曾鸣：如何基于全系统最优的原则来制定“双碳”目标的实现路径？

习近平主席在第七十五届联合国大会一般性辩论上的讲话中指出，“中国将提高国家自主贡献力度，采取更加有力的政策和措施，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”。5月26日，在碳达峰碳中和工作领导小组第一次全体会议上，党中央进一步强调要围绕推动产业结构优化、推进能源结构调整、支持绿色低碳技术研发推广、完善绿色低碳政策体系、健全法律法规和标准体系等，研究提出有针对性和可操作性的政策举措，推进碳达峰、碳中和工作。实现碳达峰、碳中和目标是我国实现可持续发展、高质量发展的内在要求，也是构建人类命运共同体的必然选择。

（来源：微信公众号“电联新媒” 作者：曾鸣 潘婷）

“全系统最优”是落实“双碳”目标的应有之意

有序推进碳达峰、碳中和工作应坚持全系统最优原则，科学设定碳减排目标，并制定相应的行动方案。“全系统最优”具有“全”和“优”两方面内涵：“全”是指“双碳”目标的实现需要全社会各行各业的参与。“双碳”目标是从国家层面考量提出的，不能片面追求某个环节、某个企业、某个地区的碳达峰、碳中和，而应发挥我国新型举国体制，集中各行业力量，共同攻克“双碳”目标实现过程中的难题，加速推进碳达峰、碳中和的实现；“优”是指在碳达峰、碳中和实现的过程中，不仅要关注能源“清洁化”转型，还要协调兼顾能源安全、经济两方面目标的达成。在“双碳”目标要求下，随着能源体系绿色低碳转型，大规模的可再生能源的接入将对全社会用能的经济性、系统可靠性带来严峻挑战，由此应当权衡这三方面目标，将“不可能三角形”变成“可能三角形”。

构建能源互联网是“全系统最优”原则下实现

“双碳”目标的重要支撑

全社会各行各业的发展离不开能源的支撑，能源系统是整个经济社会发展的重要基础。鉴于此，将电力作为整个系统中的枢纽与核心，把上下游各类能源生产、传输、消费等环节连接起来，构建以电力为主体的能源互联网，可加速推进我国全社会全系统碳中和实现进程。

能源互联网作为互联网与能源生产、传输、存储、消费以及能源市场深度融合的能源产业发展新形态，具有设备智能、多能协同、信息对称、供需分散、系统扁平、交易开放的特征。构建能源互联网主要可从以下两个方面支撑落实“双碳”目标：

一方面，能源互联网可促进实现资源的大范围优化配置，极大提高能源开发利用效率。我国能源资源和负荷呈逆向分布，能源资源多分布于西部地区，距中东部负荷中心较远，构建能源互联网能推动实现区域级、省级及微能网等各级能源网络连接，为全面提升能源资源配置能力提供重要物理网络支撑，可为助力提升可再生能源在全系统能源消费中的占比、实现可再生能源大范围的优化配置提供有利前提。能源互联网以电力系统为核心与纽带，可将包括化石能源、可再生能源在内的多类能源转化为电能进行传输，并依托可再生能源技术、通信技术以及自动控制技术在能源互联网中的应用，深化各能源子系统信息交互，提升能源综合化调度管理能力，促进能源开发利用效率进一步优化提升。

另一方面，能源互联网建设可促进供给侧“清洁化”与消费侧“电气化”，加速能源清洁低碳转型。在供给侧，能源互联网的发展将催生智慧电厂、综合能源服务等新业态、新模式，提供更安全、智能的能源生产和传输服务，有效改善能源生产和供应模式，提高能源系统中可再生能源能源的生产和供应比例，促进能源供给侧清洁化转型。在需求侧，能源互联网的发展将促进电能装备替代技术的发展，提高综合能效和绿色用能水平，推动需求侧能源技术体系创新和商业模式创新，催生出适应新经济形态的能源消费方式，从而最大程度地促进需求侧清洁化转型。

“横向多能互补，纵向源网荷储协调”是推进能源互联网建设，实现“双碳”目标的重要路径

“横向多能互补”指的是电力系统、石油系统、供热系统、天然气供应系统等多种能源资源之间的互补协调，突出强调各类能源之间的可替代性。“纵向源网荷储协调”指的是通过多种能源子系统在能源开发、传输、转化、综合利用等环节的相互协调，在满足用户用能的多元需求的基础上，实现用能效率提高、能量损耗降低、污染排放减少等目标。

“横向多能互补”

多能互补强调对各类能源子系统的规划、设计、建设与运营多环节的统筹优化，以实现优先发展新能源，强化电源侧的灵活调节作用、优化电源配比及确保电源基地送电可持续性等目标。

在能源输入端，应推动化石能源与可再生能源的协调配置和梯级利用，实现各类能源资源的互补协同。利用先进的能源发电技术和管理模式，以“存量提升、增量优化”为原则，发挥风能、太阳能、水能、煤炭、石油、天然气等能源组合优势，依托存量常规能源，合理配置储能等具备辅助服务的子系统，缓解大规模可再生能源并网对电力系统运行调度的压力，实现以可再生能源为主的多异质能源子系统之间的协调规划、优化运行、协同管理、交互响应和互补互济，进而支撑能源互联网的建设。

在能源输出端，通过多种用能形式的一体化整合与协调运营，满足用户对冷、热、电、气多样化用能需求。通过推广与应用热电冷三联供、分布式可再生能源、能源智能微网等技术方案，加强终端供能系统统筹规划与一体化建设，有效挖掘与发挥冷、热、电、气多种异质能之间的协调联动特性，在实现多种能源的互联互通与协同供应的基础上有效提升能源利用效率，。

“纵向源网荷储协调”

源网荷储一体化强调依托先进的电力传输技术、储能技术构建电源侧、电网侧、负荷侧和储能侧的互动机制，以促进全系统能源协调优化配置与高效利用。

在能源供给环节，一方面，要推动火电机组功能定位转型，积极推进火电机组深度调峰和启停调峰改造、灵活运行控制改造，提升火电机组调峰、调频等辅助调节能力，以此助力系统灵活调节水平的提升，缓解可再生能源出力的随机性、间歇性等对电网造成的冲击。另一方面，同时优化有功和无功调节电源结构。应结合区域能源资源特性，在加快推进抽水蓄能、气电、光热等灵活性可调节电源的建设，有效提升电力系统调节能力的同时，统筹安排无功功率补偿装置投产，做好无功电力设备单检修备用，逐步实现新能源场站无功补偿设备的统一调度和优化运行，以此减少电压安全对于调节能力的制约，提升电网稳定性水平。

在能源传输环节，一方面，要依托特高压输电技术、智能调控技术等新型技术，加强跨省、跨区联络线建设，提高网间互济能力，降低能源物理传输通道对能源资源优化配置的制约，更大限度实现可再生能源电力的安全传输和高效配置。另一方面，要发挥市场引领作用，建立灵活的交易方式，促进省、区之间的能量流交互与优化。通过政策制度引导，打破省间壁垒，发挥跨区电网协调互济的优势，在实现资源的优化配置的同时充分挖掘送受两端机组的调峰、调频潜力。

在能源储存环节，一方面，要加强储能与源、网、荷的协调规划研究。根据不同地区对灵活调节资源的需求、发展定位和特点，明确储能发展规模、设施布局、接入范围和建设时序并滚动调整，通过搭建灵活高效的风光储一体化平台，协调源端与荷端由于可再生能源出力、负荷侧需求不稳定造成的供需不平衡关系。另一方面，要以共享经济、平台经济的发展模式创新储能运营的体制机制。积极探索云储能、共享储能、虚拟电厂等新型商业模式，建立行业标准化体系，打通产业链上下游企业壁垒，引导新能源发电向“储能+”应用发展，促进发电侧多个储能系统的快速协调调度。通过设备共享、资源共享和服务共享最大限度地发挥储能设备的利用价值，以实现储能设备资源优化配置和高效利用。

在能源消纳环节，一方面，要加强用户侧基础设施建设，发展冷热电三联供、热泵、工业余热余压利用等综合能源利用基础设施，推动屋顶光伏、分散式风电等分布式可再生能源的优化布局与高效利用，推广电动汽车等电能替代方式并完善充电桩等配套设施的建设，鼓励小区、楼宇、家庭等用户单元配备分布式储能设备，统筹智能配电网与热力、天然气等能源管网的布局与协同管理。另一方面，要加强对需求侧需求响应资源的管理，依托泛在感知技术实现对用户用能行为及设备状态等的实时监测，在促进用户以更合理、自由地选择综合性能源解决方案的同时，最大程度的挖掘需求侧需求响应潜力，使其逐步成为源网荷储广泛互动的重要资源，平抑新能源大规模接入后的出力波动，促进能源电力供需平衡，保障电力系统安全稳定运行。

结 语

在有序推进碳达峰、碳中和工作要求下，应基于全系统最优原则，科学设定碳减排目标和行动方案，以“横向多能互补，纵向源网荷储协调”为重要路径着手推动能源互联网建设，以实现能源的清洁、高效、安全、便捷、可持续利用，最终全面推进“双碳”目标的实现。

本文系《中国电力企业管理》独家稿件，作者供职于华北电力大学能源互联网研究中心。版权所有，如需转载、使用或翻译成其他语言，需经本刊同意并注明出处。