隨著清潔能源大規(guī)模發(fā)展、電能占終端能源消費比重不斷提高，以電為中心、電網(wǎng)為平臺的現(xiàn)代能源系統(tǒng)特征更為明顯。電源結(jié)構(gòu)低碳化轉(zhuǎn)型速度日益加快，電網(wǎng)在更大范圍內(nèi)優(yōu)化配置資源的能力進一步增強，需求側(cè)資源與儲能在系統(tǒng)運行中的角色愈加重要，源—網(wǎng)—荷—儲協(xié)調(diào)優(yōu)化使電力系統(tǒng)對清潔能源的接納能力更強，有力推動清潔低碳、安全高效的能源體系建設(shè)。
在各類轉(zhuǎn)型措施實施力度相對平衡的常規(guī)轉(zhuǎn)型情景和電氣化水平更快提升的電氣化加速情景下，基于自主開發(fā)的能源需求預測模型、多區(qū)域電力系統(tǒng)源網(wǎng)荷儲協(xié)調(diào)規(guī)劃模型和多區(qū)域電力系統(tǒng)源網(wǎng)荷儲協(xié)調(diào)生產(chǎn)模擬模型，我們對中國電力中長期發(fā)展趨勢形成九大判斷。
電力需求仍有較大增長空間
電力需求總量持續(xù)增長，增速逐步放緩，2035年左右進入增長飽和階段，飽和時點相比于能源需求延后10~15年，2050年電力需求將在當前水平基礎(chǔ)上翻番，達到12.3萬億~14.4萬億千瓦時，人均電力消費達到8800~10300千瓦時。工業(yè)部門用電占比逐步下降，2050年仍是最主要的電力消費部門；建筑部門用電占比快速提高；交通部門由于用電量基數(shù)太小，盡管電量增長明顯，但在全部用電量中占比仍然較低。
電源裝機容量保持持續(xù)增長
2050年之前電源裝機將保持快速、持續(xù)增長，常規(guī)轉(zhuǎn)型情景與電氣化加速情景下，2030年裝機容量分別達到28.7億千瓦、36.3億千瓦，2050年裝機容量分別達到44.3億千瓦、57.5億千瓦。增量部分以清潔能源為主，電源結(jié)構(gòu)逐步優(yōu)化。兩情景下，2030年清潔電源裝機容量分別達到15.4億千瓦、21.7億千瓦，2050年分別達到35.1億千瓦、46.9億千瓦。
電源發(fā)展呈現(xiàn)“風光領(lǐng)跑、多源協(xié)調(diào)”態(tài)勢
陸上風電、光伏發(fā)電將是未來發(fā)展速度最快的電源，2050年兩者裝機占比將超過50%，發(fā)電量占比將達到40%左右。為解決風光大規(guī)模發(fā)展帶來的電力電量平衡與調(diào)峰問題，氣電、水電、核電等并不會因風電、太陽能發(fā)電更具成本優(yōu)勢而停止發(fā)展，但分別受到價格、資源、站址的限制，增長空間有限；煤電完成角色轉(zhuǎn)換后將繼續(xù)發(fā)揮重要作用，各類電源呈現(xiàn)協(xié)調(diào)發(fā)展態(tài)勢。
電網(wǎng)大范圍配置清潔能源能力增強
全國互聯(lián)電網(wǎng)將在新一代電力系統(tǒng)中發(fā)揮更加重要的作用。一方面，我國能源資源與負荷需求逆向分布的國情決定了全國范圍優(yōu)化配置資源的客觀需求。另一方面，新一代電力系統(tǒng)需接納更多波動性電源，對系統(tǒng)靈活性提出更高要求，跨區(qū)互聯(lián)電網(wǎng)通過采用更加靈活優(yōu)化的運行方式，在全國范圍內(nèi)實現(xiàn)電力供需動態(tài)平衡，將有力促進高比例新能源消納利用。電力系統(tǒng)整體規(guī)劃結(jié)果表明，2030年、2050年我國跨區(qū)輸電通道優(yōu)化容量分別達到3億、5億千瓦左右，“西電東送”規(guī)模呈逐步擴大趨勢，并且將以輸送清潔能源為主。電網(wǎng)作為大范圍、高效率配置能源資源的基礎(chǔ)平臺，重要性將愈加凸顯。
電力系統(tǒng)成本將呈現(xiàn)先升后降趨勢
當前至2030年，電力需求保持較快增長，且新能源發(fā)電等新技術(shù)仍處于發(fā)展期，電力系統(tǒng)總成本持續(xù)上升。2030~2050年，電力需求增長逐漸趨于飽和，新能源發(fā)電等技術(shù)日益成熟，系統(tǒng)成本進入下降期，此階段能源發(fā)展的低碳性目標與經(jīng)濟性目標逐漸重合。相比于電力系統(tǒng)總成本，度電平均成本的達峰時間更早，預計2050年度電成本約為當前水平的一半左右。
長期來看電源布局仍將向西北等優(yōu)質(zhì)資源區(qū)傾斜
能效電廠、需求響應與儲能將成為未來電力系統(tǒng)的重要資源電力系統(tǒng)運行將呈現(xiàn)源—網(wǎng)—荷—儲協(xié)調(diào)特征電力行業(yè)碳排放強度將大幅降低。
近期受供需形勢與補貼政策等多重因素影響，電源布局當以東中部負荷中心與西部北部資源富集區(qū)并重。但長期來看，鑒于資源儲量與開發(fā)技術(shù)經(jīng)濟特性等方面的差異，電源裝機向資源條件更好的西部、北部傾斜是我國能源轉(zhuǎn)型的客觀需要，是全國一盤棋下更為科學的方案。
能效電廠、需求響應與儲能將成為未來電力系統(tǒng)的重要資源
能效電廠有助于挖掘需求側(cè)節(jié)能潛力，是推進能源消費革命的重要抓手，預計2050年規(guī)模將達約4.5億千瓦。需求響應作為一種高效的靈活性資源，對未來高比例新能源電力系統(tǒng)的優(yōu)化運行至關(guān)重要，在常規(guī)轉(zhuǎn)型情景與電氣化加速情景下，2050年分別達到2.1億千瓦、3.7億千瓦。當前對需求響應的認識多局限于削峰填谷、緩解峰荷時段電力供需緊張形勢，未來其價值將更多體現(xiàn)在促進新能源消納與系統(tǒng)優(yōu)化運行。儲能同樣是未來電力系統(tǒng)不可或缺的組成部分，將作為新一代電力系統(tǒng)中重要的靈活性資源，為系統(tǒng)電力平衡、調(diào)峰調(diào)頻、新能源消納等作出重要貢獻。隨著儲能成本逐步下降，我國儲能裝機容量將持續(xù)增長，特別是在2030年之后儲能將進入快速發(fā)展期，2050年將達3億千瓦以上。
電力系統(tǒng)運行將呈現(xiàn)源—網(wǎng)—荷—儲協(xié)調(diào)特征
新一代電力系統(tǒng)中，各類電源、電網(wǎng)、需求側(cè)資源與儲能將存在更多協(xié)調(diào)互動，以靈活高效的方式共同推動電力系統(tǒng)優(yōu)化運行，有力促進新能源消納。隨著新能源滲透率不斷提高，氣電、水電、光熱等靈活性電源將發(fā)揮重要調(diào)峰作用，煤電也將更多承擔調(diào)峰任務(wù)，僅部分高參數(shù)大容量煤電機組繼續(xù)承擔基荷。跨區(qū)輸電線路的運行方式將更加靈活，有效支撐清潔能源在更大范圍實現(xiàn)充分消納。需求響應與儲能等新興靈活性資源的運行方式隨風光電出力優(yōu)化調(diào)整，支撐系統(tǒng)優(yōu)化運行。
電力行業(yè)碳排放強度將大幅降低
隨著清潔能源發(fā)電量占比逐漸提升，電力行業(yè)碳排放總量在2025年前后出現(xiàn)峰值，峰值水平約為42億噸。2050年排放量降至14億噸，占全國碳排放的比重降至30%以下。單位電量碳排放強度方面，常規(guī)轉(zhuǎn)型情景與電氣化加速情景下2030年分別降至400克/千瓦時、363克/千瓦時左右，2050年分別降至114克/千瓦時、96克/千瓦時左右，低于當前水平的五分之一。（本文由國網(wǎng)能源研究院全球能源互聯(lián)網(wǎng)研究中心提供）
