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技术|汤广福：电力系统应率先在2050年实现“碳中和”丨院士访谈录

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当前 ， 世界范围内的能源发展面临日益严重的资源紧缺、环境污染、气候变化等问题 。 我国提出争取在2030年前实现“碳达峰”、2060年前实现“碳中和”的目标 ， 为全球应对气候变化作出积极贡献 。 发展清洁能源是助力实现“碳达峰”“碳中和”目标的有效途径 。 我们应该如何构建清洁低碳安全高效的能源体系？就相关话题 ， 经济日报采访人员专访了中国工程院院士、全球能源互联网研究院院长汤广福 。
【技术|汤广福：电力系统应率先在2050年实现“碳中和”丨院士访谈录】采访人员：世界各国有哪些能源发展路径？世界对于能源的可持续发展达成了哪些共识？
汤广福：从欧美发达国家经验来看 ， 美国自20世纪70年代的两次石油危机后 ， 开始推进能源独立战略；欧盟则大力开发可再生能源 ， 并在全球范围内率先开启了去煤化、去核化的进程；日本能源发展战略是节能优先 ， 发展能源新技术 。 同时 ， 日本大力发展氢能、储能等能源新技术 ， 抢占技术制高点 ， 以提高能源自给能力 。 如今 ， 欧美等发达国家能源已进入石油、天然气主导的时代 ， 并向可再生能源时代快速转型 。
未来能源从高碳向低碳、从低效向高效、从污染到清洁已是发展的必然规律 ， 也是世界各国对于能源可持续发展形成的共识 。
采访人员：我国能源转型的路径和转型突破口在哪里？
汤广福：目前我国能源消费仍以煤炭为主 ， 还处于固态时代 。 我国能源转型的路径要想从固态越过油气主导（液态）直接进入可再生能源主导的时代 ， 其难度和挑战可想而知 。
要实现能源转型和“碳中和”的目标 ， 从能源供给侧看 ， 未来接近70％的能源将由可再生能源替代 ， 其中水能、核能、风能、太阳能等清洁能源 ， 又都必须转化为电能才能加以利用 。 从能源需求侧看 ， 大约70％的用能场景将会是电力消费 ， 例如交通行业的电动车 。 因此 ， 电力系统在能源转型中将起到核心作用 。 考虑到我国石油和天然气的对外依存度 ， 以及我们所面临的能源国际环境 ， 必须大力发挥电力系统在能源转型中的核心作用 ， 电力系统应率先在2050年实现“碳中和” 。
采访人员：构建以新能源为主体的新型电力系统 ， 科技可以发挥什么作用？
汤广福：电网企业需要解放思想 ， 主动变革 。 如果继续采用传统技术来发展电网 ， 未来很有可能面临局部推倒重建 ， 造成社会资源的浪费 。 因此 ， 当务之急就是要尽快转变电网发展方式 ， 大幅提升电网灵活性和可控性 。 譬如 ， 加强柔性电网建设 ， 通过区域电网的互联互通 ， 实现资源优化利用；通过大范围的风、光、水等互补 ， 提高系统电能的稳定性和资源的利用效率 。
此外 ， 要加强基础研究 ， 提升电网支撑能力 。 随着能源转型发展 ， 电网需要开发更多的新器件、新装备 ， 电网的智能化控制水平也需要大幅度提升 ， 因此必须开展基础性支撑技术的研发 。 开发人工智能、电力芯片、大功率电力电子器件、电工新材料等 ， 促进电网技术水平大幅提升 ， 提高电网对可再生能源消纳和对能源转型的支撑能力 。
当然 ， 我们也不能忽略电网转型带来的用能成本提高等问题 ， 这也是世界惯例 。 应认识到 ， 能源转型不是轻轻松松就能实现的 。 “双碳”目标的实现和新型电力系统的构建不是一蹴而就的事 ， 必须经历一个渐变的过程 ， 电网企业要尽快启动战略规划和专题研究 ， 做到谋定而后动 。
采访人员：实现“碳达峰”“碳中和”目标 ， 构建起高质量的清洁低碳安全高效的能源体系 ， 需从哪些方面着力？需要国家层面、企业和个人如何形成合力？
汤广福：实现“双碳”目标是社会共同的目标 ， 不是个体行为能够解决的事 ， 也不是一个企业能够解决的事 。 政府、企业和社会各界都要发挥各自的力量 。
政府要做到有序引导 ， 制定合理的政策 。 企业要主动作为 ， 电网企业面临着安全生产、稳定供给的压力 ， 同时要瞄准“卡脖子”和“补短板”技术 ， 集中优势科技资源进行攻关 。 在基础研究方面 ， 很多重大、远期战略科技创新需要国家集中优势科技资源打造战略科技力量 。 另外 ， 国家还要调动全民积极性 ， 鼓励老百姓参与进来 ， 慢慢养成符合“双碳”目标的生活方式 。
采访人员：新型电力系统将会给生活带来哪些改变？
汤广福：新型电力系统是一种供需互动的智慧能源系统 ， 是电力市场机制、数字化技术与电网的深度融合 。 许多现在的示范项目将来都会变成现实 ， 形成新型电力系统的有机组成部分 。 比如随着新能源汽车越来越多 ， 大规模新能源汽车充放电设施参与供需互动以及地区性的调峰调频就有可能实现 。
新型电力系统还会打通电与其他能源的协同 ， 比如车联网已让电和交通领域实现协同 。 另外 ， 将来峰谷电价可能会差别很大 。 通过一些手段 ， 家庭可以采用多种措施多用谷电；在工业园区 ， 晚上也可以利用低谷电制热制冷 ， 然后储存起来 ， 白天再加以利用 。 这样一方面可以实现削峰填谷 ， 另一方面又有利于新能源的消纳 。

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