中國儲(chǔ)能網(wǎng)訊：中國工程院院士，現(xiàn)任中國南方電網(wǎng)公司首席科學(xué)家、直流輸電技術(shù)全國重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室主任。長期從事直流輸電分析、設(shè)計(jì)和運(yùn)行技術(shù)研究及應(yīng)用工作，主持完成11項(xiàng)直流重大工程成套設(shè)計(jì)，研發(fā)我國自主化的直流輸電成套設(shè)計(jì)技術(shù)，攻克特大型交直流電網(wǎng)安全運(yùn)行技術(shù)，首創(chuàng)多項(xiàng)特高壓柔性直流輸電技術(shù)，支持和推動(dòng)南方電網(wǎng)建成“八交十一直”西電東送大通道。獲國家科技進(jìn)步一等獎(jiǎng)1項(xiàng)、國家科技進(jìn)步二等獎(jiǎng)1項(xiàng)、省部級(jí)科技進(jìn)步一等獎(jiǎng)4項(xiàng)，獲何梁何利基金科學(xué)與技術(shù)進(jìn)步獎(jiǎng)、“國家卓越工程師團(tuán)隊(duì)”稱號(hào)、全國創(chuàng)新爭先獎(jiǎng)狀、IEEE PES Uno Lamm高壓直流輸電獎(jiǎng)。
“應(yīng)對(duì)氣候變化，能源轉(zhuǎn)型是核心路徑；而構(gòu)建新型電力系統(tǒng)，是實(shí)現(xiàn)‘雙碳’目標(biāo)與能源安全的關(guān)鍵抓手。當(dāng)前，我國新型能源體系建設(shè)已取得歷史性成就，但面對(duì)高比例新能源接入、電力電子化特征凸顯等變革，仍需破解資源稟賦、系統(tǒng)安全等多重挑戰(zhàn)?！苯?，中國工程院院士饒宏在“2025能源綠色發(fā)展大會(huì)”上，圍繞新型電力系統(tǒng)的發(fā)展現(xiàn)狀、標(biāo)志性突破與核心挑戰(zhàn)，分享了對(duì)我國能源轉(zhuǎn)型路徑的深度思考。
數(shù)據(jù)顯示，截至2024年底，我國可再生能源發(fā)電裝機(jī)占比已從“十四五”初期的40%提升至近60%，新能源裝機(jī)連續(xù)多年居世界首位；2025年3月，風(fēng)光新能源累計(jì)裝機(jī)14.82億千瓦，首次超過火電裝機(jī)，標(biāo)志著我國電源結(jié)構(gòu)正式邁入“以新能源為主導(dǎo)”的新階段。但與此同時(shí)，2024年我國煤炭消費(fèi)占比仍達(dá)53.2%，而從碳達(dá)峰到碳中和僅有約30年時(shí)間，較歐盟、美國分別縮短40年、13年。作為全球最大的發(fā)展中國家，我國將以全球歷史上最短的時(shí)間完成最高碳排放強(qiáng)度降幅，轉(zhuǎn)型任務(wù)的艱巨性不言而喻。
新能源發(fā)展：從“量變”到“質(zhì)變”
饒宏指出，近年來，我國新型電力系統(tǒng)建設(shè)已實(shí)現(xiàn)多維度標(biāo)志性跨越，構(gòu)建了全球最大、發(fā)展最快的可再生能源體系，新能源裝機(jī)容量連續(xù)多年居世界第一，標(biāo)志著我國已成為全球能源轉(zhuǎn)型的重要推動(dòng)者。
從發(fā)展規(guī)?？?，我國新能源的裝機(jī)容量與發(fā)電能力持續(xù)領(lǐng)跑全球。“我國在氣候雄心峰會(huì)上承諾‘到2030年風(fēng)電、太陽能發(fā)電總裝機(jī)容量達(dá)12億千瓦以上’，這一目標(biāo)已提前6年多實(shí)現(xiàn)；今年3月，我國新能源裝機(jī)規(guī)模首次超過煤電，成為第一大裝機(jī)電源?！别埡瓯硎?。數(shù)據(jù)顯示，2025年6月，新能源裝機(jī)容量進(jìn)一步增至16.7億千瓦，超過今年7月16日創(chuàng)下的全國最大電力負(fù)荷15.06億千瓦。其中，南方電網(wǎng)新能源裝機(jī)容量達(dá)2.47億千瓦，接近南網(wǎng)全網(wǎng)最大電力負(fù)荷2.52億千瓦，這表明新能源已具備支撐電力系統(tǒng)負(fù)荷的基礎(chǔ)能力。
發(fā)電貢獻(xiàn)方面，新能源對(duì)用電增長的支撐作用同樣顯著。2024年，新能源新增發(fā)電量占全社會(huì)新增用電量的57%；2025年上半年，新能源發(fā)電量同比增加2470億千瓦時(shí)，超出同期全社會(huì)新增用電量（1730億千瓦時(shí)），已成為驅(qū)動(dòng)用電增長的核心力量。
從結(jié)構(gòu)變革看，我國電源體系與電力系統(tǒng)形態(tài)正經(jīng)歷深度重塑。一方面，非化石能源占比持續(xù)攀升，2024年，我國非化石能源消費(fèi)占比達(dá)19.8%，南方五省區(qū)新能源裝機(jī)占比超37%，非化石能源與新能源裝機(jī)占比均已超過煤電；另一方面，電力電子化特征成為電力系統(tǒng)“新標(biāo)識(shí)”，直驅(qū)式風(fēng)電、光伏、直流輸電、新型儲(chǔ)能等設(shè)備，均需通過電力電子設(shè)備接入電網(wǎng)。目前，“三華”電網(wǎng)電力電子化電源出力占負(fù)荷比例已超60%，預(yù)計(jì)到2030年、2060年，南方電網(wǎng)主網(wǎng)電力電子化電源占比將分別達(dá)56%、74%，“沙戈荒”新能源大基地等區(qū)域，甚至將形成100%電力電子化的電力系統(tǒng)。
從長遠(yuǎn)布局看，各類電源與調(diào)節(jié)資源規(guī)劃清晰。饒宏指出：“中央對(duì)2060年實(shí)現(xiàn)碳中和目標(biāo)提出了明確的量化要求，我國能源體系要實(shí)現(xiàn)‘清潔低碳、安全高效’的建設(shè)目標(biāo)，具體包括終端電能消費(fèi)占比需達(dá)70%以上，非化石能源消費(fèi)占比需達(dá)80%以上，清潔能源發(fā)電量占比要超過90%?！奔?xì)分來看，到2060年，水電裝機(jī)容量達(dá)5.4億千瓦（開發(fā)程度80%），核電裝機(jī)容量約4億千瓦，新能源裝機(jī)容量超60億千瓦?！暗?060年，煤電雖逐步向調(diào)節(jié)性電源轉(zhuǎn)型，但裝機(jī)規(guī)?？赡苋孕璞３衷?0億千瓦左右”，饒宏表示。抽水蓄能與新型儲(chǔ)能裝機(jī)容量將分別突破4億千瓦、達(dá)到10~15億千瓦，其中新型儲(chǔ)能“發(fā)展?jié)摿O為巨大”。同時(shí)，全國西電東送規(guī)模將達(dá)8億千瓦，其中新能源電量占比達(dá)70%，全面構(gòu)建起適應(yīng)“雙碳”目標(biāo)的能源供給與消費(fèi)體系。
高比例新能源背景下的能源安全挑戰(zhàn)
饒宏強(qiáng)調(diào)，盡管發(fā)展成果顯著，但我國新型電力系統(tǒng)仍處于“變革期”，需直面資源稟賦、系統(tǒng)安全、轉(zhuǎn)型節(jié)奏等多重挑戰(zhàn)——這些挑戰(zhàn)既是壓力，也是推動(dòng)技術(shù)創(chuàng)新與機(jī)制完善的動(dòng)力。
首要面臨的難題是“轉(zhuǎn)型時(shí)間緊、能源結(jié)構(gòu)偏煤”的雙重約束。作為全球最大的發(fā)展中國家，我國計(jì)劃用約30年時(shí)間完成從碳達(dá)峰到碳中和的過渡，這一周期遠(yuǎn)少于歐盟的70年、美國的43年；與此同時(shí)，2024年，我國能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)仍存在顯著的“以煤為主”的特征——煤炭在能源消費(fèi)總量中占比達(dá)53.2%（約31.7億噸標(biāo)煤），化石能源整體消費(fèi)比重更高達(dá)80.2%。
我國能源需求總量仍呈增長態(tài)勢。2024年，全國能源消費(fèi)總量已達(dá)59.6億噸標(biāo)煤，占全球總量的27.7%；有研究預(yù)計(jì)，一次能源消費(fèi)總量需到2030~2035年才會(huì)進(jìn)入峰值階段，峰值規(guī)模約為62~68億噸標(biāo)煤。這種“以煤為主”的能源結(jié)構(gòu)與“快速減碳”的轉(zhuǎn)型目標(biāo)之間，仍存在顯著張力。
其次是“高比例新能源接入”引發(fā)的系統(tǒng)安全風(fēng)險(xiǎn)。隨著新能源滲透率提升，系統(tǒng)“三性”（安全性、穩(wěn)定性、可靠性）問題愈發(fā)凸顯。據(jù)國家電網(wǎng)公司估算，2030年，新能源最大出力約為最大負(fù)荷的82%，最小出力僅約7%，日內(nèi)功率波動(dòng)超70%；2025年春節(jié)期間，云南電網(wǎng)新能源滲透率最高達(dá)69%，若不加以控制甚至可達(dá)100%，預(yù)計(jì)2028年云南新能源滲透率將超80%，全年約440小時(shí)滲透率達(dá)60%以上。這種高波動(dòng)性將導(dǎo)致系統(tǒng)慣量下降、短路容量降低、寬頻振蕩風(fēng)險(xiǎn)加大。近十年，全球70%大停電事故與新能源高滲透率/電力電子化因素相關(guān)，2025年4月發(fā)生的西班牙、葡萄牙大停電事故，再次警示系統(tǒng)振蕩等深層問題亟待破解。
最后是“資源稟賦差異”與“調(diào)節(jié)能力不足”的現(xiàn)實(shí)制約。饒宏對(duì)比中、美、歐三大經(jīng)濟(jì)體指出，我國化石能源資源的技術(shù)可開發(fā)量中，煤炭僅占全球的11%，石油僅占2%，天然氣僅占1%。2023年，原油、天然氣進(jìn)口比重分別接近73%、44%。與之相對(duì)，我國太陽能、陸上風(fēng)能利用率僅為0.2%、5%，雖蘊(yùn)含巨大開發(fā)潛力，但要轉(zhuǎn)化為實(shí)際供給仍需時(shí)間。同時(shí)，系統(tǒng)調(diào)節(jié)資源仍存在短板：當(dāng)前煤電雖仍是“壓艙石”，但深度調(diào)峰能力不足；新型儲(chǔ)能雖發(fā)展迅速（2024年底裝機(jī)規(guī)模為7376萬千瓦，占全球近2/3），但規(guī)?；{(diào)度與盈利機(jī)制仍需完善；負(fù)荷側(cè)響應(yīng)能力尚待挖掘（預(yù)計(jì)2060年需求側(cè)響應(yīng)超4億千瓦，目前仍處培育階段）。
“技術(shù)+機(jī)制”雙輪破局路徑
《“十四五”現(xiàn)代能源體系規(guī)劃》指出：“我國能源發(fā)展仍面臨需求壓力巨大、供給制約較多、綠色低碳轉(zhuǎn)型任務(wù)艱巨等一系列挑戰(zhàn)，應(yīng)對(duì)這些挑戰(zhàn)，出路就是大力發(fā)展新能源?！别埡瓯硎?，應(yīng)通過技術(shù)創(chuàng)新、機(jī)制優(yōu)化、規(guī)劃協(xié)同，推動(dòng)新型電力系統(tǒng)從“建起來”向“強(qiáng)起來”轉(zhuǎn)變。
從技術(shù)與資源端看，核心是持續(xù)釋放新能源潛力，完善多元調(diào)節(jié)資源體系。一方面，加快“沙戈荒”新能源大基地建設(shè)（當(dāng)前規(guī)模已超9000萬千瓦），推進(jìn)藏東南金沙江上游、瀾滄江上游、雅魯藏布江下游等區(qū)域的水電開發(fā)，擴(kuò)大沿海核電布局，同時(shí)提升風(fēng)電、光伏的開發(fā)效率與利用水平——當(dāng)前我國新能源利用率已穩(wěn)定保持在95%以上；另一方面，強(qiáng)化儲(chǔ)能與需求側(cè)調(diào)節(jié)能力，推動(dòng)新型儲(chǔ)能2027年裝機(jī)達(dá)1.8億千瓦、2030年達(dá)2.4~2.9億千瓦，完善抽水蓄能技術(shù)迭代（如地下電站、變速機(jī)組），同時(shí)通過虛擬電廠、可控負(fù)荷等模式挖掘需求側(cè)響應(yīng)潛力，提升用戶參與電力系統(tǒng)調(diào)節(jié)的積極性。
從系統(tǒng)運(yùn)行端看，需聚焦“高比例新能源消納”，創(chuàng)新調(diào)控模式。饒宏強(qiáng)調(diào)，我國95%的新能源將通過電力系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)終端利用，因此“構(gòu)建有更強(qiáng)新能源消納能力的系統(tǒng)”是新型電力系統(tǒng)建設(shè)的關(guān)鍵任務(wù)。從“以新能源為主體”，到“新能源占比逐漸提高”，再到“有更強(qiáng)新能源消納能力”，政策導(dǎo)向的演進(jìn)體現(xiàn)了對(duì)系統(tǒng)適配性的重視。具體而言，調(diào)度機(jī)構(gòu)需科學(xué)制定運(yùn)行細(xì)則，明確新型儲(chǔ)能、煤電等調(diào)節(jié)資源的運(yùn)行方式與調(diào)用區(qū)間，確保電站完成相關(guān)性能與涉網(wǎng)試驗(yàn)，具備多類型調(diào)節(jié)能力；同時(shí)，需通過技術(shù)創(chuàng)新破解電力電子化帶來的系統(tǒng)問題，例如提升慣量支撐能力、抑制寬頻振蕩，保障電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行。
從機(jī)制與規(guī)劃端看，要強(qiáng)化頂層設(shè)計(jì)與區(qū)域協(xié)同。饒宏指出，各地能源主管部門應(yīng)堅(jiān)持規(guī)劃引領(lǐng)，科學(xué)測算調(diào)節(jié)能力缺口，統(tǒng)籌新型儲(chǔ)能、抽水蓄能與煤電靈活性改造等調(diào)節(jié)資源的規(guī)?；季?。例如，2025年云南電網(wǎng)新能源滲透率已達(dá)69%，需通過省級(jí)層面調(diào)控避免無序超配。同時(shí)，需加快完善電力市場機(jī)制，推動(dòng)新能源參與全時(shí)域交易。他特別指出，煤電作為“壓艙石”的定位在短期內(nèi)不會(huì)改變，需通過“增容控量”策略，與儲(chǔ)能形成“傳統(tǒng)電源保安全、新型儲(chǔ)能提靈活”的協(xié)同格局。
“新型電力系統(tǒng)正經(jīng)歷百年來電力技術(shù)的重大變革，需正視高比例新能源與電力電子化帶來的挑戰(zhàn)，也需把握電力電子設(shè)備控制靈活的機(jī)遇。”饒宏總結(jié)道。當(dāng)前我國已邁入以新能源為主導(dǎo)的電力系統(tǒng)新階段，未來需以技術(shù)突破應(yīng)對(duì)安全挑戰(zhàn)，以機(jī)制創(chuàng)新釋放市場活力，最終實(shí)現(xiàn)“能源安全”與“低碳轉(zhuǎn)型”的協(xié)同，為全球能源綠色發(fā)展提供中國方案。
