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【yàn】证明，能源转型既是推进能源结【jié】构形态、运【yùn】行模式的根本性变【biàn】化，也【yě】是【shì】推进人【rén】类精神文明和物质【zhì】文明进步的重要【yào】标志【zhì】。当前，世界范【fàn】围兴起的能源电力转型有【yǒu】以下【xià】几个特点：
① 体现【xiàn】了人类【lèi】总是【shì】不断创新、有所发现、有所发【fā】明、有所创造【zào】、有所前进【jìn】的基【jī】本规律。
当前，以【yǐ】新能源发电【diàn】技术【shù】不断进步【bù】为基础，以互联网、移【yí】动通【tōng】信、智【zhì】能化发展和应用【yòng】不断深化为【wéi】依托，已经具备了大规模能源【yuán】电力转型【xíng】的技术基【jī】础。
② 体现了改变人类命运的共同追求。
受百年以来化石能源大量【liàng】使用【yòng】所排放的温室气体影响，气候变暖持续严重，对人类【lèi】生存【cún】环境【jìng】造成现【xiàn】实和潜在的重大影响，迫切【qiē】需【xū】要减【jiǎn】排温【wēn】室气体成为全人【rén】类共【gòng】同【tóng】推动能源电力转型的强【qiáng】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【suǒ】付出的经济和社会【huì】代价太大，不仅难以推动而且难【nán】以【yǐ】持【chí】续，正【zhèng】是由【yóu】于【yú】科技进步使【shǐ】能源大【dà】规【guī】模转型有了可预见的经济性和可【kě】行性。
④ 本次能【néng】源转型是以可再生能源转化【huà】为电力【lì】和终端能源应用【yòng】的电力化为核心内容【róng】，因此将其称【chēng】为能源电【diàn】力转【zhuǎn】型。
判断中国能源电力转型趋势基本依据
①十九大提出的“两【liǎng】个【gè】百年目标”及【jí】中【zhōng】国经【jīng】济、资源【yuán】、能源转型的基本【běn】要求。
党的【de】十九【jiǔ】大提出，要在2020年全面建成小【xiǎo】康社会、实现第【dì】一个百年奋斗目标的【de】基【jī】础上，再【zài】奋斗15年，在【zài】2035年【nián】基本实【shí】现【xiàn】社会主义现代化。从2035年到本世纪中【zhōng】叶，在基本实现现代化的基础上，再奋斗15年，把我国建成富强民【mín】主【zhǔ】文明和谐【xié】美丽的社会【huì】主义现代化【huà】强【qiáng】国【guó】。两个百年目【mù】标是【shì】能【néng】源电力【lì】持续【xù】发【fā】展的强大【dà】动力源泉。同时，十九大明确要建设现代【dài】化【huà】经济体系，就是要构建绿色低碳循【xún】环发展经济体系、生产系统【tǒng】与生活系统循环链接的资源利用体系和清洁低碳、安【ān】全高效【xiào】的【de】能源体系【xì】。
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、绿色、经【jīng】济三个要素构成【chéng】。其中【zhōng】，能【néng】源安全是核心，绿色【sè】(包括清洁、低【dī】碳、生态良好)和经济性是两个重要约束。习近平总书记指出，面对能源【yuán】供需格局新变化【huà】、国际【jì】能源发展新趋【qū】势，保障国【guó】家能源安【ān】全【quán】，必须【xū】推动【dòng】能【néng】源生产和消费革命。同时【shí】，不论从【cóng】各国的【de】能【néng】源战略看【kàn】，还是从能源【yuán】发展历史【shǐ】看，能源【yuán】转型价值观的核心都是以保【bǎo】障能【néng】源安全为【wéi】最大目的。
但是，现代化经济体系【xì】中的能源安【ān】全【quán】如【rú】果没有绿色和经【jīng】济【jì】性约束是没有【yǒu】意义的【de】。中国能【néng】源发【fā】展的方法【fǎ】论就【jiù】是“四【sì】个革命、一个合【hé】作”，即通过【guò】生产革命实现能源供给侧的绿色、经济和多元化，通过消费【fèi】革命实现能源节约，而生产革命【mìng】和【hé】消【xiāo】费革命【mìng】的【de】主要支撑是科技革命、体制革命与国际合作。
③根据中国国情【qíng】，中国能源电力转型【xíng】的【de】关系，就是要解决好【hǎo】能源电力系统优【yōu】化问【wèn】题，
即在能【néng】源【yuán】电力生产和消费方面做好时间、空间【jiān】、品种上的优化，以达到能源、经【jīng】济、环境多目标【biāo】博弈【yì】的【de】最好结果【guǒ】。
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【zài】时间【jiān】段上主要以2035年【nián】前为主，不超过2050年。在内容上主【zhǔ】要针对【duì】具有一定争议性或者【zhě】条件不确定的重【chóng】大趋势进【jìn】行判断。在方法上主【zhǔ】要以【yǐ】经验法进行定【dìng】性【xìng】分析判断为【wéi】主。
判断1： 在能【néng】源供【gòng】给侧，非【fēi】水新能源快速发展，条件较好【hǎo】的项目与传统化【huà】石能源发【fā】电相比，经【jīng】过9-21年具【jù】有经济上和应用上的【de】竞争力，如果将碳价考虑在内，竞【jìng】争能力进一步增强【qiáng】。我国能源转型将【jiāng】会改变以油气【qì】替【tì】代煤炭的传【chuán】统【tǒng】替代【dài】阶段，加速进【jìn】入非化石能源替【tì】代煤炭、石【shí】油阶【jiē】段。预计【jì】在2035年【nián】左【zuǒ】右，非化石能源发电量约【yuē】占全电量的50%。
判断【duàn】2： 电力工【gōng】业的功能性质已经由传【chuán】统的保【bǎo】障国民【mín】经济发展及【jí】人民生【shēng】水平提高对【duì】电力供【gòng】应的量、质【zhì】要求(公用性、基础性)，拓展为促进能源系统【tǒng】绿色化，进一步成为能源【yuán】工业【yè】的主体和循环经济【jì】的核心。
▲电力工业性质转变图(王志轩2009年提出)
判【pàn】断【duàn】3： 在能源侧及【jí】电力需求【qiú】侧，电【diàn】能占终【zhōng】端能源消费比重将持续提高【gāo】，预计到2035年比重将接近40%，2050年超过50%，成为能源消【xiāo】费的【de】绝对主体。
当【dāng】前【qián】我国【guó】与发达国家电能在终端能源消费中的比重与我【wǒ】国持平，且我【wǒ】国还略高于英国等发达【dá】国【guó】家。这种【zhǒng】现象使一些专家认【rèn】为，我国电能占终端【duān】能源比重【chóng】不会再【zài】提高。笔【bǐ】者认为，发达国家【jiā】天然【rán】气在终【zhōng】端能源消费【fèi】中的比【bǐ】重大约【yuē】为25%左右，而我国在7%左【zuǒ】右，我国计划在2020年才力争【zhēng】达到10%，2030年达到15%左右，制约天【tiān】然【rán】气【qì】发【fā】展的主要因【yīn】素是【shì】资源、价格以及低碳【tàn】(相对【duì】于可再生能源)特性。要【yào】提【tí】高我国终【zhōng】端能源消费的清洁化，需【xū】要同步提高可再生能源发电【diàn】比重及电能在终端能源消费中的比重。
▲2005-2015年电力转化能源及电能消费占比
判断4： 随着新【xīn】电气化时代的到来，电能需求还有较大空间【jiān】。我们【men】既要解决【jué】人民美好生活需要所面【miàn】临【lín】的电力不平【píng】衡不充分问题，又【yòu】要满足【zú】完【wán】成工业化对电力的需要，还【hái】要【yào】满【mǎn】足【zú】未来能源消费以电【diàn】力为主体的【de】需要，电力在较长【zhǎng】时期还要【yào】较快速发展【zhǎn】。
从【cóng】1978年到【dào】2017年我国电力【lì】消费【fèi】弹性【xìng】系数(全社会用电量增速【sù】/GDP增速)来【lái】看，1年的弹性系数值在0~2之间【jiān】，且年际间波动较大，体现不出电力消费【fèi】是经济增长“晴雨表【biǎo】”的稳【wěn】定关【guān】系;但10年滑【huá】动平均弹性系数【shù】曲线在0.8~1.2之间，且呈现【xiàn】出【chū】较规律性的波动，既反映出了【le】“晴雨表”特性【xìng】，也【yě】反【fǎn】映出弹性【xìng】系数的周期性变化。
虽然从发【fā】达国家的【de】经验看，随着现代化程度的提高【gāo】弹性系【xì】数将稍小于1，但我国是一个14亿人口【kǒu】的大国，第【dì】二【èr】产业用电量比重虽然随【suí】着现【xiàn】代【dài】化进程的发【fā】展会持【chí】续下降，但在中长期应当维【wéi】持在约50%左右。同时考【kǎo】虑到未来能源【yuán】使用的电能化以及智能设备大发展和【hé】电动汽车的【de】快【kuài】速【sù】发展，电能应用将【jiāng】还会有较大【dà】空【kōng】间。尤其是当电能【néng】与能【néng】源【yuán】、物质反向转【zhuǎn】换时，电【diàn】量增长空间更大【dà】。
2013年我曾写文章【zhāng】预测2020年全社【shè】会用电量将达【dá】到7.5万亿千瓦时，在【zài】当【dāng】时被【bèi】认为【wéi】是【shì】一【yī】个高得离谱的【de】预测，但现在看来可【kě】能【néng】最接近实际。经过【guò】分【fèn】析，我仍【réng】然维持【chí】我2013年时对全社会用【yòng】电量的预测，即2030年为11万亿千瓦时，2040年【nián】14万亿千瓦时，2050年将达到16万亿【yì】千瓦时。这个数据还不包括【kuò】未来所有储能装【zhuāng】置的【de】用电【diàn】，否则这个数据还【hái】将更高。
▲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【pàn】断5： 电力【lì】发展约束将发生【shēng】根【gēn】本【běn】性变化，我国火【huǒ】电(煤电)机【jī】组的技术水【shuǐ】平已是世【shì】界先进、甚至领【lǐng】先，污染控制技术也是世界先进【jìn】技术，常规污染排放对空气质量的影响这个传统的制约【yuē】电力发展【zhǎn】的最大因素已经转变。同时，提高【gāo】能源转换效【xiào】率、减【jiǎn】少水资源等消耗的空间也大大【dà】减少，电【diàn】力【lì】行【háng】业【yè】将逐步【bù】过渡到碳约【yuē】束和以【yǐ】碳减排为统领【lǐng】的节能减【jiǎn】排新阶【jiē】段【duàn】。
现有的技术和经【jīng】济【jì】条件下【xià】，常规【guī】污染物【wù】排放【fàng】和有【yǒu】可【kě】能造成严【yán】重污染的重金【jīn】属排放和其他【tā】环境问题都可以较好【hǎo】解决。进一步【bù】解【jiě】决【jué】污染问题的思路是投【tóu】入与产出【chū】是否合算问题(这个合算包括了环境效益)，总体【tǐ】来看【kàn】还是要科学合理地以环境质量要求(也在不断变化中)为依据，以技术【shù】经济条件为约束【shù】，科学制定排放标准，科学【xué】开【kāi】展【zhǎn】环【huán】境治理【lǐ】。过度的治【zhì】理要求和【hé】不顾条件的扩大某【mǒu】种技术的应用范围【wéi】，对【duì】企业施加【jiā】不合理的【de】压力【lì】，对环境造成副作用会加大甚是得不偿失。
有人认为单【dān】位GDP能耗指标【biāo】方面我【wǒ】国与发达国家相比【bǐ】还【hái】有较【jiào】大差距，但这种差距在能源电力【lì】生产领域、钢铁、有【yǒu】色、建【jiàn】材【cái】等【děng】领域强度节能已经几【jǐ】无空间，降低这个复合性指标的值，要在【zài】“分母”上功夫，即在经济结【jié】构上【shàng】下【xià】功夫，而【ér】不是在分子持续【xù】加大投入【rù】实【shí】施节能改造。
判【pàn】断6： 电力生【shēng】产和【hé】输送【sòng】布【bù】局【jú】由大范围【wéi】资源优化配置(如西电东【dōng】送)，逐步过【guò】渡到大范围【wéi】资源优化配【pèi】置与分布式、就地【dì】平衡并举，再发展到以【yǐ】就地平衡【héng】为主【zhǔ】，但【dàn】大范围优化配置清洁【jié】低碳电力仍然是中国能源【yuán】战略安全和资源综合优化利用的重要选择。
第二产业发【fā】展仍然【rán】是中国未来最大的用电方面【miàn】，而第【dì】二产业布局不仅受能源需求【qiú】的【de】制约【yuē】，也受【shòu】其【qí】他资源和地域【yù】的制约。同时，由于中国清洁能源【yuán】分布的特点，以及【jí】未来电能与其他能源(如【rú】氢)之间互【hù】相【xiàng】转换和【hé】与【yǔ】其他资源的优【yōu】化匹配，也需要有【yǒu】大范围资源优化配置【zhì】电力的能【néng】力。
判【pàn】断【duàn】7： 电【diàn】力系统运行【háng】模式发生根【gēn】本【běn】性变化，随【suí】着能源电力转型【xíng】持续推【tuī】进，能源侧、电【diàn】力生产和供应侧【cè】、电【diàn】力需求侧这三【sān】方面【miàn】的融合度【dù】不断加大，形成的新能源发电【diàn】、分布式电力系统、储能【néng】储电、综合能源服【fú】务的部分不断扩大。电【diàn】力【lì】需求侧管【guǎn】理(DSM)将逐步过渡到需求响应(DR)阶段，再过渡【dù】到供需【xū】耦合的阶段【duàn】。在供需耦合阶段，非水可【kě】再生【shēng】能源发电【diàn】将成为【wéi】电力、电【diàn】量的主体，且与核【hé】电、大型水【shuǐ】电【diàn】、气电、煤电、分布式电源、储电等共【gòng】同构成多【duō】元化的中国新型【xíng】电力系统。
在传统【tǒng】电力管理模【mó】式中，体制背【bèi】景是【shì】计划经济或者【zhě】以计划管理为主，电价【jià】由政府完全控【kòng】制到重【chóng】点控制【zhì】，技术背景逐【zhú】步发【fā】展到自动化、信息【xī】化阶【jiē】段【duàn】。在【zài】供需耦合阶段，体制背景将是以市场经【jīng】济为主体【tǐ】，除【chú】极少部分电【diàn】价由【yóu】政府控制外基本上以市场确【què】定，而技术背景进入到到“云大物移智”阶段。
▲电力需求侧管理变革示意图
判断8： 储【chǔ】能储电决定能源【yuán】及电力系统【tǒng】转型的【de】进程和形态，储能将快速、大规【guī】模、在电网侧【cè】、发【fā】电【diàn】侧、用户侧全面发展，对于【yú】保【bǎo】障电力系统稳【wěn】定【dìng】，促进能【néng】源低碳转型，促进全社【shè】会低碳发展起到【dào】关键性作用【yòng】。
储能的发展不仅解决【jué】了【le】可再生【shēng】能源发电、上网及消纳问题，而且对于提高【gāo】核电、煤【méi】电机组的【de】可靠、经济运行都将发挥【huī】重要作用，可使煤电机组【zǔ】的利【lì】用【yòng】小时数达【dá】到【dào】6000小时，从而【ér】进【jìn】一步减少了煤电装机容量【liàng】，或者【zhě】促进加【jiā】快淘汰高碳排放的火电机组。多种储【chǔ】能【néng】的快速发展，由于具有替代性，需【xū】要政府部门和企业对火电机组的灵活性改【gǎi】造要有理性考虑【lǜ】，防止大范围【wéi】“一刀切”，从而降低机【jī】组的【de】高效【xiào】性能。
动【dòng】力电池储电的【de】快速发展，由于【yú】其快速放电【diàn】特性，将大为改善电网的调【diào】节速度的电能质量，当有【yǒu】较大【dà】规【guī】模的动【dòng】力电池【chí】储电用于电网调节【jiē】时，对于推进电网系统【tǒng】和整个电【diàn】力系【xì】统的运行模式【shì】具有【yǒu】本质性影响【xiǎng】。
判断【duàn】9： 电动汽车将持续快速发展，与【yǔ】电力系形【xíng】成深度互动，尤其是【shì】智【zhì】能电【diàn】动汽车与新型【xíng】电池、充【chōng】电设施的互动性推进【jìn】，将促进社会生活方式的重大变革，也进【jìn】一【yī】步促进电力系【xì】统加【jiā】快【kuài】向供需耦合的方向“进化”。
判断10： 电力系统【tǒng】将不断【duàn】演变，2025年左右电力【lì】将是以智能电网为基础的电力【lì】系统;2035年左右将是以智能电网【wǎng】为核【hé】心【xīn】、能源互联网为基【jī】础的能源系统;2050年左右将是与其他能量、物质、交通、信息高【gāo】度融合的综合【hé】性系【xì】统。新电气【qì】化时代将成为新时代的【de】主【zhǔ】要标【biāo】志【zhì】。
以上【shàng】十个判断，粗略预计【jì】了能源电力【lì】转型的近、中【zhōng】期特点，以及转【zhuǎn】型【xíng】高级阶段初期电力系【xì】统的形态。能源电力转型是【shì】一个既【jì】快速而又漫长的过程，对【duì】此要有充分思【sī】想【xiǎng】准备。
快速，是指多项技术发展【zhǎn】之间【jiān】相互【hù】促进而产【chǎn】生【shēng】的巨大复【fù】合效应和物【wù】理形态往往远超【chāo】人们的预期。泛【fàn】在互联网、5G通讯、新能【néng】源发电与智【zhì】能电网、电—能双向储转、智能电【diàn】动汽【qì】车、智【zhì】能制造等技术【shù】已经【jīng】降临和正【zhèng】在降【jiàng】临人【rén】间，大规模应用在技术上很快可以【yǐ】实现。
漫长，是指巨大【dà】能源系统转型需【xū】要一【yī】个【gè】过程，且这个过程并不【bú】会一帆风顺，不【bú】仅受技术瓶颈的制约，更受【shòu】不【bú】同利益【yì】集团导向所构成的【de】生产关系制【zhì】约，还受国【guó】际、国内政治、经济、社会稳定形势【shì】的【de】影响。十大趋势则是从社会整体利益最大【dà】化角【jiǎo】度所【suǒ】做出【chū】的思考【kǎo】。
历史将再次证明，能源电力转型将改变世【shì】界!需要说明的【de】是，照明【míng】为【wéi】主【zhǔ】的电力、工业化时代【dài】的电【diàn】力与【yǔ】智能化时代的【de】电力的【de】内涵和效用【yòng】是不可同日而语的，以【yǐ】现【xiàn】行的统计指标系统和【hé】认知模式来预测未来的电【diàn】力发展难【nán】有可比性。正如都【dōu】是出行，但马车时代【dài】的出行【háng】与智【zhì】能电动【dòng】车时【shí】代的出行，其目的【de】、意义、功【gōng】能完全不同。
(本文仅代表个人观点)
