近來，中國高溫天氣呈現(xiàn)出持續(xù)時間長、范圍廣、強度大的特點，部分區(qū)域電網(wǎng)的用電需求最高負荷屢次刷新紀錄。與此同時，四川盆地到長江中下游地區(qū)干旱頻發(fā)，以水電為主的四川迎來歷史同期最少降水量，造成了局部地區(qū)電力缺口加大的嚴峻局面。這引發(fā)了政府對能源穩(wěn)定供應的高度重視。目前，有關(guān)部門已經(jīng)打出加強電力保供的“組合拳”，從供給側(cè)和需求側(cè)兩方發(fā)力，同時協(xié)調(diào)跨區(qū)跨省余缺互濟，這些行動均突出強調(diào)了全力保障能源安全的重要性。
結(jié)合“雙碳”目標來看，當下中國主要面臨能源低碳轉(zhuǎn)型與能源安全穩(wěn)定供應兩大難題。具體來看，在低碳轉(zhuǎn)型背景下，中國的能源安全在中短期和中長期面臨的挑戰(zhàn)還存在很大差異，需要盡快認清不同階段的主要問題，并對癥下藥、逐一解決。
從中短期來看，中國能源安全的主要挑戰(zhàn)是極端天氣引發(fā)的局部能源供應不足，以及石油對外依存度高。
今后出現(xiàn)極端天氣的概率很可能還會增加，氣候風險對于能源供應是一個重大挑戰(zhàn)。首先，通過有序用電的方式能夠快速有效地解決高溫天氣導致的電力負荷突升問題，如果可以利用智能電網(wǎng)調(diào)節(jié)居民和工商業(yè)用電比例，則可以減少行政調(diào)整存在的一些弊端。在極端氣溫下，居民用電負荷波動性大，但持續(xù)性不強，對工業(yè)企業(yè)實行有序用電，可以暫時緩解電力供需緊張，保障居民用電。所以，對于電網(wǎng)基礎(chǔ)設施的前瞻性規(guī)劃和投資變得更加重要。需要考慮到極端氣象條件可能產(chǎn)生的影響，讓電網(wǎng)變得更具“彈性”、更智能。
其次，電網(wǎng)設計應該從系統(tǒng)、互聯(lián)的角度出發(fā)，盡量避免獨立電網(wǎng)的出現(xiàn)，通過區(qū)域系統(tǒng)互聯(lián)電網(wǎng)，各區(qū)域之間調(diào)配、傳輸電力，既可以減少局部停電或供應不足帶來的損失，又可以在新能源裝機快速增長的情況下保障消納問題。
最后，豐富電力來源，更靈活地發(fā)揮煤電“壓艙石”的作用，這對于穩(wěn)定極端情況下電力供應而言都是重要的保障。
中國目前的石油對外依存度較高。數(shù)據(jù)顯示，2021年中國石油對外依存度接近73%，能源供應容易受到地緣政治沖突影響。雖然中國石油供應長期以來十分穩(wěn)定，但是政治沖突、貿(mào)易風險對石油供應的威脅仍不可小覷，俄烏沖突就已經(jīng)提出了警告。眾所周知，俄烏沖突給歐洲的能源供應帶來了巨大的難題，導致歐洲面臨嚴重的能源短缺，而且其在短期內(nèi)難以找到充足的油氣能源供應來替代。目前，居高不下的能源價格已經(jīng)嚴重影響到了歐洲社會經(jīng)濟的發(fā)展。
具體到中國來說，目前我們的油氣在能源消費中的占比不到30%，油氣供應短缺的影響相對可控，但是石油安全供應問題仍然不可忽視。以“雙碳”目標為導向的低碳轉(zhuǎn)型，給中國降低石油依存度提供了具體的解決方案。短期內(nèi)，中國的能源安全主要還是通過大規(guī)模發(fā)展電動汽車進行石油替代，利用能源供給端的清潔化和能源使用端的電氣化合力降低石油對外依存度。
從中長期來看，為了實現(xiàn)2060年碳中和目標，風電、光伏最終在一次能源結(jié)構(gòu)中的占比大約需要達到65%-70%之間。屆時，中國的能源結(jié)構(gòu)已經(jīng)轉(zhuǎn)為以新能源為主體的低碳能源結(jié)構(gòu)，如何將輸出不穩(wěn)定的風電、光伏轉(zhuǎn)變?yōu)榉€(wěn)定的電源，將是保障能源安全的重大難題。
具體來說，中國目前仍然以火電為主，風電、光伏發(fā)電占比低于10%。所以，在風電、光伏出現(xiàn)較大波動時，可以通過穩(wěn)定的火力發(fā)電等方式進行彌補。在這種情況下，風光電配儲的規(guī)模較小，而且發(fā)揮作用不大，因此對電力系統(tǒng)的智能化程度和儲能的發(fā)展要求不高。但是，在中長期規(guī)劃中，“雙碳”目標要求風電光伏等新能源的發(fā)電占比達到65%以上，甚至將近70%，煤電在電力系統(tǒng)中占比將大幅下降，只能在配備碳捕集、利用與封存 (CCUS) 技術(shù)的情況下作為應急能源。此時，要打造一個穩(wěn)定的低碳電力結(jié)構(gòu)，就必須配備大規(guī)模儲能以及智能化的電網(wǎng)管理系統(tǒng)。
應對未來風電光伏大比例接入后的電力安全供應問題，需要考慮未來電力系統(tǒng)的穩(wěn)定。具體來說，在以風電光伏為主體的新能源電力系統(tǒng)中，發(fā)電端整體成本可能會隨著裝機規(guī)模擴大和技術(shù)創(chuàng)新而逐漸下降，而輸配電側(cè)為了保持電力穩(wěn)定供應可能面臨越來越高的成本。未來電力系統(tǒng)的總體成本可能更多集中在穩(wěn)定電力供應方面，而這些成本將隨著新能源電力系統(tǒng)和儲能系統(tǒng)的快速增長而不斷擴大。目前電力系統(tǒng)內(nèi)部難以消化轉(zhuǎn)型成本，需要外部的參與，讓用戶和消費者逐漸參與到穩(wěn)定供應的成本分擔中來。
