【专家报告】周孝信院士：构建新型电力系统是实现“双碳”目标的基本保证

在近日举行的全球新能源与智能汽车供应链创新大会上，中国科学院院士、美国国家工程院外籍院士周孝信对双碳目标下我国能源电力系统发展前景和储能需求做了相关报告。

周孝信表示，“双碳”目标和能源转型的战略目标高度一致，两个构建是实现能源转型的根本措施，。在报告中，周孝信围绕新型电力系统的主要特征及核心指标、2030年电力发展的储能需求等方面进行了分享。

构建新型电力系统

新型电力系统即以新能源为主体的新型电力系统，周孝信将其归结为五个主要特征和五项核心指标。

五个主要特征分别为高比例可再生能源电力系统、高比例电力电子装备电力系统、多能互补的综合能源电力系统、数字化智能化智慧能源电力系统、清洁高效低碳零碳电力系统。

五个核心指标则包括非化石能源在一次能源消费中的比重、非化石能源发电量在总发电量中的比重、电能在终端消费中的比重、系统总体能源利用效率、化石能源的二氧化碳排放。

周孝信提到，根据“双碳”目标要求，经济社会发展对能源电力安全的要求和能源电力技术的要求主要主要体现在一次能源消费总量下降、非化石能源消费占比提升等方面。

根据预测，一次能源消费总量将在2030年达到峰值后稳步下降。而非化石能源消费占比变化情况的规划主要分为三个阶段，第一阶段是2021年到2030年，这10年间增长较为缓慢；第二阶段2030年到2050年是关键时期，非化石能源占比要以较高的速度增长，2030年以后，要求非化石能源占比已经具备相应的技术条件和电力系统的基础，平均每年要增加2.5个百分点；第三阶段，2050年以后，非化石能源占比将以平缓的变化趋势配合碳中和目标实现。

关于未来40年新型电力系统发展前景的分析，周孝信从装机容量和发电量两个方面进行了呈现。

周孝信说到，装机容量方面，2025年非化石能源发电装机占比将超过50%，“十四五”结束之后，2035年风光装机容量超过总装机容量50%，这是两个很重要的点，而且2025年到2030年期间，风电光伏装机容量也超过煤电。

发电量方面，生产目标下的情景分析表明，2035年风电光伏装机容量超过总装机容量50%，2045年到2050年风光发电量超过总发电量50%。

非化石能源代替化石能源是未来电力系统的发展趋势，但风能、太阳能发电也带来波动性、间歇性、随机性等问题，在此背景下，储能成为了未来能源体系的重要课题。

绿色储能代替化石能源储能

当电动汽车成为汽车市场主力，在社会生活中发挥重要角色的同时，电动汽车也被期望能够起到储能作用，为电力系统提供储能安排。

针对储能领域，周孝信表示：“长期储能过去是储煤、储天然气、储石油，将来作为非化石能源，在完全绿色的情况下，储氢以及利用氢和二氧化碳合成做的一些能源的产品和化工原料，我觉得这一点非常重要。”

周孝信认为，可再生能源电解水制氢的生产过程，作为电力系统可快速调节负荷，可成为应对风电、光伏发电波动性、间歇性的有效措施，部分替代燃料电池的调节作用。绿色能源产品，甲烷、甲醇、氨等，以其便于运输易于储存的特性，既可作为化工原料，也可作为以新能源为主体的新型电力系统应对中长期能源电力供需不平衡的一种储能介质。

周孝信用数据的形式呈现了电力系统如何为实现碳中和目标作出贡献：“能源系统和电力系统二氧化碳排放均可实现2030年前达峰，能源系统二氧化碳排放量将在2050年和2060年分别降低为峰值的28%、10.5%，而电力系统分别降低为峰值的25.4%和1.6%，这就为2060年前实现碳中和的目标做出了电力系统的贡献。”

来源：国际能源研究中心

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