二十屆三中全會(huì)提出要“加快規(guī)劃建設(shè)新型能源體系，完善新能源消納和調(diào)控政策措施”。能源系統(tǒng)中，電力系統(tǒng)對(duì)于社會(huì)生產(chǎn)和居民生活都至關(guān)重要，新型電力系統(tǒng)構(gòu)成新型能源體系的核心部分，是確保新能源能夠被高效且可靠地接納與利用的重要平臺(tái)。碳中和目標(biāo)下，中國(guó)正在努力推動(dòng)能源結(jié)構(gòu)的清潔化轉(zhuǎn)型，電力系統(tǒng)也面臨著低碳轉(zhuǎn)型的壓力。中國(guó)擁有世界上體量最龐大的電力系統(tǒng)，且電力需求仍在不斷增長(zhǎng)。為貫徹落實(shí)二十屆三中全會(huì)精神，中國(guó)的電力系統(tǒng)需要在滿(mǎn)足不斷增長(zhǎng)的電力需求的同時(shí)，完成由以煤電為主轉(zhuǎn)向風(fēng)光等可再生電力為主的顛覆性供給側(cè)改革，這一過(guò)程中存在著電力供給可靠性、安全性，轉(zhuǎn)型效率及成本等諸多需要考慮的問(wèn)題。

電力系統(tǒng)低碳轉(zhuǎn)型過(guò)程中面臨的供給側(cè)風(fēng)險(xiǎn)

為了積極響應(yīng)二十屆三中全會(huì)所提出的“加快規(guī)劃建設(shè)新型能源體系”要求，中國(guó)的電力結(jié)構(gòu)在面臨不斷增長(zhǎng)的電力需求的同時(shí)，亟待將整個(gè)電力供給結(jié)構(gòu)進(jìn)行根本性的轉(zhuǎn)型與調(diào)整，實(shí)現(xiàn)由當(dāng)前的煤電為主向以風(fēng)光等可再生能源為主的電力供給體系轉(zhuǎn)變。就中國(guó)目前的實(shí)際情況而言，想要順利實(shí)現(xiàn)“雙碳目標(biāo)”，需要嚴(yán)格控制煤電使用，逐步推動(dòng)煤電退出主力供電，將清潔能源作為主要電力供給。在可用的大規(guī)模清潔能源中，水電的開(kāi)發(fā)基本已經(jīng)成型，未來(lái)雖然仍有部分水電資源增長(zhǎng)空間，但總體裝機(jī)增長(zhǎng)空間有限；核電在中國(guó)受制于選址等因素，發(fā)展有限，難以在電力需求不斷增長(zhǎng)的情況下成為主力電力供給。

風(fēng)、光發(fā)電目前已經(jīng)基本確定為中國(guó)未來(lái)的主要電力供給來(lái)源。目前我國(guó)電力供給以煤電為主，風(fēng)電光伏近年來(lái)增長(zhǎng)迅速，但裝機(jī)量快速增長(zhǎng)的同時(shí)，實(shí)際發(fā)電量占比仍然較低。2023年中國(guó)的電力裝機(jī)結(jié)構(gòu)中，火電裝機(jī)容量1390GW，占電力裝機(jī)總量的48%；風(fēng)電、光電的裝機(jī)容量分別為441GW和609GW，分別占比15%和21%。而發(fā)電結(jié)構(gòu)中，火電發(fā)電量6266TWh，占總發(fā)電量的66%；風(fēng)電、光電發(fā)電量分別為886TWh和584TWh，占比分別為9%和6%。未來(lái)需要進(jìn)一步大規(guī)模發(fā)展風(fēng)電光伏，還要在增加裝機(jī)的同時(shí)，提高風(fēng)電光伏的發(fā)電量占比，真正實(shí)現(xiàn)電力系統(tǒng)的低碳轉(zhuǎn)型。

電力系統(tǒng)低碳轉(zhuǎn)型過(guò)程中面臨的供給側(cè)風(fēng)險(xiǎn)主要來(lái)自風(fēng)電光伏等可再生能源的不可控和不穩(wěn)定性。風(fēng)電光伏的發(fā)電方式?jīng)Q定了天氣因素對(duì)其出力水平的影響，風(fēng)電光伏的發(fā)電出力曲線(xiàn)具有明顯的日夜差異、季節(jié)差異，且其出力峰谷區(qū)間與電力需求的峰谷區(qū)間也不一致，極端氣候等因素也會(huì)對(duì)風(fēng)電光伏的出力帶來(lái)嚴(yán)重的影響。從發(fā)電小時(shí)數(shù)來(lái)看，火電年發(fā)電小時(shí)數(shù)約為4421小時(shí)，風(fēng)電光伏則分別為2090小時(shí)和1089小時(shí)，風(fēng)電光伏的可靠性和穩(wěn)定性遠(yuǎn)低于火電。風(fēng)電光伏在電力系統(tǒng)中占比較低時(shí)，由于電力系統(tǒng)自身具有一定平衡能力，其帶來(lái)的風(fēng)險(xiǎn)能夠被電力系統(tǒng)消納。未來(lái)隨著風(fēng)電光伏占比逐漸提高，電網(wǎng)將面臨越來(lái)越高的供需不匹配問(wèn)題。為了保證電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定，保證電力供給的可靠，需要提高電力系統(tǒng)的靈活調(diào)節(jié)能力，將靈活電源作為高比例風(fēng)光發(fā)電的風(fēng)險(xiǎn)對(duì)沖。

靈活電源扮演著重要角色

為了滿(mǎn)足新能源高占比下電力系統(tǒng)對(duì)整體靈活性和穩(wěn)定性的需求，積極響應(yīng)二十屆三中全會(huì)所提出的進(jìn)一步“完善新能源消納和調(diào)控政策措施”的號(hào)召，靈活電源在其中扮演著至關(guān)重要的角色。靈活電源已經(jīng)成為中國(guó)電力系統(tǒng)低碳轉(zhuǎn)型過(guò)程中的重要需求，目前較為成熟且能夠大規(guī)模部署的清潔靈活電源方案主要有兩種：儲(chǔ)能和經(jīng)過(guò)靈活性改造并搭配CCS（碳捕獲封存及利用）的煤電。靈活電源不作為主力發(fā)電角色，而是在高比例可再生能源的電力系統(tǒng)出現(xiàn)供給波動(dòng)時(shí)，靈活電源能夠投入使用保證電力供給的安全穩(wěn)定，提高電力系統(tǒng)可靠性的同時(shí)降低電力系統(tǒng)整體的運(yùn)營(yíng)調(diào)度成本。

二十屆三中全會(huì)指出，要“加強(qiáng)關(guān)鍵共性技術(shù)、前沿引領(lǐng)技術(shù)、現(xiàn)代工程技術(shù)、顛覆性技術(shù)的創(chuàng)新”。儲(chǔ)能系統(tǒng)在電力負(fù)荷調(diào)節(jié)、電網(wǎng)輔助服務(wù)等方面能夠發(fā)揮重要作用，因此，戰(zhàn)略性?xún)?chǔ)能關(guān)鍵技術(shù)的研發(fā)能夠?yàn)殡娏ο到y(tǒng)低碳轉(zhuǎn)型提供重要的技術(shù)支撐。儲(chǔ)能系統(tǒng)根據(jù)技術(shù)方式主要分為抽水蓄能，壓縮空氣儲(chǔ)能，飛輪儲(chǔ)能，電化學(xué)儲(chǔ)能等。

在未來(lái)風(fēng)、光發(fā)電會(huì)逐漸成為電力供給主力的趨勢(shì)下，電化學(xué)儲(chǔ)能由于沒(méi)有太大地理?xiàng)l件約束，將會(huì)是最具潛力的儲(chǔ)能方式。電化學(xué)儲(chǔ)能系統(tǒng)可以在電力需求較低供給較高時(shí)充電，在需求較高供給較低時(shí)放電，實(shí)現(xiàn)電力負(fù)荷峰谷調(diào)節(jié)的功能。同時(shí)，電化學(xué)儲(chǔ)能系統(tǒng)擁有出色的快速響應(yīng)能力，可以有效參與調(diào)頻等電網(wǎng)輔助服務(wù)中。相較于抽水蓄能等傳統(tǒng)儲(chǔ)能方式，電化學(xué)儲(chǔ)能在選址和建設(shè)上也更為方便，能夠更好地配合風(fēng)光發(fā)電開(kāi)展大規(guī)模部署。各地政府也已經(jīng)開(kāi)始重視電化學(xué)儲(chǔ)能的配置，中國(guó)很多地區(qū)已經(jīng)出臺(tái)相關(guān)政策要求新建風(fēng)光發(fā)電要配置一定比例的電化學(xué)儲(chǔ)能設(shè)施以解決新能源電網(wǎng)消納問(wèn)題，隨著電化學(xué)儲(chǔ)能的成本逐漸降低，其商業(yè)化運(yùn)營(yíng)也會(huì)逐漸成熟，未來(lái)電力市場(chǎng)中，電化學(xué)儲(chǔ)能也一定會(huì)更深入地參與其中。

二十屆三中全會(huì)明確提出，要“健全煤炭清潔高效利用機(jī)制”。當(dāng)前，煤電在電力系統(tǒng)中主要擔(dān)任供電主力，經(jīng)過(guò)靈活性改造后的煤電能夠以更低的成本更快進(jìn)行變負(fù)荷運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)靈活電源的功能，煤電的碳排放問(wèn)題則能夠通過(guò)CCS技術(shù)來(lái)解決。“煤電+CCS”組合不僅能夠滿(mǎn)足電力系統(tǒng)的靈活電力需求，同時(shí)對(duì)中國(guó)的碳中和道路也具有更多的意義。中國(guó)擁有世界上最龐大最先進(jìn)的煤電系統(tǒng)，同時(shí)目前的煤電機(jī)組很年輕，平均服役年限僅十余年，仍然有很長(zhǎng)的生命周期，碳中和目標(biāo)要求煤電逐步退出，但如果直接廢棄目前擁有的大量年輕煤電機(jī)組，將產(chǎn)生巨大的成本及產(chǎn)業(yè)相關(guān)問(wèn)題。靈活性改造和CCS為煤電提供了新的生存機(jī)遇，讓煤電能夠清潔地作為靈活電源繼續(xù)在電力系統(tǒng)中發(fā)揮作用，這對(duì)于煤電產(chǎn)業(yè)和整個(gè)中國(guó)的碳中和進(jìn)程來(lái)說(shuō)都更經(jīng)濟(jì)可行更合理。另一方面，煤電注定退出意味著其固定成本“歸零”，煤電搭配CCS作為靈活電源的方案，在可再生能源占比較高時(shí)，受益于中國(guó)大量現(xiàn)存煤電機(jī)組，其成本也將相對(duì)更低。

成本上來(lái)看，短期內(nèi)，可再生能源在發(fā)電側(cè)的占比仍然較低，對(duì)電網(wǎng)帶來(lái)的不穩(wěn)定性沖擊不大，且碳排放目標(biāo)仍然有較大的空間，此時(shí)電力系統(tǒng)對(duì)于靈活性電源的需求可以由少量的電化學(xué)儲(chǔ)能系統(tǒng)滿(mǎn)足，電力供給也仍然以煤電為主，搭配了儲(chǔ)能系統(tǒng)的風(fēng)光等可再生能源為輔。CCS系統(tǒng)由于尚未形成較為成熟的產(chǎn)業(yè)鏈和市場(chǎng)環(huán)境，短期內(nèi)成本相對(duì)儲(chǔ)能系統(tǒng)來(lái)說(shuō)更高，且由于靈活電力需求不大，“煤電+CCS”組合的規(guī)模優(yōu)勢(shì)并不能發(fā)揮出來(lái)。

長(zhǎng)期來(lái)看，風(fēng)光等可再生能源將會(huì)逐漸成為電力供給側(cè)的主力，大量的風(fēng)光接入將會(huì)為電網(wǎng)帶來(lái)極大的電力供給波動(dòng)和安全穩(wěn)定威脅，電力系統(tǒng)對(duì)靈活性電源的需求會(huì)大大增加，此時(shí)如果僅僅依靠電化學(xué)儲(chǔ)能系統(tǒng)，將會(huì)極大地增加儲(chǔ)能系統(tǒng)的配置規(guī)模，且作為電化學(xué)儲(chǔ)能系統(tǒng)核心的電池也會(huì)在長(zhǎng)期中面臨不斷的更新淘汰問(wèn)題，會(huì)使儲(chǔ)能方案的整體成本快速上升。而依托現(xiàn)存大量煤電系統(tǒng)建立的“CCS+煤電”的靈活性電源方案將會(huì)受益于煤電固定成本“歸零”的優(yōu)勢(shì)，整體成本在長(zhǎng)期內(nèi)相較“儲(chǔ)能+風(fēng)光”的組合更低，且也能在長(zhǎng)期內(nèi)為中國(guó)的大量煤電機(jī)組提供新的出路。簡(jiǎn)而言之，成本上講，短期內(nèi)電化學(xué)儲(chǔ)能作為靈活電源更便宜，但隨著可再生能源占比越來(lái)越高，“煤電+CCS”組合的成本將會(huì)在長(zhǎng)期中顯著低于電化學(xué)儲(chǔ)能方案。

在成本之外，在二十屆三中全會(huì)提出的“加快規(guī)劃建設(shè)新型能源體系，完善新能源消納和調(diào)控政策措施”的背景下，“煤電+CCS”和電化學(xué)儲(chǔ)能的部署顯得尤為必要。“煤電+CCS”能夠作為備份電源為電力系統(tǒng)托底，保證極端氣候等情況下電力供給的安全穩(wěn)定；電化學(xué)儲(chǔ)能則能夠?qū)⒍嘤嗟娘L(fēng)電光伏資源存儲(chǔ)起來(lái)，同時(shí)也能更好地參與到電網(wǎng)輔助服務(wù)中，提高電力系統(tǒng)整體效率。因此，“煤電+CCS”和電化學(xué)儲(chǔ)能的應(yīng)用，有利于提升新能源消納能力，并為能源安全供應(yīng)提供兜底保障。

靈活電力的相關(guān)建議

根據(jù)目前的實(shí)際情況及未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)，在中國(guó)電力系統(tǒng)低碳轉(zhuǎn)型背景下提出中國(guó)靈活電力相關(guān)的政策建議如下：

其一，二十屆三中全會(huì)要求“推動(dòng)能源、鐵路、電信、水利、公共事業(yè)等行業(yè)自然壟斷環(huán)節(jié)獨(dú)立運(yùn)營(yíng)和競(jìng)爭(zhēng)性環(huán)節(jié)市場(chǎng)化改革，健全監(jiān)管體制機(jī)制”。為促進(jìn)電力系統(tǒng)低碳轉(zhuǎn)型，在全面開(kāi)展電化學(xué)儲(chǔ)能系統(tǒng)配置的同時(shí)，也應(yīng)盡早推動(dòng)CCS的整體產(chǎn)業(yè)發(fā)展，及時(shí)建立完整成熟的產(chǎn)業(yè)鏈和市場(chǎng)環(huán)境及相關(guān)政策法規(guī)體系。從而在“煤電+CCS”組合的成本優(yōu)勢(shì)到來(lái)時(shí)，能夠較快實(shí)現(xiàn)大規(guī)模啟用，保證電力系統(tǒng)低碳轉(zhuǎn)型的整體經(jīng)濟(jì)性和高效性。

其二，并重發(fā)展電化學(xué)儲(chǔ)能系統(tǒng)和“煤電+CCS”，明確二者在電力市場(chǎng)中的定位，為二者發(fā)展?fàn)I造合適的市場(chǎng)環(huán)境和政策環(huán)境，給予適當(dāng)補(bǔ)貼以激勵(lì)靈活電源的部署。

其三，為積極響應(yīng)二十屆三中全會(huì)提出的“深化能源管理體制改革，建設(shè)全國(guó)統(tǒng)一電力市場(chǎng)，優(yōu)化油氣管網(wǎng)運(yùn)行調(diào)度機(jī)制”，應(yīng)當(dāng)進(jìn)一步推動(dòng)電力市場(chǎng)化改革與電力統(tǒng)一大市場(chǎng)體系建設(shè)進(jìn)程，建立容量電價(jià)機(jī)制，增加市場(chǎng)中靈活電源的激勵(lì)，實(shí)現(xiàn)電力資源在全國(guó)范圍的優(yōu)化配置與高效利用。

其四，推動(dòng)供給側(cè)改革的同時(shí)，注重電力需求側(cè)管理，降低電力系統(tǒng)低碳轉(zhuǎn)型的壓力。

（作者系廈門(mén)大學(xué)管理學(xué)院講席教授、中國(guó)能源政策研究院院長(zhǎng)。本文是教育部哲學(xué)社會(huì)科學(xué)研究重大課題攻關(guān)項(xiàng)目“‘雙碳’目標(biāo)對(duì)生產(chǎn)率的中長(zhǎng)期影響測(cè)度與動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)研究”的階段性成果）