未來，能源消費將以電力為主體，電力消費總量也有比較大的增長空間；在電力供應側，非化石能源占比將快速增加；在電力需求側，終端部門電氣化水平將顯著提高；電力生產和輸送的布局將由大范圍資源優(yōu)化配置逐步過渡到大范圍資源優(yōu)化配置與分布式、就地平衡并舉；發(fā)電技術將實現(xiàn)突破性進展，并與儲能技術、智能電網、能源互聯(lián)網、多能互補體系、分布式用能系統(tǒng)等新技術和新模式協(xié)同發(fā)展，促進電力系統(tǒng)快速向信息物理深度融合、智能化演變�？稍偕�能源的接入，會帶來跨區(qū)域輸電、儲能容里需求和投資規(guī)模的增加，同時可再生能源高比例滲透，存在不同時間尺度的挑戰(zhàn)，分布在電力系統(tǒng)規(guī)劃、運行、穩(wěn)態(tài)、暫態(tài)等環(huán)節(jié)，不僅需要大量的投資，還需要創(chuàng)新性解決方案。 
   在《巴黎協(xié)定》框架下，1.5℃溫控目標成為全球熱點，電力工業(yè)則承擔了最重的減碳任務，也應該是最先實現(xiàn)低碳轉型的行業(yè)。 
   氣候變化是人類社會可持續(xù)發(fā)展面臨的最大威脅，《巴黎協(xié)定》是一個里程碑，它體現(xiàn)了全球的高度共識。 
   能源是影響氣候變化的重要因素，能源轉型對于應對氣候變化十分重要。盡管源轉型有多種可能情景，本文主要介紹其中的兩種。一是漸變轉型的情景，就是按照當前的技術、政策和產業(yè)的趨勢繼續(xù)發(fā)展。另外一個是碳排放迅速下降的快速轉型的情景，它所對應的轉型路徑和《巴黎協(xié)定》規(guī)定的2℃目標要求是一致的，但這個路徑需要強有力的政策干預和支持。 
   2018年， 全世界一次能源消費總量是138.6億噸標準油，按照世界人口75億計算，每人平均消費接近2噸標準油。從世界能源消費結構來看，石油占比是“33.6%，煤炭占比27.2%，天然氣占比 23.9%，水電和核能分別是6.8%和4.4%，可再生能源是4%左右。 
   現(xiàn)實情況是，能源行業(yè)的發(fā)展面臨雙重挑戰(zhàn)，一方面是經濟發(fā)展需要更多的能源，另一方面它需要更低的碳排放，因此技術進步和產業(yè)結構調整非常重要。與漸進性情景的能源需求增長 30%相比，快速轉型情景由于能源效率提高和更精心的管理，能源需求增量相對 2017 年會增加20%，但是結構會發(fā)生巨大變化。到2040年快速情昱之下煤炭比例甚至會降到7%，而可再生能源會從 2017 年的 4%升到29%，在整個能源結構里非化石能源的比例會升到44%。對比漸進情景和快速轉型情景的碳排放差額可以看6 到，電力工業(yè)承擔的減碳任務最重，同時它也應該是最先實現(xiàn)低碳轉型的一個行業(yè)。之所以會轉型，主要是氣候變化驅動的，氣候變化領域當前最重要的文件就是《巴黎協(xié)定》，它為能源低碳發(fā)展甚至為整個社會的發(fā)展起到了塑型作用。 
   全球：1.5℃溫升成熱潮 
   氣候變化領域當前最重要的文件就是《巴黎協(xié)定》，它為能源低碳發(fā)展甚至為整個社會的發(fā)展起到了一個塑型的作用。 
   《巴黎協(xié)定》之所以達成，根本原因在于氣候變化是人類社會可持續(xù)發(fā)展面臨的最大威脅，保護全球生態(tài)安全、實現(xiàn)綠色低碳發(fā)展，已成為世界可持續(xù)發(fā)展的核心議題。 
   《巴黎協(xié)定》重申了2℃的全球溫升的控制目標，同時提出要努力實現(xiàn)1.5℃的目標。兩者盡管只差0.5℃，但是需要付出的額外努力和成本非常大，對我們國家也有重要的影響。同時，它規(guī)定了未來實現(xiàn)這一目標的步驟和輪廓：為了實現(xiàn)長期目標，締約方應該盡快達到溫室氣體排放的全球峰值，之后要求快速下降。到21世紀下半葉，實現(xiàn)溫室氣體源的人為排放與平衡，即所謂的碳中和，大約會在2070年左右實現(xiàn)。 
   與一般的“自上而下”分配指標的方式不同，《巴黎協(xié)定》采取的是“自下而上”的方式，要求世界各國應制定、通報并保持其“國家自主貢獻”，通報頻率是每五年一次，新的貢獻應比上一次有所加強，并且反映出該國可實現(xiàn)的最大力度。 
   減緩方面，發(fā)達國家和發(fā)展中國家有所區(qū)別，要求發(fā)達國家繼續(xù)提出全經濟范圍絕對量減排目標，鼓勵發(fā)展中國家根據(jù)自身國情向全經濟范圍絕對量減排或者限排目標邁進。資金方面，因為發(fā)達國家歷史的責任，要向發(fā)展中國家提供資金支持，鼓勵其他國家在自愿基礎上出資。 
   《巴黎協(xié)定》達成了“協(xié)定”加“決定”的法律形式，具有最大包容性，照顧了各方的核心關切；堅持了《公約》下，公平、共同但有區(qū)別的責任和各自能力原則，考慮不同國情等根本原則，確立了“自下而上”的模式，形成各方結合國情自主決定貢獻（NDC）的局面；提出了將全球溫升控制在2℃以內，并爭取控制在1.5℃以內的長期目標和全球低碳、氣候韌性和可持續(xù)發(fā)展的共同愿景。中國國家主席習近平和時任美國總統(tǒng)奧巴馬為巴黎協(xié)定的達成、簽署、生效和實施發(fā)揮了關鍵作用，做出了關鍵貢獻。 
   當前，《巴黎協(xié)定》和實施細則已經基本達成，2020年后各方合作應對氣候變化的制度安排已經基本確立，下一步主要的任務就是落實在行動上和提高力度。其中，處理好2℃和1.5℃目標的關系特別重要�，F(xiàn)在呼吁1.5℃的熱潮不斷地涌現(xiàn)。今年9月份，聯(lián)合國秘書長古特雷斯召開聯(lián)合國全球氣候峰會，提升各國領導人的政治意愿，呼吁各方為實現(xiàn)溫升1.5℃提高力度。今年12月初，聯(lián)合國全球氣候變化大會將在西班牙召開，將完成《巴黎協(xié)定》第6條市場機制未決問題的談判，主席國智利擬將推動各國提高力度作為本次大會的核心議題。 
   《IPCC1.5℃特別評估報告》認為，氣候變化已經不是未來的挑戰(zhàn)，而是眼前的威脅。實現(xiàn)1.5℃溫升控制目標，需要從現(xiàn)在起就要采取大規(guī)模的減排措施。如果按照2℃溫控目標，2030年減排二氧化碳和2010年相比要下降25%，1.5℃的目標則要下降45%。2℃目標要求在21世紀的下半葉，即2070年左右要達到凈零排放，而按照1.5℃的目標，到2050年就要實現(xiàn)這一目標，這意味著要提前20年實現(xiàn)凈零排放。需要指出的是，發(fā)達國家的能源結構是偏低碳的，實現(xiàn)碳中和條件遠遠好于我國，所以實現(xiàn)1.5℃目標對我國的壓力會非常大。 
   明年是一個關鍵年份，各方將根據(jù)《巴黎協(xié)定》的要求，更新2020年后的自主貢獻目標，提出到21世紀中葉的長期溫室氣體低排放發(fā)展戰(zhàn)略。 
   中國：電力引領轉型 
   發(fā)達國家的能源結構是偏低碳的，實現(xiàn)碳中和條件遠遠好于我國，這會對我國產生非常大的壓力。 
   按照《巴黎協(xié)定》的要求，2020年中國要向聯(lián)合國遞交一個強化自主貢獻目標，以及到2050年的長期溫室氣體低排放發(fā)展戰(zhàn)略。我國能源結構的特點決定了能源轉型具有天然的難度。從結構角度來講，最顯著的特點就是煤炭長期占主導地位，近年在國家的引導之下逐漸下降。2018年煤炭消費占比是59%。2018年我國一次能源消費總量是46.4億噸標準煤，人均能源消費大概是世界平均數(shù)的1.2倍，折合成標準油接近2.4噸。在習近平主席生態(tài)文明思想指導下，中國制定了積極、有力度的自主貢獻減排目標，推動能源革命，促進經濟轉型升級，中國綠色低碳的轉型正在穩(wěn)步進行。 
   能 源 生 產 和 消 費 革 命 戰(zhàn) 略（2016~2030）勾畫了我國未來能源的大的輪廓，制定了包括2030年碳排放達峰，非化石能源的比例到2020年要達到15%，2030年要達到20%，2050年非化石能源占比要達到50%等一系列目標。文件中也提出，電力工業(yè)到2030年要實現(xiàn)非化石能源發(fā)電占比達到50%，這是一個非常嚴格的要求。 

   漸進轉型情景VS.快速轉型情景 

   要實現(xiàn)這樣的目標難度很大，可以用任重道遠來形容。首先，數(shù)字說起來很容易，但是每一個百分點都意味著巨大的裝機容量。按照上述規(guī)劃，中國發(fā)電容量的增加是以10億千瓦來計算的，所以將來可能是3倍甚至是4倍當前的裝機容量。此外，即使按照2050年50%非化石占比的規(guī)劃，我們離《巴黎協(xié)定》目標還是有差距的。 
   未來，能源消費將以電力為主體，電力消費總量也有比較大的增長空間；在電力供應側，非化石能源占比將快速增加；在電力需求側，終端部門電氣化水平將顯著提高；電力生產和輸送的布局將由大范圍資源優(yōu)化配置逐步過渡到大范圍資源優(yōu)化配置與分布式、就地平衡并舉；發(fā)電技術將實現(xiàn)突破性進展，并與儲能技術、智能電網、能源互聯(lián)網、多能互補體系、分布式用能系統(tǒng)等新技術和新模式協(xié)同發(fā)展，促進電力系統(tǒng)快速向信息物理深度融合、智能化演變。 
   清華大學的研究顯示，能源清潔低碳轉型的行動時機對碳排放軌跡會有很大的影響。越晚行動，到2050年前剩余煤電/火電容量愈少，導致電網可調度調峰容量缺乏；而且晚行動會導致煤電在短時間內大規(guī)模退役，帶來的投資成本浪費和社會成本可能會很高。因此，建設新的煤電項目需要格外慎重，要避免成為擱淺資產。 
   需要指出的是，煤電發(fā)展碳捕獲與封存（CCS）技術，捕碳率一般為90%，要實現(xiàn)凈零排放，還需要負碳排放（BECCS）技術，但是生物質資源量是否足夠始終是有疑問的。另外，可再生能源的接入，會帶來跨區(qū)域輸電、儲能容里需求和投資規(guī)模的增加，同時可再生能源高比例滲透，存在不同時間尺度的挑戰(zhàn)，分布在電力系統(tǒng)規(guī)劃、運行、穩(wěn)態(tài)、暫態(tài)等環(huán)節(jié)，不僅需要大量的投資，還需要創(chuàng)新性解決方案。 
   總之，低碳能源轉型已經成為全球發(fā)展的共識和主格調，不可逆轉。我國能源綠色低碳轉型已經在路上，但是以煤為主的能源結構和經濟持續(xù)增長使得能源轉型任重道遠。1.5℃溫升控制目標對我們國家的挑戰(zhàn)和壓力是巨大的。電力工業(yè)在全社會碳減排中擔負著特殊重要的作用，它是先行者，也是調節(jié)器。電力工業(yè)低碳轉型存在著許多技術和經濟挑戰(zhàn)，一方面需要創(chuàng)新，搶占技術制高點，增強核 I心競爭力。另一方面也需要進行前瞻性的研究和政策部署。 
   （作者系清華大學氣候變化與可持續(xù)發(fā)展研究院常務副院長、能源與動力工程系教授）