能源系統碳減排任重道遠 電力將起主力作用

《中共中央關于制定國民經濟和社會發展第十四個五年規劃和二〇三五年遠景目標的建議》明確提出推進能源革命，建設智慧能源系統，提升新能源消納和存儲能力，推動能源清潔低碳安全高效利用，降低碳排放強度。在11月28日舉辦的2020年能源轉型發展論壇暨國網能源研究院成果發布會上，能源電力行業相關專家和代表圍繞“構建新發展格局下的能源互聯網”主題展開深入探討，共謀能源電力行業綠色低碳發展路徑。國網能源院《中國能源電力發展展望2020》《全球能源分析與展望2020》兩部綜合報告及13部能源與電力分析系列基礎研究年度報告在會上發布。

碳減排呼吁智慧能源系統發展 電力是能源系統碳減排主力

今年9月22日，習近平主席在第七十五屆聯合國大會一般性辯論上發表重要講話，表示我國二氧化碳排放力爭于2030年前達到峰值，努力爭取2060年前實現碳中和。這為我國應對氣候變化、加快能源轉型提供了方向指引，也為構建面向未來的能源互聯網提供了新契機。

“能源系統對我國實現碳排放目標起決定性作用，電力是未來能源系統碳減排的主力。”國網能源院董事長（院長）、黨委書記張運洲在發布會上說。當前，我國能源消費產生的二氧化碳排放約占二氧化碳總排放量的85%、全部溫室氣體排放的70%。隨著電氣化水平的提升，電能替代了終端對煤油氣等化石能源的直接使用，減少了終端用能部門的直接碳排放，支撐了終端用能碳排放的大幅降低。

發布會公布的數據顯示，近年來，能源電力領域在碳減排方面取得積極成效。截至2019年年底，我國碳強度較2005年降低約48.1%，非化石能源占一次能源消費比重達15.3%，提前完成對外承諾的到2020年目標。度電碳排放量持續下降，2019年約為577克/千瓦時，較2010年下降約23%。

國網能源院在會上發布的《中國能源電力發展展望2020》顯示，近期，電力系統通過電能替代方式承擔更大的碳減排責任。隨著2030年后清潔能源快速發展并成為發電能源主體，煤電應用碳捕獲、利用與封存技術（CCUS），電力系統碳排放量快速下降，2060年電力有望實現近零排放。屆時，電能占終端能源消費比重、非化石能源占一次能源消費比重分別有望達到70%、80%，電力將在能源深度碳減排中發揮關鍵作用。

面對未來碳減排的目標要求，能源系統該如何優化發展？中國工程院院士陳清泉結合第四次工業革命闡釋了他對智慧能源系統發展的見解。“第四次工業革命的核心是人工智能，數字經濟是通過數據化的知識與信息實現經濟高質量發展。第四次工業革命將重塑人類賴以生存的經濟、社會、文化和環境。”他結合第四次工業革命提出了四網四流融合的觀點。四網是能源網、信息網、交通網、人文網，四流是能源流、信息流、物質流、價值流，融合就是要達到1+1大于2的效果，通過耦合與設備共享，提高網絡中能源與資源的利用率。

陳清泉認為，可以運用四網四流融合理念發展智慧能源系統，通過能源流、信息流、物質流和價值流，解決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、電力能源和化工能源的矛盾。“比如在發電環節，假如風能和太陽能太多，電網不能很好承載，就可以考慮制氫，從能源流、信息流變成物質流、價值流。另外能源的生產環節，往往產生二氧化碳以及氫氣。二氧化碳和氫氣就能通過能源互聯網，通過能源流與物質流的耦合變成能源。智慧能源系統就是把無用變成有用，同時做到碳平衡。”他說。

各環節發力，多舉措并用

推動我國電力低碳化發展

“十四五”即將開啟，為推動我國經濟高質量、可持續發展，并促進碳排放達峰和碳中和目標達成，參會專家和代表普遍認為，能源電力行業應貫徹新發展理念，持續推動能源電力低碳發展。

國網能源院基于經濟社會發展的電力需求和各類電源的發展約束，依托自主開發的電力源網荷儲協調規劃模型測算得出：“十四五”期間新能源規模快速提升，各類電源協調發展，我國電源裝機總規模約30億千瓦。2025年清潔能源發電量占比約達45%。“十五五”后期，電力系統碳排放達峰，峰值為45億噸左右。此后碳排放穩中有降，2035年降至約36億噸，度電碳排放量降至300克/千瓦時左右，較當前水平下降接近一半。

中國電力企業聯合會專職副理事長王志軒表示，能源電力生產方式正在發生革命性轉變，低碳、零碳、負碳電力正逐步代替傳統能源的地位，一次能源轉換為電能的模式向可再生能源電力方向發展。未來相當一部分能源，包括氣態、液態、固態（固態指高效能的電池），都是由電轉換過來的。在這種情況下，電能的生產和利用成為驅動經濟發展的重要能源和物質基礎，電能將更加深入地融合到人民美好生活之中，成為社會建設的重要物質基礎。“低碳化促進電氣化的邏輯，使得構建新型電力系統成為必然。”王志軒說。

清華大學電機系教授、清華大學能源互聯網創新研究院院長康重慶認為，碳排放達峰和碳中和的目標提出后，能源轉型面臨的挑戰更大了，不僅原先提出的可再生能源發展路徑要進一步完善和加速，同時，電力系統也面臨低碳化轉型，應從發電、電網和用電環節提出相應思路。他建議，在發電環節繼續推動可再生能源發展，同時在傳統能源的清潔利用上進一步下功夫；在火電技術上，要考慮碳捕集技術的深化應用；在用電環節，要進一步引導用戶改善用電習慣，讓用戶側越來越低碳化，同時引導負荷結構轉型和新型用能方式等；在電網環節，要采用更好的調度運行控制策略，以及促進電網環節節能減排的手段，從而推動輸電效率進一步提升。“整體來看，讓發電、電網和用電整體互動起來，才能形成一個低碳化轉型的整體目標。”康重慶說。

國家電網有限公司總經理助理趙慶波表示，新發展格局要求能源電力必須高質量發展，電網企業任重道遠。行業已經看到的趨勢是——今后電網的形態必須向能源互聯網延伸，將來能源的生態是以電為中心、電網為平臺的能源互聯網，要發揮電網中電與多能源品種轉化與互補的技術優勢，電氣化、自動化、互聯化的優勢，萬物互聯的數字化、智能化、網絡化的開放、共享的基礎設施的優勢。按照國家電網公司對能源互聯網的研究，未來要把物聯網架建設好，提高物聯網架的承載能力；要加快信息支撐體系的建設，加快數字技術與能源系統的深度融合；加大“大云物移智鏈”等技術在能源電力領域的創新應用力度。此外，電網企業還需高度關注能源利用的電氣化、智能化、網絡化。

張運洲分析了未來我國電力低碳化發展路徑。大致有以下階段：近期，以電力系統支撐新能源消納為主；中期，僅依靠電力系統消納高比例新能源難度日益增大，探索電、氫、碳多元耦合發展方式；遠期，多元化路徑并存，多措并舉支撐大規模新能源消納利用，助力循環碳經濟發展。他建議充分發揮電力系統在碳減排中的作用，還要不斷推動技術進步，完善市場機制，加強政策保障。

全球能源清潔轉型步伐明顯加快

需推進深度脫碳加強國際合作

《全球能源分析與展望2020》指出，新冠肺炎疫情全球大流行使世界百年未有之大變局加速演進，給短期全球能源供需帶來嚴重沖擊，對中長期全球能源發展產生深遠影響。預計2020年全球能源需求下降約5%，電力需求下降約2%，可再生能源發電量增長約5%，能源相關碳排放下降約7%。當前，推動后疫情時代經濟綠色復蘇正成為國際社會的普遍共識與一致行動。截至今年11月底，全球超過30個國家和地區明確了碳中和時間表，合計碳排放量約占全球的一半。未來全球能源清潔低碳轉型步伐將明顯加快。

“依托我們自主開發的全球能源供需預測模型，在加快轉型情景下，預計2035年前后全球一次能源需求進入平臺期，其中煤炭需求持續下降，石油需求2030年前達峰，天然氣需求平緩增長，2050年非化石能源占比大幅提高至約40%；2050年全球電力需求約60萬億千瓦時，較2019年增長約1.4倍；2050年終端電氣化水平達40%，提高約20個百分點；2050年全球發電裝機約251億千瓦，其中可再生能源發電裝機占比在2025年前后約為50%，2050年超過80%；2025年后全球能源相關碳排放持續下行，但要實現《巴黎協定》提出的將全球氣溫升高幅度控制在2攝氏度內的目標仍任重道遠。”國網能源院副總經濟師單葆國說。

“如果仍然延續現在的自主減排政策體系，到2030年之前實現碳排放達峰后，減排速度將不能滿足2攝氏度目標下的減排路徑。能源界必須要堅持以革命的思想來推進能源系統革命性的變革。”清華大學氣候變化與可持續發展研究院學術委員會主任何建坤表示。全球碳中和目標導向下，經濟技術革命性變革將重塑世界治理規則和競爭格局，深度脫碳技術和能力將成為國家核心競爭力的體現。我國要實現長期深度脫碳路徑，需要發展方式的根本性轉變和科技創新的支撐。他建議建立綠色低碳循環發展產業體系和社會消費方式，以數字化和深度電氣化推進脫碳化；建立清潔低碳高效安全的能源生產和消費體系，形成以新能源和可再生能源為主體的零碳排放能源體系；推進支撐深度脫碳技術研發和產業化發展，如氫能、儲能、智能電網、零碳煉鋼、零碳化工等；推進體制機制改革和碳價機制與碳市場發展，營造良好的制度環境、政策環境和市場環境。

“新冠肺炎疫情是對全世界各國政府的一場大考，也是全球各國能源轉型的重大挑戰和機遇。把握好的國家，在21世紀就會站在全球能源轉型的領袖地位，而落后的國家，未來能源行業可能就無法持續發展。”Agora能源轉型論壇高級顧問涂建軍說。他分析了德國、美國、俄羅斯、日本、法國等國能源轉型中可被我國借鑒的經驗教訓， 認為德國和我國都是全球制造業強國和大國，且資源富存條件都是煤炭獨大，均面對重大的能源安全挑戰。他認為，在能源轉型領域，中德兩國在增強政治互信的基礎上可進一步加大合作。