2021年9月29日，國際能源署（IEA）發布《中國能源體系碳中和路線圖》報告，在報告所描繪的路徑中，截至2030年的主要減排動力來自于提高能源效率、發展可再生能源和減少煤炭使用，同時指出我國二氧化碳排放的主要來源是電力行業（48%）、其次為工業（36%）、交通（8%）和建筑（5%），排放峰值越早到來，對我國按時實現碳中和的機會就越大。根據我國國情，其他碳排放占比較高部門，如工業部門、建筑部門、交通部門已積極推動節能提效和電氣化替代，但碳達峰時間存有較大不確定性。相對來說，電力部門是最容易實現碳達峰的重點部門，其盡早達峰對全國碳達峰的實現起到重要的橋梁和紐帶作用。

中國能源行業不同燃料和技術的二氧化碳排放量 圖片來源：國際能源署《中國能源體系碳中和路線圖》

政策：加快發展新型電力系統，推動能源電力轉型

2021年3月15日，習近平總書記在中央財經委員會第九次會議上對能源電力發展作出了系統闡述，首次提出構建新型電力系統，同時為新時代能源電力發展指明了科學方向，也為全球電力可持續發展提供了中國方案。黨的二十大報告強調：“要積極穩妥推進碳達峰碳中和，深入推進能源革命，加快規劃建設新型能源體系”，這為新時代我國能源電力高質量躍升式發展指明了前進方向，提出了更高要求。

2023年1月6日，國家能源局就《新型電力系統發展藍皮書(征求意見稿)》（以下簡稱《藍皮書》）公開征求意見，意見指出，新型電力系統具備安全高效、清潔低碳、柔性靈活、智慧融合四大重要特征，其中安全高效是基本前提，清潔低碳是核心目標，柔性靈活是重要支撐，智慧融合是基礎保障，共同構建了新型電力系統的“四位一體”框架體系。

新型電力系統四大基本特征 圖片來源：《新型電力系統發展藍皮書（征求意見稿）》

市場：需求持續走高，供給結構穩步轉型

電力需求：自2010年以來，工業化城鎮化進程不斷推進，經濟由高速增長轉變為高質量增長，電力需求持續增長。“十三五”期間，我國電力需求的增長速度仍然較快，年均增速為4.9%，其中，電能替代加速，電氣化率穩步提升，對全社會的電能需求起到了推進作用。國家能源局2023年1月18日公布的數據顯示，2022年，全社會用電量86372億千瓦時，同比增長3.6%。隨著國內能源消費結構的優化調整，技術進步、經濟發展等因素，未來我國電能需求仍將持續走高。

2022年全社會用電量 圖片來源：新華社

電力供給：根據國家能源局公布的“2021年度全國可再生能源電力發展監測評價結果”顯示，截至2021年底，全國可再生能源發電累計裝機容量10.63億千瓦，同比增長約13.8%，占全部電力裝機的44.8%；其中，水電裝機3.91億千瓦（抽水蓄能0.36億千瓦）、風電裝機3.28億千瓦、光伏發電裝機3.06億千瓦、生物質發電裝機3798萬千瓦。2021年，全國可再生能源發電量達2.48萬億千瓦時，占全部發電量的29.7%；其中水電發電量1.34萬億千瓦時，占全部發電量的16.0%；風電發電量6556億千瓦時，占全部發電量的7.8%；光伏發電量3259億千瓦時，占全部發電量的3.9%；生物質發電量1637億千瓦時，占全部發電量的2.0%。我國電力對燃煤發電增量電量形成有效替代，電力生產供應能力穩步提升，行業清潔低碳轉型加速推進。

我國各類電源裝機結構 圖片來源：《新型電力系統發展藍皮書（征求意見稿）》

挑戰：電力保供和新能源消納是主線

構建新型電力系統的本質是要滿足高占比新能源電網的運行需求，通過打通能源供需各個環節，實現源網荷儲高效互動，并通過綠色電力能源中介，引導能源生產和消費產業鏈的綠色轉型，實現電能綠色價值順利傳導至終端用戶。而目前構建新型電力系統存在不同方面的問題挑戰。

新型電力系統圖景展望 圖片來源：《新型電力系統發展藍皮書（征求意見稿）》

一是源-荷不確定性加劇，保障電力供應安全面臨挑戰。我國現階段電力電量依托“源隨荷動”的平衡模式保障電力供需平衡，新能源本身由于我國資源稟賦具有隨機性、波動性和間歇性的特征，隨著新能源和新負荷大規模接入，電源的不確定性愈發明顯，而用電需求因氣象、電價、消費心理等多方面影響，預測難度增大，源-荷雙側不確定性日益凸顯，電力供應安全形勢嚴峻。

二是“雙高”特性日益凸顯，系統運行壓力持續增加。“雙高”主要是指高比例可再生能源和高比例電力電子設備，隨著高比例新能源、新型儲能、柔性直流輸電等電力技術快速發展和推廣應用，系統主體多元化、電網形態復雜化、運行方式多樣化的特點愈發明顯，對電力系統安全、高效、優化運行提出了更大挑戰。

三是電力關鍵核心技術水平偏低，科技創新驅動效能需持續提升。同世界能源電力科技強國相比，我國仍存在短板與不足，氫能、新型核電、碳捕捉利用及封存（CCUS）、燃料電池、大型燃氣輪機、高溫材料等核心技術裝備長期被國外壟斷，支撐新型電力系統構建的“卡脖子”技術和核心裝備亟需攻關突破。

方向：科技創新是構建新型電力系統的關鍵支撐

新型電力系統是以確保能源電力安全為基本前提，以滿足經濟社會高質量發展的電力需求為首要目標，以高比例新能源供給消納體系建設為主線任務，以源網荷儲多向協同、靈活互動為堅強支撐，以堅強、智能、柔性電網為樞紐平臺，以技術創新和體制機制創新為基礎保障的新時代電力系統。所以面對挑戰，科技創新是構建新型電力系統的關鍵支撐，可重點從以下方面開展科技攻關。

一是源網荷儲雙向互動技術。通過數字化技術賦能，推動“源隨荷動”向“源荷互動”轉變，實現源網荷儲多方資源的智能友好、協同互動。

二是虛擬同步發電機技術。通過在新能源并網中加入儲能或運行在實時限功率狀態，并優化控制方式為系統提供調頻、調壓、調峰和調相支撐，提升新能源并網友好性。

三是長周期儲能技術。長時儲能與大型風光項目的組合將大概率替代傳統化石能源，成為基礎負載發電廠，對零碳電力系統中后期建設打基礎。

四是虛擬電廠技術。源網荷儲一體化項目的推廣應用，以及分布式能源、微網、儲能的快速發展為虛擬電廠提供了豐富的資源，虛擬電廠將成為電力系統平衡的重要組成。

五是其他技術。新能源直流組網、直流微電網、交直流混聯配電網等技術的研發與突破，將有助于實現更高比例的新能源并網，為電力系統的安全穩定運行提供保障。

未來：新型電力系統助推實現“碳達峰、碳中和”遠景目標

新型電力系統是國家結合國內外發展情況，從實現能源電力清潔低碳轉型的角度提出的重大戰略任務，是“雙碳”背景下能源轉型的重大時代背景和歷史使命。國家錨定2030年前實現碳達峰、2060年前實現碳中和的目標，按照“以新能源為主體”要求，設置新型電力系統的戰略目標，制定能源低碳轉型下構建新型電力系統的戰略，更是在《藍皮書》中明確構建新型電力系統“三步走”，分步驟預測不同階段電力系統的能源結構。

圖6：新型電力系統建設“三步走”發展路徑 圖片來源：《新型電力系統發展藍皮書（征求意見稿）》

未來重構能源體系是實現“雙碳”目標的必然要求，而構建新型電力系統是“雙碳”目標導向下能源體系重構的核心。使命在肩，擊鼓催征，我們要準確把握新型電力系統帶來的新機遇新挑戰，立足實際找準切入點、發力點，樹立系統思維、創新思維和開放思維，加快推動新型電力系統高質量發展，助力“碳達峰、碳中和”目標的早日實現。

撰稿 | 王秋慧 清研集團能源電力研究部研究員

編輯 | 陳澤璽

圖片 | 網絡