构建新型电力系统：绿色与安全

构建新型电力系统，行之愈远，则思之愈深。

随着研讨与实践的深入，能源行业已经清晰地看到，一个真实挑战必须直面：新能源的大规模发展和消纳，与电力系统的安全稳定运行，如何最优兼顾？

（来源：微信公众号“能源评论•首席能源观”  作者：程洪瑾 张越月）

绿色、安全和经济，三者兼得难度巨大。在稳住经济大盘的重大任务中，业界需要更加精准有效的策略和行动。

我们当然相信科技作为第一生产力的巨大作用，但像等待戈多一样期待颠覆性技术突然降临，显然不是一种务实选择——能源科技创新虽屡有斩获，但理想的“终极解决方案”却始终需要时间。以新能源发展所必需的“辅助”——储能为例，其技术路线目前已经超过30种，但连业内人士都承认，尚无一种技术可以满足稳定效率超过85%、低成本、高安全性等全部要求。

6月，《能源评论》两次通过视频方式举办学术沙龙，征询业内实践者、研究者的最新观点。为了找到更有穿透力的建议，我们向与会者提出了同一个问题：能源转型要兼顾绿色与安全，当下最值得做的事是什么？

来自国家发展改革委能源研究所、国网能源研究院、华北电力大学、中关村储能产业技术联盟、能源基金会、国网华北分部、国网西北分部的专家，从不同角度给了我们答案。而国网新疆（新能源电力大规模外送基地）、国网冀北（新能源前沿技术集成试验场）和国网福建（东部地区新型电力系统示范区）三个省级电力公司，则为我们组合出前沿的实践图景。

诚然，构建新型电力系统是一个系统性、长期性的命题，但越是如此越需要“拆解”的智慧，需要“知与行”协同迭代的韧性。研讨中，一位专家引用了德鲁克的一句话：“剧变时期，最大的危险不是变化本身，而是仍然用过去的逻辑做事。”

我们深以为然，并认为，立足当前的技术和资源条件，构建新型电力系统要兼顾好“绿色”和“安全”，可期且可行。为此，本期封面策划将为您详解如下“新逻辑”：

——坚持多元供应，尤其要正视煤电的托底功能和崭新角色；

——构建共赢机制，清晰界定各参与方的权利义务边界，让政策更精准、市场更有效；

——升级绿色共识，以新型理念引导共创共为，构建新型电力系统方有更多资源、更强动能。

坚持多元，也要动态调整

有人曾在知乎上提问：如何打破收入焦虑？点赞最多的回答是：有稳定的工资收入，也有投资收益等其他收入。言下之意，就是用多元化提高抗风险的能力。

多元化同样可以帮助能源行业破除焦虑。6月初，九部委联合发布《“十四五”可再生能源发展规划》（以下简称《规划》）。在国家发展改革委对《规划》的解读中，其以“风光大基地”为例，指出要“坚持规模化、集约化，加大力度规划建设以大型风光电基地为基础、以其周边清洁高效先进节能的煤电为支撑、以稳定安全可靠的特高压输变电线路为载体的新能源供给消纳体系”。

无独有偶，5月中旬，欧盟公布了转型计划《欧洲廉价、安全、可持续能源联合行动方案》（RE Power EU，以下简称《方案》）。《方案》一如既往地强调要“加速向可再生能源过渡”，但也明确了对“过渡性化石燃料”的支持——在《方案》总额高达3000亿欧元的转型预算中，除了有860亿欧元投向可再生能源，还有120亿欧元用于提高石油和天然气的稳定供应。

和新能源相比，化石能源自带储能属性，这是实现稳定供应的基础。多年来，社会已经适应了高可靠性、高安全性的电力供应体系。但在储能技术受限、尚难担当保安全大任的前提下，单一能源在系统中占比过高必然会影响安全。要保证安全，构建多元化的能源供应体系是必须的。

动态调整能源供应各部分的比例也是必要的。2021年，我国风电、光伏发电和生物质发电量分别占全社会用电量的7.9%、3.9%和2%，占比依然相对较低。在“双碳”目标下，新能源发电量占比将逐步提升，这就需要电力系统具备更强的灵活调节能力。华北电力大学教授袁家海建议，化石能源不仅要能减下来，还要有快速调节的能力，能在不同时间尺度、向上向下两个方向进行灵活调节。

做到动态调整，还需要根据不同地区的特点采取因地制宜的策略。我国各省份经济发展和资源禀赋不同，新能源在当地的发展模式也应有所区分，除了“双碳”等顶层规划，各省份都需要更多精细化的政策设计。国网能源研究院有限公司副总工程师马莉认为，不能仅仅按照宏观路径、场景、计算进行规划，而应更多结合各省的电源情况、能源使用情况、负荷情况进行规划，同时要留有尝试和修正的空间。

构建机制，激活兜底能量

如果把能源行业比作一个软件系统，那么，各种机制就像不断更新的补丁。当漏洞或风险被发现时，只有及时形成机制、修复漏洞，才能保证系统安全。

这也是能源业内人士的共识之一。“双碳”目标提出后，新能源“跃升发展”已经是行业共识，要安全消纳新能源，亟须构建各类机制。

过去一年中，针对新能源消纳的机制探索已经开始，并在不少地区取得成效。

在华北，结合本地的热力资源，国家电网有限公司华北分部研究利用热网惯性提升电力应急保障能力，试点推动供热机组在晚间用电高峰阶段减少供热或通过蓄热设施供热，提升机组冬季电力保障能力。同时，结合北京市热力改造的需要，该公司研究现有燃气锅炉房实施燃气-电锅炉改造的可行性，以及绿电供热输配电价疏导机制和域外绿电供热的实施方案，并在具备条件的位置开展燃气-电锅炉改造和集中蓄热式电供热示范工程，助力北京热网重构。

在西北，利用黄河水能资源丰富的特点，国家电网有限公司西北分部创新推出水电-新能源联动柔性调节机制，实现水量调度指令在周期内根据电网运行需要分日优化灵活执行，有效应对新能源日发电量跨日大幅波动对电网平衡的影响，实现“水新资源互补”，为应对新能源发电出力跨日波动、提升清洁能源消纳水平打下基础。

除了实践中的消纳机制，市场机制和价格机制也被认为是激发火电、储能“兜底”潜能的关键，应加快构建。

袁家海认为，推行容量补偿机制将改变煤电的地位。“煤电短期运行，火电厂每发一度电亏两三毛钱，所以大家把机组停了，长期如此，就会出现长期市场内可靠容量不足以及严重资源充裕度不足的问题。这样的话，长期电力供应安全保障是没有保障的。”他说。

中关村储能产业技术联盟副秘书长岳芬也认同这个观点。她认为，应尽快建立储能服务的成本疏导机制和储能价格机制。秉持“同工同酬”的原则，能够提供抽蓄、燃机、火电等资源同等服务质量和效果的新型储能，应该享受同等的容量电价补偿和储能价格机制。

国家电网有限公司华北分部副主任李庆海以“鸭形曲线”（日内净负荷曲线）为例建议，可构建动态的峰平谷电价机制，在“鸭形曲线”底部即新能源大发时段，应该执行低谷电价，鼓励用电，助力新能源消纳。在新能源资源较好的地区，这种机制已经帮助部分高耗能用户降低了全年电费支出。

同时他也指出，机制并不是建好就可以了，还要做很多技术准备、达成许多共识，如用技术手段帮助用户进行实时测算、促请当地政府进行监督等。

升级共识，引导共创共为

100多年前，为尽快运出开平矿务局日产量高达300吨的煤矿，清政府修建了中国第一条铁路——唐胥铁路。这条铁路的诞生着实经历了一番波折。出版于1924年的《中国铁路史》这样记载：由于对火车功能认识的不足，加上“朝廷禁驶机车”，修建唐胥铁路的奏请最初一度没能通过。直到有人想到了一个“以骡马托载火车”的建议，才让修建铁路的奏请得以获准。

这段看似荒诞的轶事却反映了一个现实问题：由于认识误区或观念固化，初衷很好的改革无法实现，一道道“玻璃门”会成为转型道路上的障碍。当下，能源绿色转型面临类似的问题。只有挪开“玻璃门”，“绿色”“安全”之间的矛盾才有望得到破解。

当下，最典型的“玻璃门”是对新能源绿色价值的误解。

新能源绿色价值有一个更让人耳熟能详的名称——绿色溢价。2021年，比尔·盖茨在他的《气候经济与人类未来》（How to avoid a climate disaster）一书中，把这个概念解释为“与当前高碳技术的生产成本相比，使用零碳技术的成本提升的比例”。

近两年，由于新能源组件价格走低，清洁能源综合发电成本在部分地区已低于火电，于是不少人就此认为，绿色溢价已为负。但这其实是一个认识误区。李庆海认为，新能源的随机性、间歇性、波动性特点，决定了新能源消纳需要常规电源为其调节，增加了系统的调节成本。新增调节资源如抽蓄、储能的建设需要成本，运行也要增加成本，如果加上这些成本，其实绿电并不便宜。计算绿色溢价不能只看发电成本，其他相关的成本也要算入其中，让人们认识到绿电真正的价值，而不是仅从发电一个环节来评判，产生“绿色电力很便宜”的误解。

另一扇“玻璃门”是对于节能关注不足。

新型电力系统的构建需要“两条腿走路”，这是全球多国的共同经验。但一直以来，我国能源转型更偏重在供能端实现绿色化。国家电网有限公司华北分部发展部副主任李付强认为，当前的能源转型，更多是供给侧推动的转型，还是一种相对粗放的发展模式，内生动力不足是最大隐患，后续可持续性的能源转型需要在能源需求侧下更大的力气，推动需求侧持续性的变革，为能源转型提供内生动力。

当下，能源行业已经把节能与煤炭、石油包括天然气、水力、核能四大能源相提并论，称其为第五能源。在行动上，不少能源企业通过研发和服务等手段提高能效——国网华北电力等电网企业开展需求侧调节资源开发潜力研究，对电动汽车、电采暖、钢铁行业可调节资源的开发潜力进行研究、评估，支撑后续调节性资源的进一步开发；协鑫等能源企业也结合自身业务特点，通过探索综合能源服务，提升终端用能效率。

与轰轰烈烈的发电端转型相比，用能端的“动静”还不算大。李付强认为，“双碳”目标是全社会各行业共同的任务，不能局限于能源系统。能源系统和电力系统可以是转型的牵头行业，但不应承担全部任务。尤其是碳中和，单纯依靠能源行业无法完成。一次能源的清洁化、能源需求侧的清洁化，甚至能源输送、储存、运行过程中的清洁化在很大程度上都要依赖能源以外的行业去实现。

正确的认知下，机制构建将会更为顺利，结构优化也会更为科学，三方合力，或将成为破解能源“不可能三角”的力量。