隨著清潔能源大規(guī)模發(fā)展、電能占終端能源消費(fèi)比重不斷提高，以電為中心、電網(wǎng)為平臺(tái)的現(xiàn)代能源系統(tǒng)特征更為明顯。電源結(jié)構(gòu)低碳化轉(zhuǎn)型速度日益加快，電網(wǎng)在更大范圍內(nèi)優(yōu)化配置資源的能力進(jìn)一步增強(qiáng)，需求側(cè)資源與儲(chǔ)能在系統(tǒng)運(yùn)行中的角色愈加重要，源—網(wǎng)—荷—儲(chǔ)協(xié)調(diào)優(yōu)化使電力系統(tǒng)對(duì)清潔能源的接納能力更強(qiáng)，有力推動(dòng)清潔低碳、安全高效的能源體系建設(shè)。
在各類轉(zhuǎn)型措施實(shí)施力度相對(duì)平衡的常規(guī)轉(zhuǎn)型情景和電氣化水平更快提升的電氣化加速情景下，基于自主開發(fā)的能源需求預(yù)測模型、多區(qū)域電力系統(tǒng)源網(wǎng)荷儲(chǔ)協(xié)調(diào)規(guī)劃模型和多區(qū)域電力系統(tǒng)源網(wǎng)荷儲(chǔ)協(xié)調(diào)生產(chǎn)模擬模型，我們對(duì)中國電力中長期發(fā)展趨勢形成九大判斷。
電力需求仍有較大增長空間
電力需求總量持續(xù)增長，增速逐步放緩，2035年左右進(jìn)入增長飽和階段，飽和時(shí)點(diǎn)相比于能源需求延后10~15年，2050年電力需求將在當(dāng)前水平基礎(chǔ)上翻番，達(dá)到12.3萬億~14.4萬億千瓦時(shí)，人均電力消費(fèi)達(dá)到8800~10300千瓦時(shí)。工業(yè)部門用電占比逐步下降，2050年仍是最主要的電力消費(fèi)部門；建筑部門用電占比快速提高；交通部門由于用電量基數(shù)太小，盡管電量增長明顯，但在全部用電量中占比仍然較低。
電源裝機(jī)容量保持持續(xù)增長
2050年之前電源裝機(jī)將保持快速、持續(xù)增長，常規(guī)轉(zhuǎn)型情景與電氣化加速情景下，2030年裝機(jī)容量分別達(dá)到28.7億千瓦、36.3億千瓦，2050年裝機(jī)容量分別達(dá)到44.3億千瓦、57.5億千瓦。增量部分以清潔能源為主，電源結(jié)構(gòu)逐步優(yōu)化。兩情景下，2030年清潔電源裝機(jī)容量分別達(dá)到15.4億千瓦、21.7億千瓦，2050年分別達(dá)到35.1億千瓦、46.9億千瓦。
電源發(fā)展呈現(xiàn)“風(fēng)光領(lǐng)跑、多源協(xié)調(diào)”態(tài)勢
陸上風(fēng)電、光伏發(fā)電將是未來發(fā)展速度最快的電源，2050年兩者裝機(jī)占比將超過50%，發(fā)電量占比將達(dá)到40%左右。為解決風(fēng)光大規(guī)模發(fā)展帶來的電力電量平衡與調(diào)峰問題，氣電、水電、核電等并不會(huì)因風(fēng)電、太陽能發(fā)電更具成本優(yōu)勢而停止發(fā)展，但分別受到價(jià)格、資源、站址的限制，增長空間有限；煤電完成角色轉(zhuǎn)換后將繼續(xù)發(fā)揮重要作用，各類電源呈現(xiàn)協(xié)調(diào)發(fā)展態(tài)勢。
電網(wǎng)大范圍配置清潔能源能力增強(qiáng)
全國互聯(lián)電網(wǎng)將在新一代電力系統(tǒng)中發(fā)揮更加重要的作用。一方面，我國能源資源與負(fù)荷需求逆向分布的國情決定了全國范圍優(yōu)化配置資源的客觀需求。另一方面，新一代電力系統(tǒng)需接納更多波動(dòng)性電源，對(duì)系統(tǒng)靈活性提出更高要求，跨區(qū)互聯(lián)電網(wǎng)通過采用更加靈活優(yōu)化的運(yùn)行方式，在全國范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)電力供需動(dòng)態(tài)平衡，將有力促進(jìn)高比例新能源消納利用。電力系統(tǒng)整體規(guī)劃結(jié)果表明，2030年、2050年我國跨區(qū)輸電通道優(yōu)化容量分別達(dá)到3億、5億千瓦左右，“西電東送”規(guī)模呈逐步擴(kuò)大趨勢，并且將以輸送清潔能源為主。電網(wǎng)作為大范圍、高效率配置能源資源的基礎(chǔ)平臺(tái)，重要性將愈加凸顯。
電力系統(tǒng)成本將呈現(xiàn)先升后降趨勢
當(dāng)前至2030年，電力需求保持較快增長，且新能源發(fā)電等新技術(shù)仍處于發(fā)展期，電力系統(tǒng)總成本持續(xù)上升。2030~2050年，電力需求增長逐漸趨于飽和，新能源發(fā)電等技術(shù)日益成熟，系統(tǒng)成本進(jìn)入下降期，此階段能源發(fā)展的低碳性目標(biāo)與經(jīng)濟(jì)性目標(biāo)逐漸重合。相比于電力系統(tǒng)總成本，度電平均成本的達(dá)峰時(shí)間更早，預(yù)計(jì)2050年度電成本約為當(dāng)前水平的一半左右。
長期來看電源布局仍將向西北等優(yōu)質(zhì)資源區(qū)傾斜
能效電廠、需求響應(yīng)與儲(chǔ)能將成為未來電力系統(tǒng)的重要資源電力系統(tǒng)運(yùn)行將呈現(xiàn)源—網(wǎng)—荷—儲(chǔ)協(xié)調(diào)特征電力行業(yè)碳排放強(qiáng)度將大幅降低。
近期受供需形勢與補(bǔ)貼政策等多重因素影響，電源布局當(dāng)以東中部負(fù)荷中心與西部北部資源富集區(qū)并重。但長期來看，鑒于資源儲(chǔ)量與開發(fā)技術(shù)經(jīng)濟(jì)特性等方面的差異，電源裝機(jī)向資源條件更好的西部、北部傾斜是我國能源轉(zhuǎn)型的客觀需要，是全國一盤棋下更為科學(xué)的方案。
能效電廠、需求響應(yīng)與儲(chǔ)能將成為未來電力系統(tǒng)的重要資源
能效電廠有助于挖掘需求側(cè)節(jié)能潛力，是推進(jìn)能源消費(fèi)革命的重要抓手，預(yù)計(jì)2050年規(guī)模將達(dá)約4.5億千瓦。需求響應(yīng)作為一種高效的靈活性資源，對(duì)未來高比例新能源電力系統(tǒng)的優(yōu)化運(yùn)行至關(guān)重要，在常規(guī)轉(zhuǎn)型情景與電氣化加速情景下，2050年分別達(dá)到2.1億千瓦、3.7億千瓦。當(dāng)前對(duì)需求響應(yīng)的認(rèn)識(shí)多局限于削峰填谷、緩解峰荷時(shí)段電力供需緊張形勢，未來其價(jià)值將更多體現(xiàn)在促進(jìn)新能源消納與系統(tǒng)優(yōu)化運(yùn)行。儲(chǔ)能同樣是未來電力系統(tǒng)不可或缺的組成部分，將作為新一代電力系統(tǒng)中重要的靈活性資源，為系統(tǒng)電力平衡、調(diào)峰調(diào)頻、新能源消納等作出重要貢獻(xiàn)。隨著儲(chǔ)能成本逐步下降，我國儲(chǔ)能裝機(jī)容量將持續(xù)增長，特別是在2030年之后儲(chǔ)能將進(jìn)入快速發(fā)展期，2050年將達(dá)3億千瓦以上。
電力系統(tǒng)運(yùn)行將呈現(xiàn)源—網(wǎng)—荷—儲(chǔ)協(xié)調(diào)特征
新一代電力系統(tǒng)中，各類電源、電網(wǎng)、需求側(cè)資源與儲(chǔ)能將存在更多協(xié)調(diào)互動(dòng)，以靈活高效的方式共同推動(dòng)電力系統(tǒng)優(yōu)化運(yùn)行，有力促進(jìn)新能源消納。隨著新能源滲透率不斷提高，氣電、水電、光熱等靈活性電源將發(fā)揮重要調(diào)峰作用，煤電也將更多承擔(dān)調(diào)峰任務(wù)，僅部分高參數(shù)大容量煤電機(jī)組繼續(xù)承擔(dān)基荷。跨區(qū)輸電線路的運(yùn)行方式將更加靈活，有效支撐清潔能源在更大范圍實(shí)現(xiàn)充分消納。需求響應(yīng)與儲(chǔ)能等新興靈活性資源的運(yùn)行方式隨風(fēng)光電出力優(yōu)化調(diào)整，支撐系統(tǒng)優(yōu)化運(yùn)行。
電力行業(yè)碳排放強(qiáng)度將大幅降低
隨著清潔能源發(fā)電量占比逐漸提升，電力行業(yè)碳排放總量在2025年前后出現(xiàn)峰值，峰值水平約為42億噸。2050年排放量降至14億噸，占全國碳排放的比重降至30%以下。單位電量碳排放強(qiáng)度方面，常規(guī)轉(zhuǎn)型情景與電氣化加速情景下2030年分別降至400克/千瓦時(shí)、363克/千瓦時(shí)左右，2050年分別降至114克/千瓦時(shí)、96克/千瓦時(shí)左右，低于當(dāng)前水平的五分之一。（本文由國網(wǎng)能源研究院全球能源互聯(lián)網(wǎng)研究中心提供）
