下一步关键要解决新能源不稳定的问题，加速非化石能源对化石能源的替代。

人类发展历经三次能源革命，第一次以蒸汽机的发明和应用为标志，第二次以电的发明和应用为标志。前两次能源革命是以煤炭、石油和天然气等化石能源为主，第三次则是以风光发电为主的新能源的开发和应用，逐步实现非化石能源对化石能源的替代。

中国作为全球最大的化石能源消费国，推动第三次能源革命，相比发达国家更具紧迫性和艰巨性。除了生态环保和资源瓶颈问题，预计2020年我国原油和天然气对外依存度将高达70%和50%，而且持续攀升，在复杂的国际环境下，能源安全不容乐观，实现自给自足、找出一条替代化石能源的路径才是根本。

2014年，习近平总书记就提出了四个革命，一个合作的能源安全新战略，为我们加快推进能源革命指明了方向，提出了更高要求。要完成这一重大历史任务，必须加快构建起顺应能源革命发展趋势、符合我国发展阶段和能源基本国情的现代能源体系。

第四次工业革命为第三次能源革命创造了条件

当前，以新能源、智能化、新材料、物联网等技术为主要驱动力的第四次工业革命正席卷全球，并加速推进第三次能源革命。新能源、智能电网，储能、储热、储冷，以及电动车与氢能产业快速发展，传统能源生产和消费方式将发生革命性变化，加速非化石能源对化石能源的替代。

1.风光电为主的新能源量足价低，是替代煤油气的最佳一次能源

我国风光资源丰富，内蒙古、青海等西北地区开发六十分之一，即可满足全国当前全部能源需求。以青海柴达木盆地为例，26万平方公里的戈壁滩，光伏理论装机高达100亿千瓦。新能源综合价格从10年前的1元/千瓦时降到了现在的0.3元/千瓦时左右，而且还在下降。

2019年我国新能源(4.260, 0.00, 0.00%)装机突破4亿千瓦，位居世界第一。目前，由国家电投为主实施的全球首个最大平价风电项目内蒙古乌兰察布600万千瓦风电送京津冀项目，世界首条100%清洁能源特高压配套工程青海海南州千万千瓦级风光水多能互补送河南项目开工建设，上网价格均低至火电水平。实践证明，大规模开发西北地区新能源，通过特高压输送到东部地区，技术和经济性都是可行的。

电是最清洁、最便利的能源利用方式。相比化石能源高温高压、热能、动能、电能的转化过程，新能源可实现风光能在常温常压下向电能的直接转换，过程简单、无碳，具有较好的经济性。因此风光电为主的新能源是替代煤油气的最佳一次能源，将成为第三次能源革命的主角。

2.新技术的发展，使风光电为主的新能源替代煤油气为主的化石能源的条件越来越成熟

谷电制氢。当前燃料电池及电解制氢技术快速发展，主要设备和材料逐步国产化，成本快速下降。随着大规模采用新能源制氢，预计2025年氢能车成本将低于燃油车。目前，国家电投自主研制的首台燃料电池大巴正式下线，全球规模最大的电解水制氢项目在北京延庆启动，项目采用2毛钱谷电制氢，氢能车运行成本基本与燃油车相当。如实现北京市公交、物流重卡全部氢能化，预计可减少北京市三分之一的燃油消耗，将为我国规模化制氢，以及利用氢能调峰储能，以氢代油探索出新模式。

谷电供热、供冷。10千瓦时电能产生的热值与1立方天然气热值相当，以北京为例，一个冬季电制热耗电100千瓦时/平方米，采用低谷电制热、储存再利用，热力成本约25元/平方米，与天然气相当。如北京市8.7亿平方米供热全部电能替代，可替代全市接近二分之一的天然气消耗，增加电量870亿千瓦时，相当于2019年全市用电量的80%。如采用热泵技术，比电制热效率还可以提高3~5倍。国家电投正在昌平宝之谷园区开展低谷电替代天然气供热、供冷试点，成本下降达20%，对我国构建消费侧储能模式具有示范意义。

电动车储能发电。电动车的运行成本已经大幅低于燃油车，未来将是一个海量的储能系统，可以低谷充电、高峰向电网售电。预计2030年，我国电动车保有量或超1亿辆，可达50亿千瓦时的储能规模，相当于北京市15天的电量消耗，将对储能产业和能源体系带来深刻的变化。

正在开展的液流电池、锂电池等化学储能的研发和升级，一旦经济性突破，发电、电网及用户侧均可利用。智能化、互联网、大数据、云计算等新技术的出现，将融通电力网、热力网、交通网，形成能源互联网，助力新能源、储能、储热/冷、氢能、电动车等新产业的快速发展，提升能源配置效率，实现能源体系从量变到质变。

构建电为核心的能源体系，实现代油代气代煤

现阶段我国一年的能源消费总量约35亿吨标煤(扣除原料用煤后)，一次能源消耗煤炭17亿吨，石油6亿吨，天然气2800亿立方米。折合成电能约12万亿千瓦时，其中电力消耗7万亿千瓦时，石油折算约3万亿千瓦时，天然气及散煤折算约2万亿千瓦时。

要实现风光电为主的非化石能源替代煤油气为主的化石能源，必须满足两大条件，一是风光电为主的新能源充裕且有经济性;二是解决新能源的不稳定性问题。目前，通过在西北部风光资源富集地区大规模开发新能源送至东部地区，与化石能源相比有经济性。下一步，关键要解决新能源不稳定的问题，加速非化石能源对化石能源的替代。

传统电力系统是发输用同时完成，发电规模按照最大负荷来配置，发电侧随着用电需求的变化而调节，有多少需要就发多少电;且为满足安全运行，需要预留较大的备用容量，导致目前电力系统的运行效率较低，不超过50%。

新能源的不稳定，缘于其出力只能随天气和季节引起的风、光大小而定，不能随负荷大小来变化，与现有的电力系统特性相悖。要解决这个问题，不是单一技术突破就可以解决的。要对现有的电力系统进行变革，由发输用同时完成的传统模式，转变为发输储用的全新电力系统，系统的负荷大小可以随着发电侧新能源的出力而调整。

新型发输储用电力系统中，电制氢、电制热/冷、电动车充放电，不仅是替代煤油气为主化石能源的过程，更重要的是起到储能和系统负荷调节的功能。当电力系统处于低谷阶段或风光等新能源充裕时，启动上述储能负荷，当系统负荷处于高峰时段或风光等新能源出力较低时，暂停这部分负荷。从代油、代气、代煤的电量看，系统可以满足调节需求，这样完全改变了现有电力系统即用即发的特性，可以适应风光等新能源的出力特点，彻底解决其间歇性、不稳定的问题，同时上述模式的储能使得电力系统更加安全，备用容量大幅减少，系统效率大幅提升，持续增加电力在终端消费的比重，促进风光电为主的非化石能源消纳。这个过程将分两步走：

第一步，推动消费侧储能，提高现有电力系统效率，实现电能代油代气。目前，我国电力装机20亿千瓦，日间最大负荷约12亿千瓦，夜间最低负荷仅有6亿千瓦，电力系统整体效率只有50%。如果把氢、热、冷组织在电网低谷时段生产，可大大提高电力系统效率。当效率从50%提高到80%时，相当于可以增发4万亿千瓦时电能，可以通过挖掘存量潜力、不改变现有电力系统，实现油气化石能源的替代。这样既完成了电能向不同能源形态的转换和储存，实现了电能的时间转移，也大幅提高了电力系统的运行效率和新能源的消纳比例。另外，氢能车、电动车也可以在负荷高峰时段或电网特殊需要时，向电网发电，可以发挥调峰等作用。

第二步，代油、代气、代煤同步推进，实现对化石能源的全面替代。随着储能技术的进步，在上述制氢、制热/冷等储能实施代油代气的基础上，一旦成本问题解决，化学储能将会大规模部署在电力系统，并完全实现对化石能源的替代。

有关建议

风光为主的非化石能源替代化石能源，不是一蹴而就的，是一个巨大的系统性工程，不仅需要技术的进步，也需要商业模式的创新和政策的扶持。

一是进一步拉大峰谷电价差。现阶段电制氢、制热/冷等代油代气，尚处于替代的临界点。当电价在0.2~0.3元/千瓦时内，电能替代油气才有经济性。建议完善峰谷电价政策，尤其是降低低谷电价，鼓励和支持谷电、新能源制氢、制热、制冷、充电等商业模式;出台政策，推动储电、储氢、储热、储冷等配套产业的发展。

二是鼓励技术创新和商业模式创新。这是一次庞大的能源体系变革，不仅需要新能源、储能、氢能、特高压等能源自身技术的进步，还需要能够支撑新型能源体系的其他技术创新，比如智慧控制技术、区块链技术等。同时，还要创新商业模式，优化电动车分时充放电，提高充电桩布局密度，布局更多加氢站等，充分利用现有的电力系统挖掘潜力，减少投资，提高效率，推动新兴产业的发展。

三是加大西部新能源的开发及政策支持力度。建议加快西部大规模风光等新能源基地开发及特高压通道建设，充分开发利用我国独特的资源禀赋和优势，统一规划，统一实施，把西、北部的高原、荒漠变成新能源电气田，替代传统的油田、气田、煤田，把新能源产业打造成我国保增长、扩内需，转型发展的新的增长极。

四是打造电为核心能源体系三个区域示范。鼓励和复制北京宝之谷、延庆冬奥谷电供热/冷，谷电制氢的商业模式，推广化石能源替代示范。

1.打造北京存量替代规模化示范。2030年前，完成全部公交、物流交通，部分乘用车的电能、氢能替代，以及1亿平方米采暖的清洁供暖改造，北京可在2030年领先全国实现减碳50%的战略目标。

2.打造雄安新区零碳示范。雄安是新时代社会主义现代化城市的样板，要按照100%利用可再生能源、绿色交通、能源互联网+智慧能源(4.570,0.00, 0.00%)的模式进行规划建设，把雄安打造成我国第一个100%淘汰化石能源的城市，全球第一个100%实现零碳排放的城市。

3.打造山东能源新旧动能转换示范省。山东是化石能源消耗的第一大省，结合山东的区位优势和胶东半岛三大核电基地的开发，走出一条清洁外电入鲁，核电开发，清洁供电、供暖，海水淡化的新路子，加速能源结构调整，为全国能源高质量发展作出示范。

现阶段构建这样一个电为核心的现代能源体系，技术上是可行的，也是有经济性的。前两次能源革命都是成倍推高能源成本，而这次能源革命可实现不推高成本且持续下降。

我国具有资源优势、市场优势，特别是集中力量办大事的体制优势，也有环境保护、能源安全的紧迫压力。在以习近平同志为核心的党中央领导下，我们要发挥中国人的创新力和资源整合力，一定能引领第三次能源革命的进程，加速构建电为核心的现代能源体系，加速对化石能源的全面替代，实现国家能源自足、能源安全，为全球应对气候变化和人类文明进步做出更大贡献。

(作者系国家电力投资集团公司党组副书记)