這是一次龐大的能源體系變(biàn)革，不僅需要新能源、儲能、氫能、特高壓等能源自身技術的進步，還需要能夠支撐新型能源體系的其他技術創新，比如智慧控制技術、區塊鏈技術等。同時，還要創新商業模式，優化電動車分時充放電，提高充電樁布局密度，布局更多加氫站等，充分利用現有的電力系統挖掘潛力，減少投資，提高效率，推動新興産(chǎn)業的發展
。

文丨第一财經(jīng)  作者丨時家林

下一步關(guān)鍵要解決新能源不穩定的問題，加速非化石能源對(duì)化石能源的替代。

人類發展曆經三次能源革命，第一次以蒸汽機的發明和應用爲标志，第二次以電(diàn)的發明和應用爲标志。前兩次能源革命是以煤炭
、石油和天然氣等化石能源爲主，第三次則是以風光發電(diàn)爲主的新能源的開發和應用，逐步實現“非化石能源對(duì)化石能源的替代”。

中國作爲全球最大的化石能源消費國，推動第三次能源革命，相比發達(dá)國家更具緊迫性和艱巨性。除瞭(le)生态環保和資源瓶頸問題
，預計2020年我國原油和天然氣對外依存度将高達(dá)70%和50%，而且持續攀升，在複雜的國際環境下，能源安全不容樂觀，實現自給自足、找出一條替代化石能源的路徑才是根本。

2014年，習近平總書記就提出瞭(le)“四個革命，一個合作”的能源安全新戰略，爲我們加快推進能源革命指明瞭(le)方向，提出瞭(le)更高要求。要完成這一重大曆史任務，必須加快構建起順應能源革命發(fā)展趨勢、符合我國發(fā)展階段和能源基本國情的現代能源體系。

第四次工業革命爲第三次能源革命創造瞭條件

當前,以新能源、智能化、新材料、物聯網等技術爲主要驅動力的第四次工業革命正席卷全球,並(bìng)加速推進第三次能源革命。新能源、智能電網，儲能、儲熱、儲冷，以及電動車與氫能産業快速發展，傳統能源生産和消費方式将發生革命性變(biàn)化，加速非化石能源對化石能源的替代。

1.風(fēng)光電(diàn)爲主的新能源量足價低，是替代煤油氣的最佳“一次能源”

我國風光資源豐富，内蒙古、青海等西北地區開發六十分之一，即可滿足全國當前全部能源需求。以青海柴達木盆地爲例，26萬平方公裏的戈壁灘，光伏理論裝機高達100億千瓦。新能源綜合價格從(cóng)10年前的1元/千瓦時降到瞭(le)現在的0.3元/千瓦時左右，而且還在下降。

2019年我國新能源裝機突破4億千瓦，位居世界第一。目前，由國家電(diàn)投爲主實施的全球首個最大平價風電(diàn)項目——内蒙古烏蘭察布600萬千瓦風電(diàn)送京津冀項目，世界首條100%清潔能源特高壓配套工程——青海海南州千萬千瓦級風光水多能互補(bǔ)送河南項目開工建設，上網價格均低至火電(diàn)水平。實踐證明，大規模開發西北地區新能源，通過特高壓輸送到東部地區，技術和經濟性都是可行的。

電(diàn)是最清潔、最便利的能源利用方式。相比化石能源高溫高壓、熱能、動能、電(diàn)能的轉化過程，新能源可實現風光能在常溫常壓下向電(diàn)能的直接轉換，過程簡單(dān)
、無碳，具有較好的經濟性。因此風光電(diàn)爲主的新能源是替代煤油氣的最佳“一次能源”，将成爲第三次能源革命的主角。

2.新技術的發(fā)展，使“風光電(diàn)爲主的新能源替代煤油氣爲主的化石能源”的條件越來越成熟

谷電制氫。當前燃料電池及電解制氫技術快速發展，主要設備和材料逐步國産化，成本快速下降。随著(zhe)大規模採用新能源制氫，預計2025年氫能車成本将低於(yú)燃油車。目前
，國家電投自主研制的首台燃料電池大巴正式下線，全球規模最大的電解水制氫項目在北京延慶啓動，項目採用“2毛錢谷電制氫”，氫能車運行成本基本與燃油車相當。如實現北京市“公交、物流重卡全部氫能化”，預計可減少北京市三分之一的燃油消耗
，将爲我國規模化制氫，以及利用氫能調峰儲能
，以氫代油探索出新模式。

谷電供熱、供冷。10千瓦時電能産生的熱值與1立方天然氣熱值相當，以北京爲例，一個冬季電制熱耗電100千瓦時/平方米，採(cǎi)用低谷電制熱、儲存再利用，熱力成本約25元/平方米
，與天然氣相當。如北京市8.7億平方米供熱全部電能替代
，可替代全市接近二分之一的天然氣消耗
，增加電量870億千瓦時，相當於(yú)2019年全市用電量的80%。如採(cǎi)用熱泵技術，比電制熱效率還可以提高3~5倍。國家電投正在昌平寶之谷園區開展低谷電替代天然氣供熱、供冷試點，成本下降達20%，對我國構建消費側儲能模式具有示範意義
。

電動車儲能發電。電動車的運行成本已經大幅低於燃油車，未來将是一個海量的儲能系統，可以低谷充電、高峰向電網售電。預計2030年，我國電動車保有量或超1億輛，可達50億千瓦時的儲能規模，相當於北京市15天的電量消耗，将對儲能産業和能源體系帶來深刻的變化。

正在開展的液流電池、锂電池等化學儲能的研發和升級，一旦經濟性突破
，發電、電網及用戶側(cè)均可利用。智能化、互聯網、大數據、雲計算等新技術的出現
，将融通電力網、熱力網、交通網，形成能源互聯網，助力新能源
、儲能、儲熱/冷、氫能、電動車等新産業的快速發展，提升能源配置效率
，實現能源體系從量變(biàn)到質變(biàn)。

構建電爲核心的能源體系，實現“代油代氣代煤”

現階段我國一年的能源消費總量約35億噸(dūn)标煤（扣除原料用煤後），一次能源消耗煤炭17億噸(dūn)，石油6億噸(dūn)，天然氣2800億立方米。折合成電(diàn)能約12萬億千瓦時，其中電(diàn)力消耗7萬億千瓦時，石油折算約3萬億千瓦時，天然氣及散煤折算約2萬億千瓦時。

要實現風光電(diàn)爲主的非化石能源替代煤油氣爲主的化石能源，必須滿足兩大條件
，一是風光電(diàn)爲主的新能源充裕且有經濟性；二是解決新能源的不穩定性問題。目前，通過在西北部風光資源富集地區大規模開發新能源送至東(dōng)部地區，與化石能源相比有經濟性。下一步，關鍵要解決新能源不穩定的問題，加速非化石能源對化石能源的替代。

傳統電力系統是“發輸用”同時完成，發電規模按照最大負荷來配置，發電側随著(zhe)用電需求的變化而調節，有多少需要就發多少電；且爲滿足安全運行，需要預留較大的備(bèi)用容量，導緻目前電力系統的運行效率較低
，不超過50%。

新能源的不穩定，緣於其出力隻能随天氣和季節引起的風、光大小而定，不能随負荷大小來變化，與現有的電力系統特性相悖
。要解決這個問題，不是單一技術突破就可以解決的。要對現有的電力系統進行變革，由“發輸用”同時完成的傳統模式，轉變爲“發輸儲用”的全新電力系統，系統的負荷大小可以随著發電側新能源的出力而調整。

新型“發輸儲用”電力系統中，電制氫、電制熱/冷、電動車充放電，不僅是替代煤油氣爲主化石能源的過程，更重要的是起到儲能和系統負荷調節的功能。當電力系統處於(yú)低谷階段或風光等新能源充裕時，啓動上述“儲能”負荷，當系統負荷處於(yú)高峰時段或風光等新能源出力較低時，暫停這部分負荷。從代油、代氣、代煤的電量看，系統可以滿足調節需求，這樣完全改變瞭(le)現有電力系統“即用即發”的特性，可以适應風光等新能源的出力特點，徹底解決其間歇性、不穩定的問題，同時上述模式的“儲能”使得電力系統更加安全，備用容量大幅減少，系統效率大幅提升，持續增加電力在終端消費的比重，促進風光電爲主的非化石能源消納。這個過程将分兩步走：

第一步，推動消費側(cè)儲(chǔ)能，提高現有電力系統效率，實現電能代油代氣。目前，我國電力裝機20億千瓦，日間最大負荷約12億千瓦，夜間最低負荷僅有6億千瓦，電力系統整體效率隻有50%。如果把氫、熱、冷組織在電網低谷時段生産，可大大提高電力系統效率。當效率從50%提高到80%時，相當於(yú)可以增發4萬億千瓦時電能
，可以通過挖掘存量潛力、不改變現有電力系統，實現油氣化石能源的替代。這樣既完成瞭(le)電能向不同能源形态的轉換和儲存，實現瞭(le)電能的“時間轉移”，也大幅提高瞭(le)電力系統的運行效率和新能源的消納比例。另外，氫能車、電動車也可以在負荷高峰時段或電網特殊需要時，向電網發電，可以發揮調峰等作用。

第二步，代油、代氣、代煤同步推進(jìn)，實現對(duì)化石能源的全面替代。随著(zhe)儲能技術的進步，在上述制氫、制熱/冷等儲能實施代油代氣的基礎上，一旦成本問題解決，化學儲能将會大規模部署在電力系統，並(bìng)完全實現對化石能源的替代。

有關建議

風(fēng)光爲主的非化石能源替代化石能源，不是一蹴而就的，是一個巨大的系統性工程，不僅需要技術的進步，也需要商業模式的創(chuàng)新和政策的扶持。

一是進一步拉大峰谷電(diàn)價(jià)差。現階段電制氫、制熱/冷等代油代氣，尚處於(yú)替代的“臨界點”。當電價在0.2~0.3元/千瓦時内，電能替代油氣才有經濟性。建議完善峰谷電價政策，尤其是降低低谷電價，鼓勵和支持谷電、新能源制氫、制熱、制冷、充電等商業模式；出台政策，推動儲電、儲氫、儲熱、儲冷等配套産(chǎn)業的發展。

二是鼓勵(lì)技術創(chuàng)新和商業模式創(chuàng)新。這是一次龐大的能源體系變(biàn)革，不僅需要新能源、儲能、氫能、特高壓等能源自身技術的進步，還需要能夠支撐新型能源體系的其他技術創新，比如智慧控制技術、區塊鏈技術等。同時，還要創新商業模式，優化電動車分時充放電，提高充電樁布局密度，布局更多加氫站等，充分利用現有的電力系統挖掘潛力，減少投資，提高效率，推動新興産(chǎn)業的發展。

三是加大西部新能源的開(kāi)發(fā)及政策支持力度。建議加快西部大規模風光等新能源基地開發及特高壓通道建設，充分開發利用我國獨特的資源禀賦和優勢，統一規劃，統一實施，把西、北部的高原、荒漠變(biàn)成“新能源電氣田”，替代傳統的“油田、氣田、煤田”，把新能源産(chǎn)業打造成我國保增長、擴内需，轉型發展的新的增長極。

四是打造“電(diàn)爲核心能源體系”三個區域示範(fàn)。鼓勵和複制北京寶(bǎo)之谷、延慶冬奧(ào)“谷電供熱/冷，谷電制氫”的商業模式，推廣化石能源替代示範。

1.打造北京存量替代規(guī)模化示範(fàn)。2030年前，完成全部公交、物流交通，部分乘用車(chē)的電能、氫能替代，以及1億平方米採(cǎi)暖的清潔供暖改造，北京可在2030年領先全國實現減碳50%的戰略目标。

2.打造雄安新區(qū)零碳示範(fàn)。雄安是新時代現代化城市的樣闆，要按照100%利用可再生能源、綠色交通、能源互聯網+智慧能源的模式進行規(guī)劃建設，把雄安打造成我國第一個(gè)100%淘汰化石能源的城市，全球第一個(gè)100%實現零碳排放的城市。

3.打造山東(dōng)能源新舊動(dòng)能轉換示範省。山東是化石能源消耗的第一大省，結合山東的區位優勢和膠東半島(dǎo)三大核電(diàn)基地的開發，走出一條“清潔外電(diàn)入魯，核電(diàn)開發，清潔供電(diàn)、供暖，海水淡化”的新路子，加速能源結構調整，爲全國能源高質量發展作出示範。

現階段構建這樣一個(gè)“電(diàn)爲核心的現代能源體系”，技術上是可行的，也是有經濟性的。前兩次能源革命都是成倍推高能源成本，而這次能源革命可實現不推高成本且持續下降。

我國具有資源優勢、市場優勢，特别是“集中力量辦(bàn)大事”的體制優勢，也有環境保護、能源安全的緊迫壓力。在以習近平同志爲核心的黨中央領導下，我們要發揮中國人的創新力和資源整合力，一定能引領第三次能源革命的進程，加速構建“電爲核心的現代能源體系”，加速對化石能源的全面替代，實現國家能源自足、能源安全，爲全球應對氣候變(biàn)化和人類文明進步做出更大貢獻。