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【中语】邵桂萍,许洪华.可再生能源轮廓系统近况与将来发展趋势计议[J].太阳能,2024,(07):127-132.

摘抄：通过分析中国能源结构近况与能源转型濒临的主要挑战，结合将来能源需求，计议妥当中国国情的低碳、低资本的能源转型本质旅途，建议以可再生能源为主体、多能源互补、“冷热电”联供、集“源网荷”于一体的新式能源系统科罚决策——可再生能源轮廓系统；然后对可再生能源轮廓系统的近况与重要本领进行了计议，并分析了其将来发展趋势。计议末端标明：围绕用户侧构建分档次、分场景的以可再生能源为主体的集“冷热电”“源网荷”于一体的新式能源系统，是中国收场能源转型的系统科罚决策。

重要词：可再生能源轮廓系统；碳中庸；新式能源系统；能源转型；能源结构；多能互补

中图分类号：TQ083+.4    文件象征码：A

现在是中国能源转型的重要时期，能源系统架构、本领发展、应用场景齐在发生深切变化，中国近90%的二氧化碳排放和化石能源研究，需要快速裁减化石能源的用量，加多可再生能源在能源系统中的占比。

对于中国收场碳中庸的能源架构、从以化石能源为主转型为以可再生能源为主的转型旅途、种种能源在收场碳中庸及能源转型过程中的变装定位和作用鬈曲、撑执能源经济转型的新本领和新产业等方面存在多种不雅点，但基本共鸣是在有限的时刻窗口既要收场能源低碳转型，又要保险能源安全，还要保执中国的经济社会融合发展。不同的能源转型旅途各别巨大，作假的能源转型旅途不但会酿成巨大的经济亏本，还会错失发展机遇。因此，需要凭证中国的国情和本领发展的趋势，寻找一条低碳、低资本的能源转型本质旅途[1]。

本文对中国能源结构近况、能源转型濒临的主要挑战进行先容，结合供给侧与破钞侧特质、本领发展趋势，计议妥当中国国情的低碳、低资本的能源转型本质旅途，建议以可再生能源为主体、多能源互补、“冷热电”联供、集“源网荷”于一体的科罚决策——可再生能源轮廓系统；然后通过计议可再生能源轮廓系统的近况与重要本领，分析其将来发展趋势。

1中国能源转型本质旅途与可再生能源轮廓系统看法

1.1中国能源结构近况

凭证国度统计局发布的统计数据，2023年，中国能源破钞总量为57.2万t法度煤，其中，煤炭占比为55%，具体的能源破钞结构如图1所示。

2019—2023年自然气、水能、核能、风能、太阳能等清洁能源破钞量在中国能源破钞总量中的占比情况如图2所示。

从图2不错看出：2023年清洁能源在中国能源破钞总量中的占比为26.4%。

2023年，中国年总发电量为94564亿kWh，其中，火电的年发电量为62657亿kWh，占比为66.3%；自然气、水能、核能、风能、太阳能等清洁能源的年发电量为31907亿kWh，占比为33.7%[2]。

凭证国度能源局发布的统计数据，截止2023年底，中国累计发电装机容量约为29.20亿kW，其中，火电装机容量为13.90亿kW，占比约为47.6%；水电装机容量约为4.22亿kW，占比约为14.4%；核电装机容量约为5691万kW，占比约为1.9%；风电装机容量约为4.41亿kW，占比约为15.1%；太阳能发电装机容量约为6.09亿kW，占比约为20.9%[3]。

1.2能源转型濒临的主要挑战

1)与泰西推崇国度比拟，中国能源转型的时刻短、任务重，本领挑战更大。欧洲于20世纪90年代收场碳达峰，好意思国于21世纪初收场碳达峰。从碳达峰到碳中庸，环球平均用时53年，而中国从碳达峰到碳中庸仅有30年的时刻。

2)中国的破钞端产业结构偏重工业，节能降耗难度高。中国分娩了环球近60%的钢铁、铝、水泥和近1/3的汽车，单元国内分娩总值(GDP)能耗约为经济勾搭与发展组织(OECD)国度平均水平的3倍，是环球平均水平的1.5倍[4]。

3)中国二氧化碳总排放量大，节能减排的任务重。2023年中国二氧化碳排放量约为126亿t，约占环球二氧化碳总排放量的33.7%。中国在环球清洁能源经济中处于压倒性的开头地位，2023年，环球太阳能、风能新增发电量中50%以上来自中国；太阳能和风能的发电量占中国总发电量的比值从2015年的4%，到2023年达到15%，已接近推崇经济体的水平(约为17%)。尽管如斯，中国的二氧化碳排放量还在执续增长，中国的东说念主均碳排放量比推崇经济体逾越15%[5]。

1.3将来能源结构展望

将来收场碳中庸的能源结构所以风能、太阳能为主导能源、多种能源互补、“绿电+绿热+绿氢”斡旋驱动、“源网荷”一体的新式能源系统[6]。与现有的能源结构比拟，以可再生能源为主体的新式能源系统需要更多的无邪性调度要素，况兼在可再生能源大幅度波动或顶点方式等蹙迫情况下需要有兜底保险方法来保险能源供应安全。

将来能源供应系统的主要特质所以低碳化、高比例电气化为象征，能源欺诈效果大幅升迁，各式稠浊物和二氧化碳的排放量大幅裁减；同期，非化石能源的发电量在中国总发电量中的占比卓著90%[7]。

1.4中国能源转型的本质旅途

1.4.1充分欺诈现有煤炭能源系统与电力系统作念好撑执

中国要从现有的化石能源破钞量占比近80%的能源体系转型为以可再生能源为主的低(零)碳能源体系，需要充分欺诈好现有的煤炭能源系统和深广的电力系统，以其看成风能、太阳能等可再生能源快速发展的撑执。

1.4.2构建以可再生能源为主体的新式能源系统

中国风能、太阳能资源丰富，在以风能、太阳能为代表的可再生能源产业领域和本领方面具有显着上风，环球70%以上的光伏组件和60%的风电装备产自中国。风能、太阳能等可再生能源和能源系统本领的快速发展，以及供能资本的快速下跌，为构建以可再生能源为主体的低碳、低资本能源体系，收场能源经济转型奠定了基础。

计议以风能、太阳能等可再生能源为主体的新应用场景，举例：“沙戈荒”能源基地、海上跋扈牧场、区域可再生能源体系，以及与高载能产业结合、多能互补及“冷热电”联供的散播式可再生能源轮廓供用能系统等，收场多种能源互补、“冷热电”、“源网荷”一体化的轮廓系统的构建。

1.4.3新应用场景与新应用模式的挖潜

现在，中国的能源欺诈存在以下问题：1)东部和西部的风能、太阳能等可再生能源资源和用能负荷的时空错配散播；2)现有以煤炭为主的能源体系需要加速裁减煤炭用量，高碳的工业过程需要进行绿色低碳变革；3)大领域、高比例跋扈消纳问题；4)高比例可再生能源电网牢固性问题等。因此，需要冲破现有应用场景、应用模式、区域的限定，再行谛视现有的能源系统、可再生能源资源，以及冷、热、电等主要能源负荷和其他能源负荷需求，通过“源网荷”一体化顶层联想，挖掘低(零)碳供用能系统的新应用场景，策划新应用模式，以收场全社会举座经济价值最大化、能源系统总体价值最大化为起点，从系统和全局的高度推动能源系统的经济低碳转型。

1.5可再生能源轮廓系统看法

轮廓前文所述，中国能源转型最终是由以化石能源为主向以可再生能源为主的转型，是由现有的源、网、荷独处运筹帷幄向一体化深度耦合、团员协同、共建共赢的转型，是由现有的冷、热、电等独处用能体式向用户侧一体化互转互融、轮廓欺诈的转型。最终收场以可再生能源为主体、多能源互补、“冷热电”联供、集“源网荷”于一体的新式能源系统的构建，该系统即为可再生能源轮廓系统。

可再生能源轮廓系统将电、冷、热、气、氢等能源的分娩、运送、破钞、储存、鬈曲各设施一体运筹帷幄、轮廓欺诈，从而收场系统层面的轮廓能效最高、用能资本最低、二氧化碳额外他稠浊物排放量最低，且系统运行牢固可靠。

2可再生能源轮廓系统的近况

可再生能源轮廓系统分为3个层级，即：1)跨区源端基地型；2)区域或县域级；3)园区或用户级。下文列举了不同层级的示范花样典型案例，展示中国可再生能源轮廓系统的发展近况。

2.1跨区源端基地型示范花样典型案例

内蒙古自治区乌兰察布市“源网荷储”一体化示范花样是中国首个“源网荷储”一体化花样，亦然中国首个储能树立领域达到百万千瓦时的新能源场站。该项缱绻建立领域达200万kW，其中风电装机容量为170万kW，光伏发电装机容量为30万kW；配套建立110万kWh的储能系统，通过跋扈互补保险电力牢固供应。该花样在大领域电网友好型新能源拓荒领域、储能电站多场景应用领域、数字化智能本领轮廓应用领域和“源网荷储”运营模式更正领域均起到了示范作用。

2.2区域级示范花样典型案例

浙江省海宁市尖山新区的绿色低碳工业园花样位于海宁（金麒麟分析师）市东南端、杭州湾钱塘江北岸，是中国建立的首个“源网荷储”一体化示范区，亦然浙江省反应“双碳”战术建立的首个“绿色低碳工业园建立示范区”。该项缱绻腹地电源侧，可再生能源装机容量为32万kW，其中包括散播式光伏电站97座，年可再生能源发电量约为5亿kWh；负荷侧以工业负荷为主，有347家企业签约了需求侧反应，加入“源网荷”间的高效互动，8家企业收场了兆瓦级多系统协同秒级可中断负荷限度，启动“冷热电”三联供新式供能模式。该花样收场了绿色能源本领、多元交融“源网荷储”一体化本领更正，全宗旨鼓动了区域级新能源系统的经兴建立与应用探索。

2.3园区或用户级示范花样典型案例

内蒙古通辽开鲁生物医药拓荒区“源网荷储”一体化花样位于内蒙古自治区通辽开鲁生物医药拓荒区，该拓荒区属于自治区级工业园区，园区在产企业有55家，年产值为58.8亿元，已栽培形成了以玉米生物科技、绿色农畜家具分娩加工、新式清洁能源、当代服务业为主的“4大产业集群”。该花样电源侧建立领域为风电装机容量80万kW，斡旋式光伏发电装机容量30万kW。负荷侧需求分为供电和供非电能源两部分，供电部分选拔“跋扈储”斡旋供电方式，以绿电替代园区新增负荷用电；供非电能源部分选拔跋扈配套装机容量为40万kW的熔盐储热系统、装机容量为4万kW的电解水制氢系统、供热管网为14km的园区供热系统，以及“天枢一号”机灵能源系统等。

通过欺诈花样临近的风能、太阳能等资源奉行绿色清洁能源替代科罚园区蒸汽、供热、用电等能源需求，从而打造低碳工业园区。

2.4现有主要问题

1)在系统顶层联想方面，需要基于能源需求及演变端正的能源系统形态布局，进行多种能源耦合、供需双侧互动，存在不笃定要素种种、利益主体干系复杂、奉行难度高档问题。

2)在系统运行层面，存在多能耦合、脾气各别大、利益主体融合穷苦的问题。现在多量大基地和区域型项缱绻“源荷”协同穷苦，枯竭对应政策机制与阛阓灵通机制，业主方由于资本压力导致其能源不及。

3可再生能源轮廓系统的重要本领

3.1多能源互补、“冷热电”联供的“源网荷”一体化能源运筹帷幄及发展旅途

1)统筹区域内能源资源，包括可再生能源、化石能源等一次能源和电能、氢能等二次能源，结合本领经济性，进行能源资源的统筹运筹帷幄。

2)在充分欺诈现有能源聚集的前提下，进行冷、热、电等能源聚集的顶层联想。

3)围绕用户端的电、热、气、氢等需求，提供多种能源与供用能一体化科罚决策，调动负荷侧调度反应才能。

3.2可再生能源为主的能源体系及模块化本领

横向搭建以可再生能源为源端主体的电、冷、热、气、氢等多种能源体式的协同供应体系，纵向打造源、网、荷、储、用等设施的互动优化策划，形成多能源互补、“源网荷”一体化的新式能源体系。

针对该新式能源体系进行逐层瓦解，开展模块化本领计议，形成体系实质便于优化树立、无邪组合的模块化本领。

3.3可再生能源和化石能源耦合协同本领

能源转型时间，可再生能源将与化石能源协同共存，因此可再生能源与现有化石能源的耦合协同本领对能源系统的牢固、安全、执续运行十分紧要。需要开展执续计议，以收场既不错闲隙能源系统的低(零)碳条目，同期不错闲隙经济性和安全性的条目。

3.4能源和其他领域交融本领

数字能源本领、微电网、假造电厂、东说念主工智能(AI)等本领的发展为加速能源转型提供了撑执，同期这些本领的应用亦然巨大挑战。

加速裁减各应用场景的煤炭用量和高碳工业过程的绿色低碳变革，需要结合具体应用场景，与用能过程深度耦合，以形成切实可行的本领决策，收场能源与应用场景的交融协同。

4可再生能源轮廓系统的将来发展趋势

4.1和高载能产业结合的区域级低碳、低资本可再生能源轮廓系统

以钢铁、冶金、水泥、化工、数据中心等为代表的高载能产业的耗能大，低碳工艺经由变革难，濒临降本、减碳、本领升级的多重压力。高载能产业的用电量约占中国电力破钞的50%。对于高载能产业(举例：钢铁、冶金等)而言，惟有有资本充足低且充足量的绿氢就不错收场低碳致使零碳工艺变革。可再生能源和高载能产业、绿氢本领径直结合，建立区域级低碳、低资本的可再生能源轮廓系统。凭证本文初步估算，在风能、太阳能等可再生能源资源丰富的地区，可再生能源轮廓系统的供能资本有望下跌20%～50%。

4.2县域级100%可再生能源轮廓系统的本领计议与示范

中国大部分县域的年用电量从几亿kWh到10亿～20亿kWh不等，因此在中国大部分县域建立“冷热电”联供的100%可再生能源轮廓系统可就近闲隙用能需求，不但收场了零碳，而且用能资本也比现有的能源体系更经济。

中国西部、东北部地区的可再生能源资源丰富，用能负荷小且需要供暖，因此此类地区最妥当开展示范花样；另外，凭证本文初步估算，华北地区和沿海县域也可开展示范花样。

4.3乡村振兴迢遥农牧区的100%可再生能源科罚决策

中国欺诈可再生能源科罚了无大电网掩盖地区住户的基本生涯用电问题，在发展中国度开头收场每户住户齐可用电，创造了古迹。跟着可再生能源资本的大幅下跌、本领的发展和生流水平的升迁，飞速选拔可再生能源和节能建筑结合，可科罚住户的用电、取暖、炊事等用能需求，不但本领上可行，经济上肥好意思的农牧民也可承受。凭证本文初步估算，在无大电网掩盖地区，每户住户参加20万～30万元就不错建成节能住房和能源系统，用能水平可达到泰西等推崇国度和地区的家庭用能水平。

4.4“源网荷”一体的可再生能源大领域基地

以电力外送为主的西部地区大型跋扈可再生能源基大地临送出通说念容量瓶颈、运送资本高而飞速消纳负荷不及的问题；本领上也存在电源侧发电量和负荷侧能源需求及二者匹配不笃定性大、系统架构和容量配比需要科学优化和本领更正的问题。新建的大型可再生能源基地多选拔“跋扈火”打捆外送的方式，其中“跋扈”的发电量占送出电量的50%独揽。在近些年火电的年满发小时数执续下跌的大趋势下，在可再生能源基地的电源侧和负荷侧还在新建火电装机进行调度。因此，西部地区大型可再生能源基地的电力外送科罚决策还需要络续计议和优化。

除送出通说念容量的限定外，跟着风电、光伏发电的上网电价远低于化石能源发电的并网电价，欺诈西部大型可再生能源基地远距离外送的资本和在负荷近邻就近拓荒可再生能源轮廓系统的资本孰高孰低也需要进一步计议探讨。

4.5园区、建筑等典型应用场景的可再生能源轮廓系统

欺诈散播式可再生能源轮廓系统科罚园区、建筑的“冷热电”用能需求，收场园区的100%可再生能源供能，除了本领上可行以外，在风电、光伏发电等资本执续下跌的趋势下，经济上也运行具有竞争力，是需要要点计议的典型应用场景之一。按现有电力系统的运行模式，散播式光伏发电、分别式风电等的接入和消纳濒临严峻挑战。多能源互补、“冷热电”联供、集“源网荷”于一体是本领发展的大趋势，从本领及政策机制上齐需要更正。

5论断

本文通过分析中国能源结构近况、能源转型濒临的主要挑战，计议了妥当中国国情的低碳、低资本的能源转型本质旅途，建议了以可再生能源为主体、多能源互补、“冷热电”联供、集“源网荷”于一体的科罚决策——可再生能源轮廓系统；然后对可再生能源轮廓系统的近况与重要本领进行了计议，并分析了其将来发展趋势。计议得出以下论断：

1)围绕用户侧构建分档次、分场景的以可再生能源为主的集“冷热电”“源网荷”于一体的新式能源系统，是中国收场能源转型的系统科罚决策。

2)先立后破，进行以风能、太阳能等可再生能源为主体的新应用场景、新应用模式、新本领的计议与示范。在风能、太阳能资源丰富地区，以可再生能源为主和高载能产业径直结合，与现有供能体系的供能资本比拟有望大幅裁减。

[参考文件]

[1]许洪华.更正管事：中国在步履[M].北京：商务印书馆，2022：88-91.

[2]国度统计局.中华东说念主民共和国2023年国民经济和社会发展统计公报：410A04-0403-202402-0001[R/OL].(2024-02-29).https://www.stats.gov.cn/xxgk/sjfb/tjgb2020/202402/t20240229_1947923.html.

[3]国度能源局.国度能源局发布2023年世界电力工业统计数据[R/OL].(2024-01-26).https://www.nea.gov.cn/2024-01/26/c_1310762246.htm.

[4]UNFCCCCOP28.COP28UAEDeclarationonClimateandHealth[R].Dubai：UNFCCCCOP28，2023.

[5]国度能源局轮廓司.新式电力系统发展蓝皮书[M].北京：中国电力出书社，2023.

[6]许洪华，邵桂萍，鄂春良，等.我国将来能源系统及能源转型本质旅途计议[J].发电本领，2023，44(4)：484-491.

[7]国度发展和更正委员会能源计议所.中国2050年高比例可再生能源发展现象暨阶梯计议[R].北京：国度发展和更正委员会能源计议所，2015.

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（转自：太阳能杂志）现金九游体育app平台

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