我國電力行業(yè)低碳發(fā)展，面臨諸多挑戰(zhàn)

2025年是我國“十四五”規(guī)劃的收官之年，在這一關(guān)鍵時(shí)期，我國電力行業(yè)面臨著低碳轉(zhuǎn)型的重任--既有挑戰(zhàn)，也有發(fā)展機(jī)遇。為此，迫切需要社會(huì)各界齊心協(xié)力，共同推動(dòng)，確保經(jīng)濟(jì)社會(huì)可持續(xù)發(fā)展與能源安全的長期保障。

在業(yè)內(nèi)專家看來，我國電力行業(yè)低碳發(fā)展面臨著平衡電力系統(tǒng)安全經(jīng)濟(jì)與低碳關(guān)系、低碳技術(shù)需求巨大與科技創(chuàng)新能力不足、產(chǎn)業(yè)鏈供應(yīng)鏈安全穩(wěn)定有待加強(qiáng)三方面主要挑戰(zhàn)。未來需要加強(qiáng)電力低碳轉(zhuǎn)型的技術(shù)研發(fā)，推動(dòng)電力行業(yè)向低碳方向發(fā)展。

低碳發(fā)展需求與壓力巨大

“十五五”期間，經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)優(yōu)化、發(fā)展方式轉(zhuǎn)變、增長動(dòng)力轉(zhuǎn)換的特征更加明顯。在此背景下，力爭在2030年前碳達(dá)峰、2060年前碳中和，從峰值到中和減排時(shí)間不足歐美主要國家的一半，我國低碳發(fā)展需求與壓力巨大。

發(fā)達(dá)國家提出碳中和目標(biāo)時(shí)，大多已經(jīng)過了經(jīng)濟(jì)發(fā)展的能源高消費(fèi)與高排放階段。當(dāng)前我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展仍處于能源需求和碳排放上升的階段，實(shí)現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)的難度遠(yuǎn)高于其他國家。我國目前第二產(chǎn)業(yè)占GDP的比重仍較高，能源資源消耗強(qiáng)度大，單位GDP的碳排放量仍然較高。因此，我國電力行業(yè)低碳化面臨速度與成本、安全的平衡問題，十分具有挑戰(zhàn)性。

中國社會(huì)科學(xué)院能源經(jīng)濟(jì)研究中心、國網(wǎng)能源研究院共同主編完成的《中國電力行業(yè)低碳發(fā)展報(bào)告（2024）》預(yù)計(jì)，“十五五”末期我國電能占終端能源消費(fèi)比重將達(dá)到35％左右。從電力生產(chǎn)來看，電源結(jié)構(gòu)持續(xù)清潔化，新能源、新型儲(chǔ)能等裝機(jī)規(guī)模進(jìn)一步提高，非化石能源發(fā)電將逐步成為裝機(jī)主體和電量主體。2030年以前，我國新增電源裝機(jī)約80%為非化石能源發(fā)電，到2030年非化石能源發(fā)電裝機(jī)規(guī)模約39億千瓦，約占總電源裝機(jī)容量的六成。“我們預(yù)計(jì)，2030年后新增電力需求全部依靠以新能源為代表的非化石能源發(fā)電滿足。”國網(wǎng)能源研究院有限公司能源戰(zhàn)略與規(guī)劃研究所研究員譚雪表示。

業(yè)內(nèi)專家普遍認(rèn)為，電力行業(yè)的低碳發(fā)展將推動(dòng)我國能源結(jié)構(gòu)和消費(fèi)結(jié)構(gòu)發(fā)生深刻變革。然而，在當(dāng)前技術(shù)水平下，實(shí)現(xiàn)這一轉(zhuǎn)型將不可避免地承擔(dān)高昂的成本。一方面，技術(shù)尚未成熟階段，電力低碳化轉(zhuǎn)型可能會(huì)導(dǎo)致供電成本的增加，進(jìn)而引起電力價(jià)格的上漲。這不僅會(huì)提高企業(yè)的生產(chǎn)成本，壓縮企業(yè)的利潤空間，還通過商品價(jià)格渠道將成本轉(zhuǎn)嫁給消費(fèi)者。另一方面，面對當(dāng)前復(fù)雜的經(jīng)濟(jì)形勢和下行壓力，我們在選擇電力碳減排路徑時(shí)必須更加審慎，合理安排發(fā)展步伐與轉(zhuǎn)型策略，確保成本與效益的平衡。

電力低碳發(fā)展面臨諸多挑戰(zhàn)

近幾年，新型電力系統(tǒng)構(gòu)建與傳統(tǒng)電力系統(tǒng)技術(shù)因素和電力產(chǎn)業(yè)低碳發(fā)展因素疊加，出現(xiàn)較為復(fù)雜的傳導(dǎo)路徑，技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)、經(jīng)濟(jì)風(fēng)險(xiǎn)、社會(huì)風(fēng)險(xiǎn)、環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)等風(fēng)險(xiǎn)呈現(xiàn)復(fù)雜化、融合化、延伸化的特征。這些因素疊加，使得我國電力行業(yè)低碳發(fā)展，面臨諸多挑戰(zhàn)。

“挑戰(zhàn)之一是平衡電力系統(tǒng)安全、經(jīng)濟(jì)與低碳發(fā)展關(guān)系。”譚雪分析，推進(jìn)電力行業(yè)低碳發(fā)展很難同時(shí)在安全性、經(jīng)濟(jì)性和低碳性三方面實(shí)現(xiàn)最優(yōu)。首先，安全風(fēng)險(xiǎn)是電力行業(yè)低碳發(fā)展過程中電力系統(tǒng)面臨的最根本最突出的風(fēng)險(xiǎn)。電力行業(yè)低碳發(fā)展要依靠大規(guī)?？稍偕茉窗l(fā)電，電力系統(tǒng)將呈現(xiàn)“高比例可再生能源，高比例電力電子裝備”的特性，導(dǎo)致電力系統(tǒng)的不確定性、時(shí)變性、非線性及復(fù)雜性增強(qiáng)，電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行難度加大，風(fēng)險(xiǎn)防御和問題修復(fù)的難度也增加。其次，隨著產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、布局調(diào)整和新業(yè)態(tài)不斷涌現(xiàn)，電力需求負(fù)荷特性、時(shí)空分布等都發(fā)生變化，給電力供需預(yù)測帶來新挑戰(zhàn)，也加大了電力系統(tǒng)控制難度。最后，推進(jìn)電力行業(yè)低碳發(fā)展、保障系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行的成本不斷上升。隨著高質(zhì)量發(fā)展和社會(huì)進(jìn)步，對電力的要求不僅是電力系統(tǒng)的安全可靠，而且是區(qū)域、城鄉(xiāng)等全面的供應(yīng)穩(wěn)定，對電力行業(yè)的安全性要求越來越高，所需的成本不僅有電力系統(tǒng)運(yùn)行與管理成本，對經(jīng)濟(jì)社會(huì)帶來的成本也會(huì)升高。

中國社會(huì)科學(xué)院工業(yè)經(jīng)濟(jì)研究所能源經(jīng)濟(jì)研究室副研究員袁驚柱對《中國能源報(bào)》記者表示，電力系統(tǒng)出現(xiàn)一系列新的特征，例如“雙高”特征（高比例可再生能源和高比例電力電子設(shè)備），以及低慣性和抗干擾性等。這些特性導(dǎo)致電力系統(tǒng)的頻率、電壓和功率特性發(fā)生了顯著變化，從而提升了系統(tǒng)運(yùn)行的安全風(fēng)險(xiǎn)。此外，電力網(wǎng)絡(luò)安全風(fēng)險(xiǎn)方面，面臨著一次系統(tǒng)風(fēng)險(xiǎn)、二次系統(tǒng)風(fēng)險(xiǎn)、運(yùn)行維護(hù)風(fēng)險(xiǎn)以及其他潛在風(fēng)險(xiǎn)。

挑戰(zhàn)之二是低碳技術(shù)需求巨大與科技創(chuàng)新能力不足。近年來我國新能源、核電、輸變電、新型儲(chǔ)能技術(shù)快速迭代，在推進(jìn)電力行業(yè)低碳發(fā)展的同時(shí)，也帶來生產(chǎn)成本的快速下降，從而降低系統(tǒng)轉(zhuǎn)型成本。但是，當(dāng)前科技創(chuàng)新能力仍然與電力行業(yè)高質(zhì)量發(fā)展的需求有較大差距。“一是電力低碳領(lǐng)域的基礎(chǔ)理論方法不足，非工頻穩(wěn)定性分析的基礎(chǔ)理論欠缺。二是電力行業(yè)低碳發(fā)展會(huì)帶來很多新的技術(shù)挑戰(zhàn)，例如系統(tǒng)形態(tài)和運(yùn)行特性轉(zhuǎn)變帶來的技術(shù)控制與預(yù)測難題，電力數(shù)字轉(zhuǎn)型帶來的信息安全問題，多品種能源之間耦合互濟(jì)技術(shù)難題，科學(xué)精細(xì)的電力碳核算技術(shù)挑戰(zhàn)；研發(fā)能力不足，缺乏精細(xì)高效的設(shè)備設(shè)計(jì)、組部件設(shè)計(jì)研發(fā)的人才、系統(tǒng)、工藝等，在基礎(chǔ)研發(fā)環(huán)節(jié)的投入難以滿足高端精密設(shè)備生產(chǎn)和新型電力系統(tǒng)建設(shè)的需求。”譚雪表示。

“低碳技術(shù)的發(fā)展呈現(xiàn)不均衡態(tài)勢。”國務(wù)院發(fā)展研究中心資源與環(huán)境研究所能源政策研究室副主任韓雪對《中國能源報(bào)》記者表示，可再生能源和電動(dòng)汽車技術(shù)雖取得顯著進(jìn)步，但其他低碳技術(shù)發(fā)展較為緩慢。全球經(jīng)濟(jì)的平衡發(fā)展和可持續(xù)發(fā)展的重重障礙，對低碳技術(shù)的推廣與應(yīng)用構(gòu)成了嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。特別是在經(jīng)濟(jì)承受能力較弱的發(fā)展中國家，發(fā)展新能源和推進(jìn)低碳發(fā)展面臨更為復(fù)雜的經(jīng)濟(jì)考量。

挑戰(zhàn)之三是產(chǎn)業(yè)鏈供應(yīng)鏈安全穩(wěn)定有待加強(qiáng)。電力產(chǎn)業(yè)鏈供應(yīng)鏈安全穩(wěn)定是電力行業(yè)平穩(wěn)發(fā)展的前提，也是電力行業(yè)低碳發(fā)展的保障。新型電力系統(tǒng)環(huán)境對電力系統(tǒng)運(yùn)行控制、特高壓組部件、新型儲(chǔ)能、系統(tǒng)耦合等技術(shù)要求越來越高，但是部分核心技術(shù)、關(guān)鍵組部件仍存在國外技術(shù)為主甚至“卡脖子”風(fēng)險(xiǎn)，國內(nèi)產(chǎn)品設(shè)計(jì)難以滿足低碳高效精益管控要求，難以滿足電力系統(tǒng)轉(zhuǎn)型升級。

“這要求我們自主掌握好電力低碳轉(zhuǎn)型的路徑和方式、節(jié)奏和力度，健全境外投資風(fēng)險(xiǎn)防范體系，提升我國電力企業(yè)國際化經(jīng)營能力，維護(hù)能源產(chǎn)業(yè)鏈供應(yīng)鏈穩(wěn)定暢通。”在袁驚柱看來，電力系統(tǒng)供應(yīng)鏈的安全風(fēng)險(xiǎn)主要來源于兩個(gè)方面：一是供應(yīng)鏈各節(jié)點(diǎn)企業(yè)自身的內(nèi)部風(fēng)險(xiǎn)；二是企業(yè)之間以及外部環(huán)境帶來的風(fēng)險(xiǎn)。

加強(qiáng)電力低碳轉(zhuǎn)型技術(shù)研發(fā)

深入推進(jìn)電力系統(tǒng)低碳轉(zhuǎn)型，還需完善哪些方面？業(yè)內(nèi)專家一致認(rèn)為，在保障能源安全、電力可靠供應(yīng)的基礎(chǔ)上，要深入推進(jìn)電力生產(chǎn)消費(fèi)結(jié)構(gòu)綠色低碳轉(zhuǎn)型。從能源消費(fèi)需求來看，通過節(jié)能管理、采用高效設(shè)備、普及節(jié)能技術(shù)和改進(jìn)生產(chǎn)工藝等系列措施，能源效率顯著提升，單位GDP能耗和單位產(chǎn)品能耗穩(wěn)步下降。此外，要加強(qiáng)電力低碳轉(zhuǎn)型技術(shù)研發(fā)，全面推進(jìn)源網(wǎng)荷儲(chǔ)各環(huán)節(jié)及綠色低碳相關(guān)產(chǎn)品和服務(wù)的技術(shù)創(chuàng)新。

“解決電力低碳發(fā)展面臨的挑戰(zhàn)，需要加強(qiáng)科技創(chuàng)新推動(dòng)電力低碳數(shù)字技術(shù)研發(fā)。”譚雪表示，大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)、人工智能等先進(jìn)技術(shù)在電力系統(tǒng)應(yīng)用愈加深入而廣泛，電力源網(wǎng)荷儲(chǔ)數(shù)等全環(huán)節(jié)全方面進(jìn)行數(shù)字化改造，電力系統(tǒng)運(yùn)行可靠性、管理效率和水平進(jìn)一步提升。同時(shí)，先進(jìn)數(shù)字技術(shù)的應(yīng)用進(jìn)一步提升電力系統(tǒng)的計(jì)算能力，充分激發(fā)電力數(shù)據(jù)資源整合能力和算力，協(xié)同云一邊一管一控一端等，提升電力低碳數(shù)智體系的質(zhì)效。

韓雪認(rèn)為，在內(nèi)部要求方面，不僅需要持續(xù)推進(jìn)電力行業(yè)的低碳化，包括基礎(chǔ)設(shè)施的完善和體制機(jī)制的建立健全，還應(yīng)更加重視幾個(gè)方面：一是先進(jìn)技術(shù)的廣泛應(yīng)用；二是商業(yè)模式的創(chuàng)新；三是與國際接軌的標(biāo)準(zhǔn)和認(rèn)證體系的建設(shè)。此外，考慮到經(jīng)濟(jì)增長的現(xiàn)狀，還需進(jìn)一步推動(dòng)電力低碳技術(shù)的裝備、建設(shè)、運(yùn)營、標(biāo)準(zhǔn)以及系統(tǒng)解決方案的一體化“走出去”。這不僅有助于鞏固我國產(chǎn)業(yè)的競爭優(yōu)勢，同時(shí)也能為發(fā)展中國家或全球南方國家提供負(fù)擔(dān)得起且更為安全的能源保障。無論是通過共建“一帶一路”倡議還是南南合作，都應(yīng)致力于推動(dòng)電力低碳技術(shù)的全球推廣和應(yīng)用。