在美麗中國建設的宏偉藍圖中,新型能源體系建設兼具污染防治“凈化器”、綠色增長“發動機”、生態修復“協同器”、降碳達峰“主力軍”和能源安全“壓艙石”等多重作用。面向“十五五”時期,需以清潔供給為源頭活水,以消費轉型為綠色牽引,以系統安全為底線保障,以科技創新為動力引擎,以市場機制為制度基石,加快構建起新型能源體系,為繪就青山常在、綠水長流、空氣常新的美麗中國新畫卷提供持久強勁的能源支撐。
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圖/中經視覺
新型能源體系筑基美麗中國
新型能源體系是深入打好污染防治攻堅戰的源頭活水。污染防治攻堅戰打到深處,關鍵是源頭控制。傳統化石能源燃燒排放的二氧化硫、氮氧化物和煙塵,是大氣污染的主要來源。新型能源體系以清潔的非化石能源為供應主體,可從源頭避免環境污染。中電聯數據顯示,2025年我國全口徑非化石能源發電量達到4.47萬億千瓦時,占總發電量的42.9%。結合華北電力大學有關數據測算,相當于分別減少煙塵、二氧化硫、氮氧化物排放量約9.8、45.1、67.9萬噸。
新型能源體系是推動發展方式綠色低碳轉型的核心引擎。新型能源體系將富集的風、光、水、生物質等自然資源,高效地轉化為驅動現代化發展的綠色燃料與持久動力,最終實現人與自然和諧共生的美好圖景,是“綠水青山就是金山銀山”理念的生動實踐。2012年至2025年,我國以年均3%左右的能源消費增速支撐了年均6%左右的經濟增長,能耗強度累計下降28%。我國已經建成全球最大最完整的新能源產業鏈,為全球提供80%以上的光伏組件和70%的風電裝備,新能源汽車產銷量連續11年居世界首位。
新型能源體系是提升生態系統多樣性、穩定性、持續性的協同之路。在提升多樣性上,“板上發電、板下修復”的光伏治沙模式,讓寧夏騰格里沙漠光伏項目區植被覆蓋率從不足0.5%提升至2025年的28%,局部區域高達50%。生物物種從寥寥幾種增加到20種以上,赤狐、狗獾等保護動物在此安家。在增強穩定性上,青海塔拉灘的“水光互補”模式,利用水電的靈活調節能力平抑光伏波動,利用光伏修復生態環境,將荒漠沙丘變成草原綠洲,植被蓋度恢復到80%,當地牧民也在光伏板下養起了“光伏羊”,增加了新的增收渠道。在保障持續性上,“以能養綠”機制讓發電收益反哺生態修復,將治理從“輸血式”投入扭轉為“造血式”循環。
新型能源體系是積極穩妥推進碳達峰碳中和的關鍵支撐。我國近90%的碳排放源于化石能源燃燒,控制碳排放需要更多依靠能源綠色低碳轉型,既要做大非化石能源的“加法”,也要做好化石能源的“減法”。近年來,我國堅持先立后破,把大力發展非化石能源放在突出位置,推動非化石能源消費比重從2012年的9.7%提升至2025年的21.7%,累計提高了12個百分點。水電、風電、太陽能發電裝機規模均穩居世界第一,核電在運在建規模躍升至世界第一,通過替代化石能源電力,減少二氧化碳排放約37億噸。
新型能源體系是守牢美麗中國建設安全底線的基本保障。推動風電、光伏、水電、核電等非化石能源規模化發展,能夠持續增強能源自主保障能力,以安全底線的強大韌性托舉綠色轉型的戰略定力,以轉型成果不斷厚植安全根基,把能源的飯碗牢牢端在自己手里。目前,我國已基本形成煤、油、氣、核及可再生能源多輪驅動的能源供應保障體系,能源自給率保持在80%以上。自主可控的能源技術體系加快構建,新能源等技術水平國際領先,白鶴灘水電站全面投產,自主三代核電實現批量化建設,全球首座第四代高溫氣冷堆建成投運。
美麗中國藍圖下的新型能源體系建設路徑
路徑一:強化清潔低碳能源供給,在降碳減污中守護藍天碧水。
一是多能并舉,推動非化石能源成為供應主體。堅持風光水核等多能并舉、集中式與分布式并重、陸上與海上統籌,實施非化石能源十年倍增行動,形成大基地規模化開發與分散式就近利用協同互濟的供給體系。在區域格局上,加快西北風電光伏基地建設,推進西南水風光儲一體化綜合開發,安全有序發展沿海核電,積極開發海上風電,將遼闊國土的資源稟賦轉化為綠色電力。在利用形態上,積極發展分布式光伏和分散式風電,因地制宜開發生物質能、地熱能、海洋能,讓各類清潔能源各盡其用。在開發模式上,大力推進“沙戈荒”新能源基地多能開發,將光伏治沙與生態修復融為一體,實現“增綠”與“增能”雙贏;推進氫能“制儲輸用”全鏈條發展,探索風光氫氨醇一體化開發模式,打通新能源多元轉化路徑;加強算力與電力協同,推動新能源就地消納與價值轉化。通過格局重塑、形態拓展、模式創新,推動非化石能源從增量補充邁向存量主體,為能源結構綠色轉型奠定堅實根基。
二是有序過渡,發揮化石能源兜底保障作用。推動化石能源從規模和增量主導轉向保障和調節支撐,在關鍵時刻和關鍵環節筑牢能源安全防線。在總量管控上,堅決控制化石能源消費總量,推動煤炭和石油消費盡早達峰,為能源結構綠色轉型創造空間。在保障能源安全供應的前提下,逐步減少煤炭消費總量,積極有序推進散煤替代和清潔取暖,有效降低散燒煤對大氣環境的污染負荷。在煤電轉型上,按照“增容量、控電量、促轉型”要求,合理發展煤電,加快現役煤電機組節能降碳改造、靈活性改造、供熱改造“三改聯動”。推動煤電向基礎保障性和系統調節性電源并重轉型,在清潔能源出力不足、極端天氣沖擊電網安全等關鍵時刻,發揮穩定電網、保供兜底的關鍵作用。在油氣領域方面,大力提升油氣勘探開發力度,推動油氣增儲上產,牢牢守住油氣供應安全底線。同步加快油氣勘探開發與新能源融合發展,推動生產用能清潔化替代,降低油氣生產過程自身的碳排放強度。
路徑二:推動能源消費綠色化低碳化,加快形成綠色生產生活方式。
一是交通領域,構建多路徑清潔用能體系。加快新能源汽車在全社會的推廣應用,完善充換電基礎設施網絡,擴大電動汽車在公共領域和私人消費中的普及率。在此基礎上,針對航運、航空等電氣化難度較大的領域,深入推進氫能、綠色甲醇、合成燃料等綠色液體燃料的替代應用。擴大綠色甲醇在內河和沿海航運業的示范應用范圍,推動合成燃料在航空領域的技術突破和商業化探索,逐步構建電能、氫能、綠色液體燃料協同發力、多路徑互補的清潔交通用能體系,讓交通出行和物流運輸成為綠色低碳發展的先行領域。
二是建筑領域,推動從用能端向產能端的升級。加快推廣綠色建筑標準,推動超低能耗建筑規模化發展,從源頭上降低建筑運行階段的能源消耗強度。大力推進建筑光伏一體化發展,將光伏發電系統有機融入建筑屋頂、立面等圍護結構之中,使建筑從單一的能源消費者角色,轉變為兼具發電功能的生產者角色,實現“建筑即電站”的綠色轉型。同步推廣太陽能光熱、地源熱泵等可再生能源的建筑應用形式,提升建筑用能的清潔化水平,減少對傳統能源的依賴。
三是產業領域,建設清潔高效的生產用能體系。以零碳工廠和零碳園區建設為引領,在重點行業實施清潔能源替代工程,推進電能、氫能等替代傳統化石能源在工業鍋爐、窯爐等高溫用熱環節的應用。加快產業園區和工業企業的用能系統全面升級,推廣余熱余壓梯級利用、能源管理系統等節能增效技術,實現能源的精細化管理和高效化利用。培育壯大綠色能源消費的新模式新業態,擴大綠電直連試點范圍,推動零碳工廠、零碳園區與清潔能源基地建立長期購電協議,形成穩定的綠色電力供需關系,以消費側需求升級牽引供給側結構優化。
路徑三:構建新型電力系統,守牢美麗中國建設能源安全底線。
一是建設堅強智能電網,提升大規模資源配置能力。主網層面,優化全國電力流向和跨區域輸電通道布局,重點加強西部清潔能源基地向中東部負荷中心的電力輸送能力,實現全國范圍的資源優化配置。配網層面,加快城鄉配電網改造升級,提升配網對分布式新能源、電動汽車充電設施等新型負荷的接納和調控能力。微電網層面,在園區、社區、村鎮等場景推廣微電網建設,增強局部電網的自愈能力和自治水平。同步推進電網的數字化智能化改造升級,建設智慧化調度體系,運用大數據、人工智能等先進技術,實現對清潔能源發電、輸電、配電、用電全過程的精準感知和智能調控。
二是發展多元儲能體系,補齊系統靈活性短板。抽水蓄能方面,科學選址布局建設一批抽水蓄能電站,充分發揮其規模大、壽命長、調節范圍廣的技術優勢,為電力系統提供大規模、長周期的靈活調節能力。新型儲能方面,大力推進電化學儲能、壓縮空氣儲能等新型儲能技術的規模化發展,突破長時儲能、高溫超導等前沿技術瓶頸,為應對新能源分鐘級、小時級的功率波動提供快速響應的調節手段。需求側方面,加快推進虛擬電廠規模化發展,大力挖掘工業柔性負荷、電動汽車有序充電、智慧樓宇等需求側可調節資源的潛力,推動多元用戶資源參與電力需求響應。通過“抽蓄支撐骨架、儲能快速響應、需求側靈活調節”的多層次調節體系,實現電源側、電網側、負荷側、儲能側的協調互動,全面提升電力系統的互補互濟和安全韌性水平。
三是強化安全防護能力,守牢能源安全底線。物理安全方面,系統排查和補強電網安全薄弱環節,提高關鍵輸變電設施、重要樞紐變電站的設防標準,增強電網對極端氣象災害、地質災害的抵御能力,確保電力“動脈”暢通可靠。風險感知方面,建設覆蓋發、輸、變、配、用全環節的智能監測預警體系,實現安全風險的實時感知、精準辨識和快速響應。針對網絡攻擊等新型安全威脅,強化電力監控和調度控制系統的安全防護屏障,防止網絡安全事件引發電網連鎖風險。應急保障方面,健全煤電油氣聯動的能源應急調度體系,完善極端場景下的電力保供預案和分級響應流程。加強黑啟動電源布局和配電網自愈能力建設,確保系統在遭遇嚴重沖擊后具備快速恢復供電的韌性。
路徑四:激發科技創新動能,積極培育綠色生產力。
一是攻堅關鍵核心技術,實現自主安全可控。加快補強能源關鍵技術裝備的短板弱項,聚焦工控芯片、專用軟件、關鍵零部件、核心材料等受制于人的重點領域,集中力量推進技術裝備突破和國產化替代,將能源技術命脈牢牢掌握在自己手中。圍繞新一代高效光伏電池、大容量海上風電機組、長時儲能系統等方向,持續提升技術性能和裝備水平,鞏固我國在優勢領域的全球領先地位。
二是布局前沿顛覆性技術,搶占未來競爭制高點。適度超前部署前沿性、顛覆性技術研究,聚焦可控核聚變、高溫超導、極地能源、下一代光伏材料等戰略方向,建立穩定增長的研發投入增長機制,強化基礎理論研究和原始創新能力建設。鼓勵產學研用協同攻關,形成基礎研究、應用開發、產業推廣各環節緊密銜接的創新鏈條,為未來能源體系的代際更替儲備戰略技術。
三是推動數智融合賦能,激發產業發展新動能。加快人工智能、大數據、區塊鏈等數字技術與能源產業的深度融合,建設智慧能源系統和能源互聯網示范工程,以數智化手段提升能源系統的運行效率和智能化水平。聚焦產業創新,加強能源科技創新成果的轉化應用,在鞏固和拓展風電光伏產業既有優勢的基礎上,重點圍繞氫能、二氧化碳資源能源化利用、新型儲能等前沿領域,加大工程化試驗示范和商業化推廣應用力度,加快塑造能源產業鏈發展新動能,培育一批具有國際競爭力的綠色低碳產業集群。
路徑五:完善體制機制,健全美麗中國建設能源保障體系。
一是建設統一開放的能源市場體系。加快健全全國統一電力市場體系,一體化推動中長期市場、現貨市場、輔助服務市場、容量市場、零售市場等不同交易品種的協同建設,實現電力資源在全國范圍的高效流動和優化配置。完善油氣“全國一張網”運行調度機制,優化油氣管網的統籌利用效率。完善儲氣調峰輔助服務市場,健全煤炭價格調控和市場交易信息披露機制,維護能源市場的公平有序運行。有序推動綠電直連發展,為新型能源的消納利用提供更加多元化的市場通道。通過市場化方式,合理疏導能源轉型過程中產生的各類成本,確保轉型過程的社會可接受性和經濟可持續性。
二是建立市場協同聯動機制。加強政策機制的系統協同,構建電力市場、綠證市場、碳市場有效銜接的市場機制,形成覆蓋減碳、減污、節能的統一價格信號和政策合力。以碳市場擴圍為契機,將碳排放雙控指標與市場交易機制深度耦合,以市場化力量倒逼高耗能行業加速綠色轉型。完善綠色電力證書制度,建立綠證與碳排放雙控制度的銜接機制,使綠色電力的環境價值得以在市場中充分體現,引導全社會形成主動消費綠色能源的良性循環。
三是完善激勵相容的監管制度。統一能源市場的準入標準和規則體系,破除區域壁壘和行業壁壘,維護公平競爭的市場環境,激發各類經營主體參與新型能源體系建設的積極性和創造性。加強市場預期管理,保持政策信號的清晰穩定和連續性,讓投資主體和終端用戶在穩定的政策預期下進行長期決策。建立適應新型能源體系運行特點的新型能源監管制度體系,創新監管方式和手段,實現有效監管與市場活力的有機平衡,為新型能源體系建設提供堅實可靠的制度保障。
作者黃曉丹系中國電子信息產業發展研究院節能與環保研究所副研究員;趙衛東系中國電子信息產業發展研究院節能與環保研究所所長。
(中國電子信息產業發展研究院 黃曉丹 趙衛東)
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