中國儲能網(wǎng)訊：我國要建成清潔低碳、安全高效的新型能源體系，必須堅持系統(tǒng)思維，實現(xiàn)協(xié)同發(fā)展、科學(xué)發(fā)展、供需平衡，堅持先立后破，加強煤炭清潔高效利用，加快推動風(fēng)、光、水、核等非化石能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展。與此同時，為適應(yīng)和助力我國新型能源體系建設(shè)，能源產(chǎn)業(yè)在發(fā)展過程中將產(chǎn)生很多新的發(fā)展模式，如“沙戈荒”新能源大基地、虛擬電廠、零碳工業(yè)園區(qū)等。本文依托對未來全國能源中長期發(fā)展大勢的量化分析，從能源生產(chǎn)、調(diào)配和消費三方面入手，分別聚焦以下三種能源發(fā)展新模式的趨勢分析，一是能源供應(yīng)新支點——“沙戈荒”新能源大基地，二是資源聚合新路徑——虛擬電廠，三是終端降碳新范式——零碳工業(yè)園區(qū)，對各種新模式的發(fā)展方向和趨勢進行了重點探討。
新型能源體系建設(shè)節(jié)奏及能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展大勢研判
從當(dāng)前至全國實現(xiàn)碳達峰目標及實現(xiàn)達峰后穩(wěn)中有降，是我國新型能源體系“立”的關(guān)鍵期，重在加強新能源為主的安全可靠供給，推進新能源與傳統(tǒng)能源互補聯(lián)營，增強科技創(chuàng)新驅(qū)動能力，加快推動“沙戈荒”新能源大基地、虛擬電廠、零碳工業(yè)園區(qū)等新模式發(fā)展，建立健全與能源新質(zhì)生產(chǎn)力相匹配的制度政策體系。隨著新“立”的能源體系與配套體制機制逐步完善，有序推進“立破接續(xù)”成為重點，屆時風(fēng)光水核等清潔能源將對煤油氣等化石能源形成加速替代，并逐步成為能源主體。能源產(chǎn)業(yè)助力中國式現(xiàn)代化之路前途輝煌但道阻且長，不會一蹴而就，我們需要系統(tǒng)謀劃、精心設(shè)計、積極探索、實踐驗證，總體來看可劃分為如下三個階段。
（一）從當(dāng)前到2035年——新型能源體系初步建立并鞏固強化
我國處于第二個百年奮斗目標的第一階段，也處于跨過中等收入陷阱的關(guān)鍵時期，能源消費總量將保持增長，保障安全可靠供應(yīng)是能源行業(yè)的重要任務(wù)。在這個時期，石油、煤炭、天然氣消費總量梯次達峰，到2030年全國碳排放達峰目標順利實現(xiàn)，到2035年，我國終端用能“電氫化”率將接近40%，非化石能源發(fā)電在全國總發(fā)電量中占比將超過55%，非化石能源消費占比將從2030年的29%提升至35%左右，新型能源體系將在2030年初步建立并在“十六五”時期鞏固強化，取得顯著成效，能源安全保障水平不斷提升，有力支撐我國基本實現(xiàn)社會主義現(xiàn)代化。
（二）從2035年到本世紀中葉——全面建成新型能源體系
我國處于第二個百年奮斗目標的第二階段，能源消費總量總體達峰后穩(wěn)步下降，能源低碳轉(zhuǎn)型進一步加快。大力推動非化石能源加速替代，促進終端用能“電氫化”跨越式提升，到2050年終端用能“電氫化”率達到56%左右，非化石能源發(fā)電在全國總發(fā)電量中占比約77%，非化石能源消費占比接近60%，新型能源體系全面建成，全力支撐我國建成社會主義現(xiàn)代化強國目標。
（三）從2050到2060年——決勝碳中和
我國全面建成社會主義現(xiàn)代化強國后，進入實現(xiàn)碳中和目標的決勝階段。終端用能“電氫化”率達到67%，化石能源消費將快速下降，煤炭、石油、天然氣主要發(fā)揮原料屬性和應(yīng)急備用功能，風(fēng)、光、水、核、生物質(zhì)等非化石能源的規(guī)模不斷擴大，非化石能源發(fā)電在全國總發(fā)電量中占比達到95%左右，非化石能源消費占比達80%左右，碳中和目標達成。
“沙戈荒”新能源大基地發(fā)展現(xiàn)狀及未來發(fā)展方向
沙漠、戈壁、荒漠從西北版圖上的荒蕪之地，轉(zhuǎn)變?yōu)槿蜃畲蟮摹吧掣昊摹毙履茉创蠡?，成為中國能源新的增長極，也是實現(xiàn)“雙碳”目標的世紀工程。
（一）“沙戈荒”新能源大基地產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展
自2021年在國家層面首次提出“沙戈荒”新能源大基地概念，到2030年“沙戈荒”地區(qū)將形成總裝機約4.55億千瓦的新能源大基地，其用地規(guī)模接近5萬平方千米，覆蓋20余省區(qū)，其中“十四五”期間開工規(guī)模約2億千瓦，“十五五”期間再增加2.55億千瓦。已公布的三批清單共計2.3億千瓦：第一批項目共9453萬千瓦，絕大部分已實現(xiàn)并網(wǎng)；第二批聚焦庫布齊、騰格里等沙漠地區(qū)的4個大型新能源基地，共計4183萬千瓦，正在緊鑼密鼓建設(shè)中；第三批規(guī)劃將鹽堿地、灘涂等也納入版圖，共計9330萬千瓦，正在逐批次啟動。
三批規(guī)劃從大量百兆瓦級的碎片化項目調(diào)整為少量千萬千瓦級的大規(guī)模集中式項目，有效降低了所需的電網(wǎng)配套建設(shè)成本。大基地消納采取“本地+外送”雙輪驅(qū)動，預(yù)計2030年外送3.17億千瓦，占全國跨區(qū)綠電的七成，將通過72條特高壓通道直送華東、華中、華北。
（二）“沙戈荒”新能源大基地未來發(fā)展方向
為推動“沙戈荒”新能源大基地規(guī)劃落地，2023—2025年密集出臺了多項文件，從頂層設(shè)計、電價機制、用地政策和市場制度等方面給予全方位支持。明確適建區(qū)域19.98萬平方千米，要求“十四五”末新能源利用率不低于95%；為提高“沙戈荒”新能源大基地的經(jīng)濟性，將抽水蓄能、煤電靈活性改造和新型儲能均納入容量電價補償范圍；推出一系列標準和規(guī)程以提升大基地涉網(wǎng)性能，包括新能源并網(wǎng)安全性能標準，以及大基地一體化調(diào)度制度；配合電力市場建設(shè)，“沙戈荒”綠電全面參與電力市場交易。
針對大基地規(guī)劃落實，2025年國家能源局將“沙戈荒”基地并網(wǎng)、外送通道建設(shè)、可再生能源消納責(zé)任權(quán)重列為重點督辦事項，按月通報、按季考核，在全社會的大力支持下，規(guī)劃中的“沙戈荒”新能源大基地必將按計劃落地。為支持大基地外送需求，據(jù)容量測算還需要13條左右的特高壓直流外送通道，已規(guī)劃通道正在建設(shè)中，后續(xù)通道建設(shè)還需持續(xù)論證。
“沙戈荒”大基地已從“藍圖”進入“規(guī)?；涞亍彪A段，隨著技術(shù)迭代、政策完善、市場成熟，曾經(jīng)的不毛之地不僅將支撐中國2030年非化石能源消費占比25%的目標，更將為全球提供荒漠能源利用與生態(tài)治理的“中國方案”。
虛擬電廠發(fā)展現(xiàn)狀及未來發(fā)展方向
虛擬電廠作為新型電力系統(tǒng)的關(guān)鍵組成，隨著電力體制改革深化與智能化技術(shù)快速發(fā)展，近年來正通過技術(shù)融合與政策引導(dǎo)實現(xiàn)規(guī)?；l(fā)展。
（一）虛擬電廠發(fā)展現(xiàn)狀
虛擬電廠的概念起源于歐美，1997年首次提出，2000年德國、荷蘭和西班牙等五國實踐了全球首個虛擬電廠，自此歐美各國開始進行虛擬電廠建設(shè)，并形成了集中調(diào)配多種資源參與電力市場的商業(yè)模式。
綜合國外發(fā)展歷程及實踐，虛擬電廠的發(fā)展階段通?？煞譃檠s型階段、市場化階段和自主調(diào)度型階段。
中國加快建設(shè)虛擬電廠政策體系，2021—2025年各層級多次出臺相關(guān)文件。在《關(guān)于推進電力源網(wǎng)荷儲一體化和多能互補發(fā)展的指導(dǎo)意見》和《2030年前碳達峰行動方案》等文件中提及探索虛擬電廠的建設(shè)。2025年，國家發(fā)展改革委、國家能源局聯(lián)合印發(fā)《關(guān)于加快推進虛擬電廠發(fā)展的指導(dǎo)意見》。
與此同時，虛擬電廠也多處試點落地。例如，上海2021年上線國內(nèi)首個網(wǎng)地一體虛擬電廠運營管理平臺；云南2025年成立虛擬電廠管理中心，聚焦電動汽車充電樁等負荷資源，推動規(guī)模化調(diào)節(jié)；山西已有9座虛擬電廠入市交易；冀北虛擬電廠成功示范，由冀北電力交易中心牽頭組織運營，以驗證分布式資源多層級多時間尺度協(xié)調(diào)優(yōu)化互動技術(shù)，并探索其在調(diào)峰輔助服務(wù)市場的運營機制。
（二）虛擬電廠未來發(fā)展方向
根據(jù)源荷組合方式分類，虛擬電廠有三種聚合模式。第一種是虛擬電廠負荷聚合運行模式，售電公司利用電力零售用戶渠道，聚合用戶側(cè)分布式發(fā)電、可調(diào)負荷、儲能、充電樁、換電站等靈活性資源，以虛擬電廠的形式參與電力市場交易。第二種是省內(nèi)源荷聯(lián)動一體化模式：一是虛擬電廠配合風(fēng)電、光伏的短期運行曲線進行運行調(diào)節(jié)，以保障風(fēng)光項目中長期合約履約；二是虛擬電廠在實時運行時與風(fēng)電、光伏項目的超短期預(yù)測結(jié)果進行配合運行，避免承擔(dān)偏差考核責(zé)任；三是虛擬電廠提供輔助服務(wù)，供風(fēng)電、光伏履行輔助服務(wù)責(zé)任。第三種是省間源荷聯(lián)動一體化模式：一是虛擬電廠在低谷時段增加用電量，從而增加省間輸電通道的輸電能力，進而轉(zhuǎn)換為送端火電機組的發(fā)電空間或發(fā)電權(quán)空間；二是虛擬電廠配合送端電源按照既定發(fā)電計劃運行，減輕外送電的偏差考核責(zé)任；三是虛擬電廠提供輔助服務(wù)，供外來電履行輔助服務(wù)責(zé)任。
零碳工業(yè)園區(qū)發(fā)展現(xiàn)狀及未來發(fā)展方向
能源消費終端中的工業(yè)園區(qū)實現(xiàn)近零排放，是近年來負荷側(cè)的研究示范熱點，是較為直接的降碳方案。
（一）零碳工業(yè)園區(qū)發(fā)展現(xiàn)狀
2024年12月中央經(jīng)濟工作會議首次明確“建立一批零碳園區(qū)”后，零碳工業(yè)園區(qū)的建設(shè)被正式提升到國家戰(zhàn)略層面。
從政策方面看，國家和地方為零碳園區(qū)的發(fā)展構(gòu)建了全面且逐步深化的政策體系。面對工業(yè)園區(qū)高排放的現(xiàn)狀，“零碳工業(yè)園區(qū)”成為當(dāng)前引領(lǐng)園區(qū)綠色轉(zhuǎn)型的階段目標和發(fā)展新范式。在“雙碳”目標背景下，從國家到地方各層面為零碳園區(qū)的發(fā)展構(gòu)建了全面且逐步深化的政策體系，且各類評價標準體系正同步逐級建立。
從近年實踐看，各省、地市紛紛探索以零碳園區(qū)為抓手，實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級和綠色增長的雙贏。截至2024年底，全國零/近零碳園區(qū)試點超過190個，其中國家級31個，覆蓋電子信息、鋼鐵化工、能源裝備等多元產(chǎn)業(yè)。其中較為典型的園區(qū)如廣州南沙開發(fā)區(qū)，作為國家首批“減污降碳協(xié)同增效”試點園區(qū)之一，其在規(guī)劃階段就充分發(fā)揮政策引導(dǎo)效應(yīng)，通過構(gòu)建“政—企—園”業(yè)間協(xié)作產(chǎn)業(yè)網(wǎng)絡(luò)，共享供應(yīng)鏈綠色平臺，發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟和產(chǎn)業(yè)鏈自凈模式，推進原料循環(huán)利用和副產(chǎn)物互供，積極探索微電網(wǎng)示范項目，引入地下巖層儲熱和太陽能熱利用，提高園區(qū)能效，為政企合作模式下的產(chǎn)業(yè)新城型園區(qū)提供了可借鑒的協(xié)同治污降碳路徑。
（二）零碳工業(yè)園區(qū)的發(fā)展趨勢
根據(jù)清華大學(xué)環(huán)境學(xué)院的調(diào)研數(shù)據(jù)，工業(yè)園區(qū)集中全國近70%的工業(yè)用能，其碳排放量占全國總碳排放量的31%，且園區(qū)內(nèi)集中供能設(shè)施排放占園區(qū)總排放的75%，凸顯能源輸入在園區(qū)總體能源消費中的主導(dǎo)地位。進而表明實現(xiàn)園區(qū)整體零碳/低碳轉(zhuǎn)型目標下對工業(yè)園區(qū)能源供給和排放進行系統(tǒng)化管控優(yōu)化的必要性。
零碳園區(qū)的未來發(fā)展集中在以下方向。一是優(yōu)化工業(yè)流程、提升能效。針對園區(qū)內(nèi)的工業(yè)企業(yè)，開展系統(tǒng)的節(jié)能降耗和工藝優(yōu)化是“減碳從源頭做起”的關(guān)鍵措施，應(yīng)聚焦園區(qū)能源系統(tǒng)、生產(chǎn)工藝、基礎(chǔ)設(shè)施、交通物流、公共建筑等重點領(lǐng)域全過程系統(tǒng)性推進節(jié)能。二是電氣化改造與終端用能低碳化?！耙噪姶?、以電代油”是工業(yè)領(lǐng)域深度減碳的重要路徑。在工業(yè)生產(chǎn)環(huán)節(jié)、交通物流環(huán)節(jié)以及園區(qū)生活服務(wù)設(shè)施方面大力推進工藝設(shè)備電氣化，全面推廣電氣化將大幅度減少直接碳排放量。三是實現(xiàn)儲能和新能源耦合柔性調(diào)峰。鑒于高比例可再生能源的波動性，園區(qū)須配建可承載波動的儲能系統(tǒng)和調(diào)峰設(shè)施，從電儲能、熱儲能和氫能儲能領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)對新能源“削峰填谷”，確保能源供應(yīng)的穩(wěn)定性。四是實現(xiàn)碳捕集、利用與封存（CCUS）。對于難以避免的化石燃料燃燒和工藝過程排放，部署CCUS技術(shù)是實現(xiàn)（近）零排放的必要措施，在園區(qū)層面可探索共享CCUS基礎(chǔ)設(shè)施，由園區(qū)牽頭建設(shè)集中二氧化碳處理中心，實現(xiàn)規(guī)模經(jīng)濟，降低成本。
