中國工程院院士 謝克昌

構(gòu)建“安全高效、清潔低碳、多元協(xié)同、智能普惠”的新型能源體系

新型能源體系在現(xiàn)代能源體系“清潔低碳、安全高效”的基礎(chǔ)上拓展提升，形成了“多元協(xié)同、智能普惠”的新內(nèi)涵。近年來，國內(nèi)外的新形勢都對我國能源安全與低碳轉(zhuǎn)型提出了新的更高要求。全面推動經(jīng)濟社會高質(zhì)量發(fā)展成為國家首要任務(wù)，加快規(guī)劃和高標準建設(shè)新型能源體系成為能源領(lǐng)域高質(zhì)量發(fā)展的直接目標。

2015年，我國正式提出“建設(shè)清潔低碳、安全高效的現(xiàn)代能源體系”，旨在以煤炭清潔高效和可持續(xù)開發(fā)利用為重點，推動能源系統(tǒng)轉(zhuǎn)型。隨后，現(xiàn)代能源體系在諸多國家重要政策文件中被多次提及。這表明，構(gòu)建清潔低碳、安全高效的能源體系成為國家能源發(fā)展的重大戰(zhàn)略，也是能源系統(tǒng)現(xiàn)代化的總體要求。

“十三五”時期，我國能源資源利用水平明顯提高，能源供給保障能力不斷增強，能源生產(chǎn)消費整體保持均衡；能源結(jié)構(gòu)持續(xù)優(yōu)化，低碳轉(zhuǎn)型成效顯著，非化石能源發(fā)電裝機容量居世界首位；能源科技創(chuàng)新能力穩(wěn)健提升，產(chǎn)業(yè)發(fā)展能力逐步增強，新能源和電力裝備制造具有國際市場競爭力；能源惠民利民進展良好，能源普遍服務(wù)水平顯著提升，社會用能成本持續(xù)降低。

在清潔低碳、安全高效的能源體系建設(shè)取得積極成效的同時，油氣能源安全供應(yīng)問題不可忽視。在發(fā)展階段、經(jīng)濟基礎(chǔ)、能源結(jié)構(gòu)、利用效率等方面，我國相比發(fā)達國家存在一定的差距，國內(nèi)各省份的能源體系建設(shè)也有不平衡的情況。

近年來，國際國內(nèi)的新形勢都對我國能源安全與低碳轉(zhuǎn)型提出了新的更高要求。全面推動經(jīng)濟社會高質(zhì)量發(fā)展成為國家首要任務(wù)，加快規(guī)劃和高標準建設(shè)新型能源體系成為能源領(lǐng)域高質(zhì)量發(fā)展的直接目標。

新型能源體系在現(xiàn)代能源體系“清潔低碳、安全高效”的基礎(chǔ)上拓展提升，形成了“多元協(xié)同、智能普惠”的新內(nèi)涵。

安全高效指統(tǒng)籌能源供應(yīng)安全、能源生態(tài)環(huán)境安全、能源經(jīng)濟科技安全，樹立新型能源安全觀，全面提升能源系統(tǒng)安全性。在確保安全的前提下，穩(wěn)步推進可再生能源滲透，不斷增強能源供應(yīng)的可獲得性、可持續(xù)性、經(jīng)濟性，著力提高能源自主供給能力。加強重要能源設(shè)施的安全防護和保護，完善應(yīng)急安全管控機制。在全產(chǎn)業(yè)鏈中推動能源開發(fā)、轉(zhuǎn)化、利用效率提高，提升以煤炭為主體的化石能源體系，以風(fēng)力、太陽能為主體的可再生能源體系的整體效率。

清潔低碳指加強對能源開發(fā)利用全過程中大氣、水、固廢污染物的排放控制，在此基礎(chǔ)上以節(jié)能提效、高碳能源的低碳化利用、非化石能源的應(yīng)用占比提升為主要途徑，推動降碳、減污、擴綠、增長協(xié)同，促進能源體系全面綠色低碳轉(zhuǎn)型。形成節(jié)約資源和保護環(huán)境的空間格局、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、生產(chǎn)方式、生活方式，全面推進美麗中國建設(shè)，加快實現(xiàn)人與自然和諧共生的現(xiàn)代化。

多元協(xié)同指完善多輪驅(qū)動的能源供應(yīng)體系。著眼未來能源解決方案，開發(fā)能源新技術(shù)、新業(yè)態(tài)、新模式，促進化石能源與非化石能源的融合互補，擴展出多元化的能源開發(fā)利用場景。統(tǒng)籌能源開發(fā)、傳輸、利用協(xié)同，集中式與分布式協(xié)同，區(qū)域能源發(fā)展協(xié)同，能源技術(shù)、市場、政策等要素協(xié)同，實現(xiàn)能源體系的協(xié)同發(fā)展。

智能普惠指以數(shù)字化、智慧化、網(wǎng)絡(luò)化為突破口，推動能源系統(tǒng)與“云大物移智鏈邊”等信息技術(shù)的全面集成，深化人工智能應(yīng)用，實現(xiàn)能源發(fā)展與信息技術(shù)深度融合。以能源價格負擔得起、大規(guī)模能源供給可持續(xù)、普遍獲得高質(zhì)量的能源服務(wù)為目標，構(gòu)建系統(tǒng)節(jié)能高效、經(jīng)濟成本合理、用能公平均衡的普惠能源體系。

對建設(shè)新型能源體系的認識

能源消費總量進入峰值平臺期，能源消費結(jié)構(gòu)持續(xù)優(yōu)化。煤炭發(fā)揮安全兜底和能源轉(zhuǎn)型支撐作用，以建設(shè)低碳化煤基能源技術(shù)體系為重點；油氣作為能源安全的核心環(huán)節(jié)，以增儲上產(chǎn)、多元保供為首要任務(wù)；非化石能源是未來能源增量的主體，降本增效、高比例消納等方面亟待突破。

能源消費總量進入峰值平臺期，能源消費結(jié)構(gòu)持續(xù)優(yōu)化。隨著新型工業(yè)化的深入推進，新型能源體系建設(shè)明顯加快，2035年前我國能源消費總量將放緩增速并進入峰值平臺期，增量部分主要由非化石能源承擔。2035年后，能源消費總量將穩(wěn)中有降，非化石能源消費占比將持續(xù)提升。

煤炭在近中期的作用主要是保供，而在長期的作用轉(zhuǎn)為減碳降碳。我國能源資源稟賦決定了煤炭是保障能源供給安全穩(wěn)定的“壓艙石”“穩(wěn)定器”，煤炭的供給彈性、煤電的穩(wěn)定性與靈活性、煤化工產(chǎn)業(yè)的多樣性都為能源供應(yīng)鏈的安全穩(wěn)定貢獻重要力量。清潔低碳要求煤炭開發(fā)利用全過程實現(xiàn)綠色化、清潔化，需發(fā)揮好煤炭的原料、能源雙重屬性，并與非煤能源深度融合和協(xié)同發(fā)展，共同提供多種終端消費產(chǎn)品。

油氣是能源安全保障、能源應(yīng)急儲備的關(guān)鍵品種，也將是清潔降碳的過渡能源、電力系統(tǒng)的調(diào)峰能源、社會廣泛應(yīng)用的普惠能源。在新型能源體系中，油氣仍然是我國主要的能源消費品種，保有重要的戰(zhàn)略地位。油氣是能源安全的核心環(huán)節(jié)，油氣安全關(guān)系到經(jīng)濟社會發(fā)展和國家能源安全。我國油氣需求量仍在上升，而油氣資源的開發(fā)利用存在資源稟賦不足、產(chǎn)能增長乏力、對外依存度偏高的不足。油氣應(yīng)急保障也面臨著嚴峻挑戰(zhàn)。

增儲上產(chǎn)、多元保供是油氣行業(yè)的首要任務(wù)，深水、深層、非常規(guī)、極地是油氣增儲上產(chǎn)、安全供給的重要潛力方向：深水油氣開發(fā)潛力大，已是國際油氣勘探開發(fā)的重點領(lǐng)域，發(fā)達國家建成了3000米水深級海洋石油工業(yè)技術(shù)體系，我國深水油氣資源豐富，正在邁進1500米水深級并積極探索3000米水深級的油氣勘探開發(fā)能力；深層油氣高效開發(fā)能夠應(yīng)對我國戰(zhàn)略資源接替的重大需求，將成為油氣增儲上產(chǎn)的“主陣地”，基本形成9000米深度并構(gòu)建10000米深度的油氣勘探開發(fā)關(guān)鍵技術(shù)體系、裝備和作業(yè)能力；我國非常規(guī)油氣資源豐富、探明程度低，在非常規(guī)致密油氣、頁巖氣、煤層氣及深層的火山巖油氣、碳酸鹽巖油氣等勘探領(lǐng)域取得了一系列重大突破，相應(yīng)產(chǎn)量快速增長，未來發(fā)展勢頭強勁；極地油氣資源豐富，北極有望成為世界油氣資源開發(fā)的新基地，我國應(yīng)積極參與北極油氣資源開發(fā)合作。

非化石能源在新型能源體系中將逐步提升至主體地位。大力發(fā)展非化石能源、提升終端電氣化水平是保障能源安全的重要方向，需堅持非化石能源開發(fā)利用的集中式與分布式并重、陸上與海上協(xié)同、單品種開發(fā)與多品種互補并舉。

電力生產(chǎn)綠色化驅(qū)動非化石能源逐步成為能源供應(yīng)的主體，未來非化石能源將是主要電源。我國正在全面推進“沙戈荒”大型風(fēng)光基地、大型海上風(fēng)電基地、多能互補清潔能源基地建設(shè)；建設(shè)分散式風(fēng)電、分布式光伏發(fā)電設(shè)施，鼓勵就地開發(fā)、就近消納。推進水電基地建設(shè)，位于金沙江上游、雅礱江中游、黃河上游等河段的水電項目順利開工。有序發(fā)展核電，積極推動沿海核電項目建設(shè)，實施模塊化小堆、高溫氣冷堆、快堆等先進堆型示范建設(shè)，開展核能供熱、供汽、制氫，熱法海水淡化等綜合利用示范。同時，因地制宜發(fā)展其他可再生能源，推進生物質(zhì)能多元化利用，發(fā)展生物質(zhì)能清潔供暖；擴大地熱能發(fā)電、供熱、制冷等的利用規(guī)模，開展光熱發(fā)電規(guī)模化建設(shè)；開發(fā)利用海洋能，推動潮汐能、潮流能、波浪能等在海洋資源開發(fā)、海上能源供給等方面的應(yīng)用；加快新型儲能的多元化、規(guī)?；瘧?yīng)用，拓寬儲能應(yīng)用場景；推動農(nóng)村能源革命，完善農(nóng)村能源基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，加速農(nóng)村能源清潔低碳轉(zhuǎn)型，提高農(nóng)村綠電供應(yīng)能力；優(yōu)化非化石能源，特別是新能源與化石能源之間的耦合應(yīng)用。

能源轉(zhuǎn)型關(guān)鍵在于構(gòu)建以新能源為主體的新型電力系統(tǒng)，需要支撐高比例風(fēng)光發(fā)電的安全、穩(wěn)定、可靠運行。加快西北地區(qū)“沙戈荒”綜合能源基地建設(shè)，發(fā)展沿海地區(qū)海上風(fēng)電并推進深遠海風(fēng)電開發(fā)，增強中東部地區(qū)的能源自給能力；賦予水電以新的定位，推動典型流域“水風(fēng)光儲”一體化、多能互補發(fā)展，深化水電和新能源協(xié)同發(fā)展；推動核電與高碳能源、可再生能源耦合，構(gòu)建“低碳復(fù)合能源系統(tǒng)”，發(fā)揮核電清潔基荷能源作用，支撐可再生能源規(guī)?；l(fā)展和應(yīng)用；以電網(wǎng)為基礎(chǔ)平臺，增強電力系統(tǒng)資源優(yōu)化配置能力，加強特高壓、超高壓骨干網(wǎng)架建設(shè)，促進各級電網(wǎng)協(xié)調(diào)發(fā)展；提升電網(wǎng)智能化水平，推動電網(wǎng)主動適應(yīng)高比例可再生能源；持續(xù)發(fā)展新型儲能關(guān)鍵技術(shù)，提高儲能核心技術(shù)自主化水平，推動儲能成本下降和規(guī)?；瘧?yīng)用。

在新型電力系統(tǒng)成型后，電源側(cè)呈現(xiàn)以新能源為主體、多種電源協(xié)同互補的發(fā)展格局，電網(wǎng)側(cè)表現(xiàn)出柔性化、智能化、大電網(wǎng)與分布式電網(wǎng)并存融合的發(fā)展態(tài)勢，用電側(cè)具有負荷柔性、綠電消費比例高、靈活調(diào)節(jié)能力強的特征，儲能側(cè)形成多時間尺度、多類型儲能協(xié)同運行能力以保障電力系統(tǒng)動態(tài)平衡。

加快建設(shè)新型能源體系的發(fā)展思路與建議

建設(shè)新型能源體系應(yīng)堅持系統(tǒng)思維、創(chuàng)新引領(lǐng)、深化改革的發(fā)展思路，并穩(wěn)妥有序推進能源綠色低碳轉(zhuǎn)型、推動城鄉(xiāng)能源體系協(xié)同發(fā)展、構(gòu)建多輪驅(qū)動能源供給體系、加強關(guān)鍵核心技術(shù)攻關(guān)、構(gòu)建新型能源評估體系。

加快建設(shè)新型能源體系的發(fā)展思路為：以發(fā)展新質(zhì)生產(chǎn)力為主題、深化供給側(cè)結(jié)構(gòu)性改革為主線、科技創(chuàng)新為動力源，踐行“四個革命、一個合作”的能源安全新戰(zhàn)略。

一是堅持系統(tǒng)思維，統(tǒng)籌能源安全供應(yīng)穩(wěn)定和綠色低碳發(fā)展。把牢保障能源安全這一前提，圍繞新型能源體系建設(shè)的重點方向和薄弱環(huán)節(jié)，強化科技攻關(guān)、依靠科技進步，實現(xiàn)新型能源產(chǎn)業(yè)鏈、供應(yīng)鏈的自主安全可控，提升新型能源的供應(yīng)鏈韌性和安全水平。踐行生態(tài)優(yōu)先、綠色低碳的發(fā)展道路，注重綠色低碳技術(shù)的推廣應(yīng)用，協(xié)同推進能源安全保障與綠色低碳轉(zhuǎn)型。

二是堅持創(chuàng)新引領(lǐng)，切實增強能源科技創(chuàng)新能力，保障能源體系多元協(xié)同發(fā)展。加強新型能源的關(guān)鍵核心技術(shù)攻關(guān)，升級能源產(chǎn)業(yè)數(shù)字化、智能化能力，增強新型能源的產(chǎn)業(yè)鏈自主可控水平。構(gòu)建多輪驅(qū)動的新型能源供給體系，促進化石能源與非化石能源融合發(fā)展、城鄉(xiāng)能源體系協(xié)同發(fā)展。

三是堅持深化改革，消除制約新型能源體系建設(shè)的體制機制障礙。繼續(xù)發(fā)揮市場在資源配置中的決定性作用，更好發(fā)揮宏觀管理與調(diào)控作用，加快構(gòu)建新時期能源治理體系。完善民生領(lǐng)域的能源需求保障機制，讓城鄉(xiāng)居民從能源發(fā)展中體會到更多的獲得感、幸福感、安全感，以穩(wěn)定可靠的能源供給支撐城鄉(xiāng)居民的美好生活需要。實施更大力度的能源領(lǐng)域?qū)ν忾_放，積極參與國際能源市場，拓寬能源領(lǐng)域高水平國際合作。

著眼新型能源體系建設(shè)，應(yīng)關(guān)注以下重點舉措：

一是以保障能源安全為前提，穩(wěn)妥有序推進能源綠色低碳轉(zhuǎn)型。

落實總體國家安全觀，將保障能源安全置于能源體系構(gòu)建的突出位置。識別宏觀戰(zhàn)略與供應(yīng)風(fēng)險，加強能源資源的儲備能力建設(shè)，提升預(yù)警和應(yīng)急能力，確保供應(yīng)鏈穩(wěn)定。多舉措推動化石能源增儲上產(chǎn)，科學(xué)設(shè)定產(chǎn)能底線，推進能源基礎(chǔ)設(shè)施互聯(lián)互通，資源互濟互保、互為備用。增強能源應(yīng)急供應(yīng)能力，優(yōu)化能源管理體系，增加國家煤油氣戰(zhàn)略儲備，堅守能源安全保障底線。

有序推進能源綠色低碳轉(zhuǎn)型，確保轉(zhuǎn)型過程中的能源安全。按照全國統(tǒng)籌、區(qū)域協(xié)調(diào)、試點先行的原則，結(jié)合區(qū)域發(fā)展戰(zhàn)略設(shè)計和能源資源稟賦，體現(xiàn)系統(tǒng)優(yōu)化、與區(qū)域特色相結(jié)合的要求，推進新型能源體系建設(shè)；驅(qū)動區(qū)域能源低碳轉(zhuǎn)型，發(fā)揮區(qū)域比較優(yōu)勢，注重區(qū)域內(nèi)能源低碳轉(zhuǎn)型與發(fā)展相協(xié)調(diào)。

二是深化能源消費革命，推動城鄉(xiāng)能源體系協(xié)同發(fā)展。

落實節(jié)能提效優(yōu)先政策，通過價格、市場機制等重塑能源電力消費生態(tài)。樹立“節(jié)能是第一資源”的理念，抑制不合理的能源消費，嚴控新上高耗能、高排放項目。推進能耗雙控向碳排放雙控轉(zhuǎn)變的頂層設(shè)計，加強源頭管控，驅(qū)動主要用能行業(yè)消費結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型，保持能源生產(chǎn)和消費平穩(wěn)增長。堅持以能耗統(tǒng)計為基礎(chǔ)并輔以排放監(jiān)控，確保排放因子的標準化、國際化。

深入開展農(nóng)村能源革命，提升城鄉(xiāng)能源普遍服務(wù)水平，促進城鄉(xiāng)協(xié)調(diào)發(fā)展。擴展屋頂光伏、農(nóng)光互補等分布式綠色能源建設(shè)，因地制宜開發(fā)生物質(zhì)能和地熱能，形成新能源富民產(chǎn)業(yè)并助力鄉(xiāng)村振興。改善鄉(xiāng)村能源基礎(chǔ)設(shè)施，滿足居民生產(chǎn)生活對電、氣、冷、熱等的用能需求，加快農(nóng)村能源轉(zhuǎn)型進程。

三是構(gòu)建多輪驅(qū)動的能源供給體系，促進化石能源與非化石能源融合發(fā)展。

堅持先立后破，發(fā)揮化石能源的基礎(chǔ)保障作用，開展非化石能源與化石能源協(xié)同優(yōu)化布局。以“沙戈荒”地區(qū)為重點開展多能互補清潔能源基地建設(shè)，優(yōu)先利用存量電源，精準優(yōu)化電源規(guī)模配比。加快構(gòu)建以電網(wǎng)為樞紐平臺的綜合能源系統(tǒng)，實現(xiàn)電力與氫、氣、冷、熱等能源的深度耦合。統(tǒng)籌考慮各類能源系統(tǒng)的經(jīng)濟性，避免干擾正常發(fā)展的產(chǎn)能過剩，以及不合理、不成熟的新能源技術(shù)過早產(chǎn)業(yè)化。

穩(wěn)步推進化石能源與非化石能源融合發(fā)展。利用火電的靈活調(diào)峰能力平抑可再生能源的出力波動，化解可再生能源發(fā)電不穩(wěn)定及其伴生的應(yīng)用難題。發(fā)展化石能源與生物質(zhì)、儲熱、綠氫、綠氨的耦合發(fā)電技術(shù)，協(xié)調(diào)化石能源利用和二氧化碳減排之間的關(guān)系。

四是加強關(guān)鍵核心技術(shù)攻關(guān)，保障能源產(chǎn)業(yè)鏈自主可控。

發(fā)揮新型舉國體制優(yōu)勢，強化科技支撐能力，圍繞能源產(chǎn)業(yè)鏈短板和“卡脖子”技術(shù)，接續(xù)實施油氣領(lǐng)域科技重大專項。適時啟動“煤炭清潔高效利用”等科技重大專項，研究部署新能源（可再生能源、氫能、儲能等）領(lǐng)域的科技攻關(guān)項目。

重點布局深度節(jié)能、可再生能源效率提升與規(guī)模化利用、多能互補技術(shù)等方面的基礎(chǔ)研究，加快研制煤炭智能柔性開發(fā)、煤炭清潔高效利用、CCUS、深水/超深水油氣勘探開發(fā)、非常規(guī)油氣開發(fā)、非化石能源規(guī)模化并網(wǎng)與遠距離/跨區(qū)域輸送、規(guī)?；瘍δ艿确矫娴年P(guān)鍵技術(shù)裝備。

五是基于多目標權(quán)衡構(gòu)建新型能源評估體系，協(xié)同推進新型能源體系建設(shè)。

以發(fā)展新型電力系統(tǒng)為核心，構(gòu)建兼顧多維目標的新型能源評估能力，從資源稟賦主導(dǎo)的傳統(tǒng)能源體系要素組合轉(zhuǎn)為資源稟賦、技術(shù)、生態(tài)、經(jīng)濟、基礎(chǔ)設(shè)施等要素融合的新型能源評估指標體系。明確區(qū)域能源轉(zhuǎn)型的定位與任務(wù)，設(shè)計差異化、多區(qū)域協(xié)調(diào)的新型能源體系建設(shè)路徑。突出煤炭等化石能源的“壓艙石”作用，推進傳統(tǒng)能源體系向新型能源體系的平穩(wěn)過渡。

應(yīng)用能源數(shù)字化技術(shù)，賦能新型能源體系建設(shè)。完善多個維度關(guān)聯(lián)的泛能源大數(shù)據(jù)體系，引入能源互聯(lián)網(wǎng)、智慧能源系統(tǒng)、數(shù)字孿生、人工智能等數(shù)字化技術(shù)，建立能源體系全鏈條、全過程、覆蓋多維要素的管理能力，為能源體系要素組合和資源優(yōu)化配置提供決策支持。

（本文原載于《中國工程科學(xué)》，有刪節(jié)）