鲁刚：关于“十五五”新型电力系统发展几个基本问题的探讨

关于“十五五”新型电力系统发展几个基本问题的探讨回望“十四五”能源转型，新能源发展、电力负荷增长远超预期，以及“双碳”目标带来转型进程变局是三件大事，深刻影响了行业发展与运行规律。这一历程清晰显示行业新历史阶段新发展特征，就是电力一般基础设施属性下全面强化产业属性，提供增长新动能；全面强化绿色技术革命，引领工业革命实现绿色转型；电力与新产业发展关系日益密切。究其逻辑，关键仍是电力系统在经济社会发展中功能定位这一根子问题。保安全、促转型、增动能、畅循环、扩开放的多元功能定位及动态调整，将直接决定转型速度、路径、技术方向、资源配置、治理逻辑，这是首要的战略性问题。面对下一个五年，可能性最大的变局是复杂国际局势，将对统筹发展和安全提出更高要求，同时进一步强化国家原有战略导向；可能性最大的变数仍是新能源和电力增长，以及潜在的技术与产业突破。面对百年未有之大变局，谋划好“十五五”电力发展，须贯彻能源安全新战略，在统筹高质量发展与高水平安全的时代命题下坚定瞄准功能定位，遵循基础设施发展规律与战新产业培育规律，创新走出一条中国特色的电力先行之路，有力服务中国式现代化建设。为此，初步探讨新型电力系统发展面临的几个基本问题。

（文章来源 微信公众号：中能传媒研究院 作者：国网能源研究院有限公司 鲁刚）

一、能源安全问题

能源安全问题处于首要位置，关键是在战略性储备开发短缺资源、兜底资源与大规模发展新能源保长期能源安全的前提下，系统化解转型期电力结构性风险，确保电力安全，并着力做好极端情况下油气安全应急准备。“十五五”面临的复杂不确定性是要破解的突出挑战，技术上要提高对不确定性的预判能力及加快调节性资源等技术创新，战略上要合理平衡保安全的高投入和资产效率低代价。

第一，以充裕性应对不确定性是现有技术和机制条件下的基本路径，而充裕度设计既是科学问题，也是艺术问题。保障系统合理安全水平范围内的充裕度属于公共产品，倘若超过这一水平，在经济学上意味着属于私人物品满足部分主体需求，投入应由引发者和需求者承担。以市场导向解决，需要体系化的机制设计，以及相匹配的保安全责权利制度。

第二，无论是否采用容量市场，仍要确定需要多少投入来满足公共产品部分的充裕性需求，实际仍是规划问题。在一定技术水平下提高充裕度意味着代价，核心是在平衡安全投入与低资产效率之间确定长期发展战略基调。新能源发展带来的不确定性改变了电力系统所面对的复杂不确定性的根本结构，正在加速将世界最复杂人造系统改变为人工-自然耦合系统，这也是新型电力系统的本质属性变化之一。这要求保电力安全的基本概念、理论基础、思维方式、核心标准等需要做出体系化调整，建议树立新型电力系统安全观，如粮食丰收大小年一样，要在保刚性大安全下对特殊气象下的电力保供留有一定弹性，核心目的是提高资产利用率。

第三，关于提高充裕性的投入方向，有冗余新能源与冗余常规电源、新型储能等不同意见，建议“十五五”规划增设“有效容量”这一指标，客观衡量各类要素保供价值，以保证顶峰时能发挥作用的容量不小于净负荷曲线峰值，在此条件下确定最具经济性的源网荷储组合。

第四，电力先行保安全，需要满足未来每年约6000亿千瓦时电量与1亿千瓦负荷的增量，随新能源比例提高逐步向电力平衡依靠电源与电量平衡依靠电源加剧分化转变，这一分化要求既要加快向前走，又不能“急刹车”，带来规划和运行新挑战。按“先立后破”原则，“十五五”总体上仍是增量替代，局部地区存量替代，需要以调节资源先行承载新能源发展保障电力平衡，以新能源发展先行实现增量有效替代，更多发挥电量平衡作用。

第五，“十五五”还应关注新型电力系统作为极端情况油气保障应急体系建设中一环，发挥其远距离输送、新能源等投产快速及电氢碳耦合化工产品等对短期支撑油气的紧急替代作用。

二、电力先行问题

新时代电力先行，是不一样的先行，不一样的崛起，具有“能源+”新时代内涵，向超越能源一域的引领性发展转变。

首先，电力先行的基本是基础设施建设要先行，保发展就是保供应、保安全。

其次，电力先行还要承担碳转移，为工业、交通、建筑发展创造更大环境空间，通过自身低碳发展引领经济社会绿色发展。

再次，在更长历史进程中认识电力先行，即着眼能源革命引领工业革命，要加速发展新质生产力、培育战新产业，塑造新型电力系统产业链创新链，以“能源+”推动工业、交通、建筑发展用能新模式新业态，提供增长新动能。

新时代电力“三个”先行，既有同向互补的一举多得，也面临基础设施发展规律与产业发展规律在某个断面不易协调的挑战，如从基础设施最经济角度与从产业培育角度出发的新能源发展规模差别较大。本质仍是能源电力在经济社会中多元化功能定位的协同，从技术角度，需要更大的技术突破来解决整个系统的不适应性，同时还需要更大研发投入；从治理角度，“十五五”需要创新探索实现两类政策的协同，从而奠定未来更长期的生产力与生产关系的协同。

三、统筹发展与安全路径问题

以更高质量发展实现主动安全，根本上要依靠技术创新和体制机制创新形成突破约束的新力量，形成更大的安全发展空间。在此之下，还要关注多方面统筹。

其一，“十五五”把握好转型节奏，实现多目标动态统筹平衡，先立后破稳妥有序推动结构性升级。不一刀切，在区域、行业、源网荷储主体之间协同挖潜裕度空间，因地制宜发展各具特色、突出不同特征的新型电力系统。

其二，高度关注“十五五”期间在复杂国际政经关系中的国际市场变化给产业带来的压力，需要“两手”统筹准备，拓展好绿色“一带一路”产业发展多元市场，预防国际市场转弱向国内市场传导产能内销压力，合理调控产业规模。

其三，需要统筹运用好市场与宏观调控，以在更高层面实现突破。一方面针对行业间协同问题，如交通电气化以低成本用能加速电动汽车发展，电力行业实际承担了相应部分转型成本。若这一代价转移方式随着工业、交通、建筑绿色发展深入而提速积累汇聚，将成为影响电力行业可持续发展面临的核心挑战之一。若经济社会能源电力价格承受力不高，则新增成本无法通过电价疏导，更多需依靠电力系统内利益结构的协调来消化，这要求建立全价值发现的市场机制；同时，需要强化宏观调控作用，探索转型成本在行业间消化，而不是单纯由上游产业承担。另一方面，最典型的就是能源与经济的大范围逆向分布，测算表明，受通道约束2045年后西电东送规模趋于饱和，难以满足东部地区产业发展，更难以满足绿电需求，需要推动“产业西移、西电西用”。这虽有多赢局面，但同时产生西部无法承接产业落地的疑虑。这是现实问题，不是一个部门能够解决的挑战。更重要的还有个潜藏命题，就是西电东送饱和背景下，东部必须想尽办法发展足够电力留住产业增量，换言之，局部地区电力先行是否无条件。这个政策能否突破需要深入研究探讨，这不仅影响发展不平衡不充分的破解路径、区域梯次达峰关系、区域的发展格局，也会形成不同综合国力及战略纵深。而这恰恰需要宏观调控来发挥作用，并结合绿电吸引力、碳价等市场机制顺势推动产业梯次转移，促进产业西移。这需要一揽子宏观调控政策一体发力。

四、电力碳达峰问题

在全社会如期达峰中如何落实电力达峰，是自然发展问题、协同优化问题，也是个责任安排问题，存在多条路径，也涉及多个核心问题。

路径一是统筹保供、消纳水平及最经济等，考虑到电力行业承载其他行业碳排放转移，以2030后电力达峰更好支撑全社会如期达峰及达峰后平台期。

路径二是电力行业承担更大责任，预计新能源年均增量要达到4亿千瓦，以较低峰值实现2030达峰，相应将承担更大转型成本及极端气象下保供风险、低消纳水平等代价。这将面临“十六五”期间100%清洁能源满足增量负荷的更大挑战。

路径三是电力行业“十五五”期间以相对高峰值达峰，以确保“十六五”期间能够在不需要新增化石能源消耗的条件下更稳妥实现100%清洁能源满足新增电量需求。但这需要增加电煤消耗量，优化调控新能源发展规模。

路径四是对作为达峰峰值关键指标的电煤消费量做出内部结构性优化，通过调整清洁化煤电规模目标来调整达峰时间和规模。

这也涉及如下理念问题。一方面，将煤电装机等价于碳排放，而碳达峰在于控制电煤使用量，煤电装机多少应由保供和消纳需求决定。装机变大不意味着电煤消耗增加，“十五五”仍应关注煤电投资意愿不足所潜在的保供风险。可考虑在“十六五”将电煤消费总量明确为关键指标，以保证2030年前后实现转折性变化。另一方面，碳达峰不是单纯供应侧问题，需求侧新变化才是原碳达峰路径的最大挑战。电力发展水平的时间大幅前移直接导致电力行业保供、降碳面临结构性统筹压力，而部分新增GDP是高耗电型产业又提高了降低能耗难度，有必要重新评估工业、交通、建筑和能源电力碳达峰难度与责任分工，再研究支撑更大电力发展水平的电力碳达峰所需要的配套政策，更需要发挥节能第一资源，也是第一减碳力量的作用。

因此，“十五五”首先应全面强化节能优先战略，更深入推进能源消费革命，特别是要加快工业、交通、建筑及部分高耗电战新产业能效工艺创新布局。其次，综合考虑国情、战新产业用能特点、能源情况新变化，建议适当微调局部目标，以更稳妥实现全局总体目标。再次，前期研究表明峰值越高电力碳中和成本越高，但一刀切低峰值达峰也会带来过渡期系列挑战，从对安全、保供、消纳、产业发展等影响看各有优劣势。综合“十五五”期间国内外形势，有必要围绕拓展安全发展的裕度空间，将达峰时间和峰值均作为优化对象，立足全局进一步研究评估。

五、新能源与新负荷不确定性问题

“十四五”以来新能源发展节奏与电力负荷驱动增长的机理发生重大调整，带来供需两侧的不确定性愈发突出。随着新能源与新负荷比重提高，以及衍生的新模式、新业态、新主体，“十五五”将全面进入复杂不确定规划阶段，这需要机理规律把握、规划理念与技术升级。

一是要加快补强气象电力、新负荷的分析能力，着力深化对气象和新产业的研究，要突破非线性规划技术，创新发展新一代能源战略智能推演技术，加快发展数据与机理驱动的“识于微末”预测方法，更超前研判行业底层逻辑的变化。

二是重视新能源等与常规电源、电网建设周期的不匹配性、位置选择的机动性等差异，开口规划模式会对其他“按部就班”电源电网发展带来不适应，这类滞后有一定客观性，需要规划模式做出调整，实现源网荷储闭环规划。

三是从“预测-落实”向“适应性-预警”转变，加强规划对风险考量、对不确定性的准备，加强适应性评价、预警体系建设，实现从规划范式到发展模式的优化调整。

四是在规划中需要全面挖掘包括建设耗时、调节能力、位置、时间上更灵活的调节性资源，深入挖潜多元化的供需互动潜力。

五是关于新能源发展规模多大发展速度多快更合适的问题。既要从现在看向未来，也要从碳中和所需总规模回望“十五五”。经过“十四五”的高速发展我国已成为全球翘楚，形成了行业迭代创新的规模效应，若“十五五”重心仍放在量的增长上，将导致近期无序内卷和远期产能需求下降的大幅波动，应转向技术驱动，进一步瞄向全球价值链高端，通过大浪淘沙发展世界领先产业集群，实现高质量发展。

六、新型调节资源体系发展问题

我国当前已经面临高比例新能源下负荷高峰保供和负荷低谷保消纳的“两难”问题，气象电力影响愈来愈大。预计“十五五”新能源装机规模超过本地最大负荷的情况，将由目前部分省区局部存在，向全网常态化挑战演变，特别是光伏比重大省份，新能源消纳压力越来越大，面临多类型调节资源短缺挑战。

近中期，除日内调峰外要高度关注快速爬坡问题，已呈现爬坡规模、难度持续增加趋势；中远期，顶峰需求快速攀升，跨周/季等长期电量平衡矛盾逐渐凸显。一方面，这需要挖潜存量，通过传统电源功能调整、技术创新带来潜力增量。如生产模拟显示，未来煤电出力大于90%或者小于30%的持续时间将持续增加，对煤电的深调与频繁启停提出新要求；有必要推动存量水电站改造扩容，以降低新增煤电需求和提高新能源利用率。另一方面，中远期单纯依靠电力系统难以充分利用新能源，需加快发展多元供需互动、电热等跨系统调节资源、电氢碳-化工产品发展循环碳经济等技术示范布局。

总体上，新型电力系统建设既是新能源大规模发展，也是新型调节资源体系的创新发展。所谓“新型”不仅要对传统调节资源进行功能再造、潜力挖掘，也需要瞄向未来需求创造新的调节资源，以及延伸到电力系统外实施更大范围互联互通。为此，要实施瞄向新功能定位的技术突破，发展新质生产力；要加快培育相关产业，以能够快速跟进新能源发展节奏，乃至先行一步。

七、新型电网功能问题

贯彻能源安全新战略，新型能源体系、新型电力系统、新型电网一脉相承，需要创新发挥新型电力系统的关键支撑、新型电网的枢纽平台功能作用，共同服务中国式现代化建设。“十五五”新能源、新负荷、新型调节资源、新主体新业态新模式涌现，安全、低碳、经济地建设运营电网面临巨大挑战，同时也面临创新发展历史性机遇。

能源发展方式决定电力发展方式，进而决定电网发展方式。电网需要新的功能拓展、新的技术进步和新的管理模式，克服高电力电子化逐步改变机电-电磁耦合物理特性的挑战，向低密度随机性能源更大范围更大容量优化配置功能、多元海量分散式异构资源与新主体新业态新模式柔性承载功能拓展。考虑新时期源荷形态与主配微网形态密切的相互作用与引导，以及融入系统全环节储能的独特作用，需要完善机制建设推动源网荷储之间在功能、形态、技术创新、路径等方面有效协同。进一步实施配电网高质量发展行动，更经济地增强对海量新主体新业态的承载能力，推动分布式智能微电网自平衡能力提高并纳入规划考量，建立相匹配的价格机制。

八、新型电力系统新质生产力、战新产业培育问题

面对新型电力系统产业所表现出的上下游大幅延伸、融入碳等新要素、新技术新业态涌现等特点，“十五五”需要更协调的基础设施政策与产业政策，并充分运用大数据、人工智能、大模型提供的新技术基础，持续深化智慧能源建设。

一是持续创造活力激发的环境，支持新技术新业态涌现，为新主体提供公平市场机会。

二是面对产业链全环节创新局面，“十五五”需要以重大集成示范为牵引强化集成创新、协同创新，充分发挥链长型和平台型企业的枢纽作用，加快培养专精特新企业。“走出去”也要由单一产品出口向场景主导的产业链协同集群化“走出去”转变。

三是以源网荷储各环节功能定位调整为枢纽，实施新型电力系统转型路径、技术发展方向、产业培育和配套政策机制一体化布局。

四是针对不同技术、业态不同发展阶段，各有侧重发挥市场和政府的作用，综合运用规划、推动进入市场、密集示范、高研发投入等分类实施引导政策。

五是关注低水平重复建设问题，落实区域协同发展战略，优化地区产业差异化布局，发展现代产业体系。

六是调控产业热度。预计大量主体面临技术不确定、内卷等较高风险，需要加强风险防控与引导。

总体上，“十五五”技术与产业发展是针对未来具体场景搭积木的阶段，仍是培育大量0到1新模块以及1到100复制的阶段。事实上，电力系统各环节都在发生面向未来产业的变化，建议对战新产业的范围做出优化，以形成更有力的政策支持。

九、新型治理体系

对“转型”治理是“十五五”乃至更长期的关键任务，而新型电力系统作为一个有机体对政策协同性要求很高，亟需治理现代化，有力提升应对结构之变的治理之变的协同性，有力提升治未病能力。

一是统筹央地事权与区域协同发展，从全局谋一域，发挥好各能源品类行业的“条”与各地方政府的“块”两个积极性，发挥块的融合作用和条的全局协调作用，调控好块的投资冲动和条之间的步调，注重多方活力和良好竞合态势环境培育，在系统发展的物理规律、行政区划的治理规律、供求关系动态变化的市场规律之间，以权责利效一致的原则探索突破这个实践难题。“十五五”要着力优化能够贯通区域能源规划、省间梯次达峰、城市群产业发展、城市能源转型和农村能源革命的协同机制，做好“双控”制度变迁过渡衔接，更好服务区域协同发展战略。

二是推动建立政府与企业社会、源网荷储、央地间形成共建共担共享的安全治理体系，特别是应急能力体系建设，明确各方责任义务权利。

三是创造对各类市场主体公平开放的制度环境，完善各类相关要素畅通流动的市场培育，建设新型电力系统全要素全价值发现的电力市场机制和成本疏导机制，加强投入产出评价。

四是完善碳治理体系，优化电碳协同重点及机制，加快碳核算基础能力建设，更好实现碳双控落地。

五是加快发展绿色“一带一路”，持续做强“新三样”国际合作，逐步突破当前全球能源治理格局，打造能源命运共同体。

六是建立涵盖从规模结构布局到市场机制、成本价格的新型电力系统全要素规划体系，加强统一规划，进一步增强与能源域外战略层面的统筹谋划，进一步补齐源网荷储闭环规划模式，进一步破除项目驱动型系统规划方式，进一步调整规划工作体系向适应性-预警规划范式转变，进一步注重安全监管、市场监管与规划目标的协同性，进一步优化“十五五”指标增减，突出有效容量、充裕性指标、爬坡能力等指标。总体上，宏观上要协调好国家整体产业上下游、电力行业上下游，在利益结构重新调整中系统化解苦乐不均问题。

七是需要各有侧重地发挥协会协调、智库资政等不同作用，加强高端智库、软科学体系、基础学科建设投入。

可以预期，“十五五”开启能源安全新战略新篇章重点在新型电力系统建设，更早突破发展路径依赖总体有利。新型电力系统将更具“能源+”特征，将是新能源、新型调节资源、新型电网、新技术、新产业与新型治理等的一体发展过程。这是一个功能定位和结构的系统性转变过程，特别是对人造系统这一本质属性的改变，以及基础设施和产业属性交织带来的治理逻辑变化，要求着力加强对脆弱性结构、连锁型风险、系统性风险的重点防范，强化应急体系建设，着力加快新质生产力发展，着力推进治理现代化。