薛禹勝院士：電力系統(tǒng)對“30·60”目標(biāo)的主動(dòng)支撐
中國電力網(wǎng)發(fā)布時(shí)間：2021-02-02 09:19:31
國網(wǎng)電力科學(xué)研究院名譽(yù)院長
氣候變化是當(dāng)今人類面臨的重大挑戰(zhàn)，控制大氣層溫室氣體濃度已成為全球共識(shí)。自2014年提出“四個(gè)革命、一個(gè)合作”能源安全新戰(zhàn)略以來，我國能源轉(zhuǎn)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(jīng)下降48.1%，但化石能源在能源結(jié)構(gòu)中的比例仍然高達(dá)84.7%，排放總量依然保持增長態(tài)勢。2020年9月22日，在第75屆聯(lián)合國大會(huì)期間，中國鄭重提出將提高國家自主貢獻(xiàn)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(dá)到峰值，努力爭取2060年前實(shí)現(xiàn)碳中和（以下簡稱“30·60”目標(biāo)）。這顯示了中國作為負(fù)責(zé)任的大國，領(lǐng)導(dǎo)與推動(dòng)全球應(yīng)對氣候變化的決心。
為了確保我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展規(guī)劃與“30·60”目標(biāo)的協(xié)同實(shí)現(xiàn)，需要明確兩者的量化關(guān)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(dá)峰與碳中和的目標(biāo)及達(dá)標(biāo)年份有所不同，但兩者的路徑必須統(tǒng)一優(yōu)化。否則，若在2030年之前上一批高收益但高碳的項(xiàng)目，并適時(shí)停上這些項(xiàng)目，碳達(dá)峰仍可實(shí)現(xiàn)。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(shí)間尺度內(nèi)統(tǒng)籌減少碳排放的舉措，以及增加森林碳匯、生物質(zhì)耦合CCS等抵消大氣層碳濃度的措施，確保“30·60”目標(biāo)的行動(dòng)方案與路徑能夠達(dá)到整體最優(yōu)。
為支撐“30·60”目標(biāo)，能源行業(yè)必須推動(dòng)節(jié)能與能效提升、化石能源的清潔化及清潔低碳能源的大規(guī)模替代，終端能源的電能替代，以及能源鏈與交通網(wǎng)絡(luò)等其他物理系統(tǒng)、生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)、信息網(wǎng)絡(luò)、政策法規(guī)、能源及相關(guān)要素市場的改革、新型商業(yè)模式、科技創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)、人才培養(yǎng)等之間的深度融合。
能源領(lǐng)域的碳排放量大約占人類活動(dòng)總排放量的一半，不難想象其減排責(zé)任的重要性。其主要舉措包括在一次能源側(cè)用清潔能源大規(guī)模地替代化石類能源，以及在終端能源側(cè)用電能大規(guī)模地替代化石類能源的直接使用。電力系統(tǒng)是連接一次能源與終端能源的樞紐，上述兩個(gè)替代都必須依靠電力系統(tǒng)的主動(dòng)支撐。十多年來，信息技術(shù)與電力系統(tǒng)的深度融合大幅提高了電力系統(tǒng)的效率與可靠性，并在推動(dòng)能源轉(zhuǎn)型方面發(fā)揮了重要作用。“30·60”目標(biāo)要求電力系統(tǒng)進(jìn)一步成長為能源鏈中的“中堅(jiān)力量”，確保更大規(guī)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(fā)電及下游的電動(dòng)汽車等新型用電負(fù)荷，積極推動(dòng)電力市場化改革，加強(qiáng)以服務(wù)為中心的理念，促進(jìn)能源電力新業(yè)態(tài)的發(fā)展。
“30·60”目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)絕不是單純的技術(shù)問題，它有賴于正確的政策引導(dǎo)與監(jiān)管、全社會(huì)環(huán)保意識(shí)及民眾的行為踐行。因此，必須針對能源及環(huán)境領(lǐng)域，建立一個(gè)從信息、物理、社會(huì)等維度協(xié)同考慮的框架，即信息物理社會(huì)系統(tǒng)。
過去20年來，南瑞集團(tuán)（國網(wǎng)電科院）的基礎(chǔ)性前瞻性研究團(tuán)隊(duì)一直在探索如何將社會(huì)元素與目前已經(jīng)得到快速發(fā)展的信息物理系統(tǒng)相融合，在電力市場、碳市場、能源規(guī)劃與政策、電動(dòng)汽車購置與出行等領(lǐng)域開展研究。開發(fā)了基于能源-電力-排放-社會(huì)行為混合仿真技術(shù)的大能源系統(tǒng)動(dòng)態(tài)仿真平臺(tái)，過去5年中在國家能源轉(zhuǎn)型、地區(qū)能源轉(zhuǎn)型以及能源企業(yè)轉(zhuǎn)型等方面得到了應(yīng)用。未來，南瑞集團(tuán)（國網(wǎng)電科院）將整合自身在能源、電力與信息技術(shù)等各方面的優(yōu)勢，深度融合能源轉(zhuǎn)型中的信息、物理及社會(huì)元素，研究其演化路徑與“30·60”目標(biāo)之間的關(guān)系，研究電力及能源系統(tǒng)對戰(zhàn)略目標(biāo)的主動(dòng)支撐，實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰及碳中和路徑的統(tǒng)籌優(yōu)化，充分發(fā)揮南瑞集團(tuán)（國網(wǎng)電科院）的人才與產(chǎn)業(yè)優(yōu)勢，形成整體解決方案，主動(dòng)支撐“30·60”目標(biāo)的提前完成。
作者：薛禹勝
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