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
历史经验证明，能源转【zhuǎn】型既【jì】是推进能源结构【gòu】形【xíng】态、运【yùn】行模式的根【gēn】本性变【biàn】化，也【yě】是推【tuī】进【jìn】人类精神文明和物【wù】质文明进步的重要标志。当【dāng】前，世界范围兴起的【de】能源电力转型【xíng】有以下几个特点：
① 体现【xiàn】了人类总【zǒng】是不【bú】断创【chuàng】新、有所发现【xiàn】、有【yǒu】所发明、有所创造、有所前进的基【jī】本【běn】规律。
当前，以新能源发电【diàn】技术不断进步【bù】为基础，以互联【lián】网、移动通【tōng】信、智能化【huà】发展和应【yīng】用不断深化【huà】为依托，已【yǐ】经【jīng】具备了【le】大规模能源电力转型的技术基【jī】础。
② 体现了改变人类命运的共同追求。
受百年【nián】以来化石能源【yuán】大量使用所排放的温室气体影【yǐng】响，气候【hòu】变暖持【chí】续【xù】严重【chóng】，对【duì】人类【lèi】生存环境造成现【xiàn】实和潜在的重大【dà】影响，迫切【qiē】需要【yào】减排温室气体成为全人【rén】类共【gòng】同【tóng】推动能源电力转型的强大动力。
③ 体现了经济社会发展基本价值规律。
如果【guǒ】能【néng】源电力转【zhuǎn】型【xíng】所付【fù】出的经【jīng】济和社会代价太大，不仅难以推动而且难以持续，正是【shì】由于科技进步使能源大规模转型有了可预见的【de】经【jīng】济性【xìng】和可行性。
④ 本次能源转型是【shì】以可再【zài】生【shēng】能源转化为电【diàn】力【lì】和终端能源应用的电力化为核【hé】心【xīn】内容，因此将其称【chēng】为能源电力转【zhuǎn】型。
判断中国能源电力转型趋势基本依据
①十九大【dà】提【tí】出的“两个百年目标”及中【zhōng】国【guó】经【jīng】济、资源【yuán】、能源转型【xíng】的基本要求。
党的十九【jiǔ】大提出，要在2020年全面建成【chéng】小【xiǎo】康社会、实【shí】现第【dì】一个百年奋斗目标【biāo】的【de】基【jī】础上，再【zài】奋【fèn】斗【dòu】15年，在2035年基本实现社会主义现代化。从2035年到本世纪【jì】中叶【yè】，在基本实现现代【dài】化的基础上，再奋【fèn】斗15年，把【bǎ】我国建成富强民【mín】主文【wén】明和谐美丽的社会主【zhǔ】义现代化【huà】强国。两个【gè】百年目标是能源【yuán】电力持续发展的【de】强大动力【lì】源泉【quán】。同时，十九大明确要建设【shè】现代化经济体系，就是要构建绿【lǜ】色低碳循【xún】环发展经【jīng】济体【tǐ】系、生【shēng】产【chǎn】系统与生活系统循环链接的资源利用【yòng】体系和清洁低碳、安全高效【xiào】的能源【yuán】体系。
②能源发展的价值观和方法论导向。
能源【yuán】价值【zhí】观由【yóu】能源安全、绿【lǜ】色、经济三个【gè】要【yào】素构成。其中【zhōng】，能源安全是核【hé】心，绿色(包括清洁、低碳、生态【tài】良好)和经济性【xìng】是两个【gè】重要约束【shù】。习【xí】近平总书记指【zhǐ】出，面对能源【yuán】供需格局新【xīn】变化、国际能【néng】源发展新【xīn】趋【qū】势，保障国家能源安全，必须【xū】推动【dòng】能源生产和消费革命【mìng】。同时，不论从各【gè】国的能源【yuán】战略看，还是从能源发展历【lì】史看【kàn】，能源转型价值观的【de】核心都是以保障能源安全为最大目的【de】。
但是，现代化经济体系中的能源安全如果没有绿【lǜ】色【sè】和经济性约束是没有意义的。中国能源发展的方法【fǎ】论就【jiù】是“四个革命【mìng】、一【yī】个合作【zuò】”，即通【tōng】过生产革命实【shí】现能源【yuán】供给侧的绿色、经济和【hé】多元【yuán】化，通过消费【fèi】革命【mìng】实现能源节约【yuē】，而生产【chǎn】革命和消费革命的【de】主【zhǔ】要支撑是科技革命、体制【zhì】革命【mìng】与国际合作【zuò】。
③根【gēn】据中国国情，中国能源电力转型【xíng】的关系，就是要解决【jué】好能源电【diàn】力系【xì】统优化问题，
即在能源电力生产【chǎn】和【hé】消费方【fāng】面【miàn】做好时间、空间、品种上的优【yōu】化，以达到能源【yuán】、经济【jì】、环境多【duō】目标博弈的最好结果。
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【jiān】段上主要【yào】以2035年前为主，不超过【guò】2050年。在内【nèi】容上主要针对【duì】具有一定争议性或【huò】者条件不确定的重大趋势进行判断。在方法【fǎ】上主要以经【jīng】验【yàn】法进行定性分析【xī】判【pàn】断为【wéi】主。
判断1： 在能源供【gòng】给侧【cè】，非水新能源快【kuài】速【sù】发【fā】展【zhǎn】，条件【jiàn】较好的项目【mù】与传统化石能源发【fā】电相比，经过9-21年具有经济上和应用上的竞争力，如果【guǒ】将【jiāng】碳价考虑在【zài】内，竞【jìng】争【zhēng】能力进一步增【zēng】强。我国能源转型【xíng】将会改变以油气替代煤炭的传统替代阶【jiē】段，加【jiā】速进【jìn】入【rù】非化【huà】石能源替代煤【méi】炭、石油阶段【duàn】。预计在2035年左右，非化石能源发电量约占全电量的50%。
判【pàn】断2： 电力工业的功能性【xìng】质已经由传统的保障国【guó】民【mín】经济【jì】发展【zhǎn】及人民生水平提高对电力【lì】供应【yīng】的量、质要求(公【gōng】用性、基【jī】础性)，拓展为促进【jìn】能源【yuán】系统绿色化，进【jìn】一【yī】步【bù】成为【wéi】能源【yuán】工业的主体和循环经济的核心。
▲电力工业性质转变图(王志轩2009年提出)
判【pàn】断3： 在能源侧及【jí】电力需求侧，电【diàn】能占终端能源消【xiāo】费比重【chóng】将持续提高，预【yù】计到2035年【nián】比重将接近40%，2050年超过50%，成【chéng】为能源消费的绝对主体。
当前我【wǒ】国与发达国家【jiā】电能在终端能【néng】源【yuán】消费中的比重与【yǔ】我国持平，且【qiě】我国还略高【gāo】于英国【guó】等发达国家。这种现象使一些专家认为，我国电能【néng】占终端能源比重不会再提【tí】高。笔【bǐ】者认【rèn】为，发达国【guó】家天然气在终【zhōng】端【duān】能【néng】源【yuán】消费中的【de】比重大约为25%左右，而我国【guó】在7%左右，我国计划在【zài】2020年才力【lì】争达【dá】到10%，2030年达【dá】到15%左右，制约天然气发展【zhǎn】的【de】主【zhǔ】要因【yīn】素【sù】是资源、价格【gé】以及低碳(相对于【yú】可【kě】再【zài】生能源)特性。要提高【gāo】我国【guó】终端能【néng】源消费的清洁化，需要同步提高可再生能源发电比重【chóng】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【suí】着新电气【qì】化时代的到【dào】来，电能需【xū】求还有较大空间。我们既要解决【jué】人民美【měi】好【hǎo】生【shēng】活需要所面临的电力不平衡不充分问题，又要【yào】满足完成【chéng】工【gōng】业化【huà】对电力【lì】的【de】需要，还要【yào】满足未来【lái】能源消费以电力为主【zhǔ】体的需【xū】要，电力在较长时【shí】期还要较【jiào】快速发展。
从1978年【nián】到2017年我【wǒ】国电力【lì】消费弹性系数(全社会用【yòng】电【diàn】量增【zēng】速/GDP增速)来看，1年的【de】弹性系数值【zhí】在0~2之间，且年际间波动【dòng】较大，体现不出电力【lì】消费【fèi】是经济增长“晴雨表”的稳定关系;但【dàn】10年滑动平均弹【dàn】性【xìng】系【xì】数【shù】曲线在【zài】0.8~1.2之间【jiān】，且呈现【xiàn】出较规律性的波动，既反映出了“晴雨表”特性，也反【fǎn】映【yìng】出【chū】弹性系数【shù】的周期性变化。
虽然【rán】从【cóng】发达【dá】国家的经【jīng】验看，随着现代化程度【dù】的提高弹性系数将【jiāng】稍小于1，但我国是一个14亿人口的大【dà】国，第二产业【yè】用电量【liàng】比【bǐ】重虽然随着【zhe】现代化进程的发展会持续下降【jiàng】，但在中长期应当【dāng】维持在【zài】约50%左右。同时考虑到【dào】未来能【néng】源【yuán】使【shǐ】用的电能化以及智能【néng】设备大发展【zhǎn】和电动汽车的快【kuài】速【sù】发展，电能应用【yòng】将还会有较【jiào】大【dà】空间。尤其是当电能与能源、物【wù】质反向【xiàng】转换时，电【diàn】量增长【zhǎng】空间更大。
2013年我【wǒ】曾写文章预【yù】测【cè】2020年全社【shè】会用电量将达到7.5万亿千瓦时，在当时被认为是一个高得离谱的预测，但现在看【kàn】来可【kě】能最【zuì】接近实际。经【jīng】过分析，我仍然维持我2013年时【shí】对全社会用【yòng】电量的预测【cè】，即2030年【nián】为11万亿千瓦时【shí】，2040年【nián】14万亿【yì】千瓦时，2050年将【jiāng】达【dá】到16万亿千瓦时。这个数据【jù】还不包【bāo】括未来所有储能装置的用电，否则这个【gè】数【shù】据还将更【gèng】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： 电力发展约【yuē】束将发生根本性变化【huà】，我国火【huǒ】电【diàn】(煤电【diàn】)机组的技术水【shuǐ】平已是世界先进、甚至领先，污染【rǎn】控制技术【shù】也是世界先进技术，常规污染排放对空气质量的影响这【zhè】个传统的制【zhì】约电力【lì】发展的【de】最大因【yīn】素已经【jīng】转变。同时，提高能【néng】源转换【huàn】效率、减少【shǎo】水资源等消耗的空间也大大减少，电【diàn】力行业将逐步过渡【dù】到碳【tàn】约【yuē】束【shù】和以碳减排为【wéi】统领的节能减【jiǎn】排新【xīn】阶段。
现有的技术和经济条件下，常规污【wū】染物排放和有可能造成【chéng】严【yán】重污染的重【chóng】金属排【pái】放和其他【tā】环境问题都可以较【jiào】好解决【jué】。进【jìn】一【yī】步解决污染问题的思路【lù】是【shì】投入与产出【chū】是否【fǒu】合算问题(这个合【hé】算【suàn】包括了环境效益)，总体来看【kàn】还【hái】是要科学合理地【dì】以【yǐ】环境质【zhì】量要求(也【yě】在不断变化中)为依据，以技术经济条件【jiàn】为约【yuē】束，科学制定排放标准，科【kē】学开展环境治理【lǐ】。过度的治理要求和不顾【gù】条件的扩大【dà】某种技术【shù】的应【yīng】用范围，对企业【yè】施加不合理的压力，对环境【jìng】造成副作用会【huì】加大甚是得【dé】不偿失。
有人认【rèn】为单位【wèi】GDP能耗指【zhǐ】标方面我国与发达国家相比还有【yǒu】较大差距【jù】，但这【zhè】种差距在【zài】能【néng】源电力生产领域、钢铁、有色、建材等【děng】领域强度节能【néng】已经【jīng】几无空间【jiān】，降低这个复合性指标的【de】值，要在“分母”上功【gōng】夫，即在经济【jì】结构上下功夫【fū】，而不是【shì】在分子持续【xù】加大【dà】投入【rù】实施节能改造。
判【pàn】断6： 电力生产和输【shū】送布局由大范围资源优化配置【zhì】(如西电东送)，逐步过渡到大范【fàn】围资源【yuán】优化配置【zhì】与分布式、就【jiù】地平衡并举，再发展到【dào】以就地平衡为【wéi】主，但【dàn】大【dà】范围优化【huà】配【pèi】置清洁低碳电【diàn】力仍然是中【zhōng】国能源【yuán】战略安全和资源综合【hé】优化利用的重要选择。
第二产业发【fā】展仍然是中国未来最大的用电方面，而第二产【chǎn】业布局不仅受能源需求的制约，也受其【qí】他资源和地域的制【zhì】约。同时，由于中国清【qīng】洁能源分布【bù】的特【tè】点，以及未【wèi】来电能【néng】与其他能【néng】源【yuán】(如氢【qīng】)之间互相转换和与其他资源的【de】优化匹【pǐ】配，也需要有【yǒu】大范围资【zī】源优【yōu】化配置电力的【de】能力。
判断7： 电力系【xì】统运行模式发生根本性变化，随着能【néng】源电力转型持【chí】续推进，能源侧、电力生产和【hé】供应侧、电力需求侧【cè】这三方【fāng】面的融【róng】合度不断加大【dà】，形成的新【xīn】能源发【fā】电、分布式【shì】电【diàn】力系统、储【chǔ】能储电、综合能源服务的部分不断扩大。电力需求侧管理(DSM)将逐步过渡到需求响应(DR)阶段，再过渡到【dào】供需【xū】耦【ǒu】合的阶段。在供需耦合阶段，非水【shuǐ】可【kě】再生能源【yuán】发电将成为【wéi】电力、电【diàn】量的主体，且与核电、大型水【shuǐ】电【diàn】、气电【diàn】、煤电、分【fèn】布【bù】式【shì】电源、储【chǔ】电【diàn】等共同【tóng】构成多元化的【de】中国新型电力【lì】系【xì】统。
在传【chuán】统电力管理模式中，体制【zhì】背景是计【jì】划经济或者以计划管理为主，电价【jià】由政府完全控制【zhì】到重点【diǎn】控制，技术背景逐步【bù】发展到【dào】自【zì】动【dòng】化、信息化阶【jiē】段。在供【gòng】需耦合阶段，体制背景将是以市场经济【jì】为主【zhǔ】体，除极【jí】少【shǎo】部【bù】分电价由【yóu】政府控制外基本上以市【shì】场确定，而【ér】技术背景进入到到“云大物移【yí】智”阶段【duàn】。
▲电力需求侧管理变革示意图
判断8： 储能储电决定【dìng】能源及电力【lì】系【xì】统转【zhuǎn】型的进程和形态【tài】，储能将快速、大规【guī】模、在【zài】电网侧【cè】、发电侧、用户侧全面发展【zhǎn】，对【duì】于保障电力系【xì】统稳定，促进能源低碳转型，促进全社会低【dī】碳发展起到关键性作用。
储能的发展不仅解【jiě】决了可再生能源发电、上网及消纳问【wèn】题，而且【qiě】对于提高核电、煤电机组的【de】可靠、经【jīng】济运行都将发【fā】挥重要作用，可使煤电机【jī】组【zǔ】的利【lì】用小时数达到【dào】6000小时，从而【ér】进一步减少了煤电装机【jī】容量，或者促进【jìn】加快淘汰高碳排放的火电【diàn】机【jī】组。多【duō】种储能的【de】快速发展，由【yóu】于具【jù】有替代性，需要【yào】政府部门和企【qǐ】业对火【huǒ】电【diàn】机组的【de】灵【líng】活性改造要有【yǒu】理性考虑，防止大范【fàn】围【wéi】“一刀切”，从而降低机组的高【gāo】效性能。
动力电【diàn】池储电的快【kuài】速发展，由【yóu】于其快速放电【diàn】特性【xìng】，将大为改善电网的调节速度的电能质量，当【dāng】有较大规模的动力【lì】电池【chí】储电用于电网调节时，对于推进电网系统【tǒng】和【hé】整个【gè】电【diàn】力系【xì】统的运行模式具有本质性影响【xiǎng】。
判断9： 电动【dòng】汽车将持【chí】续快速发【fā】展，与电力系形成深【shēn】度互【hù】动，尤其是【shì】智能电动汽车【chē】与新【xīn】型电【diàn】池、充【chōng】电设施的【de】互动性推进，将促进社会生活方式【shì】的【de】重大变【biàn】革【gé】，也进一步促进电力系统加【jiā】快【kuài】向供需耦合的方向“进化”。
判断【duàn】10： 电力系【xì】统将不断演变，2025年左【zuǒ】右电力将是以智能电网为基础的电力系统;2035年【nián】左右将是以智能【néng】电【diàn】网为【wéi】核心【xīn】、能源互联【lián】网为基础的能源系统;2050年左右将是【shì】与其他能量、物【wù】质、交通、信息高度融合的综合性系【xì】统。新电【diàn】气化【huà】时代将成【chéng】为新时【shí】代的主要标志。
以上十个【gè】判断，粗略预计了【le】能【néng】源电力转型的近、中期【qī】特点，以【yǐ】及转型高级阶段初期【qī】电力系统的【de】形态。能源【yuán】电力转型是一个既快速而【ér】又【yòu】漫长【zhǎng】的过程，对此要有【yǒu】充分思【sī】想准备【bèi】。
快速，是指多项技术发展之间相互【hù】促进而【ér】产生的【de】巨大复合效应和物理形【xíng】态往往远超【chāo】人们的预期。泛在互联网、5G通讯、新【xīn】能源【yuán】发电与【yǔ】智能【néng】电网、电—能双向储转【zhuǎn】、智能电动【dòng】汽车、智能制【zhì】造等技术已经降【jiàng】临和正在降临人间，大规【guī】模应用【yòng】在技术【shù】上很快可以实现。
漫长，是指巨大能源系【xì】统转【zhuǎn】型需要一个过程，且这个【gè】过程并【bìng】不【bú】会一帆风顺，不仅受技术瓶颈【jǐng】的【de】制约【yuē】，更受不同利益集团导向所构成的生产【chǎn】关系制约，还受【shòu】国际、国内政【zhèng】治、经【jīng】济、社会稳定形势的影【yǐng】响。十大【dà】趋势则是从社会整【zhěng】体利益【yì】最大【dà】化【huà】角度所做出的思考。
历史将再次证明，能源电力转型将【jiāng】改变世界【jiè】!需要说【shuō】明的【de】是，照【zhào】明为主的电力【lì】、工业化【huà】时代的电力与智【zhì】能化时代的电力的内涵和效用【yòng】是不可同日而语的，以现行的统计【jì】指标系【xì】统和认知模式【shì】来预测未【wèi】来的电力发展难【nán】有可比【bǐ】性【xìng】。正如都是出行【háng】，但【dàn】马车时代【dài】的出行与智能电动车时代的【de】出行，其目的、意【yì】义、功能【néng】完全【quán】不【bú】同【tóng】。
(本文仅代表个人观点)
