(xiàn)代化強(qiáng)國的指導(dǎo)性思想，對于實現(xiàn)中華民族偉大復(fù)興具有重要意義?！笆奈濉笔俏覈诙€百年奮斗目標(biāo)奮進(jìn)的關(guān)鍵時期，也是實現(xiàn)快速構(gòu)建清潔低碳、高效安全能源體系的重要階段。在此背景下，社會進(jìn)步和經(jīng)濟(jì)高質(zhì)量發(fā)展、能源結(jié)構(gòu)調(diào)整和布局優(yōu)化，這些都給我國電力系統(tǒng)面向?qū)崿F(xiàn)碳達(dá)峰、碳中和目標(biāo)提出了更高的標(biāo)準(zhǔn)和更嚴(yán)苛的要求。

1.1 電力需求發(fā)展分析

“十四五”期間用電需求增長幅度將會很大。在全面分析突發(fā)公共衛(wèi)生事件影響，科技產(chǎn)業(yè)、新基建等核心行業(yè)發(fā)展，以及我國電氣化技術(shù)水平發(fā)展提升等因素的共同影響，預(yù)估在2025年我國全社會的用電需求總量將達(dá)9.4～9.8萬億kWh，“十四五”期間年均增長率將處于4.6%～5.5%范圍，而人均用電需求量將趨近于0.7萬kWh，相當(dāng)于同期經(jīng)濟(jì)合作與發(fā)展組織國家水平的80%。

最大負(fù)荷增長速度將高于實際用電需求增長速度。在“十四五”期間，隨著第三產(chǎn)業(yè)的大力發(fā)展，生活用電需求不斷增加，預(yù)計在2025年用電需求最大負(fù)荷將達(dá)15.3～16億kW，“十四五”的年均增長率將處于5.4%～6.3%區(qū)間，而最大負(fù)荷的增長速度將高于實際用電需求增長速度0.8%，將持續(xù)拉大電力系統(tǒng)運(yùn)行期間的峰谷差。

第三產(chǎn)業(yè)發(fā)展和生活用電將是帶動用電需求增長的關(guān)鍵動力。進(jìn)入“十四五”發(fā)展階段，第一產(chǎn)業(yè)將朝著現(xiàn)代化方向加速發(fā)展，第二產(chǎn)業(yè)中對于能源消耗較為依賴的行業(yè)將進(jìn)入峰值平臺發(fā)展階段，其中裝備制造業(yè)和高技術(shù)型產(chǎn)業(yè)將保持較快的發(fā)展速度。預(yù)估在2025年第三產(chǎn)業(yè)和生活用電將占電力需求總量的40%左右，而對于用電需求量增長率的貢獻(xiàn)約占2/3。

用電需求最高負(fù)荷與最低負(fù)荷間的差值將呈現(xiàn)出逐漸上升的趨勢，用電需求側(cè)響應(yīng)潛力有待進(jìn)一步開發(fā)。進(jìn)入“十四五”，隨著暖通空調(diào)技術(shù)、電采暖技術(shù)的不斷完善，空調(diào)和電采暖的用電需求負(fù)荷將持續(xù)增長，峰谷差值也將受此影響呈現(xiàn)出上升趨勢。要想完全滿足峰值用電需求供應(yīng)，需投入大量資金，整體經(jīng)濟(jì)效益反饋較差，因而需借助價格機(jī)制引導(dǎo)并調(diào)動電力用戶自覺實施削峰填谷，以此釋放出體量龐大的調(diào)節(jié)能力，電力能源生產(chǎn)、輸配、使用等環(huán)節(jié)成本均會有所下降，電力系統(tǒng)的綜合效益將會更好。

1.2 電網(wǎng)發(fā)展變化分析

不斷提升現(xiàn)有輸配電線路利用效率。進(jìn)入“十四五”發(fā)展階段，針對現(xiàn)有輸配電線路采取多種可行措施逐漸實現(xiàn)滿輸滿送，提升現(xiàn)有跨區(qū)建設(shè)電力工程輸配電能力3500kW 以上：一是加快特高壓電力工程配套電源項目建設(shè)及投產(chǎn)；二是優(yōu)化輸配電接受地區(qū)對接方式，運(yùn)用具有合理性和靈活性的交易形式，發(fā)揮價格機(jī)制引導(dǎo)作用，改善電力能源運(yùn)行方法，確保電力工程和輸配電線路應(yīng)用盡用；三是針對長期跨區(qū)域、跨省份的電力工程輸配電或送受電項目簽訂協(xié)議，在協(xié)議中明確細(xì)化電力、電量以及電力價格原則；四是加大制約輸配電線路利用率的核心技術(shù)研究力度，進(jìn)一步增強(qiáng)電力工程和線路輸電能力。

持續(xù)優(yōu)化電網(wǎng)整體布局。針對個別特高壓交流線路聯(lián)入電網(wǎng)與特高壓直流輸送功率之間存在著耦合問題并影響直流輸送電效果，特在前期規(guī)劃中提出采取可行的必要措施進(jìn)行安全防護(hù)，以改善耦合導(dǎo)致的電網(wǎng)運(yùn)行中存在制約問題。為徹底消除上述問題，提高現(xiàn)有和規(guī)劃建造特高壓直流輸電電力工程的使用效率，“十四五”期間將進(jìn)一步優(yōu)化電網(wǎng)整體布局，如加強(qiáng)華北-華中兩區(qū)域電網(wǎng)聯(lián)系，促進(jìn)華北區(qū)域和華中區(qū)域電網(wǎng)滿功率運(yùn)行。

基于新基建發(fā)展要求，建設(shè)一批跨越區(qū)域的直流輸電電力工程。新基建是以新發(fā)展理念為核心，以技術(shù)創(chuàng)新為發(fā)展驅(qū)動，以信息網(wǎng)絡(luò)技術(shù)為運(yùn)行基礎(chǔ)，為充分滿足高質(zhì)量發(fā)展需要，而提供數(shù)字轉(zhuǎn)型、智能升級等服務(wù)的基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)體系。在新基建影響下，“十四五”期間將建設(shè)包括雅中-江西、白鶴灘-浙江、哈密北-重慶、陜北-武漢等在內(nèi)的一批跨區(qū)域直流輸電電力工程。綜合現(xiàn)有與在建電力工程全部達(dá)到設(shè)計能力，合計可新增電力流在1.2億kW 左右。

1.3 電力技術(shù)發(fā)展分析

優(yōu)化需求側(cè)響應(yīng)電力技術(shù)。為提高需求側(cè)響應(yīng)速度和準(zhǔn)確度，需加快完善需求響應(yīng)電力技術(shù)基礎(chǔ)理論、核心技術(shù)以及標(biāo)準(zhǔn)機(jī)制。在受端區(qū)域加大針對填谷型需求響應(yīng)宣傳推廣力度，確保電力系統(tǒng)供需關(guān)系處于平衡穩(wěn)定狀態(tài)，在送端區(qū)域加大針對帶有電能儲存功能需求響應(yīng)產(chǎn)品的宣傳推廣力度，持續(xù)加強(qiáng)清潔能源有效消納。

加大光熱發(fā)電技術(shù)研究力度。光熱發(fā)電技術(shù)是發(fā)展新能源電力的重要技術(shù)，加大力度突破集成技術(shù)研究瓶頸，不斷提升裝機(jī)容量并降低光熱發(fā)電成本。對于太陽能資源較為豐富的區(qū)域，加強(qiáng)研究并建立光熱與風(fēng)電、光伏等聯(lián)合運(yùn)轉(zhuǎn)的大中型混合類可再生能源發(fā)電基地，持續(xù)向電網(wǎng)提供清潔、穩(wěn)定、低碳、安全的電力能源。

研究大容量電能儲存技術(shù)。通過研究促進(jìn)電力系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)效益和電網(wǎng)整體運(yùn)行效率全面提升，激發(fā)新業(yè)態(tài)不斷出現(xiàn)[1]。推動“源網(wǎng)荷儲”一體化發(fā)展，實現(xiàn)對可中斷用電負(fù)荷和儲能資源的精準(zhǔn)控制，提高電網(wǎng)運(yùn)行安全性和穩(wěn)定性，解決清潔能源在消納過程中存在的電網(wǎng)波動性等問題，也能預(yù)防及控制大范圍停電事故提供技術(shù)支持。

試驗新型柔性交流電輸電技術(shù)應(yīng)用。加快與傳統(tǒng)設(shè)備的兼容性試驗，持續(xù)提升電源容量并逐漸降低技術(shù)成本。繼續(xù)在不同電壓等級的電網(wǎng)中試驗應(yīng)用SVG、SVC 等先進(jìn)設(shè)備，試驗應(yīng)用IPFC，實現(xiàn)針對輸電通道潮流的平衡性控制，解決因電流輸電通道潮流分布不平衡而造成的輸電問題。

2 面向碳達(dá)峰碳中和目標(biāo)的我國電力系統(tǒng)發(fā)展方向分析

2.1 新能源電力

就我國電力系統(tǒng)發(fā)展方向來說，面向碳達(dá)峰碳中和目標(biāo)，應(yīng)加快發(fā)展新能源電力，充分利用豐富的新能源發(fā)電資源，為降低電力能源生產(chǎn)、輸配、使用等環(huán)節(jié)的二氧化碳排放量奠定基礎(chǔ)。參照太陽能輻射變化，我國大多數(shù)地區(qū)都可作為太陽能資源開發(fā)地區(qū)，從總整體來看，太陽能資源分布呈現(xiàn)出高原優(yōu)于平原、西部干燥地區(qū)優(yōu)于東部濕潤地區(qū)的特征，預(yù)計太陽能資源發(fā)電潛力將超過50億kW。我國陸地范圍內(nèi)的風(fēng)能發(fā)電資源主要分布在東北、華北北部和西北地區(qū)，100m高度的風(fēng)能發(fā)電資源可開發(fā)及利用的電能大約在35億kW。海洋范圍風(fēng)能發(fā)電資源主要分布在福建沿海、浙江東南部與東北部沿海、廣東沿海及海南島西部的近海區(qū)域，在水深范圍5～50m 內(nèi)的海洋風(fēng)能發(fā)電資源可開發(fā)和利用的電能在5億kW 左右。

為順利達(dá)成碳達(dá)峰碳中和目標(biāo)，新能源電力發(fā)展一是要加快大中型風(fēng)光儲等一體化電力能源開發(fā)基地建設(shè)，推動西部和北部區(qū)域太陽能資源規(guī)?；?、集成化開發(fā)與利用，加強(qiáng)跨區(qū)域、跨省份電力工程規(guī)劃與建設(shè)，持續(xù)擴(kuò)大“西電東送”的重大輸配電工程規(guī)模，提高新能源電力在中東部地區(qū)的消耗占比；二是隨著新能源電力成本逐漸下降，可在中東部地區(qū)就近建設(shè)新能源，遵循因地制宜原則，合理開發(fā)分布式光伏、海上風(fēng)電等電力工程，持續(xù)提高清潔電力能源供應(yīng)比例。

2.2 高效率電力

為充分提高電力系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)效益和電網(wǎng)運(yùn)行效率，應(yīng)建設(shè)以電能為中心，融合電、氣、熱等多種能源互補(bǔ)的綜合型能源供給系統(tǒng)，逐步實現(xiàn)多種能源的互補(bǔ)轉(zhuǎn)換、互補(bǔ)利用、聯(lián)合控制。借助V2G 技術(shù)、需求側(cè)響應(yīng)技術(shù)等實現(xiàn)多種產(chǎn)業(yè)集群式聚合互動，發(fā)揮電力能源規(guī)模效應(yīng)。同時圍繞電力能源生產(chǎn)、輸配、使用等環(huán)節(jié)，推動電力系統(tǒng)融合數(shù)字化技術(shù)手段，在電力需求數(shù)據(jù)采集、分析等工作中提高電力能源互聯(lián)互通感知效果，為促進(jìn)電力能源實現(xiàn)高效轉(zhuǎn)化提供有力支持。

3 面向碳達(dá)峰碳中和目標(biāo)的我國電力系統(tǒng)發(fā)展路徑分析

新能源電力作為電力系統(tǒng)面向碳達(dá)峰碳中和目標(biāo)的重要發(fā)展方向，已成為“十四五”期間電力能源轉(zhuǎn)型發(fā)展的核心內(nèi)容。為確保新能源電力在電力系統(tǒng)中逐漸提高占比，減低新能源電力不穩(wěn)定性，實現(xiàn)新能源電力穩(wěn)定供應(yīng)和有效消納，需以大力促進(jìn)電力能源朝著綠色、低碳轉(zhuǎn)型發(fā)展為主，推動電力行業(yè)加快清潔低碳轉(zhuǎn)型，盡快完善以新能源為主的新型電力系統(tǒng)，從而為達(dá)成碳達(dá)峰碳中和目標(biāo)打下良好基礎(chǔ)。

在電源側(cè)，電力行業(yè)加快清潔、低碳轉(zhuǎn)型發(fā)展，需促進(jìn)電力能源供給清潔化、多元化、靈活化，充分利用如太陽能、風(fēng)能、潮汐能等清潔能源開發(fā)電力能源。還需完善能源供給清潔化保障機(jī)制，使電力能源實現(xiàn)清潔低碳發(fā)展在制度化的支持下順利實施。技術(shù)支持層面需加快各種新能源發(fā)電技術(shù)研究與應(yīng)用，重點(diǎn)研發(fā)“新能源+儲能”技術(shù)，保障電力能源在多元協(xié)調(diào)互補(bǔ)的技術(shù)支持下得到更好發(fā)展。

在電網(wǎng)側(cè)，需加強(qiáng)現(xiàn)代化信息技術(shù)充分運(yùn)用，實現(xiàn)廣泛互聯(lián)、數(shù)字智能、系統(tǒng)靈活等發(fā)展目標(biāo)，加快構(gòu)件電力能源高效化配置系統(tǒng)，充分發(fā)揮電網(wǎng)在社會和經(jīng)濟(jì)發(fā)展中的“橋梁和紐帶”作用。同時需針對新能源跨區(qū)消納、輔助服務(wù)電力現(xiàn)貨市場及峰谷電價原則等，制定可行性制度用以保證電力能源消費(fèi)環(huán)節(jié)合理可控，為調(diào)動電力能源發(fā)現(xiàn)潛力打下基礎(chǔ)。技術(shù)支持層面，電力行業(yè)應(yīng)與科技行業(yè)加強(qiáng)溝通合作，加快優(yōu)化完善電力系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，推動電網(wǎng)運(yùn)行模式數(shù)字化轉(zhuǎn)型，促進(jìn)多能互補(bǔ)綜合能源系統(tǒng)落實到位，再結(jié)合新型電力系統(tǒng)實際應(yīng)用情況制定科學(xué)合理的技術(shù)與標(biāo)準(zhǔn)，從而為電網(wǎng)運(yùn)行效率進(jìn)一步提高提供保障。

在負(fù)荷側(cè)，電力行業(yè)需充分挖掘需求側(cè)響應(yīng)機(jī)制仍需完善的內(nèi)容，提高需求側(cè)響應(yīng)靈活性和電力能源供給及時性，整合電、氣、熱等多類能源需求，構(gòu)建服務(wù)與用戶的綜合型能源供給系統(tǒng)，推動用戶消費(fèi)習(xí)慣和行為的改變，減少二氧化碳排放。為充分利用需求側(cè)響應(yīng)運(yùn)行機(jī)制，推動新型電力系統(tǒng)更加符合用戶需求，負(fù)荷側(cè)應(yīng)參與需求側(cè)響應(yīng)運(yùn)行機(jī)制修改調(diào)整，促進(jìn)電力能源負(fù)荷與用戶需求更為契合，提升電力能源生產(chǎn)、輸配等環(huán)節(jié)的管理效能。技術(shù)支持層面結(jié)合未來可能產(chǎn)生的多元化電力能源消費(fèi)新模式、新業(yè)態(tài)，應(yīng)加強(qiáng)負(fù)荷側(cè)需求管理，靈活調(diào)節(jié)電力資源參與的市場運(yùn)營機(jī)制，在滿足需求響應(yīng)要求的同時，持續(xù)向用戶推廣綜合型能源系統(tǒng)。

綜上，在碳達(dá)峰碳中和目標(biāo)的影響下，電力系統(tǒng)須加快轉(zhuǎn)型發(fā)展，提高新能源電力占比，減少傳統(tǒng)能源消耗，調(diào)整電網(wǎng)結(jié)構(gòu)布局，充分開發(fā)包括太陽能、風(fēng)能等在內(nèi)的新能源，引導(dǎo)用戶增加綜合型能源系統(tǒng)使用頻率。電力行業(yè)需在電源側(cè)、電網(wǎng)側(cè)、負(fù)荷側(cè)加強(qiáng)創(chuàng)新發(fā)展和技術(shù)研究，為構(gòu)建新型電力系統(tǒng)做出更多有益嘗試。