薛禹勝院士：電力系統對“30·60”目標的主動支撐
中國電力網發布時間：2021-02-02 09:19:31
國網電力科學研究院名譽院長
氣候變化是當今人類面臨的重大挑戰，控制大氣層溫室氣體濃度已成為全球共識。自2014年提出“四個革命、一個合作”能源安全新戰略以來，我國能源轉型取得顯著成績，截至2019年底，單位GDP碳排放量相比2005年已經下降48.1%，但化石能源在能源結構中的比例仍然高達84.7%，排放總量依然保持增長態勢。2020年9月22日，在第75屆聯合國大會期間，中國鄭重提出將提高國家自主貢獻力度，采取更加有力的政策和措施，二氧化碳排放力爭于2030年前達到峰值，努力爭取2060年前實現碳中和（以下簡稱“30·60”目標）。這顯示了中國作為負責任的大國，領導與推動全球應對氣候變化的決心。
為了確保我國經濟發展規劃與“30·60”目標的協同實現，需要明確兩者的量化關系。大氣層溫室氣體濃度隨著碳排放的增加而增加，并隨著碳匯的增加而減少。雖然碳達峰與碳中和的目標及達標年份有所不同，但兩者的路徑必須統一優化。否則，若在2030年之前上一批高收益但高碳的項目，并適時停上這些項目，碳達峰仍可實現。但被推高的碳峰值卻大大增加了按期碳中和的難度。要在40年的時間尺度內統籌減少碳排放的舉措，以及增加森林碳匯、生物質耦合CCS等抵消大氣層碳濃度的措施，確保“30·60”目標的行動方案與路徑能夠達到整體最優。
為支撐“30·60”目標，能源行業必須推動節能與能效提升、化石能源的清潔化及清潔低碳能源的大規模替代，終端能源的電能替代，以及能源鏈與交通網絡等其他物理系統、生態環境系統、信息網絡、政策法規、能源及相關要素市場的改革、新型商業模式、科技創新網絡、人才培養等之間的深度融合。
能源領域的碳排放量大約占人類活動總排放量的一半，不難想象其減排責任的重要性。其主要舉措包括在一次能源側用清潔能源大規模地替代化石類能源，以及在終端能源側用電能大規模地替代化石類能源的直接使用。電力系統是連接一次能源與終端能源的樞紐，上述兩個替代都必須依靠電力系統的主動支撐。十多年來，信息技術與電力系統的深度融合大幅提高了電力系統的效率與可靠性，并在推動能源轉型方面發揮了重要作用。“30·60”目標要求電力系統進一步成長為能源鏈中的“中堅力量”，確保更大規模且更加安全高效地平衡能源上游的間歇性可再生能源發電及下游的電動汽車等新型用電負荷，積極推動電力市場化改革，加強以服務為中心的理念，促進能源電力新業態的發展。
“30·60”目標的實現絕不是單純的技術問題，它有賴于正確的政策引導與監管、全社會環保意識及民眾的行為踐行。因此，必須針對能源及環境領域，建立一個從信息、物理、社會等維度協同考慮的框架，即信息物理社會系統。
過去20年來，南瑞集團（國網電科院）的基礎性前瞻性研究團隊一直在探索如何將社會元素與目前已經得到快速發展的信息物理系統相融合，在電力市場、碳市場、能源規劃與政策、電動汽車購置與出行等領域開展研究。開發了基于能源-電力-排放-社會行為混合仿真技術的大能源系統動態仿真平臺，過去5年中在國家能源轉型、地區能源轉型以及能源企業轉型等方面得到了應用。未來，南瑞集團（國網電科院）將整合自身在能源、電力與信息技術等各方面的優勢，深度融合能源轉型中的信息、物理及社會元素，研究其演化路徑與“30·60”目標之間的關系，研究電力及能源系統對戰略目標的主動支撐，實現碳達峰及碳中和路徑的統籌優化，充分發揮南瑞集團（國網電科院）的人才與產業優勢，形成整體解決方案，主動支撐“30·60”目標的提前完成。
作者：薛禹勝
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