一、碳中和對能源創(chuàng)新發(fā)展帶來的挑戰(zhàn)與對策
目前，130多個國家和地區(qū)提出了溫室氣體凈零排放或?qū)崿F(xiàn)碳中和的目標(biāo)，占全球碳排放總量的88%左右，但具體如何實現(xiàn)，還沒有可行的系統(tǒng)性解決方案。我國在核電、風(fēng)電、光伏發(fā)電、水電等清潔能源技術(shù)方面已取得一定領(lǐng)先優(yōu)勢，近年來有力推動了能源綠色低碳轉(zhuǎn)型，但遠不足以支撐未來碳中和目標(biāo)。要實現(xiàn)碳中和，必須要在綠色低碳領(lǐng)域取得顛覆性重大突破，這些顛覆性技術(shù)是要不來、買不來、討不來的，只能依靠自主創(chuàng)新。這些技術(shù)攻關(guān)也不能留待明天去解決，恰恰相反，一步之差就可能造成永遠的落后，科技創(chuàng)新的需求從未像今天如此迫切，這對“十四五”能源創(chuàng)新發(fā)展提出了巨大挑戰(zhàn)。
中央財經(jīng)委員會第九次會議強調(diào)，“要推動綠色低碳技術(shù)實現(xiàn)重大突破，抓緊部署低碳前沿技術(shù)研究，加快推廣應(yīng)用減污降碳技術(shù)。”《規(guī)劃》落實黨中央有關(guān)要求，堅持把創(chuàng)新作為引領(lǐng)發(fā)展的第一動力，瞄準(zhǔn)“雙碳”目標(biāo)，部署了一系列科技創(chuàng)新任務(wù)。一是強化儲能、氫能、碳捕集利用與封存、天然氣水合物等前沿科技攻關(guān)，力爭在新一輪能源變革中取得競爭優(yōu)勢。二是持續(xù)加大風(fēng)電、太陽能發(fā)電、先進核能等研發(fā)力度，鞏固我國在非化石能源開發(fā)利用方面的優(yōu)勢長板。三是進一步提高煤炭、油氣的綠色開采和清潔高效利用技術(shù)水平。四是完善能源科技和產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新體系，實施科技創(chuàng)新示范工程等。
二、化石能源消費增長給碳達峰帶來的挑戰(zhàn)與對策
能源領(lǐng)域碳排放量與化石能源消費量直接相關(guān)。目前我國化石能源消費量仍呈現(xiàn)持續(xù)增長態(tài)勢。“十三五”期間，化石能源消費量增加了約3.7億噸標(biāo)準(zhǔn)煤，其中煤炭、石油、天然氣消費量分別增加了0.4億噸、1.0億噸、1350億立方米左右。2021年，煤炭、天然氣、原油消費量分別同比增加了4.6%、12.5%、4.1%，化石能源消費增長趨勢仍在延續(xù)。根據(jù)需求預(yù)測，“十四五”全國油氣消費還將保持較快增長，遏制煤炭消費增長勢頭也存在很大困難。“十四五”是碳達峰的關(guān)鍵期、窗口期，如何在保障能源安全的前提下有效控制化石能源消費，為2030年前實現(xiàn)碳達峰打好基礎(chǔ)，是“十四五”面臨的重大挑戰(zhàn)之一。
《中共中央 國務(wù)院關(guān)于完整準(zhǔn)確全面貫徹新發(fā)展理念做好碳達峰碳中和工作的意見》明確提出，嚴格控制化石能源消費，實施可再生能源替代行動，確保安全降碳?！兑?guī)劃》貫徹中央文件要求，一方面大力發(fā)展風(fēng)電、太陽能、水電、核電、生物質(zhì)能、地?zé)崮?、海洋能等各類非化石能源，加快替代化石能源，另一方面堅決遏制高耗能高排放低水平項目盲目發(fā)展，嚴格合理控制煤炭消費增長，優(yōu)化天然氣使用方向，推進煉化產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級。通過化石能源與非化石能源“此消彼長”實現(xiàn)結(jié)構(gòu)調(diào)整，完成碳排放控制目標(biāo)。
三、油氣對外依存度攀升對能源安全的挑戰(zhàn)與對策
我國油氣資源比較匱乏，石油、天然氣儲量僅占全球的1.5%、4.5%，而消費量占全球比例高達16.7%、8.6%。目前我國石油、天然氣對外依存度已達到70%、40%以上，“十四五”時期隨著油氣消費量增長，對外依存將繼續(xù)攀升。在原油進口通道方面，原油進口量的70%左右需經(jīng)過馬六甲海峽，運輸鏈安全風(fēng)險較大。與原油相比，天然氣雖然對外依存度相對較低，但對上游供應(yīng)穩(wěn)定性的要求更高，一旦出現(xiàn)供應(yīng)緊張，對冬季取暖等民生需求影響更大。因此，當(dāng)前及今后一段時期，油氣都將是我國能源安全的主要短板。
按照“十四五”規(guī)劃綱要“立足國內(nèi)、補齊短板、多元保障、強化儲備”的要求，《規(guī)劃》重點從以下幾方面提升油氣安全保障能力。一是加大國內(nèi)油氣勘探開發(fā)力度，推動油氣增儲上產(chǎn)。二是完善儲備體系，提升天然氣儲備和調(diào)節(jié)能力，加強安全戰(zhàn)略技術(shù)儲備。三是推進石油消費替代，加快發(fā)展新能源汽車、生物燃料、港口岸電等。四是增強進口多元化和安全保障能力，分散安全風(fēng)險。
四、需求季節(jié)性波動對能源供應(yīng)保障的挑戰(zhàn)與對策
“十三五”時期，我國能源供需總體寬松，但電力、煤炭、天然氣均出現(xiàn)了區(qū)域性時段性供應(yīng)緊張的情況，主要原因是迎峰度夏期間制冷和度冬期間采暖需求陡增，供應(yīng)能力難以滿足尖峰負荷需要。近期全球極端天氣頻發(fā)，2020年12月寒潮天氣襲擊我國中東部地區(qū)，湖南、江西等地電力負荷突破紀(jì)錄，采取了有序用電措施。2021年2月、7月美國得州、加州等地區(qū)先后遭遇嚴寒和極端高溫天氣，部分能源設(shè)施中斷，電力、天然氣供應(yīng)出現(xiàn)危機。如何保障季節(jié)性尖峰負荷和極端天氣下的能源供應(yīng)安全，是全球共同面臨的難題。
《規(guī)劃》兼顧系統(tǒng)安全性和經(jīng)濟性，在合理安排產(chǎn)能建設(shè)規(guī)模的基礎(chǔ)上，一是全面加強能源儲備能力建設(shè)，除油氣儲備外，還要建立健全煤炭儲備體系，多元化發(fā)展安全高效儲能;二是挖掘需求側(cè)調(diào)節(jié)潛力，增加用能需求彈性，重點提高電力需求側(cè)響應(yīng)能力;三是強化底線思維，針對可能出現(xiàn)的極端情況，制定應(yīng)急預(yù)案，提高應(yīng)急安全管控和事故恢復(fù)能力。
五、新能源快速發(fā)展對電力系統(tǒng)帶來的挑戰(zhàn)與對策
隨著碳達峰、碳中和目標(biāo)的提出，新能源發(fā)展將進一步提速?！兑?guī)劃》提出加快發(fā)展風(fēng)電和太陽能發(fā)電。研究預(yù)測到2060年碳中和情景下，風(fēng)電和太陽能發(fā)電等新能源發(fā)電量占比將超過一半，成為電量供應(yīng)的主體。風(fēng)電和太陽能發(fā)電具有隨機性和波動性的特點，出力基本不可控，轉(zhuǎn)動慣量低，電力電子設(shè)備應(yīng)用廣泛，電力供需實時平衡和安全穩(wěn)定運行的難度大幅增加，對電力系統(tǒng)規(guī)劃、設(shè)計、運行提出了巨大挑戰(zhàn)。
中央財經(jīng)委員會第九次會議提出構(gòu)建新型電力系統(tǒng)，是保障新能源快速高質(zhì)量發(fā)展的必然途徑，也是一項長期性系統(tǒng)性工程?！兑?guī)劃》對新型電力系統(tǒng)建設(shè)目標(biāo)提出了階段性安排，到2035年要取得實質(zhì)性成效，“十四五”時期要促進新能源占比逐漸提高，并從源、網(wǎng)、荷、儲四個方面提出了建設(shè)新型電力系統(tǒng)的具體舉措。在電源側(cè)，推進煤電靈活性改造和調(diào)峰氣電、抽水蓄能電站、儲熱型光熱發(fā)電等調(diào)峰電源建設(shè)，提高電源靈活調(diào)節(jié)能力。在電網(wǎng)側(cè)，積極發(fā)展智能配電網(wǎng)、主動配電網(wǎng)、智能微電網(wǎng)、柔性直流電網(wǎng)等，創(chuàng)新電網(wǎng)結(jié)構(gòu)形態(tài)和運行模式。在負荷側(cè)，大力提升電力負荷彈性，促進供需雙向互動。在儲能側(cè)，積極發(fā)展多種技術(shù)路線多種應(yīng)用場景的新型儲能，為新能源發(fā)展提供支撐。
六、系統(tǒng)日益龐大復(fù)雜給優(yōu)化運行帶來的挑戰(zhàn)與對策
我國能源系統(tǒng)規(guī)模龐大而且還在不斷擴張，能源生產(chǎn)和消費總量、發(fā)電裝機容量和用電量均居世界第一位，已建成世界上規(guī)模最大的全國互聯(lián)電網(wǎng)。同時，隨著風(fēng)電和太陽能發(fā)電、儲能、氫能、電動汽車等發(fā)展壯大，能源系統(tǒng)運行特性更加復(fù)雜，儲能和電動汽車的能量雙向流動特征明顯，分布式能源使供給側(cè)和消費側(cè)的界限逐漸模糊，系統(tǒng)安全高效優(yōu)化運行的難度和挑戰(zhàn)日益增加，傳統(tǒng)管理運行模式已不能滿足能源體系轉(zhuǎn)型升級的需要。
近年來，互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云計算、人工智能、區(qū)塊鏈等技術(shù)加速創(chuàng)新，日益融入經(jīng)濟社會發(fā)展各領(lǐng)域全過程。習(xí)近平總書記指出，數(shù)字經(jīng)濟是改造提升傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的支點，要促進數(shù)字技術(shù)與實體經(jīng)濟深度融合，賦能傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級。《規(guī)劃》把加快能源產(chǎn)業(yè)數(shù)字化智能化升級作為推動系統(tǒng)優(yōu)化的重要手段，一是推動能源基礎(chǔ)設(shè)施數(shù)字化，提高能源系統(tǒng)靈活感知和高效生產(chǎn)運行能力，實現(xiàn)智能調(diào)控管理;二是建設(shè)智慧能源平臺和數(shù)據(jù)中心，發(fā)揮能源大數(shù)據(jù)在行業(yè)管理和社會治理中的服務(wù)支撐作用;三是實施一批智慧能源示范工程，探索可復(fù)制可推廣的發(fā)展模式。
七、人民美好生活需要對共享發(fā)展帶來的挑戰(zhàn)與對策
增進民生福祉是發(fā)展的根本目的，能源發(fā)展也不例外，能源安全供應(yīng)為是為了保障人民生產(chǎn)生活需要，綠色低碳轉(zhuǎn)型是為了改善人民生活環(huán)境。近年來，我國能源民生服務(wù)水平不斷提高，全年解決了無電人口用電問題，實施農(nóng)網(wǎng)改造升級和光伏扶貧工程，能源污染物排放量持續(xù)下降，推動空氣質(zhì)量明顯改善。同時，人民美好生活對能源發(fā)展的要求也在不斷提高，比如對電動汽車充電設(shè)施便捷性的要求、北方農(nóng)村地區(qū)對冬季經(jīng)濟清潔取暖的要求、淮河以南部分地區(qū)溫暖過冬的要求等，人民群眾在能源發(fā)展中的獲得感有待增強，能源發(fā)展給老百姓帶來的實惠還不夠。
《規(guī)劃》堅持民生優(yōu)先、共享發(fā)展的原則。一是著力提高能源普遍服務(wù)水平，增強鄉(xiāng)村清潔能源供應(yīng)能力，推動城鄉(xiāng)供能基礎(chǔ)設(shè)施均衡發(fā)展，優(yōu)化充電基礎(chǔ)設(shè)施布局，滿足電動汽車發(fā)展需求。二是提高人民生活用能清潔化水平，提高供電可靠性，強化居民用氣保障力度，持續(xù)推進北方地區(qū)冬季清潔取暖，推動農(nóng)村用能清潔化替代。三是提高能源發(fā)展共享水平，積極推動屋頂光伏、農(nóng)光互補、漁光互補等分布式光伏和分散式風(fēng)電建設(shè)，因地制宜開發(fā)利用生物質(zhì)能和地?zé)崮?，推動形成新能源富民產(chǎn)業(yè)。
八、能源綠色低碳轉(zhuǎn)型對體制機制帶來的挑戰(zhàn)與對策
近年來，我國以電力、油氣領(lǐng)域為重點，持續(xù)推進能源體制機制改革，取得了一定成效，但仍不能充分適應(yīng)能源轉(zhuǎn)型變革的需要。在電力領(lǐng)域，新能源與傳統(tǒng)電源協(xié)同互利發(fā)展的機制還不健全，用戶消納新能源的積極性還沒得到有效激發(fā)，新型儲能的市場主體地位和價格機制還不明確，綜合能源服務(wù)、增量配電業(yè)務(wù)、多能互補等新模式新業(yè)態(tài)由于配套管理機制不完善，進展不盡如人意。為實現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)，今后能源轉(zhuǎn)型步伐將進一步加快，如何破解體制機制障礙，為能源綠色低碳發(fā)展保駕護航，是“十四五”迫切需要解決的問題。
《規(guī)劃》堅持深化改革，充分發(fā)揮市場在資源配置中的決定性作用，更好發(fā)揮政府作用，明確了完善能源體制機制的方向。在促進能源綠色低碳轉(zhuǎn)型方面：一是完善市場體系，創(chuàng)新有利于非化石能源發(fā)電消納的電力調(diào)度和交易機制，引導(dǎo)支持儲能設(shè)施、需求側(cè)資源參與電力市場交易，通過市場化方式拓展新能源消納空間。二是深化價格機制改革，完善風(fēng)電、光伏發(fā)電、抽水蓄能價格形成機制，建立新型儲能價格機制。三是支持新模式新業(yè)態(tài)發(fā)展，破除市場準(zhǔn)入、投資運營、參與市場交易等方面的體制機制壁壘。
結(jié)語
《中共中央 國務(wù)院關(guān)于完整準(zhǔn)確全面貫徹新發(fā)展理念做好碳達峰碳中和工作的意見》《2030年前碳達峰行動方案》和《“十四五”現(xiàn)代能源體系規(guī)劃》對未來能源發(fā)展和轉(zhuǎn)型路徑作了系統(tǒng)性部署。目標(biāo)任務(wù)已經(jīng)明確，但困難前所未有，只有找準(zhǔn)問題，直面挑戰(zhàn)，腳踏實地，下狠功夫，才能推動現(xiàn)代能源體系建設(shè)不斷取得新成效。
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