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对“双碳”当前有些问题的认识
苗中泉2、刘龙珠3张富强1、
1.国网能源院能源战略与规划研究所
2.国网能源院能源互联网研究所
3.国网能源院科研发展部
（来源：中国电力）
“双碳”目标提出两年多来，能源各界对电力行业如何实现“双碳”目标进行了广泛探讨，取得了一定共识，但在电力是否率先达峰、远期是否需要煤电、气电是否替代煤电、储能是否彻底解决消纳难题等一些问题上还存在较大分歧，这些分歧如果没有更大的共识，对后续很可能产生严重误导，一旦走远了之后走不下去，再调整和再回头的可能性也就没有了。我们认为，讨论的基础是有的，就是需要回归到常识上来。这些常识，我们概括为：我国能源资源禀赋基础的国情思维、能源安全的底线思维、能源发展规律的系统思维、能源物理定律约束的科学思维。通过科学审慎应用前述重要思维，根本上有利于解决行业间碳排放配额如何分配影响达峰时序、能源品种间如何统筹平衡保障供给安全、技术手段上如何科学认识突破时空双重约束等重大问题，为构建新型能源体系提供思想贡献。
1.电力行业是否会率先实现碳达峰？
讲哪个行业率先实现碳达峰，在我国发展当下要非常谨慎。如果一定要赶着让电力先达峰，很可能要让其他部分付出更大的代价，算总账并不一定划算。
回答好这个问题，要遵循系统思维和科学思维。从系统思维看，要站在整体最优的视角，而非电力行业本身思考电力达峰问题。随着电气化水平提升，未来工业、交通、建筑等领域的部分煤炭和油气消费将由电能替代，虽然降低了自身的减碳压力，但却将碳排放转移至电力部门，这相当于在电力需求随经济社会发展而自然增长的基础上，还给电力行业额外增加了碳排放负担。从科学思维看，依托我国非化石能源资源和现有开发利用技术基础，2030年前用电增长无法全部依靠非化石能源满足。据测算，即使在水电、核电、风电、太阳能发电等非化石能源发展顺利的情况下，也只能满足2030年前约70%的用电量增量。
测算结果显示，2030年前电力部门碳排放仍将持续上升，预计碳排放峰值约45亿吨（不含供热碳排放），接近总排放量的四成，整体上，电力碳排放稍滞后于其它行业达峰，但有助于全社会提前达峰。
2.到碳中和的2060年，我国是否依然需要煤电？
回答这个问题，要遵循国情思维、底线思维和科学思维，确保传统能源的退出扎扎实实地建立在可再生能源（新能源）可靠替代基础之上、传统能源与新能源实现优化组合发展基础之上。从国情思维看，我国富煤、贫油、少气的能源资源禀赋特点决定了煤炭的主体能源地位短期内不会发生根本性变化，系统中维持一定规模的煤电，能够有效发挥我国煤炭资源充足的优势。从底线思维看，其他电源如水电、核电供应能力受资源总量约束，风电、太阳能发电可信容量低、顶峰能力差，而煤电在做好电煤供应的情况下，是保障电力供应安全最可靠的电源。从科学思维看，煤电技术成熟、成本低廉、机组转动惯量大、电压支撑能力强，具有其他电源不可比拟的技术经济优势。
展望2060年乃至更久未来，根据可预期的能源先进技术发展情况，煤电在加装CCUS实现减碳或零碳排放后，在我国的能源供给体系中仍占有一席之地，充分发挥“灵活调节、平衡高峰负荷、保障系统安全”等作用。
3.很多国家的能源战略是增加天然气发电以取代煤电从而实现减碳目标。我国有可能这么做吗？
天然气是否可以取代煤电从而增加发电占比？天然气过去在我国的能源消费结构中占比较小，近些年在政策引导下呈现出平稳提高的态势，气电装机规模也保持了较高速度的增长。
未来，随着国内外天然气供应能力逐步提升，我国天然气发电具有良好发展前景，但我国不会照搬国外经验而大幅实现气电对煤电的替代，这是由我国的资源禀赋、气电的成本和排放特性决定的。从国情思维看，考虑我国煤多气少的能源资源禀赋和超大经济体的电力需求，简单照搬国外经验，用天然气发电大幅替代煤电是不现实和不安全的，会加剧天然气对外依存度的提升，引发能源安全风险。从系统思维看，保障和改善民生是能源发展的根本出发点，气电虽然清洁，但经济性较差，气电大幅替代煤电将对用户特别是经济欠发达地区用户电价承受力形成巨大挑战。从科学思维看，天然气发电碳排放要比煤电低一半左右，但并非零碳，远期如追求零碳则也要加装CCUS装置，这样相比煤电+CCUS并无成本优势。综上，统筹电力保供、安全降碳和系统调节等需求，气电是“双碳”目标下构建新型电力系统的重要组成和有效电源，未来仍有不小的发展空间，但无法取代煤电。
总体看，气电和煤电在我国是协同发展的关系，当前和未来两者均不能相互取代，而是要坚持多元化发展，发挥各自的优势，“各美其美，美美与共”。
4.配置储能是否能彻底解决新能源消纳问题？
新能源发电快速发展催生了“储能热”，社会上普遍认为“新能源+储能”即可解决消纳问题，目前多个省份发文要求新建新能源电站配置新能源装机10%-20%容量、储能时长1-4小时的储能设施。
我们遵循科学思维，采用定量分析方法，对日调节储能促进新能源消纳进行了研究。结果发现：在新能源渗透率不高时，储能在弃风弃光时充电，在负荷高峰时放电，能够达到促进消纳效果；而当新能源渗透率提升到较高比重，弃能时段由短短几个小时演变为连续2-3天甚至更长时间，日调节储能所储电量很难有机会放出，再增加储能规模对于提升新能源利用率的作用将逐渐减弱并趋于饱和，即储能促消纳作用存在“天花板”。
因此，仅配置日调节储能能够一定程度上缓解新能源由于出力波动性、间歇性带来的系统调峰和消纳压力，但无法完全解决消纳问题。未来，应考虑与火电灵活性改造、抽水蓄能建设、需求侧响应等多种措施共同推进，以提升新能源消纳能力。
总之，大道至简。中国能源新时代的发展提供了丰富的实践资源，只要有实事求是之心，就不难找到顺应能源大势之道，也是基于此，我们对未来抱以信心。
专家介绍
张富强，国网能源院能源战略与规划研究所主任工程师。主要从事电力系统规划、生产模拟和新能源消纳等研究工作。
苗中泉，国网能源院能源互联网研究所研究员。主要从事能源地缘政治经济、国际能源治理、能源电力改革、电量数据经济政策价值挖掘等研究工作。近年来负责和参与“十二五”国家重大专项《我国油气发展战略与政策研究》、国家社科基金青年项目《修昔底德陷阱研究》、国家能源局委托课题《重大突发地缘政治事件对我国能源安全影响研究》《东北亚能源合作》以及多项国家电网公司科技项目、战略课题。公开发表核心期刊学术论文多篇。
刘龙珠，国网能源院科研发展部职员。主要从事企业战略规划、对标管理等研究工作，以及智库建设、国内外交流合作等管理实践工作。
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