2020年9月22日，習近平主席在第75屆聯(lián)合國大會一般性辯論中提出，中國的二氧化碳排放“力爭于2030年前達到峰值，努力爭取2060年前實現(xiàn)碳中和”這一目標；2020年12月12日，在氣候雄心峰會上中國又一次作出重大的氣候政策宣示：到2030年，中國單位國內生產總值二氧化碳排放將比2005年下降65%以上，非化石能源占一次能源消費比重將達到25%左右，森林蓄積量將比2005年增加60億立方米，風電、太陽能發(fā)電總裝機容量將達到12億千瓦以上。為了實現(xiàn)“碳中和”目標，我國急需加快摒棄原先粗放型、高污染的發(fā)展道路，加速推動能源領域深度變革，逐步構建綠電為核心的現(xiàn)代能源體系，走出能源轉型升級的“中國模式”。
提出“碳中和”目標的技術條件已經成熟
技術創(chuàng)新驅動能源領域加速變革。當前，以新能源、新材料、物聯(lián)網等技術為主要驅動力的第四次工業(yè)革命重塑全球能源供需格局，新能源、智能電網、儲能、電動車和氫能產業(yè)的發(fā)展和落地加速實現(xiàn)，傳統(tǒng)能源生產和消費方式將發(fā)生革命性變革。
從供給側看，風能驅動葉片做功產生電能，光伏通過半導體直接將光能轉化成電能；從需求側看，電動車、電制冷/熱等電氣化技術不斷成熟推廣。這是一個從量變到質變的過程，新能源替代化石能源，終端電氣化水平不斷提升，能源利用從“高碳”轉向“無碳”、從“黑色”轉向“綠色”，供需兩端的能量轉換都在逐步脫離“高溫高壓”，能源領域即將從“火藥時代”邁入“冷兵器時代”，實現(xiàn)“碳中和”目標的藍圖已呈現(xiàn)在眼前。
能源供給側加速無碳化進程。我國風、光等新能源裝機已突破4億千瓦，相當于英、法兩國電力裝機總和。青海、西藏、內蒙古等西部、北部地區(qū)風、光資源豐富。青海柴達木盆地24萬平方公里的土地，理論上光伏裝機可達100億千瓦以上，年發(fā)電量可達20萬億千瓦時以上，完全可以滿足全國終端能源需求（目前終端消費電量約7萬億千瓦時，若交通、建筑用能等全部由電能替代，消費總量約10萬億千瓦時）。
目前，新能源裝機年增量約為6000萬千瓦。若增量按10%增速增長，到2030年，新能源總裝機將達到15億千瓦，可以超額完成2030年12億千瓦目標；若隨后30年保持年增量不變，到2060年新能源總裝機約60億千瓦，每年可提供12萬億千瓦時清潔電量。
能源消費側加速電氣化進程。電動車、氫能、儲能、熱泵、儲熱等技術快速發(fā)展，交通、供暖等用能終端電代油、代氣、代煤的步伐不斷加快。全面電氣化進程將引起能源消費結構的巨大變革，是一場效率革命、成本革命，電力與傳統(tǒng)化石能源相比，能效、成本和環(huán)保優(yōu)勢逐步顯現(xiàn)。
同時，大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網、5G等信息與數(shù)字技術不斷進步，可以對每個發(fā)、用電單元進行精準控制，以數(shù)字化手段構建需求側智慧能源管控系統(tǒng)，實現(xiàn)荷隨源動、源荷互動的運行機制，提供了新能源間歇性問題的解決路徑。
堅持系統(tǒng)思維，構建綠電為核心的現(xiàn)代能源體系
傳統(tǒng)能源體系下，煤、油、氣、電、核等各類能源形式相互割裂、各自為戰(zhàn)，行業(yè)與行業(yè)之間壁壘嚴重，能源體系的整體布局還是脫離不了缺煤找煤、缺油找油、缺氣找氣的思維模式，造成了綜合效率的低下。實現(xiàn)“碳中和”目標，急需打破行業(yè)壁壘，堅持系統(tǒng)思維，立足整個能源系統(tǒng)全局，統(tǒng)一謀劃，全盤考慮，通過電的“空間轉移”和“時間轉移”，構建綠電為核心的“發(fā)輸儲用”一體化現(xiàn)代能源系統(tǒng)。
能源供應側，構建清潔化的能源供應系統(tǒng)，以風、光等非化石能源取代油、氣、煤等傳統(tǒng)化石能源，逐步成為電力系統(tǒng)的主導一次電源。特別是在風、光資源優(yōu)勢突出的西部、北部地區(qū)建設清潔能源基地，將廉價清潔能源送出，實現(xiàn)我國清潔能源更大范圍、更大規(guī)模的“空間轉移”。
能源消費側，構建高彈性的能源消費系統(tǒng)，加快推進能源消費終端的電氣化進程，從需求側改革做文章，通過合理電價機制引導需求側可中斷、可調節(jié)負荷有序調整，統(tǒng)一調度分布化的需求側資源，變散兵游勇為集團軍作戰(zhàn)。加快儲能、儲熱/冷、電動車及氫能的發(fā)展，在風、光等新能源出力高峰、電價較低時，將電能轉化各種形式能源“儲存”，在風、光等新能源出力不足、電價較高時，使用儲存的能源供能，從而實現(xiàn)能源的“時間轉移”。
此外，在推動新能源基地建設時，同樣要堅持系統(tǒng)思維，統(tǒng)籌能源、經濟、生態(tài)的協(xié)同發(fā)展。如在內蒙古地區(qū)發(fā)展新能源，1億千瓦的風電裝機每年可提供3000億千瓦時清潔電量，可替代1.5億噸產能的煤礦，減排二氧化碳2.3億噸。同步開發(fā)新能源基地與現(xiàn)代農牧業(yè)基地，開展荒漠治理、治沙，可以減輕草原放牧強度，變革農牧民生產生活方式，實現(xiàn)“生態(tài)優(yōu)先、綠色發(fā)展”。
以綠電為核心，加速完成電力系統(tǒng)大變革
人類社會發(fā)展至今，已經經歷了從薪柴到煤炭、從煤炭到油氣兩次能源革命，其間蒸汽機、內燃機、電氣化等重大技術創(chuàng)新，直接驅動了能源行業(yè)發(fā)生變革。目前來看，第四次工業(yè)革命帶來的新能源、新材料、物聯(lián)網、5G等重大技術革新，已經為實現(xiàn)“碳中和”奠定了基礎。歷史經驗告訴我們，重大技術創(chuàng)新給行業(yè)帶來的變革往往是漸進過程中的一個突變。我們要充分看到技術進步與創(chuàng)新給新能源、電氣化發(fā)展帶來的“加速度”。
綠電為核心的現(xiàn)代能源體系對傳統(tǒng)“發(fā)輸用”同時完成的電力系統(tǒng)而言是一次變革，將帶來若干重大轉變。
系統(tǒng)向“發(fā)輸儲用”轉變。系統(tǒng)中的電制氫、電制熱/冷、電動車充放電等不僅承擔著替代煤、油、氣等化石能源的作用，更是系統(tǒng)負荷調節(jié)的“蓄能器”，使電力系統(tǒng)由“發(fā)輸用”向“發(fā)輸儲用”模式轉變，需求側的各個用能、儲能單元可以實時響應發(fā)電側出力，讓負荷跟隨發(fā)電側調節(jié)，適應新能源出力特點，徹底解決間歇性問題。預計2030年，我國電動車保有量或超1億輛，可達50億千瓦時以上的儲能規(guī)模，相當于北京市半個月的用電量，需求側將擁有海量“儲能”資源。
社會總體用能成本下降。電能替代增量可以通過“時間轉移”實現(xiàn)在低谷時段消納，不會過多新增電網投資成本。新能源的規(guī)?；l(fā)展帶來供能成本的下降，終端電氣化的推進帶來能源利用效率的提升。這樣，現(xiàn)代能源體系不會推高能源利用成本，社會總體用能成本會呈下降趨勢。
變總量平衡為時空平衡。過去能源系統(tǒng)往往更關注能源供應與需求之間量的匹配問題，即發(fā)即用，就地平衡?，F(xiàn)代能源體系將通過電的“時間轉移”“空間轉移”，打破原有能源供給的時空約束，推動多種能源互補利用，實現(xiàn)更大時間、空間尺度的系統(tǒng)性平衡。
從未來發(fā)展路徑看，我國目前以煤為主、貧油少氣的能源結構，決定了能源轉型不可能像西方國家那樣，依次完成由煤炭到油氣，再到可再生能源的兩次更迭，而應直接向可再生能源轉變，實現(xiàn)跨越式、創(chuàng)造式發(fā)展。為此，應分兩個階段推進“碳中和”目標：
第一階段：到2030年，著力推動綠電對油、氣等化石能源的替代，存量火電全面參與調峰，消費側大量布局儲熱/冷、電動車、電制氫等靈活性產業(yè)，可再生能源比例和終端電氣化率繼續(xù)快速提升，大幅減少對國際油、氣資源依賴。
第二階段：到2060年，著力推動綠電對煤炭的替代，儲能、氫能技術實現(xiàn)大規(guī)模成熟應用，綠電為核心的能源體系成為我國能源優(yōu)化配置的主要平臺，存量火電替換基本完成。
“碳中和”目標的實現(xiàn)過程就是我國能源革命逐步邁向深入的過程。加速構建“綠電為核心的現(xiàn)代能源體系”，對內而言，是解決我國能源安全和生態(tài)環(huán)保問題的重要舉措，非化石能源將進入“倍速”發(fā)展階段，帶動新能源、儲能、制氫等新技術、新產業(yè)發(fā)展進入“快車道”，加速完成能源領域新舊動能轉換和產業(yè)升級，加快經濟發(fā)展方式轉變，逐步淘汰落后產能，拉動內需，擴大消費，為推動構建新發(fā)展格局注入新動能。對外而言，可以展示我國對全球生態(tài)環(huán)境及人類社會可持續(xù)發(fā)展的責任與擔當，進一步增加在全球治理體系中的話語權，引領全球能源共同體建設。
作者：時家林
