2021年是未來五年中國(guó)國(guó)家能源戰(zhàn)略定調(diào)之年。能源政策制定的首要議題是落實(shí)習(xí)近平主席2020年9月在聯(lián)大會(huì)議上做出的“碳達(dá)峰、碳中和”鄭重承諾。而很多人可能還沒有意識(shí)到的是，今年3月15日召開的中央財(cái)經(jīng)委員會(huì)第九次會(huì)議，已經(jīng)為我國(guó)能源電力行業(yè)的下一步發(fā)展奠定了基調(diào)，指明了方向，即：nQresmc

“構(gòu)建清潔低碳安全高效的能源體系，控制化石能源總量，著力提高利用效能，實(shí)施可再生能源替代行動(dòng)，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)。”

很顯然，中央給出的最新定調(diào)——“構(gòu)建以新能源為主體的新型電力系統(tǒng)”，與能源電力行業(yè)包括國(guó)家能源局此前對(duì)“新一代電力系統(tǒng)”的定義——“構(gòu)建適應(yīng)高比例可再生能源發(fā)展的新型電力系統(tǒng)”在表述上有著明顯差異。nQresmc

這意味著，低碳發(fā)展戰(zhàn)略已經(jīng)成為了一項(xiàng)國(guó)家戰(zhàn)略。以風(fēng)電、光伏、水電、新型儲(chǔ)能技術(shù)為代表的新能源電力體系將很快上升為主體，傳統(tǒng)煤電要從電力系統(tǒng)的主體位置上離開，我國(guó)傳統(tǒng)電力能源結(jié)構(gòu)比例將發(fā)生徹底改變。nQresmc

什么是碳達(dá)峰、碳中和？

簡(jiǎn)單科普一下，碳達(dá)峰，就是指在某一個(gè)時(shí)間點(diǎn)，二氧化碳的排放達(dá)到峰值不再增長(zhǎng)，之后逐步回落；碳中和，是指國(guó)家、企業(yè)、產(chǎn)品、活動(dòng)或個(gè)人在一定時(shí)間內(nèi)直接或間接產(chǎn)生的二氧化碳或溫室氣體排放總量。通過植樹造林、節(jié)能減排等形式，以抵消自身產(chǎn)生的二氧化碳或溫室氣體排放量，實(shí)現(xiàn)正負(fù)抵消，達(dá)到相對(duì)“零排放”。nQresmc

在李克強(qiáng)總理今年兩會(huì)所做的《政府工作報(bào)告》中，針對(duì)綠色低碳發(fā)展提出了清晰的發(fā)展目標(biāo)和主要任務(wù)，具體而言，就是必須在2030年前實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰、2060年前實(shí)現(xiàn)碳中和。nQresmc

國(guó)家能源局發(fā)展規(guī)劃司司長(zhǎng)李福龍?jiān)?月30日國(guó)新辦舉行的新聞發(fā)布會(huì)上表示，“十三五”時(shí)期，我國(guó)非化石能源消費(fèi)比重從12.1%提高到15.9%，平均每年提高了0.76個(gè)百分點(diǎn)，到2030年非化石能源消費(fèi)比重要達(dá)到25%左右。這意味著，“今后十年平均每年要提高0.9個(gè)百分點(diǎn)，相當(dāng)于平均每年要增加非化石能源約7000萬噸標(biāo)準(zhǔn)煤，任務(wù)確實(shí)非常艱巨。”nQresmc

“根據(jù)我們的理解，在污染防治和生態(tài)建設(shè)方面主要是鞏固深化十三五期間取得的成果，堅(jiān)持在此過程中不斷摸索建立的新機(jī)制和好方法，并與時(shí)俱進(jìn)地延伸和豐富環(huán)境保護(hù)和生態(tài)建設(shè)的新內(nèi)容，以便實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)高質(zhì)量增長(zhǎng)和生態(tài)環(huán)境高水平保護(hù)的和諧發(fā)展。”羅蘭貝格全球合伙人張瑋表示，能源領(lǐng)域應(yīng)聚焦三大減排著力點(diǎn)：低碳電力、能效提升和凈零技術(shù)，2021年也將成為針對(duì)上述議題形成頂層思路和路徑設(shè)計(jì)的關(guān)鍵窗口期。nQresmc

根據(jù)羅蘭貝格2020年制定的全球主要經(jīng)濟(jì)體國(guó)家低碳發(fā)展水平評(píng)價(jià)指數(shù)(Climate Combat Index)，中國(guó)的低碳發(fā)展處于中位數(shù)水平，在低碳發(fā)展意愿、發(fā)展基礎(chǔ)和發(fā)展內(nèi)容等多個(gè)方面尚存較大的發(fā)展空間。張瑋指出，相比之下，2030年實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰的階段性目標(biāo)之后，2060年實(shí)現(xiàn)碳中和任務(wù)更為艱巨，需要具有超前意識(shí)的政府、行業(yè)協(xié)會(huì)和龍頭企業(yè)一起研討相關(guān)的策略和路徑，企業(yè)自身也需要分階段制定切實(shí)可行的“凈零排放”目標(biāo)。nQresmc

目前來看，除了使用清潔能源，提高能源效率、減少溫室氣體排放外，通過植樹造林、森林管理、植被恢復(fù)等措施，利用植物光合作用吸收大氣中的二氧化碳，并將其固定在植被和土壤中，從而減少溫室氣體在大氣中濃度的過程、活動(dòng)或機(jī)制的天然碳匯( natural carbon sinks)，以及將 CO₂ 從工業(yè)或相關(guān)排放源中分離出來，輸送到封存地點(diǎn)，并長(zhǎng)期與大氣隔絕的碳捕獲和碳封存技術(shù)(carbon capture and storage，CCS)，正成為各國(guó)政府和企業(yè)研究的重點(diǎn)。nQresmc

三大領(lǐng)域因此獲益

2020年12月12日，習(xí)近平主席在氣候雄心峰會(huì)上發(fā)表題為《繼往開來，開啟全球應(yīng)對(duì)氣候變化新征程》的重要講話時(shí)表示，到2030年，中國(guó)單位國(guó)內(nèi)生產(chǎn)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(fèi)比重將達(dá)到25%左右，森林蓄積量將比2005年增加60億立方米，風(fēng)電、太陽能發(fā)電總裝機(jī)容量將達(dá)到12億千瓦以上。nQresmc

當(dāng)前的數(shù)據(jù)表明，風(fēng)電、光伏要累計(jì)完成12億千瓦的目標(biāo)，未來十年還需至少實(shí)現(xiàn)7.2億千瓦的增長(zhǎng)。據(jù)此測(cè)算，風(fēng)電、光伏接下來每年的新增裝機(jī)將不低于7200萬千瓦。“十三五”期間，我國(guó)風(fēng)電和光伏年均新增裝機(jī)合計(jì)約為6263萬千瓦，中國(guó)光伏行業(yè)協(xié)會(huì)預(yù)測(cè)，“十四五”期間，國(guó)內(nèi)年均光伏新增裝機(jī)規(guī)模一般預(yù)計(jì)是7000萬千瓦，樂觀預(yù)計(jì)是9000萬千瓦。nQresmc

2020年，400余家風(fēng)能企業(yè)代表聯(lián)合發(fā)布的《風(fēng)能北京宣言》提出，“十四五”期間，須保證風(fēng)電年均新增裝機(jī)5000萬千瓦以上，2025年后，中國(guó)風(fēng)電年均新增裝機(jī)容量應(yīng)不低于6000萬千瓦，到2030年至少達(dá)到8億千瓦，到2060年至少達(dá)到30億千瓦。nQresmc

根據(jù)國(guó)家能源局電力司司長(zhǎng)黃學(xué)農(nóng)的介紹，2018年起，國(guó)家能源局制定實(shí)施了清潔能源消納三年行動(dòng)計(jì)劃，推進(jìn)棄風(fēng)棄光問題逐年好轉(zhuǎn)，風(fēng)電光伏利用率大幅度上升，到2020年風(fēng)電利用率已經(jīng)達(dá)到97%，光伏利用率達(dá)到98%。nQresmc

與風(fēng)能、光伏發(fā)電同步倍增發(fā)展的另一個(gè)行業(yè)將是儲(chǔ)能系統(tǒng)(ESS)。nQresmc

儲(chǔ)能系統(tǒng)(ESS)相當(dāng)于電能領(lǐng)域的油罐或煤炭倉庫，通過捕獲并儲(chǔ)存可再生能源(如風(fēng)能和太陽能)來保持現(xiàn)代電網(wǎng)穩(wěn)定，這樣就可以用“削峰填谷”的方式，隨時(shí)向所有用戶和應(yīng)用供電，包括為電動(dòng)汽車(EV)充電及為樓宇、醫(yī)院和學(xué)校供電。ESS不僅可以支持高峰時(shí)段運(yùn)行的電網(wǎng)，還可以保持現(xiàn)有電網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施，而不存在電網(wǎng)過載和崩潰的風(fēng)險(xiǎn)。nQresmc

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可再生能源、儲(chǔ)能系統(tǒng)和電動(dòng)汽車充電基礎(chǔ)設(shè)施的整合(圖片來源：ADI)nQresmc

數(shù)據(jù)顯示，在接下來的二十年里，全球?qū)π聝?chǔ)能的投資預(yù)計(jì)將猛增6200億美元。2020年-2025年，儲(chǔ)能市場(chǎng)將以24%的復(fù)合年增長(zhǎng)率(CAGR)增長(zhǎng)，住宅市場(chǎng)將占儲(chǔ)能市場(chǎng)的最大份額。到2030年，預(yù)計(jì)新增存儲(chǔ)容量的65%將用于將各種可再生能源接入電網(wǎng)，并提供各種電網(wǎng)服務(wù)，30%用于支持住宅、商業(yè)及工業(yè)設(shè)施，5%用于支持EV基礎(chǔ)設(shè)施。nQresmc

而在電動(dòng)汽車和其他電氣化技術(shù)的推動(dòng)下， 全球儲(chǔ)能容量將從目前的650GWh擴(kuò)大到31TWh，其中電池占最大份額。電動(dòng)汽車的用電需求將從2017年的0.3PWh大幅提高到2050年的9.1PWh。nQresmc

具體到中國(guó)，根據(jù)國(guó)網(wǎng)能源研究院的預(yù)計(jì)，截至2019年，中國(guó)新型儲(chǔ)能累積裝機(jī)規(guī)模為2.1GW，2030年之后會(huì)迎來快速增長(zhǎng)，2060年裝機(jī)規(guī)模將達(dá)4.2億千瓦(420GW)左右，飆升近200倍。nQresmc

第三個(gè)領(lǐng)域則是電力物聯(lián)網(wǎng)與隨之而來的能源互聯(lián)網(wǎng)。nQresmc

作為一項(xiàng)集大數(shù)據(jù)與云計(jì)算、邊緣計(jì)算技術(shù)、數(shù)據(jù)傳輸、人工智能、移動(dòng)互聯(lián)控制技術(shù)、現(xiàn)代化設(shè)備及管理技術(shù)等于一體的綜合信息管理系統(tǒng)，電力物聯(lián)網(wǎng)通常也被稱為電網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)，是通過實(shí)時(shí)連接能源生產(chǎn)、傳輸、消費(fèi)各環(huán)節(jié)設(shè)備、客戶、數(shù)據(jù)，全面承載電網(wǎng)運(yùn)營(yíng)、企業(yè)運(yùn)營(yíng)、客戶服務(wù)、新型業(yè)態(tài)等全業(yè)務(wù)的新一代信息通信系統(tǒng)，具有終端泛在接入、平臺(tái)開放共享、計(jì)算云霧協(xié)同、數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)業(yè)務(wù)、應(yīng)用隨需定制等特征，與智能電網(wǎng)深度融合，共同構(gòu)成能源互聯(lián)網(wǎng)。nQresmc

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而電網(wǎng)正從集中式發(fā)電向分布式可再生能源發(fā)電轉(zhuǎn)變的大趨勢(shì)是無可爭(zhēng)議的。在這一過程中，通過太陽能和風(fēng)能等可再生能源的分布式發(fā)電，允許根據(jù)自身需求生產(chǎn)清潔電力的消費(fèi)者將多余的電力送回電網(wǎng)，電網(wǎng)公司再通過能源互聯(lián)網(wǎng)對(duì)可再生能源的接入和使用進(jìn)行智能調(diào)控，從而實(shí)現(xiàn)清潔、低碳的目的。nQresmc

“源網(wǎng)荷儲(chǔ)”多個(gè)環(huán)節(jié)發(fā)力

新型電力系統(tǒng)需要解決的問題很多，高比例新能源接入下系統(tǒng)不確定性(即隨機(jī)性與波動(dòng)性)與脆弱性問題便是其一。清華大學(xué)電機(jī)系主任、清華大學(xué)能源互聯(lián)網(wǎng)創(chuàng)新研究院院長(zhǎng)康重慶日前在新華能源沙龍上，就建議從“源網(wǎng)荷儲(chǔ)”多個(gè)環(huán)節(jié)發(fā)力，打好“組合拳”，推動(dòng)能源電力系統(tǒng)碳減排。nQresmc

例如在負(fù)荷側(cè)，電能替代、電動(dòng)汽車、清潔供暖、屋頂光伏、家用儲(chǔ)能設(shè)備及智能家居的廣泛應(yīng)用，使用電負(fù)荷朝著多元化方向發(fā)展。在能源互聯(lián)網(wǎng)背景下，既是消費(fèi)者，又是生產(chǎn)者的全新模式改變著能源電力服務(wù)形態(tài)，綠色電力、定制化服務(wù)、優(yōu)質(zhì)供電、精準(zhǔn)計(jì)量、電力大數(shù)據(jù)增值服務(wù)成為用戶的新需求。這樣，就需要我們改變電力負(fù)荷剛性增長(zhǎng)方式，讓負(fù)荷變得“有彈性”“可調(diào)節(jié)”，能源互聯(lián)網(wǎng)能夠以綜合能源服務(wù)的形式滿足用戶的能源電力需求。nQresmc

再比如在能源互聯(lián)網(wǎng)的信息層，就需要建設(shè)“安全芯片-終端認(rèn)證-數(shù)據(jù)可信-網(wǎng)絡(luò)加密-應(yīng)用密鑰”的主動(dòng)式全域網(wǎng)絡(luò)安全防護(hù)體系，打造全息全景感知、信息高效處理、數(shù)據(jù)數(shù)字安全、應(yīng)用便捷靈活的開放安全物聯(lián)網(wǎng)絡(luò)，這其中就涉及智能傳感、5G蜂窩網(wǎng)絡(luò)、無線組網(wǎng)、能量采集、安全芯片、融合網(wǎng)關(guān)、大數(shù)據(jù)等多種技術(shù)。nQresmc

總之，未來新型電力系統(tǒng)結(jié)構(gòu)形態(tài)將發(fā)生較大改變，其核心特征體現(xiàn)在新能源主體化、電網(wǎng)電力電子化和負(fù)荷多樣化。未來，要實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰、碳中和戰(zhàn)略目標(biāo)，能源是主戰(zhàn)場(chǎng)，電力是主力軍，構(gòu)建新型電力系統(tǒng)是實(shí)現(xiàn)“3060”目標(biāo)的必然選擇。nQresmc