“坚持清洁低碳方向，加快能源变革转型已经成为全球普遍共识。”全球能源互联网发展合作组织驻会副主席刘泽洪在近日举行的2023全球能源互联网大会院士论坛上发言指出，“当前全球能源转型已经进入关键阶段，能源产供销各环节都面临很多技术挑战，极端天气、地缘政治冲突等带来较多不确定因素，需要各方共同努力，进行跨领域协同创新，在战略规划、基础理论、技术装备、政策机制等方面不断实现突破。”
碳中和背景下，全球可再生能源预计呈现倍增式发展，但构建新型电力系统发展仍面临诸多难题，国内外多位院士专家提出，应政策与技术“双轮”驱动，加强能源产业链全球合作，共同应对全球气候变化挑战。
新型电力系统建设正当时
电气与电子工程师协会主席兼首席执行官赛义夫·拉曼在会上表示，从80万年前到现在，二氧化碳富集度基本趋于平稳，但自18世纪以来，全球二氧化碳富集程度增长非常迅速，如果超过一定限额就将无法控制。气候变化带来的影响不仅是升温，更包括野火、洪水、干旱等极端灾害。
对于气候变化带来的挑战，中国工程院院士、清华大学环境学院教授、碳中和研究院院长贺克斌指出：“截至目前，全球已经有150多个国家作出碳中和承诺，这些国家国内生产总值总量加在一起达到全球总量的90%，二氧化碳排放量和人口总量同样达到全球总量的90%左右，这也意味着，碳中和承诺已成为全球范围内影响深远的大行动计划。”
“碳排放的主体90%以上都与能源活动相关，当前，全球正迎来第三次能源革命。”中国科学院院士、清华大学教授欧阳明高表示，“这次能源革命的动力将是各种电池，包括光伏电池、储能电池、燃料电池等，能源的主体则将会逐步转向以可再生能源为主，载体将成为电和氢，而第四次能源革命也将在第三次能源革命基础上进行，核心正是可再生能源为基础的绿色化和以数字网络为基础的智能化。”
在刘泽洪看来，关键要以“清洁化、电气化、广域化”为发展方向，以建设新型电力系统为核心，推动构建全球能源互联网，促进新型能源体系建设，为加快能源转型、应对气候变化、促进可持续发展提供系统解决方案。
“矛盾三角形”愈加凸显
在中国工程院院士、国家电网有限公司一级顾问郭剑波看来，新型电力系统发展正面临经济、安全、环境“矛盾三角形”挑战。“新能源资源具有随机性、波动性、低密度和分散性特征，使其存在‘高装机、低电量’现状，带来充裕性挑战；新能源发电设备快速可控与输出能力受限的矛盾突出，带来安全性挑战；新能源发电还存在低运行成本、高系统成本，需要协调多利益主体，带来体制机制挑战。”
“随着新能源占比提高，‘保供应、保安全、促消纳’矛盾交织，难度会越来越大，环境问题、能源危机和新能源成本的下降必将加速新能源的发展，新型电力系统面临的安全、经济和体制机制挑战会来得更快、更猛烈、更复杂。”郭剑波进一步指出。
贺克斌认为，以风光为主的可再生能源发电存在对气象条件的敏感性，温度、风速、辐射量、降雨等气象因素在时间、空间上的变化都会影响发电出力。另外，极端的气象事件会加剧风光发电的间歇性和不稳定性。
英国皇家工程院院士、英国首相科技理事会能源工作组原主席麦克·斯德林则提出，高比例新能源接入可能对电网技术带来的新要求。“电力系统脱碳将引入与传统化石能源具有截然不同运行特性的新电源，这将会对能源供应侧产生巨大影响。以陆上和海上风电为例，不仅需要新的输电线路，其中一些还需要采用高压直流输电，而现存电网体系中交流系统仍然占据主导地位，这就需要大量的投资和改造。”
创新技术是破局关键
为应对新型电力体系发展可能存在的诸多挑战，郭剑波认为，应坚持政策与技术“双轮驱动”，以实现安全、经济、环境的可持续发展。一方面，必须加快科技创新和推广应用，节能降耗、清洁发电、系统动态支撑、系统平衡等方面都有待加强，另一方面，进一步协调多行业、多系统、多电源的责权利，不断完善体制机制、电力市场和政策法规。
在麦克·斯德林看来，如果要实现广泛的大规模可再生能源装机，全球电网互联互通必不可少，这样将有助于平衡可再生能源在时间和地点上的波动，同时有助于消费者节约用电成本。
对于未来，赛义夫·拉曼指出，碳捕捉与封存技术、包括锂电池与氢能的储能技术、可再生能源发电技术、小型模块化核反应堆以及跨境能源互联互通技术都将是应对气候变化挑战的解决方案。
贺克斌则强调了关键矿产资源供应的应对之策。“由于可再生能源资源消耗强度高，装机需求增长迅速，技术更迭更快的特性，为应对其关键矿产资源的供应风险，还需要多措并举，”贺克斌指出，“首先，应加快研发可再生能源回收技术及产线，推动回收成本下降、提升材料回收效率；其次，应优化可再生能源技术的发展路径，推动资源节约型技术的发展；最后，应加强可再生能源产品及上游资源产业链的全球合作，降低对可再生能源设备生产国的资源贸易壁垒，加强对非常规矿产资源储量的全球数据共享，建立针对矿产资源的全球贸易协商组织。”
