文丨王志轩
中国电力企业联合会党组成员、专职副理事长
1能源电力转型的特点和判断趋势的基本依据
能源电力转型的特点
历史经验证【zhèng】明，能源转型既是【shì】推进能源结【jié】构形态、运行模【mó】式的根本性变化，也是【shì】推【tuī】进【jìn】人类精【jīng】神文明和物质文明进步【bù】的【de】重要标【biāo】志。当前【qián】，世界范围【wéi】兴起的能源电力转【zhuǎn】型有以下几个特点【diǎn】：
① 体现【xiàn】了【le】人类【lèi】总是不断创新【xīn】、有所发现、有所发【fā】明【míng】、有所【suǒ】创造、有所前进的基本规律。
当前，以新能源发电技术不【bú】断进步为基【jī】础，以【yǐ】互【hù】联【lián】网、移动通信、智【zhì】能化发【fā】展和应【yīng】用不【bú】断【duàn】深化为依托，已经【jīng】具备了大规模能源电力转型的技术基础。
② 体现了改变人类命运的共同追求。
受百年以来【lái】化石能源大【dà】量使用所排【pái】放的温室【shì】气体【tǐ】影响，气【qì】候变暖【nuǎn】持续严重【chóng】，对人类【lèi】生存环境造成现实和【hé】潜在的【de】重大影响，迫切【qiē】需要减排温【wēn】室气体成为【wéi】全人类共同推动能源电力转型的【de】强大动力【lì】。
③ 体现了经济社会发展基本价值规律。
如果能源电力转型所付出【chū】的经【jīng】济和社会代【dài】价太大，不仅【jǐn】难以推动而且难以持续，正是由于科技【jì】进步使能源大规模转型【xíng】有了可预【yù】见【jiàn】的经【jīng】济性【xìng】和可行性【xìng】。
④ 本次能源转型是【shì】以可再生能源转【zhuǎn】化为电力和终端能源【yuán】应用【yòng】的电力化【huà】为核心内容【róng】，因此【cǐ】将其称【chēng】为【wéi】能源电力转型。
判断中国能源电力转型趋势基本依据
①十九【jiǔ】大提出的“两【liǎng】个百【bǎi】年【nián】目【mù】标”及中国【guó】经济、资源、能【néng】源转型的基本要求。
党的【de】十九大提【tí】出，要在2020年全面建成【chéng】小康社会、实现【xiàn】第一个【gè】百年奋斗目标的基【jī】础上，再奋斗15年，在2035年基本实现社会主义现【xiàn】代化。从2035年到本世纪中【zhōng】叶，在基【jī】本实现现代化的基础【chǔ】上【shàng】，再奋斗15年【nián】，把我国建成【chéng】富强民【mín】主【zhǔ】文明和谐美【měi】丽的社会【huì】主义现代化【huà】强国。两个百年【nián】目标是能源【yuán】电力【lì】持续发展的强大动【dòng】力源【yuán】泉。同时【shí】，十九大明确要建设现代【dài】化经【jīng】济体系，就【jiù】是要【yào】构建绿色【sè】低碳循环发【fā】展经【jīng】济体系、生【shēng】产系统与【yǔ】生活系统循环链接的资【zī】源利用体系【xì】和清洁低碳、安全【quán】高效的能源体【tǐ】系。
②能源发展的价值观和方法论导向。
能源【yuán】价值观由能源安全、绿【lǜ】色、经济三个要素构成。其中，能源安全是核心，绿色【sè】(包括【kuò】清洁【jié】、低碳、生【shēng】态【tài】良好)和经济【jì】性【xìng】是两个重要约束。习近平【píng】总【zǒng】书【shū】记指出，面对能源【yuán】供需格局新变化、国际能源【yuán】发展【zhǎn】新趋势，保障国【guó】家能源【yuán】安全，必须推动【dòng】能源生产和消【xiāo】费【fèi】革命。同时，不论从各国的能源战略看，还【hái】是从能源发【fā】展历史【shǐ】看，能【néng】源转【zhuǎn】型价值观【guān】的【de】核心都是以保障能源安全为最【zuì】大目的。
但是，现代化经【jīng】济体系中的能源安全如果没有绿色和经济性【xìng】约束是【shì】没【méi】有意【yì】义的。中【zhōng】国能【néng】源发【fā】展【zhǎn】的方法论就是“四个革命、一【yī】个合作”，即通过【guò】生产【chǎn】革命实现能源供给侧的绿色、经济【jì】和多元【yuán】化，通【tōng】过消费革【gé】命实现能【néng】源节约【yuē】，而生【shēng】产革命和消费革命的主【zhǔ】要支【zhī】撑是科技革命、体制【zhì】革命与国【guó】际合作。
③根【gēn】据中【zhōng】国【guó】国情，中国能【néng】源电力转型的关系，就是【shì】要解决好能【néng】源电【diàn】力系统优化问题，
即在能源【yuán】电力生【shēng】产和消费方面做好时间、空间、品种上的优【yōu】化，以达到能源【yuán】、经济、环境【jìng】多目标博弈的【de】最好【hǎo】结【jié】果。
2中国能源电力转型的十大趋势
趋势判断的条件和方法
在时间段上主要以2035年前为主，不超过2050年【nián】。在内容上主【zhǔ】要针对具有【yǒu】一【yī】定争【zhēng】议性或者条件不确【què】定的重大趋势【shì】进行判【pàn】断【duàn】。在方法上主要以经验法进【jìn】行定【dìng】性分析【xī】判断【duàn】为主。
判断1： 在能源【yuán】供给侧，非水新能源快速发展，条件较好【hǎo】的项目与传统化石能【néng】源发电相比，经过【guò】9-21年具有经济【jì】上和应【yīng】用上的竞争力，如果将碳价考虑在内，竞争【zhēng】能力【lì】进【jìn】一步增【zēng】强。我【wǒ】国能源转【zhuǎn】型将会改变以油气替代煤炭的【de】传【chuán】统替【tì】代阶段，加速进入【rù】非化【huà】石能源替【tì】代煤【méi】炭、石油【yóu】阶段。预计在2035年左右，非化石能【néng】源发电量【liàng】约占全电【diàn】量的【de】50%。
判断2： 电【diàn】力工业的功能性质已经由传统【tǒng】的【de】保障国民【mín】经【jīng】济发【fā】展及人民生水【shuǐ】平【píng】提高对电力供应【yīng】的量、质要求(公用性、基础性)，拓展为促进能源系统【tǒng】绿【lǜ】色化，进一步成为能源工业的主体和【hé】循环【huán】经济【jì】的【de】核【hé】心。
▲电力工业性质转变图(王志轩2009年提出)
判断3： 在能源【yuán】侧及电【diàn】力需求侧，电能占【zhàn】终端能【néng】源消费比重将持续提高，预计【jì】到2035年比重将接【jiē】近【jìn】40%，2050年【nián】超过50%，成为能源【yuán】消费的绝对主体。
当前我国【guó】与发达国家电【diàn】能在终端能源消费中的比重与我国持平，且我国还略高于【yú】英国等发达国家。这种现象使一些专家认【rèn】为【wéi】，我国【guó】电能占【zhàn】终【zhōng】端能源比重不【bú】会再【zài】提【tí】高。笔者认为，发达【dá】国家天然气在终端能源消【xiāo】费中的比重大约为25%左右【yòu】，而我国在7%左右【yòu】，我【wǒ】国计划在2020年才力争达到10%，2030年达【dá】到15%左右，制约【yuē】天然气发展的【de】主要因素是资源、价格以【yǐ】及低【dī】碳【tàn】(相对于可再【zài】生能源)特【tè】性【xìng】。要提高我国终端能【néng】源【yuán】消费的清洁化，需要【yào】同步提高可再生【shēng】能源发【fā】电比重【chóng】及电能在终端能源消费中的【de】比【bǐ】重【chóng】。
▲2005-2015年电力转化能源及电能消费占比
判断4： 随着【zhe】新电气【qì】化时代【dài】的到来【lái】，电能需【xū】求还有较大空间。我们既要解决人民美好生活需要所面临的【de】电力不平衡不【bú】充分【fèn】问题，又【yòu】要【yào】满足完成工业【yè】化对电力的需要【yào】，还要满足未来能源消费以电【diàn】力为主【zhǔ】体的需【xū】要，电力在较长时期【qī】还要较【jiào】快【kuài】速发展。
从1978年到【dào】2017年我【wǒ】国电力消费【fèi】弹性系数(全社会用电【diàn】量增速/GDP增速)来看，1年【nián】的弹性系数【shù】值在0~2之间，且年际【jì】间【jiān】波动较【jiào】大，体现不出电力【lì】消费是经济【jì】增长“晴雨表”的稳定关系;但10年滑【huá】动平【píng】均弹性系数曲线在0.8~1.2之间，且呈现出较规【guī】律性的波动，既反映出【chū】了“晴雨表”特性，也反映【yìng】出弹性系数的周期性变【biàn】化。
虽然从发【fā】达【dá】国【guó】家的经验【yàn】看，随着现代化【huà】程度【dù】的【de】提高弹性【xìng】系数将稍小【xiǎo】于1，但我【wǒ】国【guó】是一【yī】个14亿人口的【de】大国，第【dì】二产【chǎn】业用电量比【bǐ】重虽然随【suí】着现代【dài】化进程的发展会持续下降，但在中长期应当维持在约50%左右【yòu】。同时考虑到未来【lái】能源使用的电能化以及智能设备大发展和电动汽【qì】车的【de】快【kuài】速发展，电能应用将还会有【yǒu】较【jiào】大空间【jiān】。尤其是当【dāng】电能与能源、物质反向【xiàng】转换时，电量增长空间更大。
2013年我曾写文章预测2020年全社【shè】会用【yòng】电量将【jiāng】达【dá】到7.5万亿千【qiān】瓦时，在【zài】当时被认为【wéi】是一个【gè】高得离谱的【de】预【yù】测，但【dàn】现【xiàn】在看来【lái】可能最接近实际。经【jīng】过分析，我仍然维持我2013年时对全社会用电量的预测，即2030年为11万亿千瓦时，2040年14万亿千【qiān】瓦时，2050年将达到16万【wàn】亿千瓦时【shí】。这个数据还不【bú】包括未来【lái】所有储能装置【zhì】的用【yòng】电，否【fǒu】则这个【gè】数据还将更高【gāo】。
▲1978-2017年中国电力消费弹性系数变化情况
▲终端电能消费比重比较图
判断5： 电力发展【zhǎn】约束【shù】将发生【shēng】根本性变化，我国【guó】火电(煤【méi】电【diàn】)机组的【de】技术【shù】水平已是世界先进、甚至领先【xiān】，污染【rǎn】控【kòng】制技术也是世界先进技【jì】术，常规污染【rǎn】排放对【duì】空气质【zhì】量的影响这个传统的制约电力发展的最大因【yīn】素【sù】已经转【zhuǎn】变【biàn】。同时【shí】，提高能源转换效率、减【jiǎn】少水资【zī】源等消耗的空【kōng】间也大大减少，电力行业将逐【zhú】步过渡到【dào】碳约束和以碳减排为统领的节能减【jiǎn】排新阶段。
现【xiàn】有的【de】技术和经济【jì】条件下，常规【guī】污染物【wù】排放【fàng】和有可能造成严重污【wū】染【rǎn】的重【chóng】金属排【pái】放和其他环境问题都可【kě】以较好解决。进一步【bù】解决【jué】污染问题的思路是投入与产【chǎn】出是否合算问题(这【zhè】个合算包括了环【huán】境效益【yì】)，总体来看还是要【yào】科学合【hé】理地以环境质【zhì】量要求(也在不断【duàn】变化中【zhōng】)为依据，以技术【shù】经济【jì】条件为约束，科学制【zhì】定排放标【biāo】准，科【kē】学开【kāi】展环境治理【lǐ】。过【guò】度的治理要求和不顾条【tiáo】件的扩大某种技术的应用【yòng】范围【wéi】，对企业施加不合理的压力，对环境造【zào】成副作用会加大【dà】甚【shèn】是得不偿失。
有人认为单【dān】位【wèi】GDP能【néng】耗指标方【fāng】面我【wǒ】国与发达国家相比【bǐ】还有较大差距【jù】，但【dàn】这种差距在能源电【diàn】力生【shēng】产领域【yù】、钢铁、有色、建【jiàn】材等领域【yù】强度节能已经几无空间，降低【dī】这个复合性【xìng】指标的值，要在“分母【mǔ】”上功夫，即在经济结构上下功夫，而不是在分子持续加大【dà】投入【rù】实施节能改造【zào】。
判断6： 电力生【shēng】产和【hé】输送布局由大范围【wéi】资源【yuán】优化配置(如【rú】西电东送)，逐步过渡【dù】到大范围资源优化【huà】配置与分布【bù】式、就地平衡【héng】并举，再发【fā】展【zhǎn】到以【yǐ】就地平衡为【wéi】主，但大范围优化【huà】配置清洁低碳【tàn】电力仍然是中国能源战略【luè】安【ān】全和【hé】资源综合优化利用的重要选择。
第二【èr】产业发【fā】展仍然是中国未来最大的用电方面，而第二产业布局不仅受【shòu】能源需【xū】求【qiú】的制约，也受其他资【zī】源【yuán】和地域的制约。同【tóng】时，由于【yú】中国清【qīng】洁能源【yuán】分布的特【tè】点，以及未来电能与其他能【néng】源(如氢)之间互相【xiàng】转换和【hé】与其他资源【yuán】的优化【huà】匹配，也需要有大范围资源优化【huà】配置电力【lì】的能力【lì】。
判断7： 电力系统运行模式发生根本性变化，随着能源电力转【zhuǎn】型持续推进，能【néng】源【yuán】侧【cè】、电力生产和【hé】供应侧【cè】、电力需求侧【cè】这【zhè】三方面的融合【hé】度不断加大，形成的新能【néng】源【yuán】发【fā】电【diàn】、分布式电力系统【tǒng】、储【chǔ】能【néng】储电、综【zōng】合【hé】能源服务的部分不断扩【kuò】大【dà】。电力需求侧管理(DSM)将【jiāng】逐步过渡到需求响应【yīng】(DR)阶【jiē】段【duàn】，再过渡到供需耦合的阶段【duàn】。在供【gòng】需耦合阶段，非【fēi】水可再【zài】生能源发电将成为电【diàn】力、电量的主体【tǐ】，且与核电、大型水【shuǐ】电【diàn】、气电、煤电【diàn】、分布式【shì】电源、储电等共同【tóng】构成多元化的中国新型电力系统。
在传统电【diàn】力管理模式中【zhōng】，体制背【bèi】景【jǐng】是计划经济或者【zhě】以计划【huá】管理为主【zhǔ】，电价由政【zhèng】府完全控制到重点控制，技术背景逐步【bù】发展到自【zì】动化、信【xìn】息化阶段。在供【gòng】需耦合阶段，体【tǐ】制背【bèi】景将是以市【shì】场经济为主体【tǐ】，除极少部分电价由政府【fǔ】控制外【wài】基本上以市场确定，而技术背景进入到到“云【yún】大物【wù】移智”阶段。
▲电力需求侧管理变革示意图
判断8： 储能储电决定能源及电力系统【tǒng】转型的进程和形【xíng】态，储能将快【kuài】速【sù】、大规模、在【zài】电【diàn】网侧、发电侧【cè】、用户侧全面发展，对于保障电【diàn】力系统稳【wěn】定【dìng】，促进能源低碳转【zhuǎn】型【xíng】，促【cù】进全社会低碳发展起到关【guān】键【jiàn】性作用。
储能的发展【zhǎn】不仅解决了可再生能【néng】源发电、上网及消【xiāo】纳问题，而且对于提高核电、煤电机组的可靠、经济【jì】运【yùn】行都将发挥重【chóng】要作【zuò】用【yòng】，可使煤电机组的【de】利用【yòng】小时数达到6000小时【shí】，从而进一步减少了煤电装【zhuāng】机容量，或者促进【jìn】加快淘汰高【gāo】碳排放的【de】火电机组。多种储能的快【kuài】速【sù】发展，由【yóu】于【yú】具有【yǒu】替【tì】代性，需要【yào】政府部门和企业对火电【diàn】机组的灵活性改【gǎi】造要有理性考虑【lǜ】，防止大范【fàn】围“一刀【dāo】切”，从而降低机组的高效性【xìng】能。
动【dòng】力【lì】电【diàn】池【chí】储电的【de】快速发展，由于其快速放电特【tè】性，将大为改善【shàn】电网的调节速度的【de】电能【néng】质量，当有较大规模的动【dòng】力电【diàn】池储电用于【yú】电网调节时，对于推进电【diàn】网系统和整个【gè】电力系统【tǒng】的运【yùn】行模式具有本质性【xìng】影响。
判断9： 电动汽车【chē】将【jiāng】持续快速发展【zhǎn】，与电力系形成深度互动，尤其【qí】是智能【néng】电动汽车与【yǔ】新【xīn】型电池、充电设施的互【hù】动性【xìng】推进【jìn】，将促【cù】进社会生活【huó】方式的重大变【biàn】革，也进【jìn】一步促进【jìn】电力系统加快向供需耦合的方向“进【jìn】化”。
判断【duàn】10： 电力【lì】系统将不断演变，2025年【nián】左【zuǒ】右【yòu】电力将是以【yǐ】智【zhì】能电网为基础的电力系统;2035年【nián】左【zuǒ】右将【jiāng】是以智能电网为核心、能源【yuán】互联网为基【jī】础的能源【yuán】系【xì】统;2050年左右将是与其他能量、物质、交通、信息高度融合的综合【hé】性系统。新电【diàn】气【qì】化时【shí】代将成为新时代的主要标志。
以【yǐ】上十个判断，粗略预计了能源电力【lì】转型【xíng】的近、中【zhōng】期特点，以及转【zhuǎn】型高【gāo】级【jí】阶段初【chū】期电力系【xì】统的形态。能源电力转型是【shì】一个既【jì】快速而又漫长的过【guò】程，对此要有充分思想【xiǎng】准备。
快速，是指多【duō】项技术发展【zhǎn】之间相【xiàng】互促进【jìn】而产生的巨大复合【hé】效【xiào】应和物【wù】理形态往【wǎng】往远超人们的预期。泛在互联网、5G通讯、新能源发电【diàn】与智【zhì】能电网、电【diàn】—能双向储转【zhuǎn】、智能电动汽车、智能制造等【děng】技术已经降临和正在【zài】降临【lín】人【rén】间【jiān】，大规模应用在技术上很快可以实现【xiàn】。
漫长，是指巨【jù】大能源【yuán】系统转型需要【yào】一个过程【chéng】，且这【zhè】个过程并【bìng】不会一【yī】帆风顺，不仅【jǐn】受技【jì】术瓶颈的制约，更【gèng】受不同利益集团导向所【suǒ】构成的生【shēng】产关系制【zhì】约，还【hái】受国际、国内政治【zhì】、经济、社会稳定形势的影响。十【shí】大【dà】趋势则【zé】是从社会整【zhěng】体利益最大化角度所做【zuò】出的思考【kǎo】。
历【lì】史【shǐ】将再【zài】次证明，能【néng】源电力转型将改变世界【jiè】!需要说【shuō】明的【de】是，照明为【wéi】主的电【diàn】力、工业化【huà】时【shí】代的【de】电【diàn】力与智能化时代的电【diàn】力的【de】内涵【hán】和效用是不可同日而语的，以现行的【de】统计指标系统和认知模式来预测未来的电【diàn】力发展难有可比性。正如都是出行，但马车时代的出行与【yǔ】智能电动车时代的出行【háng】，其目的、意义【yì】、功能完【wán】全【quán】不同。
(本文仅代表个人观点)
