當前能源行業最大的事情無疑是如何落實2060年碳中和目標，而電力系統又是“關鍵命門”，如果做好了，電力系統還可以成為全社會實現碳中和的表率。

目前電力部門是我國碳排放的主要來源，有數據顯示，2019年電力碳排放42.27億噸，占全社會排放總量的43%。而電力部門實現碳中和目標的難度相對工業領域來說較低，所以被大家視為推動低碳轉型的“明星”部門。根據中電聯發布的《中國電力行業年度發展報告2020》，以2005年為基準年，從2006年到2019年，通過發展非化石能源、降低供電煤耗和線損率等措施，電力行業累計減少二氧化碳排放約159.4億噸，有效減緩了我國二氧化碳排放總量的增長；其中，供電煤耗降低對電力行業二氧化碳減排貢獻率為37%，非化石能源發展貢獻率為61%，表明非化石能源將成為推動碳減排的主力。由史知今，未來電力系統落實碳中和目標依然要以大規模發展非化石能源為主。

在這樣的背景下，本文對未來電力部門努力的方向和主要手段進行了簡要梳理，如下：

1、可再生能源大規模并網

要實現2030的碳達峰，2060的碳中和目標，交通、工業等領域的化石能源會被電力大規模替代，這些增量需求主要將靠可再生能源發電來滿足。據統計，到2019年底我國可再生能源發電裝機達到7.94億千瓦，其中，風電、光伏發電首次“雙雙”突破2億千瓦;可再生能源發電裝機約占全部電力裝機的39.5%，同比上升1.1個百分點。有專家預測，2060年中國的電力需求可能會達到目前的三倍以上，超過20萬億度電，以年發電2000小時計算，需要100億千瓦左右的裝機，折算下來未來40年平均每年需要新增2億千瓦以上的新能源裝機。

德國是目前可再生能源大規模并網做得比較好的國家。2019年德國全年發電量中可再生能源發電量占比為40.1%。為做好可再生能源并網，德國進行了多方面探索。其中，在電網側，德國做了大量工作。第一，優化電網規劃、運行和建設，積極發揮電網消納作用。第二，在規劃中考慮了額外的棄電裕度，極大地降低了電網消納可再生能源發電的成本。第三，減少電網運行的備用容量需求，挖掘和發揮系統的靈活調節潛力。此外，建立在德國以及全歐洲的靈活電力批發市場、零售市場，對于提升系統運行效率和可再生能源消納非常重要。

對我國而言，做好可再生能源大規模并網要做好以下幾方面的工作：

（1）通過電力數字化、電力新基建等建設更加靈活的電力系統，實現供需兩端的深度互動；

（2）在提高系統運行效率方面深度挖潛；

（3）發展各種能源儲存技術（抽水蓄能，電化學儲能，能源與氣體轉換，能源與熱力轉換技術等）；

（4）積極挖掘可再生能源之間互補的潛力（如大型水電站和光伏電站的水光互補）；

（5）繼續現貨市場等電力市場建設和改革。

按現有中國的發展速度與經驗，我們一定會提前達到“2060年前實現碳中和”這個目標，中國的新能源行業的發展可能再一次給人們帶來驚喜。

2、火電靈活性改造

火電的靈活性改造與我國新能源發展息息相關。當新能源在電網中的比例逐漸擴大時，對調峰電源的需求也逐漸升高，而對于以煤炭為主要一次能源的國家而言，高調節性的煤電廠就成為了最為現實的可行選擇，而這也是國家推進煤電靈活性改造的主要原因之一。

當前，火電面臨產能結構性過剩的風險，新能源面臨極大的消納壓力，火電靈活性改造無疑是“一石二鳥”，可以同時解決這兩個問題。提高火電機組靈活性還要考慮節能減排，要保證機組在實現安全、高效、清潔、經濟的調峰能力的同時，又能降低污染物排放總量，最終真正實現靈活性改造的價值。

目前很多地區已經將火電靈活性改造提上了日程。例如，作為煤電大省的山西省能源局2020年4月發布關于加快推進煤電機組靈活性改造的通知，其中指出：原則上各集團煤電機組的調峰能力應與新能源裝機容量相匹配，2020年底各發電集團煤電機組改造容量應不低于本集團的新能源裝機容量。自2020年起，對于新投產的熱電聯產機組，或改造為供熱機組的現役煤電機組，應對機組實施靈活性改造，具備深度調峰能力。

3、電源側儲能

隨著可再生能源大規模并網，儲能無疑將迎來大發展，尤其是電源側儲能。近年來，儲能成本迅速下降，尤其是2020年以來電源側儲能成本下降迅速。根據2020年以來的部分案例梳理，（1）風電配儲能成本四個月下降三成左右：從2020年1月份最高2.549元/Wh到5月已經降到最低1.643元/Wh；（2）光伏配儲能成本三個月下降近30%：2020年11月青海光伏競價項目儲能投標價格均價約1.134元/Wh，較7月份已經下降了約28.6%；（3）火儲調頻成本一年下降20%以上：2020年最低價5.14同比2019年最低價6.53。除電源側儲能外，在碳中和的要求下，電網側和用戶側儲能也會進入發展的快通道。

對于儲能的未來，落基山研究所2020年發布的《零碳中國?綠色投資：以實現碳中和為目標的投資機遇》報告預測，在碳中和目標下，2050年，中國光伏和風電將占到電力總裝機量的70%。相應地，電化學儲能將由2016年的189MW增長到510GW，年均增長率達26%。另據中關村儲能產業技術聯盟（CNESA）的預測，保守場景下2021-2025年中國新型儲能（除抽水蓄能外）復合增長率將保持在55%左右，2025年，中國市場儲能裝機規模將達到60GW，新型儲能（除抽水蓄能外）市場的累計裝機規模將超過20GW；理想場景下，2021-2025年中國新型儲能（除抽水蓄能外）的復合增長率將超過65%，2025年，中國市場儲能裝機規模將達到100GW，新型儲能（除抽水蓄能外）市場的累計裝機規模將超過30GW。

從這些預測中可以看出，能源行業對儲能的發展抱有很大的期待，其中電源側儲能可能伴隨可再生能源的大發展成為近中期的亮點。

結語

總之，電力系統要做碳中和的排頭兵，無疑要做好可再生能源大規模并網，火電靈活性改造、電源側儲能等也要同步跟進。當然電力系統非常復雜，本文僅是舉了幾個關鍵點，并未做系統性的分析，更多的問題留待未來繼續探討。

過去有專家認為綠色、經濟性、安全性是能源領域的“不可能三角”（即這三點不可能同時實現），但是可再生能源發電、儲能、電網等各方面的技術進步以及市場機制、商業模式的創新有可能使這個“不可能”變為“可能”。

未來充滿無限可能。

（江曉蓓 冉澤）