3060目标下构建新型电力系统研究探析

3060目标下构建新型电力系统研究探析

蒋华

南京华盾电力信息安全测评有限公司

【摘要】实现2030年碳达峰、2060年碳中和目标，是一场广泛而深刻的经济社会系统性变革，给电力行业既带来发展压力，更带来动力和机遇。通过深刻把握3060目标内涵，分析研判电力发展趋势，精准剖析面临的问题困难，科学开展策略研究，探索方法路径，统筹推进转型升级，强化关键技术攻关，加快专业人才培养，全力以赴实现3060目标，推动企业高质量发展。

【关键词】双碳目标 机遇  能源电力  高质量发展

1. 前言

电力是经济社会发展的重要物质基础，电力行业作为“碳达峰碳中和”的主力军，将对我国高质量实现3060目标起到至关重要的作用。当今世界正经历百年未有之大变局，新冠肺炎疫情影响广泛深远，新一轮科技革命和产业变革深入发展，世界能源格局深刻调整。如期实现3060目标，是一场广泛而深刻的经济社会系统性变革，给电力行业既带来发展压力，更带来动力和机遇。我国正加快建设绿色低碳循环发展经济体系和清洁低碳安全高效的能源体系，控制化石能源总量，坚持绿色发展，构建以新能源为主体的新型电力系统正当其时。

2.我国能源电力发展状况

我国能源电力发展呈现两个突出特点。第一个特点：我国是能源电力生产和消费大国，目前，我国GDP总量位居全球第二，而能源消费则排名第一；第二个特点：我国能源结构高碳化，2020年能源行业碳排放量约占我国碳排放总量的88%，电力行业排放占能源行业排放量的近一半，且仍以煤电为主。因此，电力行业减排进程，将直接影响到碳达峰碳中和的整体进程。

实现3060目标，能源是主战场，电力是主力军，电力行业是我国碳排放占比最大的行业，应力争率先达峰。近年来，我国电力装机结构不断优化，非化石能源占比也在逐步提高，2020年总装机22亿千瓦，其中煤电10.79亿千瓦，占比49.07%，首次降至50%以下。与2000年相比，火电装机占比下降、非化石能源占比上升趋势显著（见图1）。

图1我国2000年与2020年电力装机结构比较图

3. 电力发展面临的问题

3.1 电力全面绿色转型任重道远

在未来40年实现碳中和目标，电力全面绿色转型面临巨大压力。从结构上看，由于我国经济体量大、用能需求高、资源存在地区差异、能源结构仍以煤炭为主，使得我国需要应对碳排放总量和强度“双高”的挑战压力。从时间上看，截至2020年底，全国煤电装机历史性降至50%以下，但2020年煤电发电量占比仍高达61%，煤电依然是我国现阶段电力供应的主体，具有高碳的产业发展惯性大，用不到10年时间实现碳达峰、再用30年左右时间实现碳中和，时间相当紧迫，几乎没有缓冲期，实现3060目标需要付出艰苦努力。从技术上看，新能源项目因其资源禀赋、自然特征等因素，能否做到能发尽发、能用尽用将存在技术挑战。另外，碳减排工作涉及能源、环境、经济、社会和国际合作等方面，需要统筹考虑能源安全、经济发展、社会民生、资金成本等诸多因素，这对我国电力行业转型发展提出了更高的要求。

3.2 电力减碳技术研发亟待加速

在能源电力领域开展碳捕集利用与封存技术（Carbon Capture，Utilization and Storage，简称CCUS）、新能源技术、电网安全技术等减碳关键技术研发，对于我国实现碳中和目标意义重大。目前，全国CCUS技术研究力量还较为分散，产学研的联合攻关机制还不完善，创新能力还需加强；与此同时，CCUS方面的专业技术人才紧缺，培养建设相对滞后，这将制约低碳技术的创新和突破。另外，新能源占比的快速提升，需要在确保安全运行的前提下不断提高电网消纳、输配和调节能力，因此新能源发电功率预测、储能、调度技术、数字技术、清洁能源高效开发技术等方面需要加速创新发展。

3.3 电力供应安全面临新的挑战

随着新能源比重的不断提升，新型用能设备广泛接入，将给电力安全稳定带来冲击。从国内2020年12月部分省份出现时段性缺电，到国际上2021年2月美国得州停电事件，都对供电安全敲响了警钟。由于风光电存在季节性、间歇性、时段性等特点，现阶段无法承担调峰调频和主力电源负荷作用。电动汽车、分布式能源、储能等交互式用能设备广泛应用，电力系统呈现高比例可再生能源、高比例电力电子设备的“双高”特征，系统转动惯量持续下降，调频、调压能力不足，供应保障难度加大。在智能电网、源荷互转、交直混联等新趋势下，未来电网系统从底层理论到协调技术方面，都需要进一步的探索、研究和实践。

4. 电力行业实现双碳目标策略研究

适逢“十四五”谋篇布局之时，紧紧抓住这一关键期、窗口期，电力行业需要以“大国重器”的责任担当扛起减碳重任，坚定不移走生态优先、绿色低碳的高质量发展道路，打好打赢碳达峰碳中和这场硬仗。

4.1 乘势而为，科学构建新型电力系统

实现电力3060目标，需要优化布局，体现灵活性、环保性、经济性要求，

推进重点行业领域减污降碳，实施可再生能源替代。科学开展电源结构重构，加快发展风光电，预计今后每年风光电新增装机不少于1亿千瓦，到2030年，我国非化石能源占一次能源消费比重将达到25%，风光电总装机将到12亿千瓦以上。加强电网灵活调节能力建设，大力提升新能源消纳和存储能力，加快发展抽水蓄能和储能产业，有序安全推进水电、核电建设，因地制宜发展天然气调峰电站，合理控制煤电规模，积极推动源网荷储一体化和多能互补开发，加快特高压骨干通道建设，走好电力行业绿色低碳、高质量发展之路。

4.2 创新驱动，强化低碳关键技术攻关

新兴数字技术将深入影响新型电力系统建设。大力推动以智慧能源为核心的能源数字化发展进程，构建智能互动、开放共享、协同高效的现代电力服务平台，满足各类分布式发电、用电设施接入以及用户多元化需求。深入研究综合智慧能源系统创新发展，重点攻关智慧冷热电气综合能源服务技术、智能多能源互补协调优化调度技术等数字化赋能专项行动，充分发展其对提高新能源比重、提升能源综合效率等方面的技术优势，全面有效赋能碳达峰碳中和目标的实现。

4.3 全面推进，统筹协调绿色转型发展

保障电力系统安全可靠运行，是我国能源安全的核心任务。新能源的快速发展，对传统的电网消纳和输配能力是一个考验，需要处理好清洁发展与系统安全、电力保障、系统成本的关系。在发电侧，构建多元化清洁能源供应体系，解决高比例风光电产生的随机性、波动性问题，建设配置储能等灵活性电源来保证电力系统供应的可靠、安全。在电网侧，提升电网安全和效率水平，针对电力系统“双高”“双峰”特点，加快电力系统安全稳定建设，特别是特高压输电、柔性直流输电等技术装备应用，实现清洁能源大规模、远距离输送。在消费侧，新型电力系统将通过电能替代实现能源消费高度电气化，有助于提高用能效率、控制能源消费总量，通过强化能耗双控，加强能效管理，加快电能替代，挖掘响应潜力，保障电力安全供应，加快形成清洁低碳和节能型社会。

参考文献

[1]《2021年政府工作报告》

[2]《国民经济和社会发展第十四个五年规划和2035年远景目标纲要》

[3]《中国2030年前碳达峰研究》，全球能源互联网发展合作组织，2021.

[4]《中国2060年前碳中和研究》，全球能源互联网发展合作组织，2021.

[5]《2020-2021年度全国电力供需形势分析预测报告》，中国电力企业联合会，202102.

[6]《实现碳达峰、碳中和的根本途径》，中国财经报，202104.

作者简介：蒋华（1976- ），女,长期从事电力行业管理和信息化研究工作。

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