中国科学院院士周孝信：建立新型电力系统有8项关键因素

“碳达峰、碳中和”目标愿景下，构建以新能源为主体的新型电力系统，为未来我国能源产业发展奠定了基调，也对我国能源清洁开发和消费模式创新提出了更高要求。

储能是构建新型电力系统的重要组成部分，能够促进能源清洁开发利用，提高能源利用效能，降低化石能源消费。

为贯彻落实“双碳”目标要求，助力构建以新能源为主体的新型电力系统，天津市发展和改革委员会、天津市滨海新区人民政府、天津市“碳达峰、碳中和”产业联盟于7月16日在天津市联合举办“2021天津储能发展论坛”。

论坛由国网天津市电力公司、国网综合能源服务集团有限公司承办，由中国综合能源服务产业创新发展联盟、中电联售电与综合能源服务分会、北京能见科技发展有限公司、中关村储能产业技术联盟协办。

此次论坛邀请了政府部门、院士、行业专家、电网企业、储能企业、新能源企业、储能投资企业等嘉宾参加。能见App全程图文直播。

中国科学院院士周孝信出席会议并发表了主旨演讲。以下为发言节选：

各位领导，各位专家，大家上午好，非常荣幸能够参加天津市举办的储能发展论坛。

储能是构建新型电力系统的必不可少的重要组成部分，所以，我今天的题目有点变化，想在更广范围里，看一看未来的电力发展情形，以及我认为和储能技术很相关的氢能技术的应用情况。

各位领导致辞里都说得很清楚，就是习主席历史性的讲话：2014年，我们提出来“四个革命、一个合作”的能源安全新战略。去年9月，我国提出了3060的“双碳”目标。去年12月，我国又提出2030年的关键指标，就是非化石能源占一次能源消费比重要达到25%左右，风能、太阳能发电总装机达到12亿千瓦以上。

3月15日总书记的讲话，我概括一下是落实两个构建：一个是构建清洁低碳安全高效的能源体系，另一个是构建以新能源为主体的新型电力系统，这对我们搞能源，搞电力的广大工作人员和广大的从业人员是一个极大的鼓舞，同时也是一个非常重的担子，让我们去完成这样一个新型能源的构建。

 “双碳”目标之下，电力系统将怎样发展？前面已经做过了三个情景，“双碳”目标没有提出来以前，根据国家能源发展战略，根据“十四五”规划纲要开展工作。“双碳”目标下我国能源发展的情景有三个参数，这是非常重要的。

第一个是一次能源消费总量。我们国家消费的煤炭、石油、天然气和非化石能源，这三项都转化成标准煤总量是多少？2020年是49.8亿吨。希望在2030年一次能源消费总量能够达峰。刚才工信部的领导讲节能，节能充分发挥作用以后，我们消费的能源是下降的，而不是上升的。

第二个是非化石能源消费的占比。2030年非化石能源占比要提高到25%左右，希望2020年达到15.8%，在这个基础上继续增长。

怎么实现？主要要通过非化石能源的发电来实现。我们统计了历年来的数据，其中90%以上是非化石能源的发电，包括风电、水电、核电和太阳能，通过发电来实现这个目标。

第三，全社会的用电量。我们的经济发展和人民生活水平的提高，对电力的需求是怎样的发展趋势？是怎样的增长？从现在起到2060年，全社会的发电量和用电量要提高一倍，现在是7.5万亿千万时，2060年是15万亿千万时。这就意味着要翻一番，这个数字是否保守？后续的情景分析需要做更高的需求计划。

下面我根据三个基本的参数的设定，配合其他的一些参数，做模型计算。模型计算的结果，一个是发电装机总量是多少，非化石能源占多少，风光占比是多少。其中对非化石能源装机占比的模型计算，包括核电，水电和风光电都算上，比例占得很高，最后要到90%以上。

第二条模拟计算的曲线，是风电+光伏。现在的新能源主体，目前来说主要还是指风电和光伏这两家。这两个加起来，到2060年要到80%。而煤电要很快的下降。

从发电量的结构看，非化石能源的发电量占比越来越高，目前来说是30%多。目前风光发电量的占比是9.5%，差一点就到10%，还没有到10%，量还是很小的。

到2025年希望达到15.5%，2030年希望达到21.8%，到了2050年希望到43.4%，2060年超过60%，这个比例是相当高了，要达到碳中和，没有这么高比例，谈不上新能源为主体。

还有二氧化碳的排放，不仅仅是电力系统的碳排放，天然气、石油等这些非化石能源，它们燃烧以后排放的二氧化碳，包括开汽车也是燃烧。希望在2027年能够达峰，我们的目标是2030年。

电力的排放，煤电+天然气发电加起来大概占不到40%，所以电力部门在完成这个任务的过程中，任务是非常艰巨的，主要是煤电的排放，天然气发电排放的量要小一些。

2020年实际的情况是什么样的？能源消费总量接近50亿吨，非化石能源比重接近16%，我们的目标是15%，这是十三五的规划。社会用电量7.5万亿一年，人均5327千瓦小时。煤电的装机容量49.9%，差不多50%，我们是第一次降到50%以下，每年是要下降的。发电量是60.7%，我们现在用的电里面60%是煤电。2030年希望能源消费总量是59亿吨，非化石能源消费比重是25%，全社会用电量是5.9万亿，人均用电量是7400多度。煤电装机容量还不小，11.47亿千瓦，占30.7%，什么概念？我们去年是10.8亿，这个数比我们去年还多了，“十四五”期间可能要涨，十五五可能要平滑一点，煤电装机容量还是很大的。但是发电量和运营小时数降低了，为什么降低呢？新能源的发展需要它的调节，煤电发电量是44%，这个降低趋势是正常的。光伏装机容量是16亿千瓦。

2060年我们算的情景是比较激进的情景。装机容量，非化石能源占94.4%，风光装机占79.7%，可以说比较高了。煤电的装机才7000多万，气电是3亿，天然气还是要发展的，因为排放是比较低的。发电量也比较少，煤电占1.5%，气电占5%。非化石能源占92%，风光占了60.7%，上面就是我们算的情景之一。

我做了几年的新一代电力系统，现在提出来是新型电力系统，在新型电力系统的号召之下，我们怎么考虑电力系统的发展？考虑有八个，具有全局性影响的关键技术，一个是新能源发电，有一个提法叫电网支持型新能源发展。

第二，电力电子技术，因为新能源可以说绝大部分都要通过电力电子装置，接到电力系统，接到电网里去，你的电力电子，从材料和元器件出发，要升级。

第三，新型电力系统本身要有新的系统技术，传统的理论和方法已经不适应，一个大的变革之下，我们理论上要进行升级，具体的一些分析、控制和保护要有变化，这是一个很大的问题。

今天会议的主题是储能，下面是安全、高效、低成本、长寿命的新型储能技术，首先要安全，再就是要高效、低成本和长寿命，具体怎么做，我们的会议也会讨论。

还有一个就是清洁、高效、低成本的储运、转化和应用技术，作为能源电力领域来说，我们把它看作是一个很重要的储能手段，包括短期的储能，长期储能，跨季节的储能。这两个技术是相互联系的。搞储氢和制氢，非化石能源制氢和可再生能源制氢，这是我们追求的目标。

除这几点之外，另外还有数字化、综合能源技术、电力市场因素。

一个总的概念，就是希望我们将来要用可再生能源制氢，包括水电、光伏、太阳能制氢，氢的问题就是不便于储存，不便于运输，或者代价比较高，怎么解决？科学家研究的办法，中科院大连化学物理研究所里院士的团队在研究这个东西，这里面的一些公式和化学反应。

甲烷本身是天然气，中国天然气管道就可以运输，甲烷就很方便，可以用汽车运输。氨的含氢量比甲醇要高，进一步可以作为化工燃料，国外有团队正在研究怎么拿来作为动力，甚至汽车的动力，发电的动力。这都是有前景的。这些都要，所以在解决储存问题，解决运输，解决安全问题。

可再生能源制氢，风电和光伏的制氢，能不能跟煤制氢和天然气制氢，在成本上是不是具有竞争力的？这个取决于光伏发电的电价是多少，成本是多少。现在最新的报价，在青海是1.47毛一度电，引起了轰动。比3毛钱的成本还低很多，所以我觉得可再生能源制氢，将来是很有前景的，特别是光伏和发电，制氢的成本可以和天然气相比，进一步和煤制氢来较劲，碳排放要花钱，就更具有竞争力。

作为源端基地综合能源生产单元的探索，与终端消费分布式综合能源单位，我起名叫IEPU，生产端是IECU，这两个搭配起来，这样就可以应对将来的新能源清洁电力系统的运行。当然这是一个设想，这个方案还是纸面上的，希望将来能够做一些更进一步的研究。谢谢大家！

（文章未经嘉宾审核，仅供参考）