能源体系重构：能源系统电气化 电力系统低碳化——访中国能源研究会能源政策研究室主任林卫斌
党的二十大报告对如何推进绿色低碳发展和人与自然和谐共生进行了深入阐述。其中“加快规划建设新型能源体系”是新时代我国能源产业转型升级的重要指南，擘画出我国能源体系发展新的蓝图。
新形势，新要求，我国能源体系在“双碳”目标背景下仍需加速转型，如今，构建新型能源体系应具备哪些特征？新型电力系统将为新型能源体系提供怎样的支撑？如何处理好传统能源与新能源发展之间的关系？对此，本刊记者专访了中国能源研究会能源政策研究室主任林卫斌。
（来源：微信公众号“中国电业与能源” 作者：余璇）
《中国电业与能源》：新发展阶段，我国能源安全呈现哪些新特点？构建新型能源体系应具备哪些特征？
林卫斌：
之前我们谈我国能源安全，重点关注油气安全问题，因为我国70%以上的原油、40%以上的天然气依赖进口。近年来，随着风电、太阳能发电等新能源大规模开发利用，电力供应安全问题日益成为需要重点关注的能源安全问题。因为风电和太阳能发电具有间歇性和不稳定性的特征，受到风速、光照等气象条件的深度影响。
例如，2021年夏季用电高峰期，东北电网3500万千瓦风电装机一度总出力只有3.4万千瓦。2022年夏季，福建电网最大负荷日早高峰时段风电出力仅1.3万千瓦，不足装机容量的1%。此外，水电等常规电源也在很大程度上受气象条件的影响，尤其是在高温干旱、寒潮等极端天气情况下，出力也无法得到保障，2022年夏季四川缺电为电力供应安全保障敲响了警钟。
随着不稳定性电源在电力系统中的比重不断提高，以及全球气候变暖加剧，使得极端天气频发，电力供应安全问题将日趋突出。
因此，建设新型能源体系要特别注重灵活性和韧性问题。加快发展风电、太阳能发电等新能源是推动能源革命、实现“双碳”目标的必由之路，但也必须认识到，新能源具有间歇性和不稳定性等特征，新能源发展不能“单兵冒进”，否则会危及能源供应安全。风电、太阳能发电等电源建设必然要求配套相应规模的灵活性电源备用容量建设，否则，当风电、太阳能发电因风光资源约束无法提供出力时，电力供需平衡就可能会出现问题。2020年夏季，美国加州分区轮流停电的一个重要原因就是在大跨步开展能源转型的同时，没有实现正确的能源组合。
一方面，新能源发展要与传统能源优化组合。正如2021年中央经济工作会议所指出的：“传统能源逐步退出要建立在新能源安全可靠的替代基础上。要立足以煤为主的基本国情，抓好煤炭清洁高效利用，增加新能源消纳能力，推动煤炭和新能源优化组合。”
另一方面，新能源发展要与能源系统变革协同推进。从供电安全角度看，为新能源大规模发展配套充足的灵活性电源备用机组建设不可或缺。可以预见的是，开放互联、多源协同、多能互补、能源与信息深度耦合的能源互联网将是未来能源电力系统的主要形态特征。
《中国电业与能源》：目前新型能源体系建设取得了哪些阶段性成绩？仍存在哪些制约能源绿色发展转型的问题？您有何建议？
林卫斌：
党的十八大以来，我国新能源发展成效显著，风电、光伏发电规模稳居世界第一，提升了能源供应能力，新能源在电源结构中的占比持续提高，优化了能源结构，新能源发电成本快速下降，基本进入了平价无补贴发展阶段。
一是新能源发电规模稳居世界首位，能源供应能力得以提升。从发电装机容量看，我国风电、太阳能发电等新能源发电装机容量从2012年底的7252万千瓦增加到2022年底的7.6亿千瓦。我国风电、太阳能发电和生物质发电装机规模均稳居世界第一。
二是新能源占比持续提高，能源结构得以优化。随着新能源发展规模的持续扩大，新能源在电源结构中的比重也稳步提升，是我国能源结构优化的主力军之一。从发电量电源结构看，2012年全国新能源发电量约占总发电量的2.8%；2022年我国风电、光伏发电量首次突破1万亿千瓦时，达到1.19万亿千瓦时、同比增长21%，占全社会用电量的13.8%，接近全国城乡居民生活用电量。
三是新能源发电成本大幅降低，平价上网得以实现。党的十八大以来，风电和光伏发电造价成本总体呈现逐年下降的趋势。水电水利规划设计总院发布的《中国可再生能源发展报告2021》显示，2021年，陆上风电单位千瓦造价平稳下降，集中式平原、山区地形风电项目造价成本分别为5800元/千瓦和7200元/千瓦，风电平均单位千瓦造价成本较2012年下降20%左右。地面光伏电站平均造价约4150元/千瓦，分布式光伏约3740元/千瓦，光伏发电平均单位千瓦造价成本仅为2012年的30%左右。根据国际可再生能源机构公布的数据，2012—2020年，我国风电、光伏发电度电成本分别下降了50%和70%左右。
在看到新型能源体系建设取得阶段性成绩的同时，新能源与传统能源协同发展的体制机制有待理顺。
首先，应协同推进“电—碳—绿证”交易市场建设，保障电源结构动态调整中的资源配置效率。一是要加快建设电力交易现货市场，保障各种电力资源的动态优化配置。二是要加快建设跨省区电力市场建设，促进绿色低碳资源在更大范围内优化配置。要协同推进“电—碳—绿证”交易市场建设，使新能源除了在电力市场获取电量收益外，也可通过碳交易市场、强制性的新能源配额及绿证交易市场实现其零碳价值，增强其市场竞争力和可持续发展能力。
其次，应建立健全发电容量补偿机制，保障新型电力系统平衡安全。为有效保障新型电力系统安全所需要的备用容量、防止出现重大电力供应事故，需要建立健全发电容量补偿机制。建议短期内探索建立容量补贴机制，解决近期电力供给容量保障及搁浅成本问题。长期内探索建立发电容量市场机制，使各种灵活性电源可以通过容量市场获得合理回报，以保障发电容量供应安全。
最后，要完善电力需求侧管理制度，充分挖掘需求响应资源。
《中国电业与能源》：实现“双碳”目标，能源是主战场，电力是主力军。新型电力系统将为新型能源体系提供怎样的支撑？
林卫斌：
非化石能源既包括水电、核电、风电、太阳能发电、生物质发电等，也包括地热能供暖、生物质供热、生物质燃料、太阳能热利用等非电利用可再生能源。
现阶段，非化石能源主要通过电能转化，以2020年为例，2020年我国非化石能源利用量7.9亿吨标准煤，其中非电利用量5000万吨左右，非化石能源电能转化比重达到94%。因此，“双碳”目标导向下大规模、高比例的非化石能源开发利用，将使得能源体系重构呈现两大趋势——能源系统电气化和电力系统低碳化。
能源系统电气化在生产侧主要体现为一次能源通过电能转化比重的提高，在消费侧主要体现为电能占终端能源消费比重的提高，而电力系统低碳化主要体现为非化石能源发电比重的提高。随着非化石能源消费占比提高到80%以上，预计2060年一次能源电能转化比重将达到85%左右，电能占终端能源消费的比重将提高到70%左右，能源系统电气化水平迅速提升。非化石能源发电占比将从2020年的33.9%提升至90%甚至更高，电力系统呈现深度低碳化特征。
能源系统电气化和电力系统低碳化将深度改变电源结构，使能源电力系统形态相应发生深刻变革，因此，构建新型电力系统是能源体系重构的核心，“双碳”目标导向下应构建能够承载高水平电气化和实现高水平低碳化的新型电力系统。
《中国电业与能源》：今年政府工作报告提出推进煤炭清洁高效利用和技术研发，加快建设新型能源体系，应如何处理好传统能源与新能源发展之间的关系？
林卫斌：
具体来看，实现新能源与传统能源优化组合的主要措施包括：一是持续推进煤电灵活性改造，煤电发展定位要从传统的作为基础负荷保障电量供应的角色转向“基荷保供、灵活调峰、辅助备用”多重角色，促进煤电机组从电量保障向电力保障的功能转换；二是加快各类调峰电源建设，运用传统能源提升系统灵活性、提高可再生能源消纳能力，加强大型抽水蓄能电站、天然气调峰电站等优质调峰电源建设力度；三是推动天然气和新能源融合发展，推进风光水火储多能互补工程建设运行；四是鼓励燃煤耦合生物质发电。
《中国电业与能源》：结合“双碳”目标愿景，应如何破解能源行业“绿色—安全—经济”不可能三角的难题？
林卫斌：
“绿色—安全—经济”不可能三角的提法并不是特别准确。应该说我国能源转型发展的目标就是要在安全性、清洁性和经济性三重目标中寻求最优解。当然，不同目标之间具有冲突性，比如：为了提高用能的清洁性而开发利用能量密度较低且具有间歇性和不稳定性的风能和太阳能，就可能或者至少在一定时期内推高用能成本，从而降低用能的经济性；为了提高能源供应保障的安全性而建设大量的备用生产能力或储备大量的能源，也会降低用能的经济性。当然，国家能源治理就是要在多重目标中把握动态平衡，寻找最优解。
一是要避免新能源“单兵冒进”。未来风电、太阳能发电机组更大规模、增速更快的建设是必然趋势，但是如果不配套建设相应规模的可调节资源，风电、太阳能发电比重高的地区在风光出力不足的用电高峰时段就很有可能出现电力供需缺口。因此，在大规模开发利用新能源的同时，要多措并举提升系统的灵活性。
二是要避免新能源与传统能源“比翼齐飞”。从长远角度看，新能源与传统能源“比翼齐飞”式的能源转型之路显然是行不通的。大规模扩大火电装机规模以提供备用容量，无疑会增加“冗余”，大幅提高系统成本并最终体现为用电成本。而且，继续扩大高碳基础设施和产能规模并不符合能源转型的方向，容易形成锁定效应。
三是新能源发展要与能源系统变革“双轮驱动”。其中的核心要素包括：各种储能技术的部署和运用，有效减少新能源出力波动及不确定性；需求侧响应机制的建立，源网荷储友好互动；微电网项目和智能配电网的建设，电力供需实现自平衡；柔性和灵活可调度资源的充分发掘；能源互联网建设，各个环节将全面智能化、数字化、互联网化。
