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(yīng)能力不足、技術(shù)水平落后，逐步發(fā)展為世界上規(guī)模最大、技術(shù)水平先進(jìn)、供應(yīng)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(jìn)入新時代”的重大判斷，電力工業(yè)又面臨著新的發(fā)展機(jī)遇和挑戰(zhàn)。支撐經(jīng)濟(jì)社會可持續(xù)發(fā)展，促進(jìn)能源電力系統(tǒng)向清潔低碳、安全高效能源體系轉(zhuǎn)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(chǔ)，以科技發(fā)展為引領(lǐng)，以方興未艾的能源轉(zhuǎn)型大潮為背景，對能源電力轉(zhuǎn)型提出十大趨勢性判斷。
能源電力轉(zhuǎn)型的特點(diǎn)和判斷趨勢的基本依據(jù)
能源電力轉(zhuǎn)型的特點(diǎn)
歷史經(jīng)驗證明，能源轉(zhuǎn)型既是推進(jìn)能源結(jié)構(gòu)形態(tài)、運(yùn)行模式的根本性變化，也是推進(jìn)人類精神文明和物質(zhì)文明進(jìn)步的重要標(biāo)志。當(dāng)前，世界范圍興起的能源電力轉(zhuǎn)型有以下幾個特點(diǎn)：
?、?體現(xiàn)了人類總是不斷創(chuàng)新、有所發(fā)現(xiàn)、有所發(fā)明、有所創(chuàng)造、有所前進(jìn)的基本規(guī)律。
當(dāng)前，以新能源發(fā)電技術(shù)不斷進(jìn)步為基礎(chǔ)，以互聯(lián)網(wǎng)、移動通信、智能化發(fā)展和應(yīng)用不斷深化為依托，已經(jīng)具備了大規(guī)模能源電力轉(zhuǎn)型的技術(shù)基礎(chǔ)。
② 體現(xiàn)了改變?nèi)祟惷\(yùn)的共同追求。
受百年以來化石能源大量使用所排放的溫室氣體影響，氣候變暖持續(xù)嚴(yán)重，對人類生存環(huán)境造成現(xiàn)實和潛在的重大影響，迫切需要減排溫室氣體成為全人類共同推動能源電力轉(zhuǎn)型的強(qiáng)大動力。
?、?體現(xiàn)了經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展基本價值規(guī)律。
如果能源電力轉(zhuǎn)型所付出的經(jīng)濟(jì)和社會代價太大，不僅難以推動而且難以持續(xù)，正是由于科技進(jìn)步使能源大規(guī)模轉(zhuǎn)型有了可預(yù)見的經(jīng)濟(jì)性和可行性。
?、?本次能源轉(zhuǎn)型是以可再生能源轉(zhuǎn)化為電力和終端能源應(yīng)用的電力化為核心內(nèi)容，因此將其稱為能源電力轉(zhuǎn)型。
判斷中國能源電力轉(zhuǎn)型趨勢基本依據(jù)
①十九大提出的“兩個百年目標(biāo)”及中國經(jīng)濟(jì)、資源、能源轉(zhuǎn)型的基本要求。
黨的十九大提出，要在2020年全面建成小康社會、實現(xiàn)第一個百年奮斗目標(biāo)的基礎(chǔ)上，再奮斗15年，在2035年基本實現(xiàn)社會主義現(xiàn)代化。從2035年到本世紀(jì)中葉，在基本實現(xiàn)現(xiàn)代化的基礎(chǔ)上，再奮斗15年，把我國建成富強(qiáng)民主文明和諧美麗的社會主義現(xiàn)代化強(qiáng)國。兩個百年目標(biāo)是能源電力持續(xù)發(fā)展的強(qiáng)大動力源泉。同時，十九大明確要建設(shè)現(xiàn)代化經(jīng)濟(jì)體系，就是要構(gòu)建綠色低碳循環(huán)發(fā)展經(jīng)濟(jì)體系、生產(chǎn)系統(tǒng)與生活系統(tǒng)循環(huán)鏈接的資源利用體系和清潔低碳、安全高效的能源體系。
②能源發(fā)展的價值觀和方法論導(dǎo)向。
能源價值觀由能源安全、綠色、經(jīng)濟(jì)三個要素構(gòu)成。其中，能源安全是核心，綠色（包括清潔、低碳、生態(tài)良好）和經(jīng)濟(jì)性是兩個重要約束。習(xí)近平總書記指出，面對能源供需格局新變化、國際能源發(fā)展新趨勢，保障國家能源安全，必須推動能源生產(chǎn)和消費(fèi)革命。同時，不論從各國的能源戰(zhàn)略看，還是從能源發(fā)展歷史看，能源轉(zhuǎn)型價值觀的核心都是以保障能源安全為最大目的。
但是，現(xiàn)代化經(jīng)濟(jì)體系中的能源安全如果沒有綠色和經(jīng)濟(jì)性約束是沒有意義的。中國能源發(fā)展的方法論就是“四個革命、一個合作”，即通過生產(chǎn)革命實現(xiàn)能源供給側(cè)的綠色、經(jīng)濟(jì)和多元化，通過消費(fèi)革命實現(xiàn)能源節(jié)約，而生產(chǎn)革命和消費(fèi)革命的主要支撐是科技革命、體制革命與國際合作。
?、鄹鶕?jù)中國國情，中國能源電力轉(zhuǎn)型的關(guān)系，就是要解決好能源電力系統(tǒng)優(yōu)化問題，
即在能源電力生產(chǎn)和消費(fèi)方面做好時間、空間、品種上的優(yōu)化，以達(dá)到能源、經(jīng)濟(jì)、環(huán)境多目標(biāo)博弈的最好結(jié)果。
中國能源電力轉(zhuǎn)型的十大趨勢
趨勢判斷的條件和方法
在時間段上主要以2035年前為主，不超過2050年。在內(nèi)容上主要針對具有一定爭議性或者條件不確定的重大趨勢進(jìn)行判斷。在方法上主要以經(jīng)驗法進(jìn)行定性分析判斷為主。
判斷1： 在能源供給側(cè)，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(jì)上和應(yīng)用上的競爭力，如果將碳價考慮在內(nèi)，競爭能力進(jìn)一步增強(qiáng)。我國能源轉(zhuǎn)型將會改變以油氣替代煤炭的傳統(tǒng)替代階段，加速進(jìn)入非化石能源替代煤炭、石油階段。預(yù)計在2035年左右，非化石能源發(fā)電量約占全電量的50%。
判斷2： 電力工業(yè)的功能性質(zhì)已經(jīng)由傳統(tǒng)的保障國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展及人民生水平提高對電力供應(yīng)的量、質(zhì)要求（公用性、基礎(chǔ)性），拓展為促進(jìn)能源系統(tǒng)綠色化，進(jìn)一步成為能源工業(yè)的主體和循環(huán)經(jīng)濟(jì)的核心。
電力工業(yè)性質(zhì)轉(zhuǎn)變圖（王志軒2009年提出）
判斷3： 在能源側(cè)及電力需求側(cè)，電能占終端能源消費(fèi)比重將持續(xù)提高，預(yù)計到2035年比重將接近40%，2050年超過50%，成為能源消費(fèi)的絕對主體。
當(dāng)前我國與發(fā)達(dá)國家電能在終端能源消費(fèi)中的比重與我國持平，且我國還略高于英國等發(fā)達(dá)國家。這種現(xiàn)象使一些專家認(rèn)為，我國電能占終端能源比重不會再提高。筆者認(rèn)為，發(fā)達(dá)國家天然氣在終端能源消費(fèi)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(dá)到10%，2030年達(dá)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(fèi)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(fèi)中的比重。
2005-2015年電力轉(zhuǎn)化能源及電能消費(fèi)占比
判斷4： 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(fèi)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(fèi)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(fèi)是經(jīng)濟(jì)增長“晴雨表”的穩(wěn)定關(guān)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(dá)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(jìn)程的發(fā)展會持續(xù)下降，但在中長期應(yīng)當(dāng)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(shè)備大發(fā)展和電動汽車的快速發(fā)展，電能應(yīng)用將還會有較大空間。尤其是當(dāng)電能與能源、物質(zhì)反向轉(zhuǎn)換時，電量增長空間更大。
2013年我曾寫文章預(yù)測2020年全社會用電量將達(dá)到7.5萬億千瓦時，在當(dāng)時被認(rèn)為是一個高得離譜的預(yù)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(yù)測，即2030年為11萬億千瓦時，2040年14萬億千瓦時，2050年將達(dá)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(fèi)彈性系數(shù)變化情況
終端電能消費(fèi)比重比較圖
判斷5： 電力發(fā)展約束將發(fā)生根本性變化，我國火電（煤電）機(jī)組的技術(shù)水平已是世界先進(jìn)、甚至領(lǐng)先，污染控制技術(shù)也是世界先進(jìn)技術(shù)，常規(guī)污染排放對空氣質(zhì)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(zhuǎn)變。同時，提高能源轉(zhuǎn)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(lǐng)的節(jié)能減排新階段。
現(xiàn)有的技術(shù)和經(jīng)濟(jì)條件下，常規(guī)污染物排放和有可能造成嚴(yán)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(jìn)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(xué)合理地以環(huán)境質(zhì)量要求（也在不斷變化中）為依據(jù)，以技術(shù)經(jīng)濟(jì)條件為約束，科學(xué)制定排放標(biāo)準(zhǔn)，科學(xué)開展環(huán)境治理。過度的治理要求和不顧條件的擴(kuò)大某種技術(shù)的應(yīng)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(rèn)為單位GDP能耗指標(biāo)方面我國與發(fā)達(dá)國家相比還有較大差距，但這種差距在能源電力生產(chǎn)領(lǐng)域、鋼鐵、有色、建材等領(lǐng)域強(qiáng)度節(jié)能已經(jīng)幾無空間，降低這個復(fù)合性指標(biāo)的值，要在“分母”上功夫，即在經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)上下功夫，而不是在分子持續(xù)加大投入實施節(jié)能改造。
判斷6： 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(diǎn)，以及未來電能與其他能源（如氫）之間互相轉(zhuǎn)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。
判斷7： 電力系統(tǒng)運(yùn)行模式發(fā)生根本性變化，隨著能源電力轉(zhuǎn)型持續(xù)推進(jìn)，能源側(cè)、電力生產(chǎn)和供應(yīng)側(cè)、電力需求側(cè)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(wù)的部分不斷擴(kuò)大。電力需求側(cè)管理（DSM）將逐步過渡到需求響應(yīng)（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(gòu)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(jì)或者以計劃管理為主，電價由政府完全控制到重點(diǎn)控制，技術(shù)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(jì)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(shù)背景進(jìn)入到到“云大物移智”階段。
電力需求側(cè)管理變革示意圖
判斷8： 儲能儲電決定能源及電力系統(tǒng)轉(zhuǎn)型的進(jìn)程和形態(tài)，儲能將快速、大規(guī)模、在電網(wǎng)側(cè)、發(fā)電側(cè)、用戶側(cè)全面發(fā)展，對于保障電力系統(tǒng)穩(wěn)定，促進(jìn)能源低碳轉(zhuǎn)型，促進(jìn)全社會低碳發(fā)展起到關(guān)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(jī)組的可靠、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行都將發(fā)揮重要作用，可使煤電機(jī)組的利用小時數(shù)達(dá)到6000小時，從而進(jìn)一步減少了煤電裝機(jī)容量，或者促進(jìn)加快淘汰高碳排放的火電機(jī)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(jī)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(jī)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(diào)節(jié)速度的電能質(zhì)量，當(dāng)有較大規(guī)模的動力電池儲電用于電網(wǎng)調(diào)節(jié)時，對于推進(jìn)電網(wǎng)系統(tǒng)和整個電力系統(tǒng)的運(yùn)行模式具有本質(zhì)性影響。
判斷9： 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(shè)施的互動性推進(jìn)，將促進(jìn)社會生活方式的重大變革，也進(jìn)一步促進(jìn)電力系統(tǒng)加快向供需耦合的方向“進(jìn)化”。
判斷10： 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(chǔ)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(chǔ)的能源系統(tǒng)；2050年左右將是與其他能量、物質(zhì)、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(biāo)志。
以上十個判斷，粗略預(yù)計了能源電力轉(zhuǎn)型的近、中期特點(diǎn)，以及轉(zhuǎn)型高級階段初期電力系統(tǒng)的形態(tài)。能源電力轉(zhuǎn)型是一個既快速而又漫長的過程，對此要有充分思想準(zhǔn)備。
快速，是指多項技術(shù)發(fā)展之間相互促進(jìn)而產(chǎn)生的巨大復(fù)合效應(yīng)和物理形態(tài)往往遠(yuǎn)超人們的預(yù)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(zhuǎn)、智能電動汽車、智能制造等技術(shù)已經(jīng)降臨和正在降臨人間，大規(guī)模應(yīng)用在技術(shù)上很快可以實現(xiàn)。
漫長，是指巨大能源系統(tǒng)轉(zhuǎn)型需要一個過程，且這個過程并不會一帆風(fēng)順，不僅受技術(shù)瓶頸的制約，更受不同利益集團(tuán)導(dǎo)向所構(gòu)成的生產(chǎn)關(guān)系制約，還受國際、國內(nèi)政治、經(jīng)濟(jì)、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(zhuǎn)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(nèi)涵和效用是不可同日而語的，以現(xiàn)行的統(tǒng)計指標(biāo)系統(tǒng)和認(rèn)知模式來預(yù)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。
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