[ 2023年中國的電力裝機結構中，火電裝機容量1390GW，占電力裝機總量的48%；風電、光電的裝機容量分別為441GW和609GW，分別占比15%和21%。 ]
二十屆三中全會提出要「加快規劃建設新型能源體系，完善新能源消納和調控政策措施」。能源系統中，電力系統對於社會生產和居民生活都至關重要，新型電力系統構成新型能源體系的核心部分，是確保新能源能夠被高效且可靠地接納與利用的重要平台。碳中和目標下，中國正在努力推動能源結構的清潔化轉型，電力系統也面臨著低碳轉型的壓力。中國擁有世界上體量最龐大的電力系統，且電力需求仍在不斷增長。為貫徹落實二十屆三中全會精神，中國的電力系統需要在滿足不斷增長的電力需求的同時，完成由以煤電為主轉向風光等可再生電力為主的顛覆性供給側改革，這一過程中存在著電力供給可靠性、安全性，轉型效率及成本等諸多需要考慮的問題。
電力系統低碳轉型過程中面臨的供給側風險
為了積極響應二十屆三中全會所提出的「加快規劃建設新型能源體系」要求，中國的電力結構在面臨不斷增長的電力需求的同時，亟待將整個電力供給結構進行根本性的轉型與調整，實現由當前的煤電為主向以風光等可再生能源為主的電力供給體系轉變。就中國目前的實際情況而言，想要順利實現「雙碳目標」，需要嚴格控制煤電使用，逐步推動煤電退出主力供電，將清潔能源作為主要電力供給。在可用的大規模清潔能源中，水電的開發基本已經成型，未來雖然仍有部分水電資源增長空間，但總體裝機增長空間有限；核電在中國受制於選址等因素，發展有限，難以在電力需求不斷增長的情況下成為主力電力供給。
風、光發電目前已經基本確定為中國未來的主要電力供給來源。目前我國電力供給以煤電為主，風電光伏近年來增長迅速，但裝機量快速增長的同時，實際發電量占比仍然較低。2023年中國的電力裝機結構中，火電裝機容量1390GW，占電力裝機總量的48%；風電、光電的裝機容量分別為441GW和609GW，分別占比15%和21%。而發電結構中，火電發電量6266TWh，占總發電量的66%；風電、光電發電量分別為886TWh和584TWh，占比分別為9%和6%。未來需要進一步大規模發展風電光伏，還要在增加裝機的同時，提高風電光伏的發電量占比，真正實現電力系統的低碳轉型。
電力系統低碳轉型過程中面臨的供給側風險主要來自風電光伏等可再生能源的不可控和不穩定性。風電光伏的發電方式決定了天氣因素對其出力水平的影響，風電光伏的發電出力曲線具有明顯的日夜差異、季節差異，且其出力峰谷區間與電力需求的峰谷區間也不一致，極端氣候等因素也會對風電光伏的出力帶來嚴重的影響。從發電小時數來看，火電年發電小時數約為4421小時，風電光伏則分別為2090小時和1089小時，風電光伏的可靠性和穩定性遠低於火電。風電光伏在電力系統中占比較低時，由於電力系統自身具有一定平衡能力，其帶來的風險能夠被電力系統消納。未來隨著風電光伏占比逐漸提高，電網將面臨越來越高的供需不匹配問題。為了保證電力系統的安全穩定，保證電力供給的可靠，需要提高電力系統的靈活調節能力，將靈活電源作為高比例風光發電的風險對沖。
靈活電源扮演著重要角色
為了滿足新能源高占比下電力系統對整體靈活性和穩定性的需求，積極響應二十屆三中全會所提出的進一步「完善新能源消納和調控政策措施」的號召，靈活電源在其中扮演著至關重要的角色。靈活電源已經成為中國電力系統低碳轉型過程中的重要需求，目前較為成熟且能夠大規模部署的清潔靈活電源方案主要有兩種：儲能和經過靈活性改造並搭配CCS（碳捕獲封存及利用）的煤電。靈活電源不作為主力發電角色，而是在高比例可再生能源的電力系統出現供給波動時，靈活電源能夠投入使用保證電力供給的安全穩定，提高電力系統可靠性的同時降低電力系統整體的運營調度成本。
二十屆三中全會指出，要「加強關鍵共性技術、前沿引領技術、現代工程技術、顛覆性技術的創新」。儲能系統在電力負荷調節、電網輔助服務等方面能夠發揮重要作用，因此，戰略性儲能關鍵技術的研發能夠為電力系統低碳轉型提供重要的技術支撐。儲能系統根據技術方式主要分為抽水蓄能、壓縮空氣儲能、飛輪儲能、電化學儲能等。在未來風、光發電會逐漸成為電力供給主力的趨勢下，電化學儲能由於沒有太大地理條件約束，將會是最具潛力的儲能方式。電化學儲能系統可以在電力需求較低供給較高時充電，在需求較高供給較低時放電，實現電力負荷峰谷調節的功能。同時，電化學儲能系統擁有出色的快速響應能力，可以有效參與調頻等電網輔助服務中。相較於抽水蓄能等傳統儲能方式，電化學儲能在選址和建設上也更為方便，能夠更好地配合風光發電開展大規模部署。各地政府也已經開始重視電化學儲能的配置，中國很多地區已經出台相關政策要求新建風光發電要配置一定比例的電化學儲能設施以解決新能源電網消納問題，隨著電化學儲能的成本逐漸降低，其商業化運營也會逐漸成熟，未來電力市場中，電化學儲能也一定會更深入地參與其中。
二十屆三中全會明確提出，要「健全煤炭清潔高效利用機制」。當前，煤電在電力系統中主要擔任供電主力，經過靈活性改造後的煤電能夠以更低的成本更快進行變負荷運行，實現靈活電源的功能，煤電的碳排放問題則能夠通過CCS技術來解決。「煤電+CCS」組合不僅能夠滿足電力系統的靈活電力需求，同時對中國的碳中和道路也具有更多的意義。中國擁有世界上最龐大最先進的煤電系統，同時目前的煤電機組很年輕，平均服役年限僅十餘年，仍然有很長的生命周期，碳中和目標要求煤電逐步退出，但如果直接廢棄目前擁有的大量年輕煤電機組，將產生巨大的成本及產業相關問題。靈活性改造和CCS為煤電提供了新的生存機遇，讓煤電能夠清潔地作為靈活電源繼續在電力系統中發揮作用，這對於煤電產業和整個中國的碳中和進程來說都更經濟可行更合理。另一方面，煤電註定退出意味著其固定成本「歸零」，煤電搭配CCS作為靈活電源的方案，在可再生能源占比較高時，受益於中國大量現存煤電機組，其成本也將相對更低。
成本上來看，短期內，可再生能源在發電側的占比仍然較低，對電網帶來的不穩定性衝擊不大，且碳排放目標仍然有較大的空間，此時電力系統對於靈活性電源的需求可以由少量的電化學儲能系統滿足，電力供給也仍然以煤電為主，搭配了儲能系統的風光等可再生能源為輔。CCS系統由於尚未形成較為成熟的產業鏈和市場環境，短期內成本相對儲能系統來說更高，且由於靈活電力需求不大，「煤電+CCS」組合的規模優勢並不能發揮出來。
長期來看，風光等可再生能源將會逐漸成為電力供給側的主力，大量的風光接入將會為電網帶來極大的電力供給波動和安全穩定威脅，電力系統對靈活性電源的需求會大大增加，此時如果僅僅依靠電化學儲能系統，將會極大地增加儲能系統的配置規模，且作為電化學儲能系統核心的電池也會在長期中面臨不斷的更新淘汰問題，會使儲能方案的整體成本快速上升。而依託現存大量煤電系統建立的「CCS+煤電」的靈活性電源方案將會受益於煤電固定成本「歸零」的優勢，整體成本在長期內相較「儲能+風光」的組合更低，且也能在長期內為中國的大量煤電機組提供新的出路。簡而言之，成本上講，短期內電化學儲能作為靈活電源更便宜，但隨著可再生能源占比越來越高，「煤電+CCS」組合的成本將會在長期中顯著低於電化學儲能方案。
在成本之外，在二十屆三中全會提出的「加快規劃建設新型能源體系，完善新能源消納和調控政策措施」的背景下，「煤電+CCS」和電化學儲能的部署顯得尤為必要。「煤電+CCS」能夠作為備份電源為電力系統托底，保證極端氣候等情況下電力供給的安全穩定；電化學儲能則能夠將多餘的風電光伏資源存儲起來，同時也能更好地參與到電網輔助服務中，提高電力系統整體效率。因此，「煤電+CCS」和電化學儲能的應用，有利於提升新能源消納能力，並為能源安全供應提供兜底保障。
靈活電力的相關建議
根據目前的實際情況及未來發展趨勢，在中國電力系統低碳轉型背景下提出中國靈活電力相關的政策建議如下：
其一，二十屆三中全會要求「推動能源、鐵路、電信、水利、公共事業等行業自然壟斷環節獨立運營和競爭性環節市場化改革，健全監管體制機制」。為促進電力系統低碳轉型，在全面開展電化學儲能系統配置的同時，也應儘早推動CCS的整體產業發展，及時建立完整成熟的產業鏈和市場環境及相關政策法規體系。從而在「煤電+CCS」組合的成本優勢到來時，能夠較快實現大規模啟用，保證電力系統低碳轉型的整體經濟性和高效性。
其二，並重發展電化學儲能系統和「煤電+CCS」，明確二者在電力市場中的定位，為二者發展營造合適的市場環境和政策環境，給予適當補貼以激勵靈活電源的部署。
其三，為積極響應二十屆三中全會提出的「深化能源管理體制改革，建設全國統一電力市場，優化油氣管網運行調度機制」，應當進一步推動電力市場化改革與電力統一大市場體系建設進程，建立容量電價機制，增加市場中靈活電源的激勵，實現電力資源在全國範圍的優化配置與高效利用。
其四，推動供給側改革的同時，注重電力需求側管理，降低電力系統低碳轉型的壓力。
（作者系廈門大學管理學院講席教授、中國能源政策研究院院長。本文是教育部哲學社會科學研究重大課題攻關項目「『雙碳』目標對生產率的中長期影響測度與動態監測研究」的階段性成果）