做好碳中和的排頭兵，電力系統(tǒng)要做好這三件事

當前能源行業(yè)最大的事情無疑是如何落實2060年碳中和目標，而電力系統(tǒng)又是“關(guān)鍵命門”，如果做好了，電力系統(tǒng)還可以成為全社會實現(xiàn)碳中和的表率。

目前電力部門是我國碳排放的主要來源，有數(shù)據(jù)顯示，2019年電力碳排放42.27億噸，占全社會排放總量的43%。而電力部門實現(xiàn)碳中和目標的難度相對工業(yè)領(lǐng)域來說較低，所以被大家視為推動低碳轉(zhuǎn)型的“明星”部門。根據(jù)中電聯(lián)發(fā)布的《中國電力行業(yè)年度發(fā)展報告2020》，以2005年為基準年，從2006年到2019年，通過發(fā)展非化石能源、降低供電煤耗和線損率等措施，電力行業(yè)累計減少二氧化碳排放約159.4億噸，有效減緩了我國二氧化碳排放總量的增長；其中，供電煤耗降低對電力行業(yè)二氧化碳減排貢獻率為37%，非化石能源發(fā)展貢獻率為61%，表明非化石能源將成為推動碳減排的主力。由史知今，未來電力系統(tǒng)落實碳中和目標依然要以大規(guī)模發(fā)展非化石能源為主。

在這樣的背景下，本文對未來電力部門努力的方向和主要手段進行了簡要梳理，如下：

1、可再生能源大規(guī)模并網(wǎng)

要實現(xiàn)2030的碳達峰，2060的碳中和目標，交通、工業(yè)等領(lǐng)域的化石能源會被電力大規(guī)模替代，這些增量需求主要將靠可再生能源發(fā)電來滿足。據(jù)統(tǒng)計，到2019年底我國可再生能源發(fā)電裝機達到7.94億千瓦，其中，風電、光伏發(fā)電首次“雙雙”突破2億千瓦;可再生能源發(fā)電裝機約占全部電力裝機的39.5%，同比上升1.1個百分點。有專家預(yù)測，2060年中國的電力需求可能會達到目前的三倍以上，超過20萬億度電，以年發(fā)電2000小時計算，需要100億千瓦左右的裝機，折算下來未來40年平均每年需要新增2億千瓦以上的新能源裝機。

德國是目前可再生能源大規(guī)模并網(wǎng)做得比較好的國家。2019年德國全年發(fā)電量中可再生能源發(fā)電量占比為40.1%。為做好可再生能源并網(wǎng)，德國進行了多方面探索。其中，在電網(wǎng)側(cè)，德國做了大量工作。第一，優(yōu)化電網(wǎng)規(guī)劃、運行和建設(shè)，積極發(fā)揮電網(wǎng)消納作用。第二，在規(guī)劃中考慮了額外的棄電裕度，極大地降低了電網(wǎng)消納可再生能源發(fā)電的成本。第三，減少電網(wǎng)運行的備用容量需求，挖掘和發(fā)揮系統(tǒng)的靈活調(diào)節(jié)潛力。此外，建立在德國以及全歐洲的靈活電力批發(fā)市場、零售市場，對于提升系統(tǒng)運行效率和可再生能源消納非常重要。

對我國而言，做好可再生能源大規(guī)模并網(wǎng)要做好以下幾方面的工作：

（1）通過電力數(shù)字化、電力新基建等建設(shè)更加靈活的電力系統(tǒng)，實現(xiàn)供需兩端的深度互動；

（2）在提高系統(tǒng)運行效率方面深度挖潛；

（3）發(fā)展各種能源儲存技術(shù)（抽水蓄能，電化學儲能，能源與氣體轉(zhuǎn)換，能源與熱力轉(zhuǎn)換技術(shù)等）；

（4）積極挖掘可再生能源之間互補的潛力（如大型水電站和光伏電站的水光互補）；

（5）繼續(xù)現(xiàn)貨市場等電力市場建設(shè)和改革。

按現(xiàn)有中國的發(fā)展速度與經(jīng)驗，我們一定會提前達到“2060年前實現(xiàn)碳中和”這個目標，中國的新能源行業(yè)的發(fā)展可能再一次給人們帶來驚喜。

2、火電靈活性改造

火電的靈活性改造與我國新能源發(fā)展息息相關(guān)。當新能源在電網(wǎng)中的比例逐漸擴大時，對調(diào)峰電源的需求也逐漸升高，而對于以煤炭為主要一次能源的國家而言，高調(diào)節(jié)性的煤電廠就成為了最為現(xiàn)實的可行選擇，而這也是國家推進煤電靈活性改造的主要原因之一。

當前，火電面臨產(chǎn)能結(jié)構(gòu)性過剩的風險，新能源面臨極大的消納壓力，火電靈活性改造無疑是“一石二鳥”，可以同時解決這兩個問題。提高火電機組靈活性還要考慮節(jié)能減排，要保證機組在實現(xiàn)安全、高效、清潔、經(jīng)濟的調(diào)峰能力的同時，又能降低污染物排放總量，最終真正實現(xiàn)靈活性改造的價值。

目前很多地區(qū)已經(jīng)將火電靈活性改造提上了日程。例如，作為煤電大省的山西省能源局2020年4月發(fā)布關(guān)于加快推進煤電機組靈活性改造的通知，其中指出：原則上各集團煤電機組的調(diào)峰能力應(yīng)與新能源裝機容量相匹配，2020年底各發(fā)電集團煤電機組改造容量應(yīng)不低于本集團的新能源裝機容量。自2020年起，對于新投產(chǎn)的熱電聯(lián)產(chǎn)機組，或改造為供熱機組的現(xiàn)役煤電機組，應(yīng)對機組實施靈活性改造，具備深度調(diào)峰能力。

3、電源側(cè)儲能

隨著可再生能源大規(guī)模并網(wǎng)，儲能無疑將迎來大發(fā)展，尤其是電源側(cè)儲能。近年來，儲能成本迅速下降，尤其是2020年以來電源側(cè)儲能成本下降迅速。根據(jù)2020年以來的部分案例梳理，（1）風電配儲能成本四個月下降三成左右：從2020年1月份最高2.549元/Wh到5月已經(jīng)降到最低1.643元/Wh；（2）光伏配儲能成本三個月下降近30%：2020年11月青海光伏競價項目儲能投標價格均價約1.134元/Wh，較7月份已經(jīng)下降了約28.6%；（3）火儲調(diào)頻成本一年下降20%以上：2020年最低價5.14同比2019年最低價6.53。除電源側(cè)儲能外，在碳中和的要求下，電網(wǎng)側(cè)和用戶側(cè)儲能也會進入發(fā)展的快通道。

對于儲能的未來，落基山研究所2020年發(fā)布的《零碳中國?綠色投資：以實現(xiàn)碳中和為目標的投資機遇》報告預(yù)測，在碳中和目標下，2050年，中國光伏和風電將占到電力總裝機量的70%。相應(yīng)地，電化學儲能將由2016年的189MW增長到510GW，年均增長率達26%。另據(jù)中關(guān)村儲能產(chǎn)業(yè)技術(shù)聯(lián)盟（CNESA）的預(yù)測，保守場景下2021-2025年中國新型儲能（除抽水蓄能外）復(fù)合增長率將保持在55%左右，2025年，中國市場儲能裝機規(guī)模將達到60GW，新型儲能（除抽水蓄能外）市場的累計裝機規(guī)模將超過20GW；理想場景下，2021-2025年中國新型儲能（除抽水蓄能外）的復(fù)合增長率將超過65%，2025年，中國市場儲能裝機規(guī)模將達到100GW，新型儲能（除抽水蓄能外）市場的累計裝機規(guī)模將超過30GW。

從這些預(yù)測中可以看出，能源行業(yè)對儲能的發(fā)展抱有很大的期待，其中電源側(cè)儲能可能伴隨可再生能源的大發(fā)展成為近中期的亮點。

結(jié)語

總之，電力系統(tǒng)要做碳中和的排頭兵，無疑要做好可再生能源大規(guī)模并網(wǎng)，火電靈活性改造、電源側(cè)儲能等也要同步跟進。當然電力系統(tǒng)非常復(fù)雜，本文僅是舉了幾個關(guān)鍵點，并未做系統(tǒng)性的分析，更多的問題留待未來繼續(xù)探討。

過去有專家認為綠色、經(jīng)濟性、安全性是能源領(lǐng)域的“不可能三角”（即這三點不可能同時實現(xiàn)），但是可再生能源發(fā)電、儲能、電網(wǎng)等各方面的技術(shù)進步以及市場機制、商業(yè)模式的創(chuàng)新有可能使這個“不可能”變?yōu)?ldquo;可能”。

未來充滿無限可能。

（江曉蓓 冉澤）