北大能源研究院：灵活性缺乏、调理力不敷，新型电力系统如何扬长避短？

7月5日，北京大学能源研究院宣布《新能源为主体的新型电力系统的内涵与展望》报告，报告对我国“十三五”电力计划完成情况做了系统剖析。

现阶段我国灵活性电源生长远未抵达预期。2020 年我国煤电灵活性革新机组、气电、抽水蓄能划分为8000 万千瓦、9972 万千瓦和 3149 万千瓦，全都未能完成“十三五”计划提出的 2.2亿千瓦、1.1 亿千瓦和 4000 万千瓦的生长目标。

即便恒久以来我国电力系统生长计划中保存较高的电力电量裕度，能够对近中期吸纳风、光等波动性电源的新增装机提供重要支撑，但在中远期，如果仍接纳旧有生长模式，我国随机性电源过高、灵活性电源缺乏，电力系统宁静稳定运行危害增大的问题会逐渐显现。

我国“十三五”电力计划完成情况

随着“双碳”目标提上日程，以光伏、风电为主的新能源实现爆发式增长，预计到2060 年景物等波动性可再生能源发电占总发电量的比重将凌驾 55%。在某些时刻，波动性可再生能源发电量足以满足系统全部用电需求，甚至凌驾总电力需求。同时也面对数周乃至数月景物着力缺乏或遇到极端天气的情况下，如何满足电力需求的挑战，构建新型电力系统迫在眉睫。

01 新型电力系统的主要特征

新型电力系统是未来新能源为主的我国能源系统的主体，将基础改变目前化石能源为主的生长花样，以低碳、清洁、高效、宁静为基本特征，以高比例可再生能源和电气化、新型储能、氢能、漫衍式能源、智能电网、先进输发电技术、数字技术和新型商业模式、灵活电力市场等为支撑，是实现经济社会高质量生长和应对气候变革的重要解决计划，是构建能源强国的基础，是实现中华民族伟大再起的包管。

新型电力系统需在原有能源系统的基础上实现系统性升级，努力解决生长短板，继续发挥长板优势。报告认为新型电力系统的主要特征体现在全面支撑性、系统平衡性、综合高效性、科技立异性以及国际引领性。

全面支撑性指我国全面实现电代煤、电代油、电代气，建筑、交通、工业等领域终端用能电气化率大幅提升，电力消费中非化石能源占据绝对主导职位。电力行业的相关清洁技术能够助力全社会难以电气化领域的深度脱碳，全方位支撑我国实现双碳目标和社会主义现代化强国建设。

系统平衡性指我国能突破能源系统的“不可能三角”，实现电力供应的宁静可靠、经济可担负和清洁低碳。具体来说，宁静可靠是指海内有富足、稳定、可连续的电力供应，户均停电频率和停电时间低，且上游设备制造所需的稀土资源和矿产资源供应宁静水平高，能够抵御和化解海内外种种政治、经济、突发自然灾害等因素造成的供应中断危害。电力上中下游都拥有较高水平的多样性和灵活调配水平，“源网荷储”协调生长水平高，能够凭据供需变革和内外部的经济社会生长形式的变革实时灵活地调解和匹配。

经济可担负是指电力价格恒久稳定且终端用户可蒙受，能够支撑海内社会经济高质量生长和人民生活水平的连续提高。电力价格的国际竞争力强，投资回报率高，有效吸引国际投资与相助。

清洁低碳是指电力的开发利用以光伏、风电、水电、核电、氢电、生物质、地热、海洋能等绿色无污染的清洁能源为主。清洁能源设备的制造、加工和处理环节爆发较小的情况污染和温室气体排放问题。

综合高效性指清洁能源装备的转换效率高、弃电率低。电力设备生产制造环节的能耗低、污染小，放弃资源的循环综合利用水平高。电力行业有高效运转的市场机制和科学健全的监管体系，实现资源的最优化配置和维护市场主体的正当权益。电力行业的生长以效劳需求侧为导向，综合能源效劳水平高，终端用能效率高，与新一代信息技术和智能技术高度融合。

科技立异性指电力行业全工业链各个环节能够接纳先进的科学技术、坚持领先的技术水平，在前瞻性技术研发方面连续坚持较高的投入，建立国际领先的技术优势，坚持富足的技术储备，推动世界能源技术革命。

国际引领性指在电力进出口、装备投资贸易、国际标准制定、国际产能相助以及气候变革事务上，国家具有较强的影响力、谈话权和支配权，拥有世界一流的新能源和电力企业，且在重要的国际能源和电力组织中充当孝敬者和引领者的角色。

02 新型电力系统远景展望

在新型电力系统建成后，我国电能在终端用能的比重在 70% 以上，非化石能源发电量占总发电量的比重在 95% 以上，电力系统和能源系统之间的界线逐渐模糊，即我国电力系统趋近于能源系统。我国构建新型电力系统分为两个阶段。第一阶段到 2035年，称为构建新型电力系统的 1.0 阶段
；第二阶段为 2036 年到 2060 年，称为构建新型电力系统的 2.0 阶段。

在新型电力系统 1.0 阶段，电力在我国能源系统中的职位获得连续增强，增量能源消费主要以电力消费为主，但总体来看电力仍然不是我国终端用能的主要形式。新增电力需求在“十四五”时期绝大部分由非化石能源满足。在 1.0 阶段，我国新能源装机快速增长，光伏、光热、陆上风电和海上风电的总装机到 2025 年和 2035 年划分达 11.2 亿千瓦和 26.8 亿千瓦，非化石能源发电量占总发电量的比重划分达 43% 和 61%。与之对应的是煤电装机的加速下降，2025 年我国煤电装机抵达峰值 11.7 亿千瓦，随后进入峰值平台期，缓慢下降到 2035 年的 10.6 亿千瓦，其中约一半为利用小时数只有 3000 多小时的调峰机组。

在新型电力系统 2.0 阶段，以光伏、风电为主的新能源开始大规模替代存量化石能源。古板能源机组的角色和燃料爆发巨变，煤电由调峰电源逐渐转变为备用电源，发挥紧急情况下的宁静保供作用。到 2060 年，光伏、光热、陆上风电和海上风电的总装机达 56.3 亿千瓦，包括地热、氢电、海洋能等在内的新兴清洁发电机组总量接近 3 亿千瓦，非化石能源发电量占总发电量的比重达 95%。届时我国淘汰所有燃煤基荷机组和调峰机组，仅在东中部高负荷地区保存约 2 亿千瓦的宁静备用机组。

在构建新型电力系统的生长路径下，我国电力行业二氧化碳排放于 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 年仍约 42 亿吨。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 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 和直接空气捕获）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。

新型电力系统下我国电力生长途径

03 新型电力系统的难点与挑战

开展新一轮技术革命成为摆在我国构建新型电力系统面前最严峻的挑战，这包括新型储能、光热、CCUS、生物质能，以及绿氢制输储运与终端利用体系等。如果这些要害技术不可在未来取得突破性的进展，降低使用本钱，我国构建新型电力系统的历程中将缺乏基础的技术包管，电力系统的宁静、清洁、稳定、高效生长也将无从谈起。

别的，我国在构建新型电力系统的历程中，在差别时期将面临着差别的挑战与困难。在 1.0 阶段，我国将主要面临经济性和高效性的问题。一方面是新能源高速生长配景下系统整体并网消纳本钱的大幅增加
；另一方面是不健全的市场机制导致的电力资源无法实现大规模内的优化配置，以及灵活性资源无法有效发挥对新能源的调理支撑作用。

在 2.0阶段，随着新能源制造本钱和消纳本钱的连续下降，以及市场机制建设的不绝完善，我国将主要面临宁静性问题，这包括波动性电源大规模并网对系统宁静稳定运行造成的攻击，以及新能源制造业中矿产资源和稀土资源宁静稳定供应的问题。

在构建新型电力系统的两个阶段，我国的事情重点都将围绕推动煤电的优化与退出、综合施策提升电力系统灵活性、强化漫衍式能源与微电网的生长花样、大力生长电制衍生品技术和新一代发电与供热技术，以及增进循环经济和“新能源 +”的生长上。但两个阶段的偏重点有所差别，在 1.0 阶段，更多的是偏重调解煤电的生长偏向息争决电力系统灵活性缺乏的问题，以满足大规模新能源并网消纳需求，加速电力行业自身的脱碳进程。在 2.0 阶段，更多的是偏重全新的技术、生产与消费方法、商业模式的生长与推广，以及电力行业与其他行业的深度融合等，以发挥电力行业的基础性职位，发动工业、交通、建筑等各个部分的低碳可连续生长。

为包管新型电力系统的建设，我国需建立现代化的能源治理体系，连续提升政府部分的行政治理水平
；需构建高效运转的电力批发市场和多样化的电力零售市场，包管新能源渗透率不绝提升的电力系统运行的宁静性、可靠性和经济性
；需高度重视科技研发与立异，推进要害能源技术取得突破
；需完善碳市场和可再生能源消纳责任制，以市场化的手段倒逼煤电的转型与退出，提升新能项目的经济性
；需大力推动公正转型和增强宣布道育，以增进经济社会的容纳性生长，调动一切积极因素，探寻构建新型电力系统的最佳实践和最优之路。

以下为报告部分内容：

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