构建综合能源系统 服务能源低碳转型

党的二十大报告指出，“推动能源清洁低碳高效利用”“深入推进能源革命”“加快规划建设新型能源体系”，为我国能源高质量发展指明了方向，为“双碳”目标实现提供了根本遵循。

近日，由国网经济技术研究院有限公司主办的第二届能源转换与经济年度论坛在线上召开。与会专家学者相聚“云端”，围绕“构建综合能源系统，服务能源低碳转型”这一主题深入交流研讨，共同探讨构建综合能源系统的关键技术和应用。

发展综合能源服务是推动能源转型的重要抓手

实现“双碳”目标、加快构建新型电力系统是能源电力领域一场广泛而深刻的变革，涉及能源生产、供应、消费等各方面，需要不断凝聚社会各方共识，形成转型合力。

“大力发展综合能源服务，是实现‘双碳’目标、加快能源绿色低碳转型的重要抓手。”国家电网有限公司科技部副主任刘前卫在论坛上表示。国家能源局印发的《2022年能源工作指导意见》强调，坚持以立为先，深入落实碳达峰碳中和目标要求，深入落实《“十四五”可再生能源发展规划》，大力发展非化石能源，着力培育能源新产业新模式，持续优化能源结构；大力发展综合能源服务，推动节能提效、降本降碳。

在天津大学电气自动化与信息工程学院教授、电气工程系副主任穆云飞看来，综合能源系统是在规划、建设和运行等过程中，对各种能源的产生、传输与分配（供能网络）、转换、存储、消费、交易等环节实施有机协调与优化，进而形成的能源产供销一体化系统，其开源节流能力是能源系统减碳的重要推手。

论坛上，与会专家一致认为，构建综合能源系统重在以综合化的发展思路，推动不同类型能源之间的协调互补，同时以智能化的发展手段深化现代通信技术在能源领域的融合应用，实现不同能源环节、主体间的协调互济，增强能源生产、传输、存储、消费等各环节的灵活性，推动能源高质量发展。

2022年3月，国家发展改革委、国家能源局联合印发《氢能产业发展中长期规划（2021～2035年）》，以实现“双碳”目标为总体方向，明确了氢能是未来国家能源体系的组成部分，是战略性新兴产业的重点方向，也是构建绿色低碳产业体系、打造产业转型升级的新增长点。

“电和氢都是终端可以利用的能源形式，而且便于相互转化，电-氢协同可以充分发挥电便于传输、氢易于存储的优势，为新型电力系统的多时间尺度灵活调节提供全新的解决方案。”中国工程院院士、世界电动汽车协会创始及轮值主席、香港大学荣誉教授陈清泉在论坛上表示。

美国国家工程院院士、伊利诺伊理工大学电气与计算机工程学院教授、罗伯特·加尔文电力创新中心主任穆罕默德·谢罕德普也在主旨演讲中对分布式可再生能源、氢能的不同应用场景进行介绍，论述了氢燃料电池新能源汽车对于降低城市交通网和配电网运营成本、减少碳排放的意义，同时强调了含氢能的交通-配电网协同运行对能源低碳转型的重要作用。

科技创新推动电网向能源互联网升级

“坚持科技自立自强、持续强化自主创新，是构建现代综合能源系统、推动能源高质量发展的关键环节。”刘前卫表示，新型电力系统技术特征和运行机理发生深刻变化，推动电网向能源互联网升级更加依赖科技创新。

国家电网公司贯彻落实国家创新驱动发展战略，围绕公司和电网高质量发展，全面推进科技创新。公司已在特高压、大电网运行控制、柔性直流输电等领域取得一批具有自主知识产权、世界领先的原创成果，建成一系列世界级创新工程，科技创新能力全球领先。目前，公司初步建成了以直属科研产业单位、省级电力公司、基层创新力量为主体的三级创新体系。

“随着大规模新能源电源接入电网，电力系统需要在随机波动的负荷需求与电源之间实现能量供需平衡，其结构形态、运行控制方式以及规划建设与管理发生根本性变革，形成以新能源电力生产、传输、消费为主体的新一代电力系统，即新型电力系统。”陈清泉认为，新型电力系统的特征是多源互补、源网协同、供需互动、灵活智能。

湖北电网是三峡电力外送的起点、西电东送的通道、南北电力互供的枢纽和全国电力联网的中心。当前，湖北电网通过21回超高压、特高压交直流联络线与8个区外电网相连，与三峡系统联系紧密，是典型的枢纽电网。国网湖北省电力有限公司经济技术研究院在广水市构建100%可再生能源互联网示范工程，开展了新型电力系统建设实践。“示范工程聚焦高比例可再生能源电网领域的技术难题，为源、网、荷、储、控制等多项关键技术研究和验证提供重要的应用平台。”湖北经研院副院长杨东俊介绍。

科技创新给能源低碳转型带来更多可能。多位专家在论坛上阐释了新技术新应用对能源转型的作用。加拿大工程院院士，香港理工大学电机工程学系教授、系主任钟志勇基于能源低碳转型背景，对人工智能的发展、机器学习算法的关键环节及其重要应用进行了深入解读；清华大学教授，太原理工大学党委副书记、副校长孙宏斌围绕多能流综合能量管理的关键技术、系统与应用，全面讲解了技术背景、理论进展与工程进展；上海交通大学电气系教授、副主任黎灿兵针对山区、海岛等特殊供电场景，阐释了多能源局域网灵活组网、透明调度与故障抑制技术及应用……

市场化为推动更经济有效的低碳转型提供机遇

“推进综合能源系统建设，不仅需要加快能源技术革新，还要不断完善有关法律法规和政策，健全分布式电源发展新机制，加快现代综合能源市场建设，支持新模式新业态发展，更多依靠市场机制促进节能减排降碳，提升能源服务水平。”国网经研院院长、党委书记郭铭群认为，机制建设是服务实现“双碳”目标的重要手段。

随着能源转型的推进，火电机组灵活性改造受到了广泛关注。“在技术层面，减小最小出力、增强调峰能力是目前火电机组最为广泛和主要的改造目标；在经济层面，随着能源结构的调整，火电机组利用小时数呈下降趋势，改造后火电机组的沉没成本更需要进一步关注；在机制层面，中国特色的调峰辅助服务市场是现阶段火电机组灵活性改造的核心经济驱动力。”国网经研院首席专家王新雷认为，随着调峰辅助服务市场的建立和深度调峰补偿措施的完善，我国许多火电厂的灵活性已经达到国际先进水平。

“碳市场为推动更经济有效的低碳转型提供机遇，及时对电力调度和定价机制等方面进行市场化改革对全国碳市场的有效性十分重要。”国际能源署项目协调员和气候政策分析师大卫·费舍尔在论坛上表示。

我国全国碳市场于2021年7月启动交易，碳市场第一个履约期履约率达99.5%。目前，我国碳市场纳入发电行业，每年覆盖约45亿吨二氧化碳排放量，约占我国能源体系二氧化碳排放总量的40%。

国际能源署可再生能源整合和安全电力部门电力系统转型分析师雅克·沃瑞奇认为，电即未来，电力行业是去碳化的第一推动者和促进者，电力市场对于提供清洁、安全及可负担的电能来说至关重要。他建议，建立全国统一电力市场，中国不仅要考虑国内的情况，比如省区之间的交易协调，也要在供给安全、经济效率、价格稳定性以及与“双碳”目标的一致性等方面学习国际经验。

构建综合能源系统，助力能源清洁低碳转型，是一项艰巨复杂的系统工程。电力行业正以更大决心、更大力度、更实举措支撑构建新型电力系统，助力能源电力清洁低碳转型，为实现“双碳”目标贡献力量和智慧。