10月11-12日，由南京市人民政府、中國電動汽車百人會共同主辦的“2021第三屆全球新能源汽車供應(yīng)鏈創(chuàng)新大會”在南京國際博覽會議中心召開。本屆大會的主題是“全球變局與雙碳目標下的汽車供應(yīng)鏈”。

在11日下午舉辦的高層論壇上，中國科學(xué)院院士、美國國家工程院外籍院士周孝信提到，總書記提出：我們要構(gòu)建以新能源為主體的新型電力系統(tǒng)。所謂的構(gòu)建，就是構(gòu)建清潔低碳、安全高效的能源體系，構(gòu)建以新能源為主體的新型能源系統(tǒng)。“雙碳”目標和能源轉(zhuǎn)型的戰(zhàn)略目標高度一致，兩個構(gòu)建是實現(xiàn)能源轉(zhuǎn)型的根本措施，是實現(xiàn)“雙碳”目標的基本保證。

以下為演講實錄：

“雙碳”目標下我國能源電力系統(tǒng)發(fā)展前景和儲能的需求，我個人是做電力系統(tǒng)研究的，我國電力系統(tǒng)和電動汽車、新能源汽車關(guān)系非常非常密切，剛才幾位領(lǐng)導(dǎo)的報告已經(jīng)說得很清楚了，就不再重復(fù)。

報告的幾個主要內(nèi)容：

一、我國能源轉(zhuǎn)型的戰(zhàn)略目標和實施路徑；

二、新型電力系統(tǒng)的主要特征和核心指標；

三、“雙碳”目標下我國新型電力系統(tǒng)發(fā)展前景分析；

四、面臨2030年電力發(fā)展的儲能需求。

因為我過去幾年做新一代能源系統(tǒng)和新一代電力系統(tǒng)的研究，總書記提出：我們要構(gòu)建以新能源為主體的新型電力系統(tǒng)，我個人也有很多的體會，所以我想在這次報告里和大家分享我個人的一些體會。

“雙碳”目標的提出，大家都很清楚。所謂的構(gòu)建，我個人理解，落實兩個構(gòu)建，是我國能源轉(zhuǎn)型支撐國民經(jīng)濟綠色發(fā)展的一個很重要的舉措，就是構(gòu)建清潔低碳、安全高效的能源體系，構(gòu)建以新能源為主體的新型能源系統(tǒng)。

“雙碳”目標和能源轉(zhuǎn)型的戰(zhàn)略目標高度一致，兩個構(gòu)建是實現(xiàn)能源轉(zhuǎn)型的根本措施，是實現(xiàn)“雙碳”目標的基本保證。

以新能源為主體的新型電力系統(tǒng)，有哪些主要特征和核心指標呢？我歸結(jié)為五個主要特征和五項核心指標，給大家分享。

1、高比例可再生能源電力系統(tǒng)

我們將來的電力系統(tǒng)一定是高比例可再生能源的，以前都說電動汽車很好，但是用的電主要是化石能源提供的，所以不是一個清潔的。將來的電力系統(tǒng)的發(fā)展，包括現(xiàn)在的發(fā)展，是高比例可再生能源，一定是新型電力系統(tǒng)的一個很主要的特征。

2、高比例電力電子裝備電力系統(tǒng)；

3、多能互補的綜合能源電力系統(tǒng)；

4、數(shù)字化智能化智慧能源電力系統(tǒng)；

5、清潔高效低碳零碳電力系統(tǒng)。

五項核心指標，包括一部分能源的指標，但是搞電力的人應(yīng)該關(guān)注能源。

1、非化石能源在一次能源消費中的比重；

2、非化石能源發(fā)電量在總發(fā)電量中的比重；

3、電能在終端消費中的比重；

4、系統(tǒng)總體能源利用效率；

5、化石能源的二氧化碳排放；

“雙碳”目標清晰后，根據(jù)“雙碳”的目標要求，考慮經(jīng)濟社會發(fā)展對能源電力安全的要求及能源電力技術(shù)進步的要求，設(shè)定三項經(jīng)濟社會和能源發(fā)展的主要目標及變化趨勢。

1、一次能源消費總量；2、非化石能源消費的占比；3、全社會用電量。

右邊的圖，綠色的曲線，表示一次能源的消費總量，2030年達到峰值以后比較穩(wěn)步地下降。

分成三個階段，最初表現(xiàn)在紅顏色的曲線，就是非化石能源占比的變化情況。

第一階段是2021年到2030年，這10年是增長比較慢的。從2030年到2050年是非常非常關(guān)鍵的一個時期，非化石能源的占比要以比較高的速度增長，而且我們也有條件了，2030年以后，通過10年的發(fā)展，已經(jīng)具備了相應(yīng)的技術(shù)條件和電力系統(tǒng)的基礎(chǔ)，所以可以發(fā)展很快，平均每年要增加2.5個百分點。到了2050年以后，2060年碳中和的10年，變化又是比較平緩，將來怎么配合碳中和實現(xiàn)的一個過程。

根據(jù)剛才三項主要的指標以及其他的一些比較確定性的指標，我們做了一個發(fā)展的前景分析，從2020年到2060年這40年的時間。左邊這張圖是裝機容量，右邊這張圖是發(fā)電量。

2025年非化石能源發(fā)電裝機占比超過50%，“十四五”結(jié)束之后。2035年風(fēng)光裝機容量超過總裝機容量50%，這是兩個很重要的點，而且2025年到2030年期間，風(fēng)電光伏裝機容量也超過煤電。

關(guān)于發(fā)電量，是2030年到2035年非化石能源年發(fā)電量超過50%。原來我們曾經(jīng)做過是不是在2030年實現(xiàn)，現(xiàn)在看來有些困難。

2045年到2050年之間，風(fēng)光發(fā)電量超過總發(fā)電量的50%，這個是以新能源為主體的電力系統(tǒng)，以什么樣的量化標志，怎么體現(xiàn)呢？我想就是發(fā)電量50%。2045年到2050年間，新能源為主體，風(fēng)電和光伏超過總發(fā)電量50%。

剛才有兩個指標已經(jīng)是被作為前提條件提出來，3、4、5這三項是經(jīng)過情景分析的結(jié)果做出的，一個是在終端消費中的比重，紅顏色的這條線，從目前占6.7%，增加到80%，我們認為還是比較樂觀，比較快速的增長。藍色的曲線是系統(tǒng)總體能源利用效率，兩個因素帶來了效率的提高，一個是從供應(yīng)側(cè)，非化石能源大量地代替了化石能源，它本身就是意味著效率的提高。因為非化石能源拿來發(fā)電要經(jīng)過熱力學(xué)的定律，效率不可能太高，30~40%左右。而新能源，非化石能源，我們認為它發(fā)出的電就是一次能源的，我們過去叫一次電力，效率是100%的。再一個是需求側(cè)用電側(cè)，用電能替代一些化石能源應(yīng)用的部分，這個本身也意味著效率的提高，這是我們通過模型測算得出的結(jié)果。

左邊這張圖是碳達峰的情況，沒有把具體的數(shù)標出來，但是坐標給出來了，這是通過化石能源燃燒排放的二氧化碳，大概是在2025年之后可以達峰，2030年之前，大概是94億~95億噸。

電力系統(tǒng)是這樣的達峰法，紅色的虛線就是電力系統(tǒng)，主要指的是火電的二氧化碳排放，也是在2025年到2030年之間達峰，接近2030年，因為中間煤電還保留比較多的部分，所以達峰時間稍微晚一點。

下面就把幾個餅圖給大家看一下，一個是2020年的情況，這是實際發(fā)生的情況，左邊這張圖，黑顏色的是煤電的裝機容量，10.8億千瓦，風(fēng)能、太陽能發(fā)電量大概不到7%，這是我們的基礎(chǔ)。

到了2030年，包括一次能源的情況，非化石能源比重，我們按25%來作為一個前提條件，算下來煤電的裝機容量在2030年占32.3%，發(fā)電量占46%。就是說經(jīng)過10年的發(fā)展，可再生能源的發(fā)展也是比較快的，但是煤電依然在起著非常重要的作用。

這是2050年的情況，發(fā)生重大的變化，從2030年到2050年非化石能源的比例大幅度增加，相當(dāng)多的煤電要退出運行。煤電的裝機容量只有2不到2.5億千瓦時，這個數(shù)也是不小的，占3.4%，發(fā)電量是在0.9萬億千瓦時，占5.7%。當(dāng)然，非化石能源太陽能、風(fēng)能的占比比較高了。

這個電力系統(tǒng)帶來很多問題，包括怎么應(yīng)對風(fēng)能、太陽能的發(fā)電帶來很多的波動性、間歇性、隨機性，這就需要儲能，所以下面給大家說一下儲能的分析。

剛才講電動汽車，我們是非常希望電動汽車在充電的時候，能夠起到儲能的作用，通過數(shù)字化、智能化的控制，能夠有序地為電力系統(tǒng)提供儲能的安排。

簡單介紹一下關(guān)鍵技術(shù)，我們列了十項，面向新型電力系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)。其中紅顏色的，安全、高效、低成本新型儲能技術(shù)；清潔高效低成本氫能儲能技術(shù)，主要說這兩項。

根據(jù)2030年的情況，采用一種最簡單的算法，所謂分項計算法，根據(jù)風(fēng)能、太陽能的發(fā)展，分布式還是集中式的，每種要補充多少儲能的安排，等等，分門別類，來做這個統(tǒng)計計算。根據(jù)情景分析算的結(jié)果，僅供參考。

這是剛才把2030年的情況更細一點說出來，2030年電源結(jié)構(gòu)，發(fā)電總裝機38.7億千瓦，風(fēng)電（新能源）裝機比重41.5%，風(fēng)電裝機5.7億千瓦，光伏發(fā)電裝機10.4億千瓦，分布式光伏比重40%，光熱電站0.05億千瓦。

剛才領(lǐng)導(dǎo)的報告中說將來要到8000萬輛電動車，這里只有2500萬，這個數(shù)估計沒有時效性了。

這樣算下來，大概非抽水蓄能所需要的來支持2030年這個規(guī)模的新能源發(fā)展的儲能，總數(shù)大概是1億千瓦，就是100GW。

下面講講氫能，我們做電力的人來說，我們希望我們的可再生能源的發(fā)電規(guī)模化制氫，其生產(chǎn)過程作為電力系統(tǒng)可調(diào)節(jié)的用電負荷，可起到對高比例可再生能源新型電力系統(tǒng)靈活性調(diào)節(jié)的作用，類似于電池儲能，只是電—氫，而不是電—電。

綠氫進一步與能源化學(xué)技術(shù)融合，利用火電廠捕集，規(guī)模化生產(chǎn)便于運輸儲存的甲烷、甲醇、氨等氣體/液體燃料和化工原料，替代石油、天然氣等化石能源，可作為未來高比例可再生能源新型電力系統(tǒng)應(yīng)對中長周期能源電力供需不平衡的一種儲能介質(zhì)。

長期儲能過去是儲煤、儲天然氣、儲石油，將來作為非化石能源，在完全綠色的情況下，儲氫以及利用氫和二氧化碳合成做的一些能源的產(chǎn)品和化工原料，我覺得這一點是特別特別看重。我們希望我們的非化石能源的發(fā)電，包括光伏發(fā)電、風(fēng)電，價格能夠進一步降低，對制氫的效率進一步提高。這個時候，我們就可以大量地進行，成本可能就會低于天然氣的成本，甚至于接近煤電的成本，加上環(huán)境因素，這樣的話很有希望，將來唯一的能夠應(yīng)對可再生能源電力系統(tǒng)，包括2050年、2060年這樣的系統(tǒng)80~90%的非化石能源、可再生新能源。這個不平衡肯定是存在的，目前已經(jīng)有這個現(xiàn)象發(fā)生了，怎么辦？就是靠這樣的方式。

可再生能源電制氫，當(dāng)然主要是生物質(zhì)二氧化碳，這個二氧化碳拿過來制出來的甲烷、甲醇和氨就完全是綠色的。

這是我提出的一個設(shè)想方案，二氧化碳從哪兒來的？是從現(xiàn)有的煤電廠得來的，因為現(xiàn)在有10.8億千瓦的煤電，而且“十四五”期間還有新建一小部分煤電，這個煤電的生命周期還是比較長的，所以要延遲到2040到2050年。這樣的情況下，怎么發(fā)揮煤電的剩余價值，服務(wù)于我們的綠色發(fā)展？我提了這個方案，比如說燃煤混燃生物質(zhì)，現(xiàn)在煤電比例是20%是可以的，如果再高可能有一點問題，這樣的話，二氧化碳就可以是接近綠色的。作為一個生產(chǎn)單元，這個生產(chǎn)單元除了生產(chǎn)電以外，還生產(chǎn)能源產(chǎn)品，包括液體和氣體的燃料等等。電力系統(tǒng)覺得更重要的虛擬電廠可以提供非常強的靈活調(diào)節(jié)能力，因為有發(fā)電，要用電，用電和發(fā)電都是可以調(diào)節(jié)的，這個調(diào)節(jié)的范圍就很大了，來應(yīng)對高比例可再生能源，所以我這個建議提出以后，還有不少人很感興趣，說看看怎么樣進一步地探討。主要還是一個經(jīng)濟性的問題，還有要突破現(xiàn)有體制的束縛，等等，這個是需要進一步研究的。

小結(jié)：

生產(chǎn)目標下情景分析表明：2035年風(fēng)電光伏裝機容量超過總裝機容量50%，2045年到2050年風(fēng)光發(fā)電量超過總發(fā)電量50%。

能源系統(tǒng)和電力系統(tǒng)二氧化碳排放均可實現(xiàn)2030年前達峰，能源系統(tǒng)二氧化碳排放量將在2050年和2060年分別降低為峰值的28%、10.5%，而電力系統(tǒng)分別降低為峰值的25.4%和1.6%，這就為2060年前實現(xiàn)碳中和的目標做出了電力系統(tǒng)的貢獻。

關(guān)于儲能的分析，這是一個總的說法。

大概是1億千瓦（2030年）。

可再生能源電解水制氫的生產(chǎn)過程，作為電力系統(tǒng)中可快速調(diào)節(jié)的負荷，可成為應(yīng)對風(fēng)電、光伏發(fā)電波動性、間歇性的有效措施，部分替代燃料電池的調(diào)節(jié)作用。綠色能源產(chǎn)品，甲烷、甲醇、氨等，以其便于運輸易于儲存的特性，既可作為化工原料，也可作為以新能源為主體的新型電力系統(tǒng)應(yīng)對中長期能源電力供需不平衡的一種儲能介質(zhì)。

我今天的報告就這么多，歡迎大家批評指正，很多是個人看法，不一定對。謝謝大家！

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