近年來(lái)，全球能源轉(zhuǎn)型步伐不斷加快，中美兩國(guó)成為推動(dòng)風(fēng)電、光伏技術(shù)創(chuàng)新與應(yīng)用的主力軍，風(fēng)電和光伏裝機(jī)容量在兩國(guó)能源結(jié)構(gòu)中的占比穩(wěn)步提升。

  然而，隨著新能源在電力系統(tǒng)中的滲透率快速提升，一系列挑戰(zhàn)接踵而來(lái)。部分地區(qū)并網(wǎng)消納困難漸顯，電力可靠供應(yīng)面臨巨大壓力，電網(wǎng)運(yùn)行安全受到威脅，系統(tǒng)成本急劇攀升，電網(wǎng)投資不足，產(chǎn)業(yè)鏈供應(yīng)鏈穩(wěn)定性也受到?jīng)_擊。

  在此背景下，如何應(yīng)對(duì)這些挑戰(zhàn)成為各界關(guān)注焦點(diǎn)。近期，在北京召開的“中美綠色電力發(fā)展對(duì)話”會(huì)議上，來(lái)自中美兩國(guó)研究機(jī)構(gòu)、高等院校、電力企業(yè)的專家學(xué)者介紹了兩國(guó)電力市場(chǎng)現(xiàn)狀，探討面臨的共同挑戰(zhàn)以及未來(lái)合作方向。

1.立足中國(guó)國(guó)情，統(tǒng)籌電力發(fā)展多元目標(biāo)

  與會(huì)專家認(rèn)為，著眼未來(lái)，我國(guó)全社會(huì)用電量年均增速預(yù)計(jì)可達(dá) 5%以上，在此背景下，綠色電力轉(zhuǎn)型須以穩(wěn)定電力保供為根基，務(wù)必確保供電安全。

  該專家表示，電力發(fā)展要全方位統(tǒng)籌四大關(guān)鍵目標(biāo)：安全，電力供應(yīng)安全是構(gòu)建新型電力系統(tǒng)的底線，必須持續(xù)細(xì)化相關(guān)保障措施，筑牢電力供應(yīng)的安全防線；綠色，在堅(jiān)守供電安全前提下，秉持清潔低碳循環(huán)理念推進(jìn)發(fā)展，依據(jù)行業(yè)與地區(qū)特性，優(yōu)化碳達(dá)峰碳中和節(jié)奏力度，為電力穩(wěn)定供應(yīng)、系統(tǒng)成本管控創(chuàng)造有利條件；經(jīng)濟(jì)，即可承受、可促進(jìn)、可持續(xù)，以社會(huì)經(jīng)濟(jì)可承受成本為標(biāo)尺，推動(dòng)高質(zhì)量發(fā)展與綠色轉(zhuǎn)型協(xié)同共進(jìn)，滿足民眾用電需求，提升電力行業(yè)可持續(xù)發(fā)展能力；共享，力求電力發(fā)展成果惠及全社會(huì)，催生新興產(chǎn)業(yè)與經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)點(diǎn)，切實(shí)減輕百姓用電負(fù)擔(dān)。如何統(tǒng)籌平衡這四大目標(biāo)，是電力系統(tǒng)轉(zhuǎn)型面臨的緊迫難題。

  上述專家認(rèn)為，為破局突圍，技術(shù)創(chuàng)新應(yīng)成為重中之重。具體來(lái)說(shuō)，應(yīng)聚焦構(gòu)網(wǎng)型技術(shù)、新型儲(chǔ)能、清潔化煤電、碳捕集與封存技術(shù)、核聚變等前沿關(guān)鍵領(lǐng)域，融合數(shù)字化、智能化手段賦能綠色技術(shù)，增強(qiáng)電力系統(tǒng)穩(wěn)定性，將不確定性轉(zhuǎn)化為可精準(zhǔn)把控的確定性。

  他還提出，應(yīng)重視電力資源戰(zhàn)略規(guī)劃。當(dāng)前，我國(guó)部分地區(qū)出現(xiàn) “鴨子曲線”，午間棄光問(wèn)題突出，技術(shù)瓶頸與光伏前期過(guò)度擴(kuò)張都是誘因。未來(lái)需優(yōu)化新能源結(jié)構(gòu)布局，強(qiáng)化能源電力規(guī)劃與產(chǎn)業(yè)規(guī)劃協(xié)同聯(lián)動(dòng)，因地制宜調(diào)配風(fēng)電、光伏比例，如在“三北”地區(qū)加速光熱電站規(guī)模化建設(shè)，發(fā)揮其卓越調(diào)節(jié)性能。

  此外，上述專家還提到，我國(guó)多地推行的分時(shí)電價(jià)政策成效初顯，科學(xué)合理的電價(jià)機(jī)制既能精準(zhǔn)反映電源時(shí)段價(jià)值，吸引投資、引導(dǎo)電源電網(wǎng)科學(xué)規(guī)劃，又能高效配置靈活性資源，激發(fā)用戶主動(dòng)參與系統(tǒng)調(diào)節(jié)。以午間低谷電價(jià)為例，合理利用這一機(jī)制能引導(dǎo)電動(dòng)汽車與新型儲(chǔ)能在光伏大發(fā)時(shí)段充電，優(yōu)化電力資源利用。

2.加州經(jīng)驗(yàn)與前沿技術(shù)探索

  美國(guó)加州大學(xué)伯克利分校一位氣候變化領(lǐng)域?qū)＜曳窒砹思又菰诎l(fā)展清潔能源中的經(jīng)驗(yàn)。若將加州視為一個(gè)國(guó)家，其經(jīng)濟(jì)體量足以位列全球第五。初期，加州設(shè)定了到2010年20%電力由清潔能源供應(yīng)的目標(biāo)，該目標(biāo)在起步階段推進(jìn)困難，至2013年才達(dá)成。后續(xù)，隨著光伏廣泛部署、能效大幅提升，加州2030年的清潔能源占比目標(biāo)已提升至60%，并立法確立2045年實(shí)現(xiàn)100%清潔能源供電，更實(shí)現(xiàn)超100天向鄰州出口清潔能源。這一成就源于基礎(chǔ)科學(xué)研究、政策扶持與產(chǎn)業(yè)發(fā)展的緊密協(xié)同，尤其是美國(guó)清潔能源材料科學(xué)領(lǐng)域的突破，未來(lái)也將為電池儲(chǔ)能、海上風(fēng)電、制氫等技術(shù)革新提供堅(jiān)實(shí)支撐。

  上述專家介紹稱，加州大學(xué)伯克利分�？稍偕�能源實(shí)驗(yàn)室（RAEL）正在攻堅(jiān)成本低廉、壽命超長(zhǎng)的液流電池，擁有數(shù)百萬(wàn)個(gè)充放周期，遠(yuǎn)超普通手機(jī)電池的數(shù)千個(gè)充放周期，展現(xiàn)出巨大潛力。他表示，成本下降曲線表明，穩(wěn)定的投資是推動(dòng)技術(shù)成本穩(wěn)步降低的關(guān)鍵。因此，加州未來(lái)不僅要繼續(xù)投資太陽(yáng)能電池、儲(chǔ)能電池、能效系統(tǒng)、海上風(fēng)電、制氫等前沿技術(shù)領(lǐng)域的研發(fā)，還要為這些技術(shù)建立市場(chǎng)，以實(shí)現(xiàn)上述技術(shù)的大規(guī)模應(yīng)用。

  加州是光伏廣泛應(yīng)用的重點(diǎn)地區(qū)，其屋頂與沙漠都大量鋪設(shè)光伏電池板，深刻地改變了電力供需曲線。白天光伏大發(fā)，傳統(tǒng)能源負(fù)荷驟降，電價(jià)隨之下跌，甚至出現(xiàn)部分時(shí)段100%可再生能源供電。但如果凈負(fù)荷很低，傳統(tǒng)能源發(fā)電的價(jià)格也很低，擴(kuò)大可再生能源建設(shè)規(guī)模的動(dòng)力就大大減少。加州的目標(biāo)是替代所有的化石能源，不僅是白天，也包括晚上。面對(duì)“鴨子曲線”挑戰(zhàn)，上述專家認(rèn)為，解決之道在于儲(chǔ)能與電動(dòng)汽車的深度應(yīng)用，將白天過(guò)剩電能儲(chǔ)存，留待夜間使用，同時(shí)挖掘車網(wǎng)互動(dòng)潛能，盡管當(dāng)前全球車網(wǎng)互動(dòng)推進(jìn)艱難，成熟案例稀缺。

  值得一提的是，加州大學(xué)伯克利分校的團(tuán)隊(duì)與四川大學(xué)合作，幫助深圳市進(jìn)行物聯(lián)網(wǎng)（IoT）和電動(dòng)汽車的智能管理。深圳在一年內(nèi)將 3.1萬(wàn)輛出租車替換為新能源車，電動(dòng)出租車占比飆升至95%，但充電難題隨之而來(lái)。經(jīng)項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)優(yōu)化充電方案，司機(jī)等待時(shí)間大幅縮短，如今深圳可再生能源與電動(dòng)車需求雙增長(zhǎng)，形成良性循環(huán)，為其他城市提供了可借鑒范本。

3.全面推進(jìn)綠色電力發(fā)展，深化電力市場(chǎng)改革

  與會(huì)的中方能源系統(tǒng)專家詳細(xì)闡述了中國(guó)在促進(jìn)綠色電力發(fā)展方面的多元舉措。

  一方面，全力構(gòu)建新型電力系統(tǒng)，提升新能源消納能力。為適配高比例新能源上網(wǎng)需求，確保電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行，國(guó)家發(fā)展改革委、國(guó)家能源局和國(guó)家數(shù)據(jù)局聯(lián)合印發(fā)《加快構(gòu)建新型電力系統(tǒng)行動(dòng)方案（2024—2027年）》，多維度規(guī)劃行動(dòng)路徑，涵蓋大規(guī)模高比例新能源外送、配電網(wǎng)高質(zhì)量發(fā)展與智慧化調(diào)度體系建設(shè)、提升新型能源系統(tǒng)友好性、升級(jí)新一代煤電、拓展電動(dòng)汽車充電設(shè)施網(wǎng)絡(luò)等。通過(guò)打造系統(tǒng)友好型新能源電站，將新能源置信出力提升至10%以上；探索算力與電力協(xié)同項(xiàng)目，提高數(shù)據(jù)中心綠電占比；因地制宜建設(shè)智能微電網(wǎng)項(xiàng)目，提升新能源自發(fā)自用比例，全方位促進(jìn)新能源消納，統(tǒng)籌兼顧安全、綠色、效益協(xié)調(diào)發(fā)展。

  另一方面，大刀闊斧推進(jìn)電力市場(chǎng)化改革。我國(guó)電力市場(chǎng)化改革成效卓著，交易規(guī)模持續(xù)擴(kuò)張，2023年，全國(guó)市場(chǎng)交易電量從2016 年的1.1萬(wàn)億千瓦時(shí)飆升至5.67萬(wàn)億千瓦時(shí)，漲幅達(dá)80%，占全社會(huì)用電量的61.4%。但新能源入市步伐仍需加快，2023年，全國(guó)新能源市場(chǎng)化交易電量占全部新能源發(fā)電的47.3%；2024年上半年，全國(guó)綠電交易電量同比激增233%，達(dá)1519.3億千瓦時(shí)，交易綠證1.6 億個(gè)，電力現(xiàn)貨市場(chǎng)建設(shè)也在緊鑼密鼓推進(jìn)中。當(dāng)前，山西、廣東、山東、甘肅4個(gè)省份現(xiàn)貨市場(chǎng)已正式運(yùn)行，20個(gè)�。▍^(qū)、市）開展現(xiàn)貨市場(chǎng)試運(yùn)行，輔助服務(wù)市場(chǎng)基本實(shí)現(xiàn)全國(guó)覆蓋，交易品種不斷豐富拓展。鑒于我國(guó)新能源與用電負(fù)荷區(qū)域分布不均，建設(shè)全國(guó)統(tǒng)一電力市場(chǎng)迫在眉睫，這將促進(jìn)電力資源優(yōu)化配置，共享互濟(jì)。2024年11月底發(fā)布的《全國(guó)統(tǒng)一電力市場(chǎng)發(fā)展規(guī)劃藍(lán)皮書》明確，到2025年初步達(dá)成全國(guó)統(tǒng)一電力市場(chǎng)目標(biāo)。

  此外，我國(guó)還持續(xù)完善綠電綠證政策及標(biāo)準(zhǔn)體系，推動(dòng)國(guó)際合作邁向新高度；積極推動(dòng)新能源深度參與電力市場(chǎng)，提升綠色電力消費(fèi)層級(jí)。2023年8月，國(guó)家發(fā)展改革委、財(cái)政部和國(guó)家能源局聯(lián)合發(fā)文推進(jìn)可再生能源工作，開展綠色電力證書全覆蓋行動(dòng)，促進(jìn)可再生能源電力消費(fèi)。2024年7—8月，《電力中長(zhǎng)期交易基本規(guī)則——綠色電力交易專章》《可再生能源綠色電力證書核發(fā)和交易規(guī)則》相繼出臺(tái)，中國(guó)在綠電溯源、綠證交易、綠電標(biāo)識(shí)應(yīng)用等業(yè)務(wù)場(chǎng)景，加速與國(guó)際規(guī)則接軌，為跨國(guó)企業(yè)提供通用認(rèn)證服務(wù)標(biāo)準(zhǔn)，開辟中國(guó)綠電綠證出海通道。完善相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)體系，將有力助推低碳產(chǎn)品綠色轉(zhuǎn)型，提升綠色競(jìng)爭(zhēng)力，為全球綠色低碳經(jīng)濟(jì)注入澎湃動(dòng)力。

  上述專家強(qiáng)調(diào)，發(fā)展綠色電力機(jī)遇與挑戰(zhàn)并存，中美合作潛力巨大，雙方拓展合作領(lǐng)域，創(chuàng)新合作模式，有助于攜手應(yīng)對(duì)挑戰(zhàn)。

4.退煤保核穩(wěn)氣，增加靈活可靠低碳技術(shù)研發(fā)投入

  美國(guó)普林斯頓大學(xué)一位能源系統(tǒng)領(lǐng)域?qū)＜以跁?huì)上深入剖析了美國(guó)能源市場(chǎng)在政策驅(qū)動(dòng)下的發(fā)展態(tài)勢(shì)與未來(lái)挑戰(zhàn)。據(jù)他介紹，美國(guó)碳排放量自2005—2007年后逐年緩降，當(dāng)前，約40%的電力供應(yīng)源自零碳能源，天然氣發(fā)電在化石燃料供應(yīng)中占主要地位，老舊燃煤電廠漸次退役。

  《通脹削減法案》是近幾年美國(guó)能源市場(chǎng)的重磅激勵(lì)政策，該法案憑借超5萬(wàn)億美元的稅收抵免、補(bǔ)助等財(cái)務(wù)激勵(lì)組合拳，大幅削減清潔電力項(xiàng)目投資成本，資助范圍覆蓋清潔氫氣、可持續(xù)航空燃料生產(chǎn)等前沿領(lǐng)域，同時(shí)針對(duì)終端用戶推出提高能效、電動(dòng)汽車購(gòu)買稅收抵免等惠民禮包。《兩黨基礎(chǔ)設(shè)施法》則為碳捕獲和儲(chǔ)存（CCS）、長(zhǎng)期氫能儲(chǔ)存及關(guān)鍵網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)筑牢資金后盾。雙法聯(lián)動(dòng)有望顯著提升美國(guó)脫碳速率，預(yù)估2022—2035年美國(guó)可累計(jì)削減70億—80億噸溫室氣體排放量。

  即便如此，受諸多因素牽絆，美國(guó)達(dá)成2030年國(guó)家自主貢獻(xiàn)目標(biāo)仍存變數(shù)，尤其是特朗普重返白宮后，現(xiàn)行能源政策發(fā)生較大變化，涉及溫室氣體排放法規(guī)、交通運(yùn)輸與環(huán)境保護(hù)機(jī)構(gòu)補(bǔ)助金及貸款計(jì)劃等的政策前景都不明朗。

  展望2035年，受電氣化、先進(jìn)制造業(yè)、數(shù)據(jù)中心擴(kuò)張等因素強(qiáng)力驅(qū)動(dòng)，美國(guó)電力需求將持續(xù)上漲，電力供應(yīng)近乎翻倍，氫能產(chǎn)量前景未明，但消耗可觀。普林斯頓大學(xué)的研究顯示，未來(lái)美國(guó)增加的負(fù)荷將主要來(lái)自數(shù)據(jù)中心、電氣化與氫能汽車的用電需求。屆時(shí)，美國(guó)需要新增的零碳發(fā)電總量將相當(dāng)于美國(guó)現(xiàn)今的全部發(fā)電量。

  當(dāng)下，美國(guó)電網(wǎng)擴(kuò)張滯后于需求增速，亟待重塑機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)，加速電網(wǎng)擴(kuò)張，預(yù)計(jì)需新增約75000英里高壓輸電線路，構(gòu)建兼顧遠(yuǎn)距離輸電與“牢固可靠”發(fā)電能力的現(xiàn)代化電力體系。

  上述嘉賓認(rèn)為，為應(yīng)對(duì)清潔能源轉(zhuǎn)型挑戰(zhàn)，在淘汰燃煤發(fā)電廠的同時(shí)，應(yīng)保留與大部分煤炭機(jī)組同一時(shí)間建造的老舊核電站機(jī)組，將其許可證運(yùn)營(yíng)時(shí)間延長(zhǎng)至60或80年，確保其安全運(yùn)行；另一方面，由于電池儲(chǔ)能、風(fēng)電和太陽(yáng)能目前還不足以迅速取代需要退役的數(shù)百吉瓦煤電廠，美國(guó)在短期內(nèi)還需依靠天然氣發(fā)電廠來(lái)滿足容量需求。他還提到，長(zhǎng)時(shí)段儲(chǔ)能、靈活碳捕捉系統(tǒng)、先進(jìn)裂變反應(yīng)堆、聚變發(fā)電廠、地?zé)岚l(fā)電系統(tǒng)、氫能渦輪機(jī)等前沿技術(shù)對(duì)實(shí)現(xiàn)能源轉(zhuǎn)型目標(biāo)極為關(guān)鍵，應(yīng)加大對(duì)這些領(lǐng)域的投資。

作者：蔡譯萱 來(lái)源：南方能源觀察 責(zé)任編輯：jianping