（一）能源科技革命是實(shí)現(xiàn)碳中和的根本力量

當(dāng)把歷史拉回到40年前的20世紀(jì)80年代，在當(dāng)時(shí)，我們不會(huì)想象到今天衣食住行的諸多變化，而40年后會(huì)有更多新生事物是我們今天想象不到的，因?yàn)榧夹g(shù)的發(fā)展和能源轉(zhuǎn)型的相互影響，會(huì)更加快速地改變世界。我們要對(duì)科技創(chuàng)新對(duì)碳中和的作用有一個(gè)基本的認(rèn)識(shí)。實(shí)現(xiàn)碳中和是人類社會(huì)權(quán)衡各種因素后，在現(xiàn)實(shí)條件下達(dá)成的應(yīng)對(duì)氣候變化的基本共識(shí)和有效途徑，它事關(guān)經(jīng)濟(jì)社會(huì)長(zhǎng)期發(fā)展的全局性戰(zhàn)略問(wèn)題，充分體現(xiàn)了人們對(duì)可以預(yù)見(jiàn)的能源科技發(fā)展的期望和信心。就像人類解決糧食問(wèn)題一樣，實(shí)現(xiàn)碳中和也需要通過(guò)能源科技革命來(lái)實(shí)現(xiàn)。從長(zhǎng)遠(yuǎn)看，人類對(duì)解決能源問(wèn)題的信心是樂(lè)觀的，如受控核聚變技術(shù)一旦突破（也必將突破）并得到商業(yè)化應(yīng)用，人類將擺脫分子水平的化學(xué)能約束進(jìn)入到受控核聚變利用的時(shí)代，人類能源利用問(wèn)題將得以根本性解決。但是，應(yīng)對(duì)氣候變化的迫切要求，就是要在目前科技水平“基本”可以支撐的條件下，克服困難，逢山開(kāi)路、遇水搭橋式地立即行動(dòng)。正如風(fēng)能光能雖然蘊(yùn)藏量大，但實(shí)際開(kāi)發(fā)利用中能量密度低、隨機(jī)性及波動(dòng)性大，需要通過(guò)持續(xù)性科技創(chuàng)新和管理創(chuàng)新來(lái)解決能源系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行問(wèn)題。

（二）實(shí)現(xiàn)碳中和“四個(gè)階段”

在實(shí)現(xiàn)碳中和目標(biāo)的40年中，初步分析大體可分為“四個(gè)階段”：2020～2030年碳總量減緩上升階段，2030～2040年碳總量由波動(dòng)下行到穩(wěn)中有降，2040～2050年碳總量線性下降階段，2050～2060年碳總量加速下降階段。在四個(gè)階段中，能源消費(fèi)總量、能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)、技術(shù)進(jìn)步水平、能源品種供應(yīng)結(jié)構(gòu)以及電力系統(tǒng)的特征都會(huì)產(chǎn)生相應(yīng)的變化。

顯然，中國(guó)2030年前碳達(dá)峰目標(biāo)與2060年前碳中和目標(biāo)是遞進(jìn)關(guān)系，從發(fā)展的一般規(guī)律看，碳達(dá)峰的時(shí)間越提前、峰值越低，對(duì)碳中和目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)就越有利，所以應(yīng)促進(jìn)峰值目標(biāo)盡快達(dá)到和盡可能降低峰值。但是，這種“促進(jìn)”也是有限度和需要符合中國(guó)客觀實(shí)際的。碳中和像是讓中國(guó)經(jīng)濟(jì)社會(huì)低碳發(fā)展跑一場(chǎng)40年的“馬拉松”。如果開(kāi)始松懈，后面再趕在規(guī)定的時(shí)間也達(dá)不到目的地；但一開(kāi)始就超越實(shí)際使勁過(guò)大，傷及本體，也可能功虧一簣，全面下滑。因此，要把經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的主要因素以及科技發(fā)展的因素考慮進(jìn)去，提出基本合理的分階段路徑，并根據(jù)發(fā)展的情況及時(shí)評(píng)估修正。

（三）實(shí)現(xiàn)碳中和應(yīng)堅(jiān)持的原則

——堅(jiān)持創(chuàng)新、協(xié)調(diào)、綠色、開(kāi)放、共享的新發(fā)展理念。這是中國(guó)高質(zhì)量發(fā)展的中國(guó)特色的要求，五個(gè)方面就是五個(gè)維度，缺一不可，共同推動(dòng)發(fā)展的政策、策略和成果。

——堅(jiān)持安全、綠色（清潔、低碳、生態(tài)）、經(jīng)濟(jì)、便捷。前三個(gè)要素是經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的基本要求，也是全世界各國(guó)的共同價(jià)值追求。對(duì)大國(guó)而言，能源安全是第一位的，綠色和經(jīng)濟(jì)是約束性因素。而“便捷”是基于以人為本，用戶需求為導(dǎo)向的必然。

——堅(jiān)持因地制宜。承認(rèn)地區(qū)的差異性和發(fā)展的不平衡性，使得碳中和在中國(guó)一些�。ㄊ袇^(qū)）、城市、行業(yè)率先實(shí)現(xiàn)，并起到示范和引導(dǎo)作用。在實(shí)現(xiàn)碳中和的過(guò)程中，不同地區(qū)和行業(yè)的融合性和互補(bǔ)性加大，更多的共享機(jī)制會(huì)出現(xiàn)。

——堅(jiān)持底線思維和紅線思維。堅(jiān)持保能源安全的底線思維和生態(tài)文明建設(shè)的紅線思維，碳中和的過(guò)程應(yīng)統(tǒng)籌規(guī)劃，協(xié)調(diào)推進(jìn)。

——堅(jiān)持全國(guó)一盤棋原則。發(fā)揮中國(guó)國(guó)土空間大、市場(chǎng)空間大、環(huán)境和資源狀況不平衡、區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展不平衡的特點(diǎn)，做好時(shí)間、空間統(tǒng)籌規(guī)劃，推進(jìn)農(nóng)村能源革命、建筑能源革命、工業(yè)能源革命、交通能源革命等，化劣勢(shì)為優(yōu)勢(shì)，發(fā)揮出大國(guó)優(yōu)勢(shì)。在碳達(dá)峰和碳中和的行業(yè)（或地區(qū)）分目標(biāo)制訂上，世界上各個(gè)國(guó)家和我國(guó)各行業(yè)（地區(qū)）的情況都不一樣，不能以某一行業(yè)（地區(qū)）是否率先、滯后達(dá)峰或者實(shí)現(xiàn)碳中和作為評(píng)判國(guó)家整體碳減排進(jìn)程的指標(biāo)。如中國(guó)電力行業(yè)可以做到率先達(dá)峰，但這樣的達(dá)峰對(duì)國(guó)家整體達(dá)峰是促進(jìn)還是減緩需要整體考慮。中國(guó)用于供熱的散燒煤炭數(shù)以億噸計(jì)，在現(xiàn)階段還難用氣或電全部替代，最有效的利用方式是通過(guò)熱電聯(lián)產(chǎn)。如，中國(guó)寧夏回族自治區(qū)銀川市，采用華電靈武電廠百萬(wàn)千瓦機(jī)組的空冷乏汽換熱與汽輪機(jī)抽汽聯(lián)合加熱技術(shù)，通過(guò)46千米長(zhǎng)并經(jīng)河底隧道穿越黃河的管線工程，給市區(qū)50萬(wàn)戶、7000萬(wàn)平米的居民集中供熱，電廠熱效率提高了23個(gè)百分點(diǎn)，已替代燃煤供熱鍋爐455臺(tái)套，是市區(qū)大氣環(huán)境根本性改善的最主要措施，取得了較好的社會(huì)、環(huán)境、能源、經(jīng)濟(jì)效益。在這種情況下，電力行業(yè)的碳排放量總量即便是升高的，但總體上促進(jìn)了全社會(huì)碳排放量減少和達(dá)峰提前。

（四）要防范的各種風(fēng)險(xiǎn)

——既防范“速勝”也防范“慢慢來(lái)”。碳達(dá)峰和碳中和都是非常迫切而重大的系統(tǒng)工程，需要有時(shí)不我待的積極態(tài)度，更需要有嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)精神。一方面要防止做急功近利的事，或者搞脫離實(shí)際的“一刀切”，其結(jié)果得不償失。碳中和之所以有四個(gè)階段，是因?yàn)榭陀^規(guī)律使然，只有在恰當(dāng)?shù)臅r(shí)機(jī)做正確的事情才能獲得較好的回報(bào)。如顛覆性技術(shù)對(duì)能源轉(zhuǎn)型進(jìn)程有重大影響，但我們現(xiàn)在并不完全清楚什么時(shí)候可以出現(xiàn)顛覆性技術(shù)，過(guò)于快速推進(jìn)一些不成熟的技術(shù)或項(xiàng)目，存在大量資金沉淀的風(fēng)險(xiǎn)和推倒重來(lái)的風(fēng)險(xiǎn)，不僅浪費(fèi)了金錢，而且耽誤了轉(zhuǎn)型進(jìn)程。如在火電廠脫硫工程的建設(shè)上，有些電廠在幾年內(nèi)推倒重來(lái)了好幾次。另一方面，要鼓勵(lì)進(jìn)行探索性實(shí)踐和創(chuàng)新，而不能等著慢慢來(lái)；同時(shí)，我們已經(jīng)有了很多用于不同區(qū)域、行業(yè)、場(chǎng)合的低碳可行技術(shù)和商業(yè)模式，完全可以立即挖掘現(xiàn)有節(jié)能減碳空間。

——防范照搬硬套的拿來(lái)主義。面對(duì)中國(guó)特色的碳中和，歐盟或者一些國(guó)家的減碳方案并不一定適合我國(guó)，我們面臨的道路大多是前人沒(méi)有走過(guò)的道路，必須根據(jù)中國(guó)國(guó)情走中國(guó)特色的碳中和道路。

——防范“黑天鵝”“灰犀牛”事件的風(fēng)險(xiǎn)。中國(guó)低碳發(fā)展是首要?jiǎng)恿�、是�?nèi)生要求推動(dòng)，當(dāng)技術(shù)快速進(jìn)步、世界處于和平環(huán)境、多邊公平貿(mào)易推進(jìn)順利時(shí)，會(huì)加快中國(guó)碳減排進(jìn)程；當(dāng)國(guó)際形勢(shì)向動(dòng)蕩的方向變化，或遇重大自然災(zāi)害等，會(huì)減慢這一進(jìn)程。要有發(fā)生重大偶然事件影響碳減排進(jìn)程的各種準(zhǔn)備。

——防范各種重大碳鎖定工程建設(shè)。與增加碳排放量有關(guān)的重大工程建設(shè)，會(huì)造成碳鎖定效應(yīng)，必須堅(jiān)決防止。如不到萬(wàn)不得已，不應(yīng)選擇用新建純凝汽式煤電項(xiàng)目滿足電量需求的做法。

——防范CCS項(xiàng)目一哄而起�？梢赃M(jìn)行繼續(xù)研究、跟蹤有關(guān)技術(shù)進(jìn)展，但不宜被誤導(dǎo)盲目決策或者補(bǔ)貼大規(guī)模、大范圍的CCS工程或者示范項(xiàng)目。說(shuō)到底，能源低碳轉(zhuǎn)型是技術(shù)與經(jīng)濟(jì)在項(xiàng)目、區(qū)域、社會(huì)各層面都能平衡的結(jié)果。在經(jīng)濟(jì)上算不過(guò)賬的項(xiàng)目，或者指望政府補(bǔ)貼的項(xiàng)目是不可持續(xù)的，也難以在區(qū)域和社會(huì)層面大面積商業(yè)推廣應(yīng)用。CCS難以成為未來(lái)減碳的重大措施，不僅因?yàn)榧夹g(shù)仍不成熟，而且在碳“捕集”“封存”環(huán)節(jié)存在經(jīng)濟(jì)性差、能耗高等頑癥難以解決，就其運(yùn)輸環(huán)節(jié)而言也存在巨大的安全、經(jīng)濟(jì)、運(yùn)行條件上的種種障礙。如果考慮到以碳利用為目的的CCUS發(fā)展，則應(yīng)當(dāng)是在重點(diǎn)落實(shí)“U”的上面因地制宜開(kāi)展相關(guān)工作。

四、碳達(dá)峰和碳中和目標(biāo)下電力系統(tǒng)特征分析

“不謀萬(wàn)世者，不足謀一時(shí)；不謀全局者，不足謀一域”，隨著能源電力轉(zhuǎn)型的推進(jìn)，電力系統(tǒng)的形態(tài)必然會(huì)發(fā)生一些重要變化，我們現(xiàn)在還難以對(duì)轉(zhuǎn)型細(xì)節(jié)進(jìn)行描述，但對(duì)一些客觀規(guī)律和重大變化還是可以把握的。把握這些規(guī)律和特征，有助于提前作好一些準(zhǔn)備。

由于碳中和包括源和匯兩個(gè)方面，從現(xiàn)有認(rèn)識(shí)水平看，能源電力發(fā)展過(guò)程自身難以實(shí)現(xiàn)碳中和，初步分析，達(dá)到碳中和時(shí)的電力系統(tǒng)有可能有以下演變和特征：

——能源消費(fèi)總量會(huì)在碳排放量達(dá)到峰值后逐步下降，但電能消費(fèi)總量一直呈上升趨勢(shì)。上升的主要?jiǎng)恿κ强傮w消費(fèi)水平提高，通過(guò)改變生活用能方式、交通用能方式、動(dòng)力用能方式等替代煤、油、氣、分散使用的生物質(zhì)能，以及用電能生產(chǎn)氫能和其他合成原材料。年人均用電量將會(huì)達(dá)到1萬(wàn)千瓦時(shí)/人以上。

——低碳能源尤其是光伏發(fā)電、風(fēng)電替代煤炭成為主體能源，其電能占比65%左右。

——能源結(jié)構(gòu)多元化，其中核電、水電是低碳電力的重要構(gòu)成，其電能占比20%左右；必要的氣電、煤電，對(duì)電網(wǎng)和重大負(fù)荷中心起著極為重要的電源支撐作用，其電能占比約10%左右；生物質(zhì)能和其他綜合利用發(fā)電約占5%左右。

——堅(jiān)持大電網(wǎng)支撐下的分布式能源協(xié)同發(fā)展。中國(guó)能源資源格局、能源負(fù)荷格局、能源安全穩(wěn)定要求，決定了低碳能源的大范圍優(yōu)化配置與就地平衡共存的特點(diǎn)，決定了分布式能源系統(tǒng)將是促進(jìn)碳中和的重要能源供應(yīng)形態(tài)，也決定了大電網(wǎng)與分布式能源系統(tǒng)是互補(bǔ)關(guān)系，好似骨骼和肌肉的關(guān)系，二者共同構(gòu)成了能源電力系統(tǒng)的安全支撐。

——多種方式的儲(chǔ)能成為電力系統(tǒng)靈活性運(yùn)行的主體。如水電站提高儲(chǔ)能功能、抽水蓄能、化學(xué)電池儲(chǔ)能、電動(dòng)汽車參與儲(chǔ)能、壓縮空氣儲(chǔ)能、電熱冷儲(chǔ)能等技術(shù)廣泛應(yīng)用于發(fā)電側(cè)、電網(wǎng)側(cè)和用戶側(cè)，與電網(wǎng)調(diào)節(jié)、發(fā)電側(cè)機(jī)組調(diào)節(jié)一起形成季、月、周、日、時(shí)、分、秒等不同時(shí)間尺度的電力、頻率、電壓、功角等各種電力平衡需求。

——由于儲(chǔ)能的高度發(fā)展，使得傳統(tǒng)的“發(fā)→輸→變→配→用”的單方向鏈?zhǔn)诫娔芘渲梅绞剑ㄟ^(guò)儲(chǔ)能裝置連接形成了多向電能配置模式，也使電力供需主體屬性更加模糊，生產(chǎn)方式的變化反過(guò)來(lái)會(huì)促進(jìn)生產(chǎn)關(guān)系的調(diào)整。

——電力供需平衡高度耦合，智能化的需求響應(yīng)融入常態(tài)的電力供需平衡；綜合能源服務(wù)成為園區(qū)、社區(qū)、小型區(qū)域等用能主體的主要供能形態(tài)。

——就全國(guó)而言，終端能源使用以電能為主，占能源消費(fèi)量的60%左右。

——中國(guó)仍然是世界上商品生產(chǎn)、流通和高端制造業(yè)大國(guó)，以現(xiàn)在產(chǎn)業(yè)劃分看，第二產(chǎn)業(yè)、第三產(chǎn)業(yè)和居民用電比例大致為40%、30%、30%左右（第一產(chǎn)業(yè)約為1%左右）。

——更多的電能成為中間能源產(chǎn)品。未來(lái)人均用電量的概念與現(xiàn)在已經(jīng)不同，主要區(qū)別是電能不只是終端能源，還會(huì)成為能源中間產(chǎn)品用來(lái)優(yōu)化終端用能（如儲(chǔ)能）、維護(hù)電力系統(tǒng)安全和改變終端用能結(jié)構(gòu)（如電制氫及合成原料等），且作為中間產(chǎn)品的電能需求會(huì)大幅度增加。

——由于產(chǎn)業(yè)形態(tài)的重大變化，一些產(chǎn)業(yè)會(huì)消失，而一些新興產(chǎn)業(yè)會(huì)出現(xiàn)，三個(gè)產(chǎn)業(yè)的劃分會(huì)多次調(diào)整，甚至將信息和智能化產(chǎn)業(yè)分離出來(lái)，而儲(chǔ)能的電能交換會(huì)單獨(dú)統(tǒng)計(jì)和分析，由低碳、綠色電能生產(chǎn)出的二次能源如氫能，再由氫能生產(chǎn)出其他原料、產(chǎn)品所用的電能持續(xù)增加，會(huì)成為電能增量的重要主體。

——新基建的內(nèi)涵根據(jù)轉(zhuǎn)型的需要不斷完善，其外延不斷變化，電網(wǎng)也不斷根據(jù)需求進(jìn)行完善升級(jí)，使之成為真正的智能化電網(wǎng)，“大云物移智”在幾年后就已平淡無(wú)奇成為常態(tài)。

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