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深化電力體制改革，構(gòu)建以新能源為主體的新型電力系統(tǒng)，是黨中央基于保障國(guó)家能源安全、實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展、推動(dòng)碳達(dá)峰、碳中和目標(biāo)實(shí)施作出的重大決策部署，為新時(shí)期能源行業(yè)以及相關(guān)產(chǎn)業(yè)發(fā)展提供了重要戰(zhàn)略指引，有利于加快我國(guó)構(gòu)建清潔低碳、安全的現(xiàn)代能源體系步伐，推動(dòng)經(jīng)濟(jì)社會(huì)綠色轉(zhuǎn)型和高質(zhì)量發(fā)展。

（注：本文出自中國(guó)能源研究會(huì)“‘十四五’能源發(fā)展與大氣污染防治及應(yīng)對(duì)氣候變化目標(biāo)協(xié)同研究”項(xiàng)目）

一、新形勢(shì)下新能源發(fā)展的歷史機(jī)遇以及電力系統(tǒng)面臨的挑戰(zhàn)

當(dāng)前，我國(guó)正處于工業(yè)化后期，經(jīng)濟(jì)對(duì)能源的依賴程度高，而我國(guó)能源消費(fèi)以化石能源為主，2020年化石能源占一次能源比重達(dá)84%。碳達(dá)峰、碳中和目標(biāo)下，我國(guó)能源結(jié)構(gòu)將加速調(diào)整，清潔低碳發(fā)展特征愈加突出。

（一）碳達(dá)峰、碳中和目標(biāo)推動(dòng)新能源向“主體能源”轉(zhuǎn)變

隨著經(jīng)濟(jì)社會(huì)的轉(zhuǎn)型發(fā)展和能源利用效率的不斷提升，能源消費(fèi)總量將會(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)，預(yù)計(jì)將從2020年的7.5萬(wàn)億千瓦時(shí)增長(zhǎng)至2060年的15—18萬(wàn)億千瓦時(shí)。

新能源將迎來(lái)跨越式發(fā)展的歷史機(jī)遇，成為電能增量的主力軍，實(shí)現(xiàn)從“補(bǔ)充能源”向“主體能源”的轉(zhuǎn)變。預(yù)計(jì)到2030年，風(fēng)電、光伏裝機(jī)規(guī)模超16億千瓦，裝機(jī)占比從2020年的24%增長(zhǎng)至47%左右，新能源發(fā)電量約3.5萬(wàn)億千瓦時(shí)，占比從2020年的13%提高至30%。

2030年后，水電、核電等傳統(tǒng)非化石能源受資源和站址約束，建設(shè)逐步放緩，新能源發(fā)展將進(jìn)一步提速。預(yù)計(jì)到2060年，風(fēng)電、光伏裝機(jī)規(guī)模超50億千瓦，裝機(jī)占比超80%，新能源發(fā)電量超9.6萬(wàn)億千瓦時(shí)，占比超60%，成為電力系統(tǒng)的重要支撐。

（二）新型電力系統(tǒng)面臨的挑戰(zhàn)

新能源具有典型的間歇性特征，出力隨機(jī)波動(dòng)性強(qiáng)。以電動(dòng)汽車為代表的新型負(fù)荷尖峰化特征明顯，大負(fù)荷與平均負(fù)荷之比持續(xù)提升。發(fā)電側(cè)隨機(jī)性和負(fù)荷側(cè)峰谷差加大將對(duì)傳統(tǒng)電力系統(tǒng)造成較大的沖擊，要實(shí)現(xiàn)構(gòu)建以新能源為主體的新型電力系統(tǒng)愿景目標(biāo)，我們還需要應(yīng)對(duì)以下問(wèn)題：

一是電力系統(tǒng)的可靠容量不足。風(fēng)電、光伏因其自身出力特性，可靠性偏低。經(jīng)研究，到2030年，在全國(guó)范圍內(nèi)相對(duì)均勻分布的情況下，新能源裝機(jī)超10億千瓦，每年將有30天以上出力低于裝機(jī)容量的10%，置信容量?jī)H為1億千瓦。

假設(shè)峰值負(fù)荷約18億千瓦，水電裝機(jī)5億千瓦，可靠容量約3.5億千瓦，核電裝機(jī)3億千瓦，可靠容量約3億千瓦，風(fēng)電、光伏可靠容量按1億千瓦、其他可再生電源可靠容量按0.5億千瓦估列，再考慮可中斷負(fù)荷及電動(dòng)汽車等可調(diào)節(jié)容量約5億千瓦，那么電力系統(tǒng)可靠容量缺口約5億千瓦，也就是說(shuō)，對(duì)于穩(wěn)定電源（火電）的需求仍有5億千瓦。

二是傳統(tǒng)大電網(wǎng)難以滿足未來(lái)電力輸送需求。長(zhǎng)期以來(lái)，我國(guó)能源資源與負(fù)荷呈逆向分布，大電網(wǎng)是連接三北地區(qū)等資源區(qū)與中東部負(fù)荷區(qū)的重要途徑。但隨著經(jīng)濟(jì)社會(huì)的發(fā)展，各地區(qū)用電量需求與日俱增，預(yù)計(jì)到2030年，僅廣東、福建、浙江、江蘇和山東五省的全社會(huì)用電量就將達(dá)到3萬(wàn)億千瓦時(shí)，未來(lái)可能會(huì)達(dá)到5萬(wàn)億千瓦時(shí)。

如果絕大部分從三北地區(qū)遠(yuǎn)距離輸送，按照80%的比例測(cè)算，送電規(guī)模將達(dá)到4萬(wàn)億千瓦時(shí)，這就需要建設(shè)約100條特高壓送電通道，且每條特高壓不受電磁環(huán)網(wǎng)制約，全年滿功率運(yùn)行，無(wú)疑這將難以實(shí)現(xiàn)。

三是電力系統(tǒng)轉(zhuǎn)動(dòng)慣量以及長(zhǎng)周期調(diào)節(jié)能力不足。光伏發(fā)電利用半導(dǎo)體的光電效應(yīng)將光能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔�，無(wú)轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，風(fēng)力發(fā)電轉(zhuǎn)動(dòng)慣量也嚴(yán)重不足，因此，當(dāng)電力系統(tǒng)中大量的新能源機(jī)組替代常規(guī)電源時(shí)，系統(tǒng)頻率調(diào)節(jié)能力將顯著下降。另一方面，目前的電化學(xué)儲(chǔ)能等技術(shù)只能解決電力系統(tǒng)的短期調(diào)節(jié)問(wèn)題，且受成本等因素制約，月度調(diào)節(jié)和季度調(diào)節(jié)還存在很大障礙。

而氫能、CCUS等技術(shù)在一定時(shí)期內(nèi)很難取得突破性進(jìn)展實(shí)現(xiàn)大規(guī)模應(yīng)用，當(dāng)局部地區(qū)出現(xiàn)極端天氣狀況時(shí)，高比例、大規(guī)模新能源的電力系統(tǒng)將面臨長(zhǎng)周期調(diào)節(jié)能力不足的挑戰(zhàn)。

二、新型電力系統(tǒng)的內(nèi)涵、特征與關(guān)鍵技術(shù)展望

新型電力系統(tǒng)以新能源為主體，貫通清潔能源供需各個(gè)環(huán)節(jié)，有利于體現(xiàn)清潔電力的多重價(jià)值，促進(jìn)經(jīng)濟(jì)社會(huì)低碳轉(zhuǎn)型，是推動(dòng)能源革命落地的創(chuàng)新實(shí)踐。

（一）新型電力系統(tǒng)的內(nèi)涵

新能源成為主體能源只是新型電力系統(tǒng)的基本特征，它有著更深刻的內(nèi)涵。

首先，新型電力系統(tǒng)是貫通清潔能源供給和需求的橋梁。構(gòu)建新型電力系統(tǒng)的本質(zhì)，是要滿足高占比新能源電網(wǎng)的運(yùn)行需求，通過(guò)打通能源供需各個(gè)環(huán)節(jié)，實(shí)現(xiàn)源網(wǎng)荷儲(chǔ)互動(dòng)。

其次，新型電力系統(tǒng)是釋放電能綠色價(jià)值的有效途徑。新型電力系統(tǒng)有利于清潔能源的優(yōu)化配置和調(diào)度，通過(guò)綠色電力能源中介，引導(dǎo)能源生產(chǎn)和消費(fèi)產(chǎn)業(yè)鏈的綠色轉(zhuǎn)型，實(shí)現(xiàn)電能綠色價(jià)值順利傳導(dǎo)至終端用戶。