碳中和的經濟實現路徑

 

        當下，實現碳中和的目標已經鎖定，在服務于目標實踐的過程中，如何化解高比例可再生能源系統“不可能三角”的矛盾，實際上就是要解決“既要、又要、還要”的問題；具體到實施路徑上，則是如何更為經濟地解決新能源的資源特性，以及新能源電力系統的脆弱性問題。

       2019年，國網公司經營范圍內新能源裝機容量占比1/3，最大日波動功率一億千瓦；根據預測，到2050年，新能源發電量占到總發電量一半時，新能源日最大功率波動將達10億千瓦，超過常規裝機容量。這也就意味著，若以現有的技術水平來看，僅靠常規電源調節難以應對新能源日內波動功率，平抑倍數于負荷的新能源裝機帶來的波動，火電、抽蓄、燃機等常規裝機要保證足夠的充裕度并隨時待命，以應對新能源出力的不確定性。

       現在很多業內人士都看好電化學儲能，如果將來要依靠儲能解決新能源波動問題，大概需要幾億千瓦裝機的儲能容量，那么這就涉及到儲能的經濟性拐點和保障程度的問題。我們要認識到，“能解決問題”、和“以技術經濟可行性解決問題”是全完不同的概念。包括源網荷儲在內，我們在技術上研究的很多，但是如何通過政策，把技術落實成經濟可行的手段，我們的研究還遠遠不夠。

       當下，新能源馬上就要進入低價時代，“1毛錢現象”已經成為廣泛的認可和期待，但是一毛錢僅僅是新能源的“產地價”，為了消納1毛錢的尖峰電量，系統要為之付出多大的代價才能實現新能源的全額消納？

        電力系統是世界上最復雜的人造系統，有序運行100多年來的電力系統，設計基礎都是以發電跟蹤負荷實現電力電量平衡，包括火電機組在內的常規機組最小出力都是根據負荷的波動來確定。但是當新能源加入系統，發電已經跟蹤不了負荷，負荷的活躍性也在日益增強，傳統的變流器思維已經難以駕馭高比例可再生能源系統的高效安全運轉。

       我們需要擺脫慣性思維，摒棄外圍拓展的思路，從傳統的電源轉型、電網轉型這些相對獨立的做法跳脫出來，切換到電力系統轉型的思維。其中的關鍵在于進一步明確新能源的責、權、利匹配，盡早出臺一系列適合新能源健康發展，由新能源作為主力電源的電網技術標準。畢竟電網沒有消納新能源的能力，只有電力系統才真正擁有消納新能源的能力。

       面對日益增長的新能源裝機占比，通過保證常規機組正常出力來確保系統安全的做法顯然不能再加以沿用。在電力系統的經濟轉型路徑中，必須要利用好新能源控制可塑性的特點來調節系統的安全或增加系統的安全可靠性。在這個層面上，電力市場的建設和市場規則的設計變得尤為重要，因為這不僅是關系到備用容量、調峰等輔助服務的合理補償問題，同時，涉及到節點的支撐能力等問題都應加緊研究，否則一旦沒有人愿意提供輔助服務，新能源的電量便無法獲得，系統的穩定運行更是無從談起。

       黨的十九大提出，要構建清潔低碳安全高效的能源體系，習近平總書記也在近期明確了碳達峰和碳中和的時間節點，電網企業也在2019提出了能源發展兩個“50%”的目標。為了達成這些愿景，從我國的資源上來看足夠充裕，從系統構架來看足夠堅強，但是在發展路徑的選擇上，是借著東風大力發展新能源，還是先勻速發展，等技術進步、市場建設齊頭并進時再實現目標，我難以給出確切的答案。但是我認為，應對復雜不確定的條件和系統，高度優化的手段只會增加系統的脆弱性，越是紛繁復雜的時候，就越要強調規劃的嚴肅性和整體性，以此來確保目標和愿景的如期實現完成。（本文部分內容收錄自郭劍波院士在2020年中國電力技術經濟高端論壇上的講話，未經本人審定）