能源是經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展的命脈，關(guān)乎人民美好生活和中華民族偉大復(fù)興。隨著能源發(fā)展呈現(xiàn)多元化、低碳化、市場化和國際化趨勢，能源安全也面臨著更加復(fù)雜的局面和嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。能源保障對國家安全影響力愈發(fā)凸顯，單純依靠傳統(tǒng)的能源格局，已然難以滿足中國經(jīng)濟(jì)的新發(fā)展需要。如何在實現(xiàn)低碳發(fā)展的同時，確保能源安全，推進(jìn)電源發(fā)展，是當(dāng)前全行業(yè)所面臨的迫在眉睫的重大命題。
能源安全新戰(zhàn)略的新時代內(nèi)涵
面對能源革命浪潮，2014年6月13日，習(xí)近平總書記在中央財經(jīng)領(lǐng)導(dǎo)小組第六次會議上明確提出了“四個革命、一個合作”的重大能源安全新戰(zhàn)略。能源安全新戰(zhàn)略是習(xí)近平新時代中國特色社會主義思想的重要組成部分，是關(guān)于中國能源改革發(fā)展正確的理論原則和經(jīng)驗總結(jié)，開辟了中國特色能源發(fā)展之路。在能源安全環(huán)境日益復(fù)雜的背景下，實現(xiàn)清潔低碳發(fā)展，必須分析形勢，堅定不移地深入貫徹落實能源安全新戰(zhàn)略。
實現(xiàn)中華民族偉大復(fù)興對能源安全提出新要求
我國實現(xiàn)第二個百年奮斗目標(biāo)和中華民族偉大復(fù)興的中國夢，仍然需要電力能源保障。作為世界第二大經(jīng)濟(jì)體，我國仍然是發(fā)展中國家，2020年我國常住人口城鎮(zhèn)化率為63.89%，遠(yuǎn)低于發(fā)達(dá)國家的80%平均水平，經(jīng)濟(jì)發(fā)展和社會進(jìn)步還需要穩(wěn)定的電力支撐，尤其電氣化水平還會不斷提高，2020年中國電能占終端能源消費比重約為27%，預(yù)計2030年、2060年將分別提升到39%和70%。
全面貫徹新發(fā)展理念為能源安全賦予新內(nèi)涵
黨的十八大以來，黨中央總攬全局，創(chuàng)造性提出了指導(dǎo)新常態(tài)下經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展的創(chuàng)新、協(xié)調(diào)、綠色、開放、共享的發(fā)展理念，針對性提出了新時期我國能源發(fā)展“建設(shè)清潔低碳、安全高效的現(xiàn)代能源體系”的總目標(biāo)。作為能源電力行業(yè)，必須加快技術(shù)和體制機制創(chuàng)新，增強能源發(fā)展新動力；加強規(guī)劃、建設(shè)、運行全過程和供應(yīng)、需求全流程協(xié)調(diào)，構(gòu)建能源生產(chǎn)新體系；堅持化石能源綠色開采、清潔利用和非化石能源加快發(fā)展，實現(xiàn)“雙碳”戰(zhàn)略新目標(biāo)；實施國際能源合作、統(tǒng)籌國際國內(nèi)兩個大局等策略，實現(xiàn)能源保障新突破；確保人民群眾在用上能源、用好能源上真正共享，履行能源發(fā)展新責(zé)任。唯有踐行五大發(fā)展理念，才能不斷提升能源保障水平。
數(shù)字經(jīng)濟(jì)為推進(jìn)能源安全提供新手段
2021年10月18日，中央政治局就推動我國數(shù)字經(jīng)濟(jì)健康發(fā)展進(jìn)行第三十四次集體學(xué)習(xí)，習(xí)近平總書記主持學(xué)習(xí)并發(fā)表重要講話。12月12日，國務(wù)院印發(fā)《“十四五”數(shù)字經(jīng)濟(jì)發(fā)展規(guī)劃》。數(shù)字經(jīng)濟(jì)發(fā)展速度之快、輻射范圍之廣、影響程度之深前所未有，正推動我國生產(chǎn)方式、生活方式和治理方式深刻變革。就能源而言，一方面，數(shù)字技術(shù)、數(shù)字經(jīng)濟(jì)推動各類資源要素快捷流動、各類市場主體加速融合，能源用戶屬性將會發(fā)生很大變化，電力占能源消費的比例將更高。根據(jù)不完全統(tǒng)計，2020年全球發(fā)電量中，有5%左右用于計算能力消耗，到2030年將有可能提高到15%到25%左右，也就是說，計算產(chǎn)業(yè)的用電量占比將與工業(yè)等耗能大戶相提并論。此外，高科技企業(yè)對電力的可靠性穩(wěn)定性要求更高。另一方面，在信息技術(shù)的驅(qū)動下，數(shù)字經(jīng)濟(jì)與實體經(jīng)濟(jì)的深度融合正在加速，智能化、信息化、物聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)將推動傳統(tǒng)電力系統(tǒng)向自調(diào)節(jié)、自適應(yīng)、自修復(fù)的信息能量系統(tǒng)轉(zhuǎn)變，電網(wǎng)在系統(tǒng)中的地位大幅度提升的同時，電力系統(tǒng)安全壓力也進(jìn)一步增加。
影響能源供應(yīng)因素再審視
經(jīng)過改革開放以來40余年的發(fā)展，截至2021年底，我國發(fā)電總裝機容量23.8億千瓦，發(fā)電量8.38萬億千瓦時，220千伏及以上輸電線路長度84.3萬千米，變電容量49.4億千伏安，連續(xù)多年均具世界第一位，為世界第二大經(jīng)濟(jì)體的發(fā)展提供了穩(wěn)定的電力保障。但當(dāng)前的電力供需格局發(fā)生了很大變化，源隨荷動、源網(wǎng)荷儲互動，能源供應(yīng)影響因素出現(xiàn)新情況，形成新壓力。
新冠肺炎疫情和國際產(chǎn)業(yè)分工調(diào)整對能源行業(yè)供應(yīng)鏈產(chǎn)生潛在威脅
2021年，席卷全球的新冠肺炎疫情導(dǎo)致全球能源供給收縮，生產(chǎn)活動的復(fù)蘇疊加全球減碳步伐對傳統(tǒng)能源替代步伐加快，導(dǎo)致國際能源短缺，推動原油、天然氣價格迅速攀升，亞洲天然氣價格一年暴漲6倍，歐洲在14個月內(nèi)漲10倍，美國天然氣價格也達(dá)到10年來的最高點。
由于疫情導(dǎo)致的交通、物流熔斷，對全球產(chǎn)業(yè)鏈造成重大沖擊，世界產(chǎn)業(yè)格局松動，疫情后很多國家都在評估本國的產(chǎn)業(yè)體系，開始回收并扶植基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)和民生產(chǎn)業(yè)，全球產(chǎn)業(yè)格局面臨著自工業(yè)革命以來最深刻的變革，這對我國制造業(yè)發(fā)展產(chǎn)生了潛在威脅。而制造業(yè)中60%的通用裝備都應(yīng)用于能源行業(yè)，能源行業(yè)供應(yīng)鏈在中美貿(mào)易戰(zhàn)、新冠肺炎疫情等諸多因素交織影響下已經(jīng)顯現(xiàn)出脆弱性，面臨經(jīng)濟(jì)性、穩(wěn)定性和安全性多方面的重大風(fēng)險。
地緣政治和國際能源格局不確定性增加了能源供應(yīng)不足的風(fēng)險
由于能源（石油、天然氣）的特殊戰(zhàn)略價值，以及世界能源消費中心與資源區(qū)域的失衡和錯配，使得世界能源中心一直是各種政治力量爭奪的焦點。近年來，在全球減碳和綠色能源替代的浪潮下，各國去煤化加速，石油天然氣的替代效益明顯，更加劇了國家之間的競爭與沖突。我國資源稟賦為貧油少氣，而天然氣作為我國邁向清潔低碳綠色能源結(jié)構(gòu)的過渡能源，其在能源消費中的占比還將提升，國際能源格局的不確定性對我國能源安全供應(yīng)挑戰(zhàn)也不斷增大。
“十三五”時期，由于供給側(cè)結(jié)構(gòu)性改革，中國煤炭退出產(chǎn)能超過10億噸。此外，受煤炭開采安監(jiān)、環(huán)保力度增大等因素影響，大量煤炭產(chǎn)能被壓縮，2020年中國原煤產(chǎn)量約38億噸，與年均40億噸的消費量相較存在較大缺口。2021年9月末，全國統(tǒng)調(diào)電廠存煤量為10年來同期最低水平。東北地區(qū)煤炭資源更是日趨緊張。據(jù)統(tǒng)計，2020年東北原煤產(chǎn)量合計0.93億噸，較2016年的1.13億噸下滑約17.7%，而整個東北煤炭消費約3.4億噸，缺口高達(dá)2.5億噸，主要支撐東北煤炭消費的內(nèi)蒙古在承接高耗能產(chǎn)業(yè)、特高壓配套電源建設(shè)上馬和煤炭產(chǎn)量減少等背景下，煤炭輸出減少，導(dǎo)致東北缺煤已趨常態(tài)。煤電在相當(dāng)長時間里還是我國的主體電源，煤炭供應(yīng)的不穩(wěn)定性，必將影響煤電生產(chǎn)和電力供應(yīng)。
快速推進(jìn)碳達(dá)峰、碳中和目標(biāo)對電力供應(yīng)提出挑戰(zhàn)
2020年9月，國家提出“雙碳”目標(biāo)后，作為碳排放占比高達(dá)40%的煤電行業(yè)成為碳減排的主要對象，國家產(chǎn)業(yè)、金融、財政等扶持政策對煤電行業(yè)快速收緊，部分地方政府為避免能耗“雙控”亮紅燈，壓減發(fā)電用煤，限電停產(chǎn)，加之電煤供應(yīng)不足價格高企，2021年9月下旬，全國煤電機組臨時檢修等非計劃停運、出力受阻，比上年同期多1億千瓦以上，對經(jīng)濟(jì)生產(chǎn)活動造成很大的影響。
2021年，全國生產(chǎn)原煤40.7億噸，比上年增長4.7%；其中，3、4、6、7、9月當(dāng)月原煤產(chǎn)量同比均下降。進(jìn)口煤同比下降3.6%，補充作用減弱，導(dǎo)致電煤總體供應(yīng)不足，供需明顯不匹配，電煤供應(yīng)緊張拉動煤炭價格非理性上漲并持續(xù)高位攀升，2021年6月以后，北方港5500大卡現(xiàn)貨價持續(xù)高于900元/噸，到10月15日已超過2000元/噸，遠(yuǎn)高于國家要求的600元/噸的紅色區(qū)間上限。燃料成本大幅上漲，導(dǎo)致煤電企業(yè)大面積虧損，部分煤電企業(yè)資金鏈異常緊張，出現(xiàn)無錢買煤、無錢維護(hù)生產(chǎn)設(shè)備的情況，這是導(dǎo)致全國多地有序用電和東北地區(qū)拉閘限電的主要原因。
新能源占比不斷提高給傳統(tǒng)電力系統(tǒng)穩(wěn)定運行帶來極大挑戰(zhàn)
提高清潔能源發(fā)電在電力總裝機中的占比是構(gòu)建新型電力系統(tǒng)的關(guān)鍵，截至2021年底，全國全口徑發(fā)電裝機容量23.8億千瓦，同比增長7.9%。其中，并網(wǎng)風(fēng)電3.3億千瓦，并網(wǎng)太陽能發(fā)電3.1億千瓦。2021年，風(fēng)、光新增1.03億千瓦，創(chuàng)歷年新高。但新能源發(fā)電出力具有隨機性、波動性和間歇性特點，這就要求常規(guī)電源不僅要跟隨負(fù)荷變化，還要平衡新能源的出力波動，系統(tǒng)的綜合調(diào)節(jié)能力是影響新能源發(fā)展與消納的關(guān)鍵。
目前受資源稟賦限制，我國靈活調(diào)節(jié)電源建設(shè)規(guī)模遠(yuǎn)不及新能源發(fā)展規(guī)模，抽水蓄能、燃?xì)獍l(fā)電等靈活調(diào)節(jié)電源裝機占比不到6%，“三北”地區(qū)新能源富集，風(fēng)電、太陽能發(fā)電裝機分別占全國的66%、57%，但調(diào)峰能力不足3%；根據(jù)“十四五”規(guī)劃目標(biāo)，將年均增加8000萬千瓦至1億千瓦的風(fēng)電和光伏發(fā)電，系統(tǒng)靈活性調(diào)節(jié)能力面臨嚴(yán)重不足的局面。除此之外，新型電力系統(tǒng)還面臨轉(zhuǎn)動慣量降低等影響同步電網(wǎng)穩(wěn)定運行的問題?？焖僭鲩L的隨機性電源大大降低了傳統(tǒng)同步大電網(wǎng)的慣性，以及源隨荷動的實時響應(yīng)能力；同時大量電力電子設(shè)備及傳感器的加裝對電網(wǎng)穩(wěn)定帶來極大的挑戰(zhàn)。構(gòu)建新型電力系統(tǒng)需要重構(gòu)電網(wǎng)架構(gòu)，并突破現(xiàn)有的系統(tǒng)運行邏輯及穩(wěn)定運行技術(shù)。
電源協(xié)調(diào)發(fā)展是保障能源安全的基礎(chǔ)
2021年1月24日，習(xí)近平在主持中央政治局第三十六次集體學(xué)習(xí)中強調(diào)，“要堅持統(tǒng)籌謀劃，在降碳的同時確保能源安全、產(chǎn)業(yè)鏈供應(yīng)鏈安全”，“立足我國能源資源稟賦，堅持先立后破、通盤謀劃，傳統(tǒng)能源逐步退出必須建立在新能源安全可靠的替代基礎(chǔ)上。要加大力度規(guī)劃建設(shè)以大型風(fēng)光電基地為基礎(chǔ)、以其周邊清潔高效先進(jìn)節(jié)能的煤電為支撐、以穩(wěn)定安全可靠的特高壓輸變電線路為載體的新能源供給消納體系”。減碳要堅持系統(tǒng)思維，電力轉(zhuǎn)型要循序漸進(jìn)，能源安全是關(guān)鍵。當(dāng)前及較長的一段時間內(nèi)，電源發(fā)展多元化是能源安全的重要保障。只有充分發(fā)揮煤、氣、水、核、風(fēng)、光、儲等多能互補優(yōu)勢，構(gòu)建多元融合、協(xié)調(diào)發(fā)展的電源體系，才能滿足并保障電力供應(yīng)的穩(wěn)定性。
第一，科學(xué)穩(wěn)妥減少煤電占比。
作為電力供應(yīng)的穩(wěn)定器和壓艙石，煤電將在未來相當(dāng)長時間內(nèi)，依然發(fā)揮重要的托底保供的作用。截至2021年底，全國全口徑煤電11.1億千瓦，占總發(fā)電裝機容量的比重為46.7%，而全口徑煤電發(fā)電量5.03萬億，占總發(fā)電量比重60.0%。2021年，全國大范圍缺電再次印證煤電在系統(tǒng)中的地位。2021年1月7日的寒潮用電負(fù)荷高峰中，全國用電負(fù)荷高峰為11.89億千瓦，累計5.3億千瓦的風(fēng)電、光伏發(fā)電裝機出力不到3000萬千瓦，當(dāng)日支撐用電負(fù)荷尖峰的主力是出力超過90%的火電和100%出力的核電；迎峰度夏期間，煤電在燃料緊缺、價格高企、受阻增大的情況下，頂峰出力7.5億千瓦，成為消除高峰期電力缺口的關(guān)鍵。因此，煤電不僅是當(dāng)前和未來一段時間內(nèi)的主體電源，而且在“十四五”時期，煤電仍要保持一定的增長，在送端新能源富集區(qū)和受端中東部負(fù)荷中心地區(qū)布局一定規(guī)模、有支撐作用的清潔高效煤電，發(fā)揮兜底保供作用；同時加快建設(shè)跨省跨區(qū)輸電線路的配套煤電電源，提升特高壓線路的輸電能力，促進(jìn)新能源消納。
第二，加快發(fā)展可再生能源發(fā)電。
能源電力轉(zhuǎn)型的根本在于增加清潔能源在裝機中的比重，不斷提升新能源在支撐電力消費中的作用，從而達(dá)到降低碳排放的目標(biāo)，因此加快可再生能源發(fā)展是關(guān)鍵。
保持風(fēng)電、光伏發(fā)電快速發(fā)展，在做好新能源開發(fā)與送出和市場消納的前提下，在“三北”風(fēng)能、太陽能資源富集區(qū)建設(shè)以新能源為主的清潔化綜合電源基地，實現(xiàn)新能源集約、高效開發(fā)。加快發(fā)展東中部分散式風(fēng)電和海上風(fēng)電，優(yōu)先就地平衡；加快布局近海深水風(fēng)電，逐漸向遠(yuǎn)海方向發(fā)展。積極開發(fā)水電，堅持生態(tài)優(yōu)先、統(tǒng)籌規(guī)劃、梯級開發(fā)原則，加快建設(shè)龍頭水電站，控制中小水電開發(fā)，重點推進(jìn)西南地區(qū)水電開發(fā)，積極推進(jìn)金沙江、雅礱江等流域梯級水電建設(shè)。安全高效發(fā)展核電，加快“華龍一號”等國產(chǎn)化三代壓水堆技術(shù)推廣，以四代高溫氣冷堆示范工程為依托，加大新一代核電技術(shù)應(yīng)用。
第三，大力建設(shè)靈活性電源。
隨著新能源滲透率的不斷上升，系統(tǒng)調(diào)峰平衡的壓力持續(xù)增大，系統(tǒng)對靈活性調(diào)節(jié)資源的需求也會越來越大。加快系統(tǒng)調(diào)節(jié)能力的建設(shè)，是“十四五”期間電力發(fā)展的重要工作。要從發(fā)電側(cè)和需求側(cè)兩端挖掘和建設(shè)靈活性調(diào)節(jié)能力。
發(fā)電側(cè)方面，加強抽水蓄能建設(shè)，充分發(fā)揮抽水蓄能電站為電力系統(tǒng)提供備用及調(diào)節(jié)能力的作用。在氣源有保障和氣價承受能力高的地區(qū)合理布局天然氣調(diào)峰電源。此外，從我國資源稟賦以及電力裝機結(jié)構(gòu)看，不論是從經(jīng)濟(jì)性還是調(diào)節(jié)效果上，對煤電進(jìn)行靈活性改造是當(dāng)前提高系統(tǒng)調(diào)節(jié)能力最合適的方式。我國現(xiàn)有煤電裝機11.1億千瓦，其中超過80%的機組運行指標(biāo)處于國際領(lǐng)先水平，這既是我國電力運行保障的重要支撐，也是很好的調(diào)節(jié)電源。通過對煤電機組進(jìn)行靈活性改造，機組的調(diào)節(jié)能力會大大提升，同時改造成本也相比其他電源類型要低。需求側(cè)方面，可以通過建設(shè)虛擬電廠、新能源汽車與電網(wǎng)（V2G）等方式，挖掘用戶側(cè)調(diào)節(jié)潛力。另外，加快推動源網(wǎng)荷儲協(xié)調(diào)控制，也可以增加系統(tǒng)的調(diào)節(jié)能力。
第四，推進(jìn)構(gòu)建全國統(tǒng)一電力市場。
電力行業(yè)是支撐我國經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展的基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)，電力市場是全國統(tǒng)一市場體系的重要組成部分，建設(shè)全國統(tǒng)一電力市場可以為電力商品和生產(chǎn)要素自由流動和優(yōu)化配置創(chuàng)造條件，使經(jīng)濟(jì)保持活力和效率。
加快全國統(tǒng)一電力市場建設(shè)是提高能源利用效率、體現(xiàn)資源時空價值的重要方式。在國家加快推進(jìn)新能源發(fā)展的背景下，加強多層次統(tǒng)一電力市場建設(shè)，有助于打破電力發(fā)展和交易的界限，解決電源與用戶分布不均衡的問題，進(jìn)一步發(fā)揮大電網(wǎng)的互濟(jì)能力，實現(xiàn)集中式新能源大范圍優(yōu)化配置，同時，依托微電網(wǎng)靈活調(diào)節(jié)能力實現(xiàn)分布式新能源就地消納，提升整個電網(wǎng)的資源配置能力。
本文刊載于《中國電力企業(yè)管理》2022年01期，作者單位：中國電力企業(yè)聯(lián)合會
原標(biāo)題：能源安全視角下的電源協(xié)調(diào)發(fā)展
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