“新能源+”：双碳目标下的能源未来式

文 | 徐树彪 吴金华 胡璇 王钊

“新能源+”对于推动实现“30·60”双碳目标具有重要意义。碳达峰碳中和一方面需要在能源供给侧加大清洁低碳转型，开发更多的清洁能源基地和分布式能源，促进能源结构优化；另一方面需要在消费侧实现绿色低碳引领，通过对工业、建筑、交通等产业提供综合智慧能源服务，实现全产业链的减排降碳。“新能源+”作为综合智慧能源的典型模式，既能够实现不同能源品种的协同互补，又能够满足客户多元化的需求，将从不同维度助力双碳目标的顺利推进。

一、“新能源+”是突破新能源开发瓶颈的必由之路

我国能源安全战略、环境承载能力和风光资源富集的能源资源禀赋决定了，以清洁能源为主将成为我国未来能源产业体系的重要特征。目前火电仍占我国发电总量的64%，新能源占比有待大幅提升。然而单纯依赖以大电网传输为主的消纳模式，难以支撑大幅提升的新能源占比。据预测，“十四五”期间全国风电、光伏等新能源装机增量将达到5亿千瓦以上，远超计划新增的特高压输电能力。回顾“十三五”初期，受电网送出影响，全国弃风、弃光率很高。例如2016年全国平均“弃风”率达到17%，新疆和甘肃甚至分别达到38%和43%。虽然近几年我国弃风弃光率得到明显改善，但在当前新能源开发已变为“红海市场”的背景下，未来“三北”地区的弃风、弃光率有可能出现反弹。延续过去的模式去开发清洁能源基地，电力送出将面临极大挑战，项目经济性也将受到明显影响。与此同时，我国分布式发电的占比仍然较低。进一步大幅提升新能源占比，需要克服新能源自身的固有局限，大力推进大电网传输、就近消纳以及分布式供能三者的均衡发展。

“新能源+”正是通过附加的源、网、储等要素，发挥多能互补、智慧调度的优势，尽可能提升相关清洁能源基地项目的电网友好性，实现自平衡和自调节，促进新能源的送出和消纳。例如：以青海龙羊峡光伏电站为代表的“新能源+”多能互补模式，通过“水光互补”使弃光率下降72%，使水电年利用小时增加8.6%；以青豫直流配套电源为代表的“新能源+”调相机模式，使新能源占配套总容量的81%。同时，“新能源+”以紧贴用户的方式，自建并形成消纳能力，缓解新能源消纳对电网的过度依赖。例如：以内蒙古霍林河循环经济示范项目为代表的“源网荷储一体化”模式，以清洁能源为电解铝产业就近供电，形成“煤、电、铝”循环经济产业链，电解铝清洁用电占比达到12.8%，风机等效利用小数达到3500小时，远高于本地区平均水平。

二、“新能源+”是推动全社会绿色用能的有效途径

尽管我国单位GDP能耗近年来持续下降，比2012年累计降低24.4%，但仍是世界平均水平的约1.5倍，且终端消费侧化石能源比重更是高达80%以上。能源消耗总量过高，将加大能源供应转型的压力，拉长能源体系低碳转型周期。这样的发展方式不可持续，也给能源转型增加了困难。实现双碳目标需要显著提升能源利用效率，加强能源消费总量和强度双控，推动能源资源高效配置、高效利用，继续深入推进工业、建筑、交通、公共机构等重点领域节能。

“新能源+”是提升能源效率的利器。一是多能协同、梯级利用，即通过不同类型能源的优化组合，实现多能互补和梯级综合利用，能源效率可提升至70%—90%。二是减少电力输送损耗。“新能源+”贴近客户端提供能源服务，因地制宜将区域内的风、光等资源就地转化，减少输电和配电网的使用。三是减少空耗等待和过度服务。通过智慧测量和调度，在设计端“以需定供”，围绕用户需求进行个性化定制；在运行端“以供适需”，依据能源消费数据的分析诊断平衡供需。消费端的集约式能源管理，使不同场景的能源效率增幅达到10—30%。与此同时，从“光伏+治沙”、“光伏+植物工厂”等一系列新场景、新应用可以看到，“新能源+”创造性地满足了用户的特征性用能需求，改变了各领域各人群的用能习惯，使绿色能源得以水到渠成地替代传统化石能源，走进千家万户及各行各业，从而引领全社会绿色用能的深刻变革。

三、“新能源+”是未来保障能源安全稳定供应的重要支撑

习近平总书记提出了“构建以新能源为主体的新型电力系统”，为以风电、光伏为代表的的清洁能源赋予了新历史使命，同时也为未来电力系统的安全性、可靠性、稳定性提出了更高要求。

今年以来，国内电力需求缺口进一步拉大，电力保供面临严峻挑战。能源供应不足固然有工业生产快速恢复、社会用电量需求强劲、煤炭供需持续偏紧等多种因素的叠加影响，但现有技术条件下，新能源一次消费占比不到10%，也一定程度上加剧了能源保供的困难。

“新能源+”在发电侧、用户侧构建以新能源绿色替代、就地消纳的综合用能模式，可有效提高新能源的电力保供能力。通过“新能源+多能互补+源网荷储+智能微电网”模式，将太阳能、风能地热能、生物质能以及分布式燃机、可再生能源制氢、储能等结合起来，为产业园就近提供电、热、冷等综合能源供应。通过多能互补、储能设备、微型燃机等，平抑新能源发电间歇性、波动性缺陷，实现区域微电网电量自平衡和自调节，作为大电网负荷高峰期的可靠能源补充。从近期以来的实践可见，采用了“新能源+”供能的产业园区，往往具有更加稳定、更有保障的能源供应，从容应对各种可能的限电措施。既可以和大电网并网运行，也可以孤岛运行，实现微电网、大电网之间电能双向传输，无缝切换。同时微电网通过储能设备或者微型燃机等可控的电源维持系统的稳定性，助力“源”、“网”友好协调发展。不久的将来，多种“新能源+”模式的综合运用，将使新能源在供电消费中占比大幅提升，能源短缺问题将得到极大缓解。

“新能源+”与火电的联动，能够更好地发挥火电机组灵活性特点，从而使电力系统更趋清洁、高效、稳定。通过技术创新采取灵活性改造，达到深度调峰的性能，以及电力辅助服务政策不断完善，未来火电机组频繁、深度参与调峰将是常态。火电机组就近打捆新能源，能够为新能源的出力曲线“削峰填谷”，使之更趋平滑，适应电网需要；在新能源遭遇极端气象等外部条件而中断出力时，火电机组可向电力系统提供基础性保障电源，为电力系统安全托底发挥“压舱石”作用。同时，基于“新能源+”模式所实现对风、光功率的高精度预测，可优化火电的协调控制策略，对不同煤种配比、变负荷段、变负荷速率等实施前馈控制，合理修正相关参数，缓解火电机组深度调峰及负荷响应速率带来的经济型、安全性等问题。二者的协同，既有效提升新能源的消纳，也促进火电行业转型升级，拓展了火电的生存与发展空间。

四、“新能源+”是实现经济与环境协调发展的破局之道

经济发展导致的碳排放问题，必须通过更好地统筹经济发展和环境保护加以解决，最大程度上避免重复发达国家先发展后减碳、先高碳再低碳的弯路，走出一条符合中国国情的低碳发展新路。解决经济与环境的双赢这一世界性难题，需要从产业实践中创新方式方法，以新产业、新业态、新模式来带动经济效益与环境效益的良性循环。从“新能源+”的实例来看，这种良性循环完全是可以实现的。

参照小岗村的实践，美丽乡村模式可实现人均3.5千瓦光伏装机容量，不仅展示了零碳乡村的建设路径，同时保持了项目合理的盈利水平，并通过优惠电价为农户每人每年节约电费约300元，实现了农村、农民和企业的多方共赢。以小岗村人口4000人计，每年可还形成约1200万千瓦时的余量供给城镇使用，从碳足迹的角度助力周边区域的低碳发展。我国现有行政村69万个，乡村常住人口约5.5亿人，如果所有乡村全面推广小岗村模式，将形成近9000亿元市场规模，每年为农民增收1650亿元，减少二氧化碳排放约21.2亿吨。相似案例还可以在工业、交通、建筑等“新能源+”触及的其它领域看到。由此可见，以“新能源+”实现的低碳发展，既不以牺牲环境为代价发展经济，也不以放缓经济为代价保护环境。这类模式的推广，将在宏观上使绿色低碳发展形成新的范式并融入市场化机制，催生新的产业，创造新的价值，进而驱动全社会自发的良性循环，为追求绿色低碳发展提供源源不竭的动力。

“新能源+”是能源革命和绿色低碳发展两大潮流交织影响下催生的创新实践，自诞生之日起就具备清洁、低碳、高效、智慧的先进基因。这一新业态的长足发展，将为构建以新能源为主体的新型电力系统展示新的路径，为实现双碳目标提供强有力的支撑。