中電聯(lián)王志軒：中國能源電力轉型的十大趨勢

改革開放四十年來，中國電力工業(yè)取得巨大發(fā)展成就，由規(guī)模弱小、電力供應能力不足、技術水平落后，逐步發(fā)展為世界上規(guī)模最大、技術水平先進、供應能力充足的現(xiàn)代電力系統(tǒng)。2017年底，十九大報告作出了“中國特色社會主義進入新時代”的重大判斷，電力工業(yè)又面臨著新的發(fā)展機遇和挑戰(zhàn)。支撐經(jīng)濟社會可持續(xù)發(fā)展，促進能源電力系統(tǒng)向清潔低碳、安全高效能源體系轉型成為新的歷史使命。以黨的十九精神為指引，以現(xiàn)代電力系統(tǒng)為基礎，以科技發(fā)展為引領，以方興未艾的能源轉型大潮為背景，對能源電力轉型提出十大趨勢性判斷。

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在能源供給側，非水新能源快速發(fā)展，條件較好的項目與傳統(tǒng)化石能源發(fā)電相比，經(jīng)過5-10年具有經(jīng)濟上和應用上的競爭力，如果將碳價考慮在內，競爭能力進一步增強。我國能源轉型將會改變以油氣替代煤炭的傳統(tǒng)替代階段，加速進入非化石能源替代煤炭、石油階段。預計在2035年左右，非化石能源發(fā)電量約占全電量的50%。

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電力工業(yè)的功能性質已經(jīng)由傳統(tǒng)的保障國民經(jīng)濟發(fā)展及人民生水平提高對電力供應的量、質要求（公用性、基礎性），拓展為促進能源系統(tǒng)綠色化，進一步成為能源工業(yè)的主體和循環(huán)經(jīng)濟的核心。

▲電力工業(yè)性質轉變圖（王志軒2009年提出）

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在能源側及電力需求側，電能占終端能源消費比重將持續(xù)提高，預計到2035年比重將接近40%，2050年超過50%，成為能源消費的絕對主體。

當前我國與發(fā)達國家電能在終端能源消費中的比重與我國持平，且我國還略高于英國等發(fā)達國家。這種現(xiàn)象使一些專家認為，我國電能占終端能源比重不會再提高。筆者認為，發(fā)達國家天然氣在終端能源消費中的比重大約為25%左右，而我國在7%左右，我國計劃在2020年才力爭達到10%，2030年達到15%左右，制約天然氣發(fā)展的主要因素是資源、價格以及低碳（相對于可再生能源）特性。要提高我國終端能源消費的清潔化，需要同步提高可再生能源發(fā)電比重及電能在終端能源消費中的比重。

▲2005-2015年電力轉化能源及電能消費占比

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隨著新電氣化時代的到來，電能需求還有較大空間。我們既要解決人民美好生活需要所面臨的電力不平衡不充分問題，又要滿足完成工業(yè)化對電力的需要，還要滿足未來能源消費以電力為主體的需要，電力在較長時期還要較快速發(fā)展。

從1978年到2017年我國電力消費彈性系數(shù)（全社會用電量增速/GDP增速）來看，1年的彈性系數(shù)值在0~2之間，且年際間波動較大，體現(xiàn)不出電力消費是經(jīng)濟增長“晴雨表”的穩(wěn)定關系；但10年滑動平均彈性系數(shù)曲線在0.8~1.2之間，且呈現(xiàn)出較規(guī)律性的波動，既反映出了“晴雨表”特性，也反映出彈性系數(shù)的周期性變化。

雖然從發(fā)達國家的經(jīng)驗看，隨著現(xiàn)代化程度的提高彈性系數(shù)將稍小于1，但我國是一個14億人口的大國，第二產(chǎn)業(yè)用電量比重雖然隨著現(xiàn)代化進程的發(fā)展會持續(xù)下降，但在中長期應當維持在約50%左右。同時考慮到未來能源使用的電能化以及智能設備大發(fā)展和電動汽車的快速發(fā)展，電能應用將還會有較大空間。尤其是當電能與能源、物質反向轉換時，電量增長空間更大。

2013年我曾寫文章預測2020年全社會用電量將達到7.5萬億千瓦時，在當時被認為是一個高得離譜的預測，但現(xiàn)在看來可能最接近實際。經(jīng)過分析，我仍然維持我2013年時對全社會用電量的預測，即2030年為11萬億千瓦時，2040年14萬億千瓦時，2050年將達到16萬億千瓦時。這個數(shù)據(jù)還不包括未來所有儲能裝置的用電，否則這個數(shù)據(jù)還將更高。

▲1978-2017年中國電力消費彈性系數(shù)變化情況

▲終端電能消費比重比較圖

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電力發(fā)展約束將發(fā)生根本性變化，我國火電（煤電）機組的技術水平已是世界先進、甚至領先，污染控制技術也是世界先進技術，常規(guī)污染排放對空氣質量的影響這個傳統(tǒng)的制約電力發(fā)展的最大因素已經(jīng)轉變。同時，提高能源轉換效率、減少水資源等消耗的空間也大大減少，電力行業(yè)將逐步過渡到碳約束和以碳減排為統(tǒng)領的節(jié)能減排新階段。

現(xiàn)有的技術和經(jīng)濟條件下，常規(guī)污染物排放和有可能造成嚴重污染的重金屬排放和其他環(huán)境問題都可以較好解決。進一步解決污染問題的思路是投入與產(chǎn)出是否合算問題（這個合算包括了環(huán)境效益），總體來看還是要科學合理地以環(huán)境質量要求（也在不斷變化中）為依據(jù)，以技術經(jīng)濟條件為約束，科學制定排放標準，科學開展環(huán)境治理。過度的治理要求和不顧條件的擴大某種技術的應用范圍，對企業(yè)施加不合理的壓力，對環(huán)境造成副作用會加大甚是得不償失。

有人認為單位GDP能耗指標方面我國與發(fā)達國家相比還有較大差距，但這種差距在能源電力生產(chǎn)領域、鋼鐵、有色、建材等領域強度節(jié)能已經(jīng)幾無空間，降低這個復合性指標的值，要在“分母”上功夫，即在經(jīng)濟結構上下功夫，而不是在分子持續(xù)加大投入實施節(jié)能改造。

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電力生產(chǎn)和輸送布局由大范圍資源優(yōu)化配置（如西電東送），逐步過渡到大范圍資源優(yōu)化配置與分布式、就地平衡并舉，再發(fā)展到以就地平衡為主，但大范圍優(yōu)化配置清潔低碳電力仍然是中國能源戰(zhàn)略安全和資源綜合優(yōu)化利用的重要選擇。

第二產(chǎn)業(yè)發(fā)展仍然是中國未來最大的用電方面，而第二產(chǎn)業(yè)布局不僅受能源需求的制約，也受其他資源和地域的制約。同時，由于中國清潔能源分布的特點，以及未來電能與其他能源（如氫）之間互相轉換和與其他資源的優(yōu)化匹配，也需要有大范圍資源優(yōu)化配置電力的能力。

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電力系統(tǒng)運行模式發(fā)生根本性變化，隨著能源電力轉型持續(xù)推進，能源側、電力生產(chǎn)和供應側、電力需求側這三方面的融合度不斷加大，形成的新能源發(fā)電、分布式電力系統(tǒng)、儲能儲電、綜合能源服務的部分不斷擴大。電力需求側管理（DSM）將逐步過渡到需求響應（DR)階段，再過渡到供需耦合的階段。在供需耦合階段，非水可再生能源發(fā)電將成為電力、電量的主體，且與核電、大型水電、氣電、煤電、分布式電源、儲電等共同構成多元化的中國新型電力系統(tǒng)。

在傳統(tǒng)電力管理模式中，體制背景是計劃經(jīng)濟或者以計劃管理為主，電價由政府完全控制到重點控制，技術背景逐步發(fā)展到自動化、信息化階段。在供需耦合階段，體制背景將是以市場經(jīng)濟為主體，除極少部分電價由政府控制外基本上以市場確定，而技術背景進入到到“云大物移智”階段。

▲電力需求側管理變革示意圖

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儲能儲電決定能源及電力系統(tǒng)轉型的進程和形態(tài)，儲能將快速、大規(guī)模、在電網(wǎng)側、發(fā)電側、用戶側全面發(fā)展，對于保障電力系統(tǒng)穩(wěn)定，促進能源低碳轉型，促進全社會低碳發(fā)展起到關鍵性作用。

儲能的發(fā)展不僅解決了可再生能源發(fā)電、上網(wǎng)及消納問題，而且對于提高核電、煤電機組的可靠、經(jīng)濟運行都將發(fā)揮重要作用，可使煤電機組的利用小時數(shù)達到6000小時，從而進一步減少了煤電裝機容量，或者促進加快淘汰高碳排放的火電機組。多種儲能的快速發(fā)展，由于具有替代性，需要政府部門和企業(yè)對火電機組的靈活性改造要有理性考慮，防止大范圍“一刀切”，從而降低機組的高效性能。

動力電池儲電的快速發(fā)展，由于其快速放電特性，將大為改善電網(wǎng)的調節(jié)速度的電能質量，當有較大規(guī)模的動力電池儲電用于電網(wǎng)調節(jié)時，對于推進電網(wǎng)系統(tǒng)和整個電力系統(tǒng)的運行模式具有本質性影響。

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電動汽車將持續(xù)快速發(fā)展，與電力系形成深度互動，尤其是智能電動汽車與新型電池、充電設施的互動性推進，將促進社會生活方式的重大變革，也進一步促進電力系統(tǒng)加快向供需耦合的方向“進化”。

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電力系統(tǒng)將不斷演變，2025年左右電力將是以智能電網(wǎng)為基礎的電力系統(tǒng)；2035年左右將是以智能電網(wǎng)為核心、能源互聯(lián)網(wǎng)為基礎的能源系統(tǒng)；2050年左右將是與其他能量、物質、交通、信息高度融合的綜合性系統(tǒng)。新電氣化時代將成為新時代的主要標志。　　

以上十個判斷，粗略預計了能源電力轉型的近、中期特點，以及轉型高級階段初期電力系統(tǒng)的形態(tài)。能源電力轉型是一個既快速而又漫長的過程，對此要有充分思想準備。

快速，是指多項技術發(fā)展之間相互促進而產(chǎn)生的巨大復合效應和物理形態(tài)往往遠超人們的預期。泛在互聯(lián)網(wǎng)、5G通訊、新能源發(fā)電與智能電網(wǎng)、電—能雙向儲轉、智能電動汽車、智能制造等技術已經(jīng)降臨和正在降臨人間，大規(guī)模應用在技術上很快可以實現(xiàn)。

漫長，是指巨大能源系統(tǒng)轉型需要一個過程，且這個過程并不會一帆風順，不僅受技術瓶頸的制約，更受不同利益集團導向所構成的生產(chǎn)關系制約，還受國際、國內政治、經(jīng)濟、社會穩(wěn)定形勢的影響。十大趨勢則是從社會整體利益最大化角度所做出的思考。

歷史將再次證明，能源電力轉型將改變世界！需要說明的是，照明為主的電力、工業(yè)化時代的電力與智能化時代的電力的內涵和效用是不可同日而語的，以現(xiàn)行的統(tǒng)計指標系統(tǒng)和認知模式來預測未來的電力發(fā)展難有可比性。正如都是出行，但馬車時代的出行與智能電動車時代的出行，其目的、意義、功能完全不同。

為進一步推動四川電網(wǎng)深化改革發(fā)展，在四川省經(jīng)濟和信息化廳、四川省能源局的指導下，由四川省電力行業(yè)協(xié)會、國網(wǎng)四川省電力公司、振威展覽股份等單位聯(lián)合主辦的第十七屆四川國際電力產(chǎn)業(yè)博覽會（SIEP2019），將于2019年4月24日—26日在中國西部國際博覽城舉行。

本屆展會以“智能互聯(lián)，合作共贏”為主題，規(guī)劃展出面積15000平方米，預計將吸引來自國內外200余家企業(yè)匯聚一堂，集中展示智能電網(wǎng)設備與技術，輸電、變電、配電、導電及電力儲存設備，電力自動化技術與設備，節(jié)能環(huán)保技術與裝備，儲能技術與應用、充電樁、充電機、充電站等電動汽車充換電設備與技術等，將有超過15000人次專業(yè)觀眾現(xiàn)場參觀采購，為業(yè)內廠商提供一個了解行業(yè)動態(tài)、洽談貿易、開拓市場的橋梁和平臺。

(來源：中國能源報 作者：王志軒 作者系中國電力企業(yè)聯(lián)合會黨組成員、專職副理事長)