加快規劃建設新型能源體系 推動能源高質量發展
文/羅必雄
作者系中國能建首席科學家,中國電力工程顧問集團有限公司黨委書記、董事長,電力規劃設計總院院長
能源電力行業的發展始終攸關國家安全、經濟發展和民生保障。在習近平總書記“四個革命、一個合作”能源安全新戰略指引下,我國能源電力行業發展取得舉世矚目的成就,有力支撐了我國經濟社會發展。2025年和“十五五”時期是加快構建新型能源體系、推動能源高質量發展的重要階段,能源電力行業面臨新形勢新挑戰,也同樣蘊含新機遇新發展。
一、深刻認識能源電力行業發展新形勢
當前,全球百年變局加速演進,能源電力行業的外部環境發生深刻變化。統籌安全與轉型,是新時代能源電力行業高質量發展的必然要求。
保障安全供給的難度不斷增加。2023年,我國能源消費總量57.2億噸標準煤(預計2024年能源消費總量達59.7億噸標準煤),居世界第一,但我國人均能源消費量僅為經合組織成員國的65%,美國的40%。“十五五”期間,我國能源剛性需求增長態勢仍將延續,受制于資源稟賦,能源供應局部緊張問題時有發生。電力系統穩定運行的壓力提升。我國新能源發電裝機規模已經突破13億千瓦,占我國總裝機比例超過40%,未來仍將高速增長。各類靈活調節能力建設滯后,系統平衡問題更加突出。我國石油、天然氣進口量均居世界第一,對外依存度分別超過70%和40%,全球沖突風險居高不下,能源進口安全風險顯著增高。
綠色低碳轉型的壓力前所未有。當前我國生態環境保護結構性、根源性、趨勢性壓力尚未根本緩解,生態文明建設仍處于壓力疊加、負重前行的關鍵期。而我國承諾實現從碳達峰到碳中和的時間只有30年,遠遠短于發達國家,碳排放強度下降幅度之大、難度之大,前所未有。能源轉型是生態文明建設的關鍵環節,能源活動是我國最主要的碳排放來源,電力行業承擔了最繁重的減排任務。建立以非化石能源為供應主體的新型能源體系,既有助于實現“雙碳”目標,又能降低對化石能源的依賴。我們必須站在人與自然和諧共生的高度,全面謀劃能源高質量發展,破解資源環境約束。
科技自立自強的需求時不我待。在當前全球新一輪科技革命和產業變革方興未艾,能源綠色化趨勢加速演進背景下,能源技術是新一輪科技革命和產業革命的突破口,先進的低碳、零碳、負碳能源技術已經成為國際競爭熱點;同時,數字化技術深刻影響能源電力行業發展,“云大物移智鏈”等先進技術加速與能源領域深度融合發展。
但目前我國能源領域的一些核心材料、關鍵部件、底層軟件仍依賴進口,大型燃氣輪機等技術裝備仍存在短板,行業發展面臨“卡脖子”風險。率先實現科技突破,才能搶占全球能源變革先機,掌握先發優勢,引領世界能源低碳轉型,塑造國際競爭的新優勢,提升全球能源治理體系的話語權。
二、準確把握能源電力行業發展新機遇
實現碳達峰碳中和是一場廣泛而深刻的經濟社會系統性變革,是著力解決資源環境約束突出問題的必然選擇。“十五五”時期,我國將從能耗“雙控”向碳排放“雙控”轉變,加速推進新型電力系統建設,著力培育能源電力行業新質生產力。
多能互補,構建多元化綠色低碳電源供應結構。構建新能源占比逐步提升的新型電力系統,新能源逐步成為提供電力電量的主體電源。2030年,我國新能源裝機將突破26億千瓦,達到當前規模的2倍。
傳統煤電作為我國電力供應安全的重要支撐,逐步向基礎保障性和系統調節性并重轉型。綠色氫基燃料作為零碳原材料、高密度燃料、超長時儲能、高品位二次能源,是用能終端實現綠色低碳轉型的重要載體,預計到2030年,國內綠色氫基燃料需求達到1000萬噸/年。
跨區輸送,打造清潔能源區域供需協調新布局。大電網作為能源電力流動的載體,具備跨省跨區資源優化配置優勢,“十五五”期間,我國將進一步擴大“西電東送”“北電南送”規模,再增加跨省跨區輸電通道10回以上。另外,全國一盤棋規劃氫、氨、甲醇等能源長輸管道中長期布局面臨迫切需要,推動“北氫南運”“北醇南運”等跨區域能源運輸體系,集中布局中轉加注港口、機場,將能減少能源流向交叉和迂回,提高管道利用率,構建綠色氫基能源儲運體系。
就地利用,拓展清潔能源全方位開發利用新場景。在充分開發利用和跨區消納新能源的同時,更應積極拓展分布式新能源開發場景,深度挖掘消費端清潔能源的就地開發,實現能源“從遠方來”與“從身邊來”協同發展。其中,海洋是清潔能源的富集地,預計到2030年海上風電累計裝機將超過2億千瓦,這需要統籌開展國家級海洋能源整體規劃,強化海洋資源集約化利用。
三、科學謀劃能源電力行業發展新方向
新型能源體系將體現出“三新”顯著特點。一是能源結構新,加速從高碳轉向低碳;二是供給體系新,構建由新型電力系統,綠色氫、氨等二次能源,低碳化石能源系統組成的能源供給體系;三是產業方向新,能源與數字化加速融合,提升能源智慧化水平。“十五五”期間,可以圍繞以下四個方面,加快規劃建設新型能源體系。
集約高效,升級可再生能源開發利用模式。為優化能源生產結構,必須改變現有的可再生能源開發利用模式,統籌協調可再生能源開發規模、電網接納能力和土地資源約束,完善可再生能源改造升級和退役管理,推動我國非化石能源發電從裝機占比過半提高至發電量占比過半,真正成為主體電源,加快實現我國新增用能全部由非化石能源提供。推動深遠海、高空等區域風能利用。研究并示范應用超大型風機、漂浮式基礎、系泊系統等關鍵技術,推動海上風電向深遠海布局發展。推動光熱發電規模化發展,充分發揮光熱電站連續發電和靈活調峰能力,規模化布局大型光熱電站,滿足電力頂峰負荷需求,有力支撐新能源大基地電力外送。
多儲聯調,提升能源電力系統彈性韌性。統籌多種類型儲能系統建設,多時間尺度、跨區域分布的儲能協同發力,提高能源系統調節能力,解決能源供給總量有余、頂峰不足的時間不平衡問題。分場景加速布局電力系統儲能。發電端,大型新能源基地配置儲能,電力平穩輸出,提高電網對可再生能源的接納能力;電網端,在負荷中心附近建設抽水蓄能、壓縮空氣儲能等大型儲能電站,為電網運行提供調峰、調頻、備用、黑啟動等多種服務,緩解供電壓力,保障電網運行安全;用電端,用戶側配儲保障極端情況用能安全,加強需求側響應能力,降低用能成本。提高化石能源實物儲備能力。推進煤炭、原油、天然氣應急儲備能力建設,提高化石能源儲備量,進一步夯實化石能源兜底保障基礎作用。
智慧互聯,系統優化生產力布局。規劃建設輸電通道等能源互聯基礎設施,在更大范圍內優化資源配置,破解我國能源生產與消費布局逆向分布問題。堅持全國“一盤棋”思維,統籌謀劃西電東送、北電南送,實現送受兩端最優組合。統籌規劃陸地與海上電網結構,集約考慮海電登陸條件,集中規劃建設海上電網主網架和升壓站,創新管理方式,集中送出海上風電、光伏、潮汐能等清潔電力。加快實施“東數西算”戰略,充分利用西部地區清潔能源優勢,服務東部算力需求。一方面,促進能量流和數據流深度耦合,將“瓦特”高效轉為“比特”,以“比特”靈活驅動“瓦特”;另一方面,利用算力用能時空可調特性,以區域電力供需為引導,實現電力網和算力網協同調度,降低算力用能成本,提高可再生能源消納能力。
融合創新,助力終端能源消費深度脫碳。優化用能模式,以能源的轉型發展帶動重點用能行業生產方式轉變,分布式能源、儲能、電動汽車等交互式能源設施快速發展,能源消費者逐步參與能源交易、傳輸甚至生產等環節,形成產銷合一者。綠色電力與綠色氫能靈活轉換,并在終端用能領域廣泛應用。
在工業、建筑、交通等重點行業,加速推廣短流程電爐煉鋼、熱泵、電采暖、電動汽車、港口岸電等電氣化設備,代替化石能源使用,加快擴大電能使用范圍和規模。推進氫能多元化示范應用。加大綠色氫基燃料產業發展和科研創新,形成綠色氫基燃料供給體系。堅持以市場應用為牽引,合理布局、有序推進在交通等領域的示范應用。
結論
新型能源體系的構建是全局性、系統性的,需要從認識論、方法論、實踐論上整體把握。在“雙碳”目標下,中國作為全球最大的能源消費國,面臨著戰略性能源資源短缺、應對氣候變化約束不斷增強等諸多挑戰。系統研究新型能源體系目標、趨勢、路徑和典型發展模式,切實打好主動戰,將有利于解決能源安全問題、助力端牢能源飯碗目標實現,同時促進我國建立新的能源供需消費關系和培育能源領域新質生產力,進而促進經濟發展,助力中國現代化建設。