能源系统碳减排任重道远 电力将起主力作用

核心提示 《中共中央关于制定国民经济和社会发展第十四个五年规划和二〇三五年远景目标的建议》明确提出推进能源革命，建设智慧能源系统，提升新能源消纳和存储能力，推动能源清洁低碳安全高效利用，降低碳排放强度。在11月28日举办的2020年能源转型发展论坛暨国网能源研究院成果发布会上，能源电力行业相关专家和代表围绕“构建新发展格局下的能源互联网”主题展开深入探讨，共谋能源电力行业绿色低碳发展路径。国网能源院《中国能源电力发展展望2020》《全球能源分析与展望2020》两部综合报告及13部能源与电力分析系列基础研究年度报告在会上发布。

碳减排呼吁智慧能源系统发展 电力是能源系统碳减排主力

今年9月22日，习近平主席在第七十五届联合国大会一般性辩论上发表重要讲话，表示我国二氧化碳排放力争于2030年前达到峰值，努力争取2060年前实现碳中和。这为我国应对气候变化、加快能源转型提供了方向指引，也为构建面向未来的能源互联网提供了新契机。

“能源系统对我国实现碳排放目标起决定性作用，电力是未来能源系统碳减排的主力。”国网能源院董事长（院长）、党委书记张运洲在发布会上说。当前，我国能源消费产生的二氧化碳排放约占二氧化碳总排放量的85%、全部温室气体排放的70%。随着电气化水平的提升，电能替代了终端对煤油气等化石能源的直接使用，减少了终端用能部门的直接碳排放，支撑了终端用能碳排放的大幅降低。

发布会公布的数据显示，近年来，能源电力领域在碳减排方面取得积极成效。截至2019年年底，我国碳强度较2005年降低约48.1%，非化石能源占一次能源消费比重达15.3%，提前完成对外承诺的到2020年目标。度电碳排放量持续下降，2019年约为577克/千瓦时，较2010年下降约23%。

国网能源院在会上发布的《中国能源电力发展展望2020》显示，近期，电力系统通过电能替代方式承担更大的碳减排责任。随着2030年后清洁能源快速发展并成为发电能源主体，煤电应用碳捕获、利用与封存技术（CCUS），电力系统碳排放量快速下降，2060年电力有望实现近零排放。届时，电能占终端能源消费比重、非化石能源占一次能源消费比重分别有望达到70%、80%，电力将在能源深度碳减排中发挥关键作用。

面对未来碳减排的目标要求，能源系统该如何优化发展？中国工程院院士陈清泉结合第四次工业革命阐释了他对智慧能源系统发展的见解。“第四次工业革命的核心是人工智能，数字经济是通过数据化的知识与信息实现经济高质量发展。第四次工业革命将重塑人类赖以生存的经济、社会、文化和环境。”他结合第四次工业革命提出了四网四流融合的观点。四网是能源网、信息网、交通网、人文网，四流是能源流、信息流、物质流、价值流，融合就是要达到1+1大于2的效果，通过耦合与设备共享，提高网络中能源与资源的利用率。

陈清泉认为，可以运用四网四流融合理念发展智慧能源系统，通过能源流、信息流、物质流和价值流，解决化石能源和可再生能源的矛盾、集中能源和分布能源的矛盾、一次能源和二次能源的矛盾、电力能源和化工能源的矛盾。“比如在发电环节，假如风能和太阳能太多，电网不能很好承载，就可以考虑制氢，从能源流、信息流变成物质流、价值流。另外能源的生产环节，往往产生二氧化碳以及氢气。二氧化碳和氢气就能通过能源互联网，通过能源流与物质流的耦合变成能源。智慧能源系统就是把无用变成有用，同时做到碳平衡。”他说。

各环节发力，多举措并用

推动我国电力低碳化发展

“十四五”即将开启，为推动我国经济高质量、可持续发展，并促进碳排放达峰和碳中和目标达成，参会专家和代表普遍认为，能源电力行业应贯彻新发展理念，持续推动能源电力低碳发展。

国网能源院基于经济社会发展的电力需求和各类电源的发展约束，依托自主开发的电力源网荷储协调规划模型测算得出：“十四五”期间新能源规模快速提升，各类电源协调发展，我国电源装机总规模约30亿千瓦。2025年清洁能源发电量占比约达45%。“十五五”后期，电力系统碳排放达峰，峰值为45亿吨左右。此后碳排放稳中有降，2035年降至约36亿吨，度电碳排放量降至300克/千瓦时左右，较当前水平下降接近一半。

中国电力企业联合会专职副理事长王志轩表示，能源电力生产方式正在发生革命性转变，低碳、零碳、负碳电力正逐步代替传统能源的地位，一次能源转换为电能的模式向可再生能源电力方向发展。未来相当一部分能源，包括气态、液态、固态（固态指高效能的电池），都是由电转换过来的。在这种情况下，电能的生产和利用成为驱动经济发展的重要能源和物质基础，电能将更加深入地融合到人民美好生活之中，成为社会建设的重要物质基础。“低碳化促进电气化的逻辑，使得构建新型电力系统成为必然。”王志轩说。

清华大学电机系教授、清华大学能源互联网创新研究院院长康重庆认为，碳排放达峰和碳中和的目标提出后，能源转型面临的挑战更大了，不仅原先提出的可再生能源发展路径要进一步完善和加速，同时，电力系统也面临低碳化转型，应从发电、电网和用电环节提出相应思路。他建议，在发电环节继续推动可再生能源发展，同时在传统能源的清洁利用上进一步下功夫；在火电技术上，要考虑碳捕集技术的深化应用；在用电环节，要进一步引导用户改善用电习惯，让用户侧越来越低碳化，同时引导负荷结构转型和新型用能方式等；在电网环节，要采用更好的调度运行控制策略，以及促进电网环节节能减排的手段，从而推动输电效率进一步提升。“整体来看，让发电、电网和用电整体互动起来，才能形成一个低碳化转型的整体目标。”康重庆说。

国家电网有限公司总经理助理赵庆波表示，新发展格局要求能源电力必须高质量发展，电网企业任重道远。行业已经看到的趋势是——今后电网的形态必须向能源互联网延伸，将来能源的生态是以电为中心、电网为平台的能源互联网，要发挥电网中电与多能源品种转化与互补的技术优势，电气化、自动化、互联化的优势，万物互联的数字化、智能化、网络化的开放、共享的基础设施的优势。按照国家电网公司对能源互联网的研究，未来要把物联网架建设好，提高物联网架的承载能力；要加快信息支撑体系的建设，加快数字技术与能源系统的深度融合；加大“大云物移智链”等技术在能源电力领域的创新应用力度。此外，电网企业还需高度关注能源利用的电气化、智能化、网络化。

张运洲分析了未来我国电力低碳化发展路径。大致有以下阶段：近期，以电力系统支撑新能源消纳为主；中期，仅依靠电力系统消纳高比例新能源难度日益增大，探索电、氢、碳多元耦合发展方式；远期，多元化路径并存，多措并举支撑大规模新能源消纳利用，助力循环碳经济发展。他建议充分发挥电力系统在碳减排中的作用，还要不断推动技术进步，完善市场机制，加强政策保障。

全球能源清洁转型步伐明显加快

需推进深度脱碳加强国际合作

《全球能源分析与展望2020》指出，新冠肺炎疫情全球大流行使世界百年未有之大变局加速演进，给短期全球能源供需带来严重冲击，对中长期全球能源发展产生深远影响。预计2020年全球能源需求下降约5%，电力需求下降约2%，可再生能源发电量增长约5%，能源相关碳排放下降约7%。当前，推动后疫情时代经济绿色复苏正成为国际社会的普遍共识与一致行动。截至今年11月底，全球超过30个国家和地区明确了碳中和时间表，合计碳排放量约占全球的一半。未来全球能源清洁低碳转型步伐将明显加快。

“依托我们自主开发的全球能源供需预测模型，在加快转型情景下，预计2035年前后全球一次能源需求进入平台期，其中煤炭需求持续下降，石油需求2030年前达峰，天然气需求平缓增长，2050年非化石能源占比大幅提高至约40%；2050年全球电力需求约60万亿千瓦时，较2019年增长约1.4倍；2050年终端电气化水平达40%，提高约20个百分点；2050年全球发电装机约251亿千瓦，其中可再生能源发电装机占比在2025年前后约为50%，2050年超过80%；2025年后全球能源相关碳排放持续下行，但要实现《巴黎协定》提出的将全球气温升高幅度控制在2摄氏度内的目标仍任重道远。”国网能源院副总经济师单葆国说。

“如果仍然延续现在的自主减排政策体系，到2030年之前实现碳排放达峰后，减排速度将不能满足2摄氏度目标下的减排路径。能源界必须要坚持以革命的思想来推进能源系统革命性的变革。”清华大学气候变化与可持续发展研究院学术委员会主任何建坤表示。全球碳中和目标导向下，经济技术革命性变革将重塑世界治理规则和竞争格局，深度脱碳技术和能力将成为国家核心竞争力的体现。我国要实现长期深度脱碳路径，需要发展方式的根本性转变和科技创新的支撑。他建议建立绿色低碳循环发展产业体系和社会消费方式，以数字化和深度电气化推进脱碳化；建立清洁低碳高效安全的能源生产和消费体系，形成以新能源和可再生能源为主体的零碳排放能源体系；推进支撑深度脱碳技术研发和产业化发展，如氢能、储能、智能电网、零碳炼钢、零碳化工等；推进体制机制改革和碳价机制与碳市场发展，营造良好的制度环境、政策环境和市场环境。

“新冠肺炎疫情是对全世界各国政府的一场大考，也是全球各国能源转型的重大挑战和机遇。把握好的国家，在21世纪就会站在全球能源转型的领袖地位，而落后的国家，未来能源行业可能就无法持续发展。”Agora能源转型论坛高级顾问涂建军说。他分析了德国、美国、俄罗斯、日本、法国等国能源转型中可被我国借鉴的经验教训， 认为德国和我国都是全球制造业强国和大国，且资源富存条件都是煤炭独大，均面对重大的能源安全挑战。他认为，在能源转型领域，中德两国在增强政治互信的基础上可进一步加大合作。

（图表来源：国网能源院《中国能源电力发展展望2020》《全球能源分析与展望2020》）