新型电力系统能为碳减排带来哪些根本性变革?

　　我国能源转型呈现多元化、低碳化、分散化、再电气化、数字化、智能化和全球化的“七化”特征。7月11日，中央全面深化改革委员会第二次会议审议通过了《关于推动能耗双控逐步转向碳排放双控的意见》《关于深化电力体制改革加快构建新型电力系统的指导意见》等重要文件，对于我国能源电力发展，尤其是推动能耗双控逐步向碳排放双控，加快构建清洁低碳、安全充裕、经济高效、供需协同、灵活智能的新型电力系统，更好推动能源生产和消费革命，保障国家能源安全等具有重要而深远的意义。

　　“十四五”时期将以降碳为重点战略方向，产业变革发展趋势的主要方向是从化石能源向清洁低碳能源转变。因此，在生态环境质量由量变到质变的关键时期，调整能源结构和化石能源清洁利用是碳减排的关键举措，发展清洁低碳能源是能源转型的主要方向，新型电力作为清洁低碳能源，能够在促进经济社会全面绿色转型和高质量发展中发挥重要作用。

　　新型电力系统能够对碳减排带来哪些积极作用?

　　第一，能够发挥我国资源优势，促进清洁低碳技术革新。新型电力系统转型是实现“双碳”目标的重要途径。目前，我国化石能源主导的能源电力系统存在诸多问题，包括环境污染、能源及经济安全隐患、科技创新水平不高、能源市场机制滞后、缺乏国际话语权等。而我国拥有世界领先的新能源全产业链和供应链制造能力，资源储备丰富、分布范围广。由此可见，构建新型电力系统将最大程度发挥我国制造业的强大优势，实现能源的充足、安全、可靠供应，抵御各种突发的地缘政治风险，保障我国能源安全。同时，新型电力系统可以实现电力行业清洁低碳转型，因地制宜发展新能源和其他非化石能源发电，推进“电—能—材—化”转换。在电力、工业、交通、建筑等“两高”行业中，利用新型低碳、零碳、负碳技术，可以有效提升电气化技术水平，促进能源经济社会转型。

　　第二，能够满足对电力行业碳排放监管工作的需要。减碳的根本途径在于清洁能源对煤炭发电的稳步替代，同时减少化石能源开采、运输、加工和消费带来的土地沉降、水质污染、大气污染、噪声污染等一系列生态环境问题，满足于政府部门对电力行业碳排放管理工作的需要。这一方面将加速电力行业的减污降碳，充分发挥工业、建筑、交通等行业电气化过程中的减排效益。另一方面将重塑全社会的生产方式和用能方式，推动电、电基燃料及原料全面代替煤炭、石油和天然气。不仅将促进电力行业有序放开输配以外的业务，调动市场活力，还原电力能源如电力现货、碳期货等商品属性，还能建立起合理的成本分摊机制和利益共享机制。随着绿电消费激励约束机制逐步完善，绿电、绿证的市场化、金融化属性将逐步凸显，并发挥出绿色低碳的价值导向，将大力推动碳市场和绿证交易市场的建设，促进两个市场有机融合，使得化石能源在环境社会责任(ESG)当中实现社会成本内部化，体现可再生能源、清洁能源的绿色溢价。

　　第三，通过数智赋能，提升碳市场数据质量和管理水平。以数字信息技术为驱动，利用大数据、云计算、人工智能、数字孪生等服务于电力系统的管理和运维全链条监管，能够提升数字化、网络化和智能化水平，从而促进电力系统源网荷储协同互动。充分利用好新型电力系统对碳市场管理信息的采集和共享，推进建成一个高效运转的全国碳市场，并做好与可再生能源消纳责任制、大气污染防治、能源消费总量控制等政策的协同和融合，以减少政策之间负面的影响，形成合力共同推动我国能源经济转型，为实现绿色可持续发展发挥重要作用。

　　第四，促进新能源等灵活性资源合理配置及供应。根据北京大学能源研究院发布的《新能源为主体的新型电力系统的内涵与展望》报告，在构建新型电力系统的发展路径下，预计我国电力行业二氧化碳排放将于2025年左右达峰，峰值约45亿吨，2025—2028年碳排放处于峰值平台期，到2030年仍为42亿吨左右。2030年之后，我国电力行业二氧化碳排放呈加速下降趋势，若不考虑碳捕捉、利用及封存(CCUS)技术在电力行业的利用，到2035年我国电力行业碳排放约39亿吨，到2050年约20亿吨，到2060年约3亿吨。若考虑CCUS(包括BECCS和直接空气捕捉)技术在电力行业的利用，到2035年我国电力行业碳排放约35亿吨，到2050年约7亿吨，到2060年实现负排放。如果在全球范围内合理利用新型电力系统，全球净温室气体排放总量将在2032年达峰，净排放量达到497亿吨二氧化碳当量，之后逐步下降。而传统发展模式在2060年净排放仍有371亿吨二氧化碳当量，在新型电力系统的发展模式下2048年温室气体净排放量为0，全球将实现净零排放，并继续稳步向好。

　　推动构建新型电力系统的建议

　　加强科技创新，加快数字化转型。一是以数字电网和科技创新推动构建新型电力系统。着力抓好重大关键技术科技攻关，结合电网异步“五高”特点，做好新型电力系统关键技术攻关顶层布局，设立一批重大科技专项。对CCUS等技术加强政策引导，激发创新潜力，打造新型电力系统多维技术路线。二是强化数字技术平台支撑。通过综合利用大数据、人工智能和新一代信息技术，打造数字技术平台，为新型电力系统建设提供充足的“算法+算力”支撑。加快数字化转型，打造高弹性、数字化、智能化的电力系统“大脑”，为清洁资源优化配置、碳中和支撑服务提供技术保障。

　　开展不同电源结构下碳排放量和碳价优化分析。新能源发电存在靠天吃饭、随机波动，有效容量低，影响电力系统安全稳定运行以及极端天气下能源保供等问题。研究对于新型电力系统调整优化电源结构所带来的碳减排效果与碳定价优化机制，以及不同电源结构下碳排放量和碳价之间的对比分析，对我国未来高质量发展并实现“双碳”战略目标具有重要理论和实践意义。通过构建电力生产消费和碳价优化系统动力学模型，对我国电力行业生产进行模拟仿真，从电网稳定运行的技术可行性，投资、运营、燃料费用等总投入的经济可行性，以及碳排放的刚性约束性三个维度，评估不同技术参数导致的生产成本、发电量等变化和CO2减排潜力，采用化学储能为主、机械储能为辅的方式保证未来电力供应。

　　完善碳市场监管和信息披露。一是不断完善碳市场的基础建设工作，建立健全法律法规，明确各部门管理职能，加强排放数据的核查，构建有效的监管体系和信息披露制度，对未履行监测、报告、核查、履约等行为的企业加大奖惩力度，并加强社会监督。二是尽快推动从“基于强度”的配额分配向“基于总量控制”的配额分配转变。总量控制下的配额总量收缩路径与碳达峰碳中和总体实施路径一致，能够倒逼电力行业的清洁低碳发展。三是做好与大气污染防治、能源消费总量控制等政策的协同和融合。通过大数据、云计算、物联网、人工智能等数字技术赋能，对风、光、水、火、气等不同能源发电、输电、用电全环节的碳排放数据进行精准监测与追踪，以实现对电力工程建设所涉及各要素的碳排放趋势预测、碳达峰路径评估。四是建立碳排放强度实时数据的计算发布平台，探索建立不同区域级别(区域级、省级、市级)的月度碳排放强度等数据，在平台上定期发布，以供决策中参考或社会各界研究。

　　完善碳市场交易机制。一是通过不断完善发电行业的碳市场交易机制，以市场化的手段倒逼煤电转型与退出，提升新能源项目的经济性。全国碳市场在建设完善过程中，要注重与电力市场的深度融合。二是构建电—碳协调促进的统一市场，形成高度竞争的市场体系、价格体系和交易体系，促进绿色低碳产业发展，创造新的商业融资模式，从而摆脱化石能源依赖。逐步将其他非电高耗能行业、银行和基金等金融机构纳入碳市场之中，使市场主体多元化，活跃市场交易，增强市场流动性。三是大力推动碳市场和绿证交易市场的建设，促进两个市场的有机融合，使得化石能源在ESG当中发挥社会成本内部化的作用，体现可再生能源、清洁能源的绿色溢价。

　　建设电力行业“双碳”决策平台。建议建立电力行业“双碳”决策平台，实现电厂“机组—企业—区域”与环境监管业务之间相互融合，充分利用系统动力学的电力生产消费和碳价优化模型、数字孪生等技术，加强与碳排放配额核定、碳资产管理、碳交易市场等数据应用及共享，支撑新型电力系统与碳交易市场综合应用分析，从而促进市场间协调互动，提升能源合理化利用效率。

　　作者：臧元琨 张波 单位：生态环境部信息中心

　　来源：中国环境报