中美專家談能源轉型系統挑戰
近年來，全球能源轉型步伐不斷加快，中美兩國成為推動風電、光伏技術創新與應用的主力軍，風電和光伏裝機容量在兩國能源結構中的占比穩步提升。
然而，隨著新能源在電力系統中的滲透率快速提升，一系列挑戰接踵而來。部分地區并網消納困難漸顯，電力可靠供應面臨巨大壓力，電網運行安全受到威脅，系統成本急劇攀升，電網投資不足，產業鏈供應鏈穩定性也受到沖擊。
在此背景下，如何應對這些挑戰成為各界關注焦點。近期，在北京召開的“中美綠色電力發展對話”會議上，來自中美兩國研究機構、高等院校、電力企業的專家學者介紹了兩國電力市場現狀，探討面臨的共同挑戰以及未來合作方向。
1.立足中國國情，統籌電力發展多元目標
與會專家認為，著眼未來，我國全社會用電量年均增速預計可達 5%以上，在此背景下，綠色電力轉型須以穩定電力保供為根基，務必確保供電安全。
該專家表示，電力發展要全方位統籌四大關鍵目標：安全，電力供應安全是構建新型電力系統的底線，必須持續細化相關保障措施，筑牢電力供應的安全防線；綠色，在堅守供電安全前提下，秉持清潔低碳循環理念推進發展，依據行業與地區特性，優化碳達峰碳中和節奏力度，為電力穩定供應、系統成本管控創造有利條件；經濟，即可承受、可促進、可持續，以社會經濟可承受成本為標尺，推動高質量發展與綠色轉型協同共進，滿足民眾用電需求，提升電力行業可持續發展能力；共享，力求電力發展成果惠及全社會，催生新興產業與經濟增長點，切實減輕百姓用電負擔。如何統籌平衡這四大目標，是電力系統轉型面臨的緊迫難題。
上述專家認為，為破局突圍，技術創新應成為重中之重。具體來說，應聚焦構網型技術、新型儲能、清潔化煤電、碳捕集與封存技術、核聚變等前沿關鍵領域，融合數字化、智能化手段賦能綠色技術，增強電力系統穩定性，將不確定性轉化為可精準把控的確定性。
他還提出，應重視電力資源戰略規劃。當前，我國部分地區出現 “鴨子曲線”，午間棄光問題突出，技術瓶頸與光伏前期過度擴張都是誘因。未來需優化新能源結構布局，強化能源電力規劃與產業規劃協同聯動，因地制宜調配風電、光伏比例，如在“三北”地區加速光熱電站規�；ㄔO，發揮其卓越調節性能。
此外，上述專家還提到，我國多地推行的分時電價政策成效初顯，科學合理的電價機制既能精準反映電源時段價值，吸引投資、引導電源電網科學規劃，又能高效配置靈活性資源，激發用戶主動參與系統調節。以午間低谷電價為例，合理利用這一機制能引導電動汽車與新型儲能在光伏大發時段充電，優化電力資源利用。
2.加州經驗與前沿技術探索
美國加州大學伯克利分校一位氣候變化領域專家分享了加州在發展清潔能源中的經驗。若將加州視為一個國家，其經濟體量足以位列全球第五。初期，加州設定了到2010年20%電力由清潔能源供應的目標，該目標在起步階段推進困難，至2013年才達成。后續，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已提升至60%，并立法確立2045年實現100%清潔能源供電，更實現超100天向鄰州出口清潔能源。這一成就源于基礎科學研究、政策扶持與產業發展的緊密協同，尤其是美國清潔能源材料科學領域的突破，未來也將為電池儲能、海上風電、制氫等技術革新提供堅實支撐。
上述專家介紹稱，加州大學伯克利分�？稍偕茉磳嶒炇遥≧AEL）正在攻堅成本低廉、壽命超長的液流電池，擁有數百萬個充放周期，遠超普通手機電池的數千個充放周期，展現出巨大潛力。他表示，成本下降曲線表明，穩定的投資是推動技術成本穩步降低的關鍵。因此，加州未來不僅要繼續投資太陽能電池、儲能電池、能效系統、海上風電、制氫等前沿技術領域的研發，還要為這些技術建立市場，以實現上述技術的大規模應用。
加州是光伏廣泛應用的重點地區，其屋頂與沙漠都大量鋪設光伏電池板，深刻地改變了電力供需曲線。白天光伏大發，傳統能源負荷驟降，電價隨之下跌，甚至出現部分時段100%可再生能源供電。但如果凈負荷很低，傳統能源發電的價格也很低，擴大可再生能源建設規模的動力就大大減少。加州的目標是替代所有的化石能源，不僅是白天，也包括晚上。面對“鴨子曲線”挑戰，上述專家認為，解決之道在于儲能與電動汽車的深度應用，將白天過剩電能儲存，留待夜間使用，同時挖掘車網互動潛能，盡管當前全球車網互動推進艱難，成熟案例稀缺。
值得一提的是，加州大學伯克利分校的團隊與四川大學合作，幫助深圳市進行物聯網（IoT）和電動汽車的智能管理。深圳在一年內將 3.1萬輛出租車替換為新能源車，電動出租車占比飆升至95%，但充電難題隨之而來。經項目團隊優化充電方案，司機等待時間大幅縮短，如今深圳可再生能源與電動車需求雙增長，形成良性循環，為其他城市提供了可借鑒范本。
3.全面推進綠色電力發展，深化電力市場改革
與會的中方能源系統專家詳細闡述了中國在促進綠色電力發展方面的多元舉措。
一方面，全力構建新型電力系統，提升新能源消納能力。為適配高比例新能源上網需求，確保電力系統安全穩定運行，國家發展改革委、國家能源局和國家數據局聯合印發《加快構建新型電力系統行動方案（2024—2027年）》，多維度規劃行動路徑，涵蓋大規模高比例新能源外送、配電網高質量發展與智慧化調度體系建設、提升新型能源系統友好性、升級新一代煤電、拓展電動汽車充電設施網絡等。通過打造系統友好型新能源電站，將新能源置信出力提升至10%以上；探索算力與電力協同項目，提高數據中心綠電占比；因地制宜建設智能微電網項目，提升新能源自發自用比例，全方位促進新能源消納，統籌兼顧安全、綠色、效益協調發展。
另一方面，大刀闊斧推進電力市場化改革。我國電力市場化改革成效卓著，交易規模持續擴張，2023年，全國市場交易電量從2016 年的1.1萬億千瓦時飆升至5.67萬億千瓦時，漲幅達80%，占全社會用電量的61.4%。但新能源入市步伐仍需加快，2023年，全國新能源市場化交易電量占全部新能源發電的47.3%；2024年上半年，全國綠電交易電量同比激增233%，達1519.3億千瓦時，交易綠證1.6 億個，電力現貨市場建設也在緊鑼密鼓推進中。當前，山西、廣東、山東、甘肅4個省份現貨市場已正式運行，20個省（區、市）開展現貨市場試運行，輔助服務市場基本實現全國覆蓋，交易品種不斷豐富拓展。鑒于我國新能源與用電負荷區域分布不均，建設全國統一電力市場迫在眉睫，這將促進電力資源優化配置，共享互濟。2024年11月底發布的《全國統一電力市場發展規劃藍皮書》明確，到2025年初步達成全國統一電力市場目標。
此外，我國還持續完善綠電綠證政策及標準體系，推動國際合作邁向新高度；積極推動新能源深度參與電力市場，提升綠色電力消費層級。2023年8月，國家發展改革委、財政部和國家能源局聯合發文推進可再生能源工作，開展綠色電力證書全覆蓋行動，促進可再生能源電力消費。2024年7—8月，《電力中長期交易基本規則——綠色電力交易專章》《可再生能源綠色電力證書核發和交易規則》相繼出臺，中國在綠電溯源、綠證交易、綠電標識應用等業務場景，加速與國際規則接軌，為跨國企業提供通用認證服務標準，開辟中國綠電綠證出海通道。完善相關技術標準體系，將有力助推低碳產品綠色轉型，提升綠色競爭力，為全球綠色低碳經濟注入澎湃動力。
上述專家強調，發展綠色電力機遇與挑戰并存，中美合作潛力巨大，雙方拓展合作領域，創新合作模式，有助于攜手應對挑戰。
4.退煤保核穩氣，增加靈活可靠低碳技術研發投入
美國普林斯頓大學一位能源系統領域專家在會上深入剖析了美國能源市場在政策驅動下的發展態勢與未來挑戰。據他介紹，美國碳排放量自2005—2007年后逐年緩降，當前，約40%的電力供應源自零碳能源，天然氣發電在化石燃料供應中占主要地位，老舊燃煤電廠漸次退役。
《通脹削減法案》是近幾年美國能源市場的重磅激勵政策，該法案憑借超5萬億美元的稅收抵免、補助等財務激勵組合拳，大幅削減清潔電力項目投資成本，資助范圍覆蓋清潔氫氣、可持續航空燃料生產等前沿領域，同時針對終端用戶推出提高能效、電動汽車購買稅收抵免等惠民禮包�！秲牲h基礎設施法》則為碳捕獲和儲存（CCS）、長期氫能儲存及關鍵網絡基礎設施建設筑牢資金后盾。雙法聯動有望顯著提升美國脫碳速率，預估2022—2035年美國可累計削減70億—80億噸溫室氣體排放量。
即便如此，受諸多因素牽絆，美國達成2030年國家自主貢獻目標仍存變數，尤其是特朗普重返白宮后，現行能源政策發生較大變化，涉及溫室氣體排放法規、交通運輸與環境保護機構補助金及貸款計劃等的政策前景都不明朗。
展望2035年，受電氣化、先進制造業、數據中心擴張等因素強力驅動，美國電力需求將持續上漲，電力供應近乎翻倍，氫能產量前景未明，但消耗可觀。普林斯頓大學的研究顯示，未來美國增加的負荷將主要來自數據中心、電氣化與氫能汽車的用電需求。屆時，美國需要新增的零碳發電總量將相當于美國現今的全部發電量。
當下，美國電網擴張滯后于需求增速，亟待重塑機構設計，加速電網擴張，預計需新增約75000英里高壓輸電線路，構建兼顧遠距離輸電與“牢固可靠”發電能力的現代化電力體系。
上述嘉賓認為，為應對清潔能源轉型挑戰，在淘汰燃煤發電廠的同時，應保留與大部分煤炭機組同一時間建造的老舊核電站機組，將其許可證運營時間延長至60或80年，確保其安全運行；另一方面，由于電池儲能、風電和太陽能目前還不足以迅速取代需要退役的數百吉瓦煤電廠，美國在短期內還需依靠天然氣發電廠來滿足容量需求。他還提到，長時段儲能、靈活碳捕捉系統、先進裂變反應堆、聚變發電廠、地熱發電系統、氫能渦輪機等前沿技術對實現能源轉型目標極為關鍵，應加大對這些領域的投資。
作者：蔡譯萱 來源：南方能源觀察 責任編輯：jianping
然而，隨著新能源在電力系統中的滲透率快速提升，一系列挑戰接踵而來。部分地區并網消納困難漸顯，電力可靠供應面臨巨大壓力，電網運行安全受到威脅，系統成本急劇攀升，電網投資不足，產業鏈供應鏈穩定性也受到沖擊。
在此背景下，如何應對這些挑戰成為各界關注焦點。近期，在北京召開的“中美綠色電力發展對話”會議上，來自中美兩國研究機構、高等院校、電力企業的專家學者介紹了兩國電力市場現狀，探討面臨的共同挑戰以及未來合作方向。
1.立足中國國情，統籌電力發展多元目標
與會專家認為，著眼未來，我國全社會用電量年均增速預計可達 5%以上，在此背景下，綠色電力轉型須以穩定電力保供為根基，務必確保供電安全。
該專家表示，電力發展要全方位統籌四大關鍵目標：安全，電力供應安全是構建新型電力系統的底線，必須持續細化相關保障措施，筑牢電力供應的安全防線；綠色，在堅守供電安全前提下，秉持清潔低碳循環理念推進發展，依據行業與地區特性，優化碳達峰碳中和節奏力度，為電力穩定供應、系統成本管控創造有利條件；經濟，即可承受、可促進、可持續，以社會經濟可承受成本為標尺，推動高質量發展與綠色轉型協同共進，滿足民眾用電需求，提升電力行業可持續發展能力；共享，力求電力發展成果惠及全社會，催生新興產業與經濟增長點，切實減輕百姓用電負擔。如何統籌平衡這四大目標，是電力系統轉型面臨的緊迫難題。
上述專家認為，為破局突圍，技術創新應成為重中之重。具體來說，應聚焦構網型技術、新型儲能、清潔化煤電、碳捕集與封存技術、核聚變等前沿關鍵領域，融合數字化、智能化手段賦能綠色技術，增強電力系統穩定性，將不確定性轉化為可精準把控的確定性。
他還提出，應重視電力資源戰略規劃。當前，我國部分地區出現 “鴨子曲線”，午間棄光問題突出，技術瓶頸與光伏前期過度擴張都是誘因。未來需優化新能源結構布局，強化能源電力規劃與產業規劃協同聯動，因地制宜調配風電、光伏比例，如在“三北”地區加速光熱電站規�；ㄔO，發揮其卓越調節性能。
此外，上述專家還提到，我國多地推行的分時電價政策成效初顯，科學合理的電價機制既能精準反映電源時段價值，吸引投資、引導電源電網科學規劃，又能高效配置靈活性資源，激發用戶主動參與系統調節。以午間低谷電價為例，合理利用這一機制能引導電動汽車與新型儲能在光伏大發時段充電，優化電力資源利用。
2.加州經驗與前沿技術探索
美國加州大學伯克利分校一位氣候變化領域專家分享了加州在發展清潔能源中的經驗。若將加州視為一個國家，其經濟體量足以位列全球第五。初期，加州設定了到2010年20%電力由清潔能源供應的目標，該目標在起步階段推進困難，至2013年才達成。后續，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已提升至60%，并立法確立2045年實現100%清潔能源供電，更實現超100天向鄰州出口清潔能源。這一成就源于基礎科學研究、政策扶持與產業發展的緊密協同，尤其是美國清潔能源材料科學領域的突破，未來也將為電池儲能、海上風電、制氫等技術革新提供堅實支撐。
上述專家介紹稱，加州大學伯克利分�？稍偕茉磳嶒炇遥≧AEL）正在攻堅成本低廉、壽命超長的液流電池，擁有數百萬個充放周期，遠超普通手機電池的數千個充放周期，展現出巨大潛力。他表示，成本下降曲線表明，穩定的投資是推動技術成本穩步降低的關鍵。因此，加州未來不僅要繼續投資太陽能電池、儲能電池、能效系統、海上風電、制氫等前沿技術領域的研發，還要為這些技術建立市場，以實現上述技術的大規模應用。
加州是光伏廣泛應用的重點地區，其屋頂與沙漠都大量鋪設光伏電池板，深刻地改變了電力供需曲線。白天光伏大發，傳統能源負荷驟降，電價隨之下跌，甚至出現部分時段100%可再生能源供電。但如果凈負荷很低，傳統能源發電的價格也很低，擴大可再生能源建設規模的動力就大大減少。加州的目標是替代所有的化石能源，不僅是白天，也包括晚上。面對“鴨子曲線”挑戰，上述專家認為，解決之道在于儲能與電動汽車的深度應用，將白天過剩電能儲存，留待夜間使用，同時挖掘車網互動潛能，盡管當前全球車網互動推進艱難，成熟案例稀缺。
值得一提的是，加州大學伯克利分校的團隊與四川大學合作，幫助深圳市進行物聯網（IoT）和電動汽車的智能管理。深圳在一年內將 3.1萬輛出租車替換為新能源車，電動出租車占比飆升至95%，但充電難題隨之而來。經項目團隊優化充電方案，司機等待時間大幅縮短，如今深圳可再生能源與電動車需求雙增長，形成良性循環，為其他城市提供了可借鑒范本。
3.全面推進綠色電力發展，深化電力市場改革
與會的中方能源系統專家詳細闡述了中國在促進綠色電力發展方面的多元舉措。
一方面，全力構建新型電力系統，提升新能源消納能力。為適配高比例新能源上網需求，確保電力系統安全穩定運行，國家發展改革委、國家能源局和國家數據局聯合印發《加快構建新型電力系統行動方案（2024—2027年）》，多維度規劃行動路徑，涵蓋大規模高比例新能源外送、配電網高質量發展與智慧化調度體系建設、提升新型能源系統友好性、升級新一代煤電、拓展電動汽車充電設施網絡等。通過打造系統友好型新能源電站，將新能源置信出力提升至10%以上；探索算力與電力協同項目，提高數據中心綠電占比；因地制宜建設智能微電網項目，提升新能源自發自用比例，全方位促進新能源消納，統籌兼顧安全、綠色、效益協調發展。
另一方面，大刀闊斧推進電力市場化改革。我國電力市場化改革成效卓著，交易規模持續擴張，2023年，全國市場交易電量從2016 年的1.1萬億千瓦時飆升至5.67萬億千瓦時，漲幅達80%，占全社會用電量的61.4%。但新能源入市步伐仍需加快，2023年，全國新能源市場化交易電量占全部新能源發電的47.3%；2024年上半年，全國綠電交易電量同比激增233%，達1519.3億千瓦時，交易綠證1.6 億個，電力現貨市場建設也在緊鑼密鼓推進中。當前，山西、廣東、山東、甘肅4個省份現貨市場已正式運行，20個省（區、市）開展現貨市場試運行，輔助服務市場基本實現全國覆蓋，交易品種不斷豐富拓展。鑒于我國新能源與用電負荷區域分布不均，建設全國統一電力市場迫在眉睫，這將促進電力資源優化配置，共享互濟。2024年11月底發布的《全國統一電力市場發展規劃藍皮書》明確，到2025年初步達成全國統一電力市場目標。
此外，我國還持續完善綠電綠證政策及標準體系，推動國際合作邁向新高度；積極推動新能源深度參與電力市場，提升綠色電力消費層級。2023年8月，國家發展改革委、財政部和國家能源局聯合發文推進可再生能源工作，開展綠色電力證書全覆蓋行動，促進可再生能源電力消費。2024年7—8月，《電力中長期交易基本規則——綠色電力交易專章》《可再生能源綠色電力證書核發和交易規則》相繼出臺，中國在綠電溯源、綠證交易、綠電標識應用等業務場景，加速與國際規則接軌，為跨國企業提供通用認證服務標準，開辟中國綠電綠證出海通道。完善相關技術標準體系，將有力助推低碳產品綠色轉型，提升綠色競爭力，為全球綠色低碳經濟注入澎湃動力。
上述專家強調，發展綠色電力機遇與挑戰并存，中美合作潛力巨大，雙方拓展合作領域，創新合作模式，有助于攜手應對挑戰。
4.退煤保核穩氣，增加靈活可靠低碳技術研發投入
美國普林斯頓大學一位能源系統領域專家在會上深入剖析了美國能源市場在政策驅動下的發展態勢與未來挑戰。據他介紹，美國碳排放量自2005—2007年后逐年緩降，當前，約40%的電力供應源自零碳能源，天然氣發電在化石燃料供應中占主要地位，老舊燃煤電廠漸次退役。
《通脹削減法案》是近幾年美國能源市場的重磅激勵政策，該法案憑借超5萬億美元的稅收抵免、補助等財務激勵組合拳，大幅削減清潔電力項目投資成本，資助范圍覆蓋清潔氫氣、可持續航空燃料生產等前沿領域，同時針對終端用戶推出提高能效、電動汽車購買稅收抵免等惠民禮包�！秲牲h基礎設施法》則為碳捕獲和儲存（CCS）、長期氫能儲存及關鍵網絡基礎設施建設筑牢資金后盾。雙法聯動有望顯著提升美國脫碳速率，預估2022—2035年美國可累計削減70億—80億噸溫室氣體排放量。
即便如此，受諸多因素牽絆，美國達成2030年國家自主貢獻目標仍存變數，尤其是特朗普重返白宮后，現行能源政策發生較大變化，涉及溫室氣體排放法規、交通運輸與環境保護機構補助金及貸款計劃等的政策前景都不明朗。
展望2035年，受電氣化、先進制造業、數據中心擴張等因素強力驅動，美國電力需求將持續上漲，電力供應近乎翻倍，氫能產量前景未明，但消耗可觀。普林斯頓大學的研究顯示，未來美國增加的負荷將主要來自數據中心、電氣化與氫能汽車的用電需求。屆時，美國需要新增的零碳發電總量將相當于美國現今的全部發電量。
當下，美國電網擴張滯后于需求增速，亟待重塑機構設計，加速電網擴張，預計需新增約75000英里高壓輸電線路，構建兼顧遠距離輸電與“牢固可靠”發電能力的現代化電力體系。
上述嘉賓認為，為應對清潔能源轉型挑戰，在淘汰燃煤發電廠的同時，應保留與大部分煤炭機組同一時間建造的老舊核電站機組，將其許可證運營時間延長至60或80年，確保其安全運行；另一方面，由于電池儲能、風電和太陽能目前還不足以迅速取代需要退役的數百吉瓦煤電廠，美國在短期內還需依靠天然氣發電廠來滿足容量需求。他還提到，長時段儲能、靈活碳捕捉系統、先進裂變反應堆、聚變發電廠、地熱發電系統、氫能渦輪機等前沿技術對實現能源轉型目標極為關鍵，應加大對這些領域的投資。
作者：蔡譯萱 來源：南方能源觀察 責任編輯：jianping
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