1、开发利用新能源
应当指出，中国以煤为主的能源资源禀赋，决定了中国以煤为主的电源结构还将持续相当一段时期，而且电网结构也应与此相适应，例如，中国能源资源与负荷中心分布不均衡的特点，决定了西电东送的资源配置格局将会长期存在。但是，从现在开始，必须按照低碳经济的要求，对煤电采取优化发展的策略，一方面严格贯彻国家“上大压小”方针，关停小火电，代之以采用超临界、超超临界以及洁净煤发电（如IGCC）等先进技术的大型高效机组，或因地制宜发展热电联产，在发电侧大力提高能效并降低污染物排放；另一方面，必须在电源结构上做出新的战略选择，即在新增装机中尽可能控制煤电装机。按照麦肯锡公司和中科院可持续发展战略研究组的估算，2030年中国煤电装机在减排情景和强化低碳情景下分别为5.5亿千瓦和6.25亿千瓦（表5），这是中国资源与环境状况所决定的硬约束。但是，截至2008年底，中国煤电装机已经达到了6亿千瓦。所以，从发展低碳经济考虑，必须建立新的约束条件，使得今后20年中国煤电装机总量尽量稳定在6亿千瓦左右的水平或略高一点，而主要对煤电机组的结构进行大力调整，在新增电力装机中更多采用太阳能、风能、水电、核电等可再生能源。与此同时，在电源总量稳定和结构调整的情况下，应当从战略规划的高度逐步对长距离、大规模、高参数输电线路加以必要的控制。
如前所述，全球石油、天然气、铀的储量只够开采40-80年，煤炭虽然可以开采130多年，但过多使用会加剧恶化生态环境。所以，石油、天然气、煤炭以及核能等资源都具有过渡性质，不是人类赖以持续生存发展的终极能源。现在看来，人类的终极能源可能是太阳能及其衍生的风能、水能，不仅取之不尽，用之不竭，而且仅排放极少的二氧化碳（图3），是发展低碳经济、实现永续发展的唯一选择。
CO2排放量（克-CO2/千瓦时）
（1）太阳能
中国太阳能资源非常丰富。太阳能年辐射量超过60亿焦耳/平方米，每年地表接收的太阳能相当于17000亿吨标准煤的能量，具有良好的太阳能利用条件。可以根据太阳能资源分布条件，采取小规模分散式或大规模集中式两种不同的利用方式。
太阳能分布式利用的前景广阔。目前中国大约有40亿平方米的建筑物屋顶面积，另有约10亿平方米的南立面可以利用，如果有20%安装太阳能电池，按每平方米太阳能电池发电能力100瓦计算，则可以安装1亿千瓦。按照中国城市化发展进程，2050年之前新建房屋面积预计不低于现有面积，如果50%的面积安装使用太阳能屋顶，则又可以安装2-3亿千瓦。目前，中国城镇居民对“太阳能屋顶”的认识程度不高，因此必须由政府加大政策力度大力推行，而且考虑到该方式直接向客户供电等因素，可以由电网企业实施。例如，笔者在荷兰考察过的ENECO ENERGIE能源公司1MW太阳能小区，其屋顶太阳能一体化建筑构件全部由该能源公司投资并拥有产权，同时负责运行维护。由于统一规划建设，最大限度保持了小区的美观，并有助于节约成本。最近，美国加利福尼亚州政府通过了一项大规模的太阳能开发项目，于未来５年内在加州150处商业大厦的屋顶上安装太阳能光伏电池，投资额将达8.75亿美元。该项目就是由电网企业南加州爱迪生公司负责实施的。此外，爱迪生公司还将在加州其它商业大厦的屋顶上安装太阳能设备。
太阳能发电的集中式利用，目前的应用主要是在沙漠、荒滩等地区建立大规模太阳能发电站。如1984年12月，美国在莫赫夫沙漠地区建成了第一个大型太阳能发电站，发电功率达1.38万千瓦，随后又相继建成了７套太阳能发电系统，总发电功率达20万千瓦。据了解，中国已经筹划在甘肃敦煌、西藏拉萨(或阿里)、内蒙古、甘肃、新疆以及云南石林等地选择荒漠、戈壁、荒滩等空闲土地，建设大型太阳能电站示范项目。笔者作一大胆测算：如果每平方米太阳能电池组件发电能力为100瓦，太阳能电池面积按总占用土地面积的一半计算，则20平方公里土地面积内布置的太阳能电池阵列的发电能力可达100万千瓦。中国沙漠总面积约130万平方公里，按照上述标准，如果利用沙漠面积的5%即6.5万平方公里装设太阳能电池阵列，则发电装机容量可达32亿千瓦，按年满发时间1000小时计算，则年发电量可达32000亿千瓦时，接近2008年中国全年发电量（34334亿千瓦时）。尽管理论测算并不等于实际应用，但由此可以理解太阳能利用对可持续发展的重大意义是毋庸置疑的。为此，日本专家曾提出著名的“GENESIS工程”概念，即建立“装备太阳能电池和超导电缆的全球能源网络”的构想，并认为这是目前作为工程师解决人类终极能源需求唯一能够建议的可行方案。
当前，还应高度关注太阳能薄膜发电技术的推广应用。相比于晶体硅光伏电池，薄膜硅电池虽然光电转化效率较低，但其成本也低，而且在高温、弱光环境中的发电性能更优，尤其是透光性强，用于农业大棚不仅可以发电，而且能够有效改善动植物生长环境，对发展现代农业具有重要意义，在较发达地区的城郊和农村具有十分广阔的应用前景。如果建在城市郊区，可以直接接入城乡配电网，避免了长距离输电。按照现有技术水平，每亩地可以装设薄膜太阳能电池不低于20千瓦，中国城市郊区耕地总面积约4.7亿亩，如果用1亿亩装设薄膜太阳能大棚，则总装机容量可达20亿千瓦。按照年等效发电时间1000小时计算，可以生产20000亿千瓦时电量，相当于2008年全国发电量的近六成。
（2）风能
中国的风能资源也非常丰富，潜力巨大。按照国家发改委《全国风能资源评价技术规定》估算，中国陆地上离地面10米高度处的风能资源理论储量约为43亿千瓦，技术可开发量约为3.8亿千瓦。中科院地理所估算中国近海10公里范围内10米高的风能资源超过19亿千瓦。所以，中国风电装机达到亿瓦级完全有资源保障。风能的集中利用是在风能富集地区建设具有一定规模的风电场，分布式利用则主要是用于为分散式建筑供电，尤其对解决老少边穷地区的无电户用电具有重要意义。
中国风能资源丰富但季节分布不均匀,一般春、秋和冬季丰富，夏季贫乏，而中国水能资源夏季为丰水季节，冬季、春季是枯水季节，风能与水能的季节分布高度互补。所以，大规模发展风电可以在一定程度上弥补中国水电冬春两季枯水期电力电量之不足。
中国风能资源丰富的地区主要是东南沿海及附近岛屿以及“三北”（东北、华北、西北）地区。另外，内陆也有个别风能资源丰富点，近海风能资源也非常丰富，这些地区距离负荷中心并不遥远。分省来看，风能分布比较丰富的主要有内蒙古、新疆、河北、吉林、辽宁、黑龙江、山东、江苏、福建和广东等。笔者认为，当前应优先考虑开发距离电力负荷中心较近的沿海及其岛屿地区以及近海的风能资源，即年风功率密度在200瓦/平方米以上的山东、江苏、上海、浙江、福建、广东、广西和海南等省（市）沿海近10公里宽的地带，以及东部沿海水深5-20米的海域。
中国风能、太阳能资源分布与用电负荷分布存在着地域不对称的特点。东部地区用电负荷密集，珠三角、长三角以及环渤海地区集中了全国70%左右的用电负荷，而中西部地区太阳能、风能资源丰富。由于这些地区的电网结构普遍薄弱，大规模开发太阳能、风能，会受到电网送出能力不足的制约，这一方面可以通过在当地发展高耗能产业等措施，就地消纳部分电量；另一方面还需加强电网建设予以支持，这与后文将要提到的高温超导技术密切相关。
（3）关于新能源发电的成本
成本偏高是制约新能源发展最主要的因素。实践证明，只有市场规模的扩大，成本才能进一步降低。近年太阳能、风能发电成本大幅度下降，就主要是技术进步与市场规模扩大共同作用的结果。有关研究表明，太阳能光伏组件累计产量每翻一番，价格降低约20%。美国2006年预测光伏发电成本与常规发电成本将于2015年趋于一致，德国2007年预测二者到2017年趋同。目前中国集中利用的太阳能光伏发电最低成本已经降到0.73元/千瓦时，考虑产业链合理利润后上网电价为1.34元/千瓦时。不久前，中国主要光伏电池生产厂商联合宣布，到2012年实现光伏发电上网电价1元/千瓦时的目标。
近年来风力发电成本也经历了迅速下降的过程。目前中国国产陆上风电机组成本已下降到6000元/千瓦，发电成本可降至0.375元/千瓦时。世界风能理事会的有关研究认为，风电成本的进一步下降，将60%依赖规模化发展，40%依赖技术进步。过去的风电成本下降更多的是依靠技术进步，以后的进一步下降则更多依赖于规模化、系列化和标准化。该理事会估计到2020年，陆上风机的总体造价还可以在2006年基础上再下降20%-25%，海上风机的造价可以降低40%以上，发电成本可以同幅下降。
在全球气候变暖的严峻形势下，征收碳税将势在必行，同时化石燃料的价格将会随着储量的减少而逐渐提高，这也会导致传统发电成本与新能源发电成本差距的缩小（麦肯锡公司估计，2007年中国煤炭开采和消费造成的外部成本可达现有煤炭成本的150%。因此，如果加上外部成本，煤电的上网电价将大幅度提高）。
（4）关于新能源发电的并网问题。
无论风能还是太阳能发电都必须妥善解决好接入电网系统问题，特别是远距离、大规模光伏电站、风电场的电力传输，必须与超导电缆技术的实际应用相结合。
风电场的出力随着风速的变化呈不稳定性特点，太阳能发电功率随不同季节、每天的时间段以及不同的天气状况会发生很大的变化，从而给电网平衡调度、安全稳定以及电能质量带来影响，而且随着并网规模的逐渐增加，影响会越来越大，这是必须面对并认真加以解决的问题，也是智能电网建设需要着力研究解决的问题。
风能、太阳能发电与储能装置相结合，是解决并网问题的重要途径之一。比较成熟的大规模储能技术主要是抽水蓄能电站，但受自然条件制约，无法大规模发展。目前有望取得实际应用的大规模储能技术主要有蓄电池、压缩空气储能、超导储能、飞轮储能、超级电容器储能、氢储能等。近年来大功率、大容量（电量）、长寿命、响应迅速的蓄电池技术有了较大发展，如钒电池充放电状态切换只需要0.02秒，响应速度1毫秒，目前美国商业化示范运行的钒电池功率已达6MW，可以很好地配合新能源发电。在新能源的分布式利用情况下，还可以与蓄冷、蓄热技术相结合。
总之，电力企业应当以开放的姿态，积极支持新能源的开发利用。在战略规划、投资理念、接入系统设计、科技创新、技术支持以及管理创新等诸多方面及早研究，未雨绸缪，从理论上和实践上做好充分的准备。建议尽快从国家层面设立若干不同规模和特点的新能源技术（包括后文将要提到的智能电网、高温超导电力技术）开发应用综合示范区或特区，为今后大规模推广应用积累经验，同时为适应后《京都议定书》时代的要求打造创新型的“国家名片”。
2、加大分布式电源建设力度
分布式电源是目前能够大幅度提高化石能源终端利用效率的最佳方式之一，具有广阔的市场和应用前景。分布式电源目前尚无完全统一的定义，一般是相对于传统的集中供电方式而言的，主要是指以小规模、模块化、分散式的方式布置在用户附近的发电系统，该系统可独立地输出电、热和（或）冷能。目前，分布式电源的方式主要有：一是高效的热电联产或冷热电联产系统，采用燃气轮机、蒸汽轮机、微型燃气轮机等；二是可再生能源利用，如太阳能发电、风力发电、小水电、生物质能发电等；三是蓄电池，例如，与新能源发电相配合的蓄电池、电动汽车蓄电池等。分布式电源有以下主要优点：
一是大幅提高能源利用率。冷热电联产等分布式电源根据用户的不同需求，对能量实行梯级利用，最大限度提高能效，而且可以避免远距离输送冷热能的损失（5%左右） 以及大电网的输配电损失（目前中国为6.5%－7.5%），从而大幅度提高能源综合利用效率。如目前技术条件下分布式燃气冷热电三联供系统的能源利用率可达70%-90%，而燃煤电厂只有30%-45%。
二是有效降低环境污染、节约土地。由于分布式电源能效高，而且主要利用比煤炭清洁的天然气、太阳能、风能等，所以污染物排放低。如天然气蒸汽-燃气联合循环发电的二氧化碳排放量为燃煤电厂的57%左右（如图3），氮氧化物的排放量不到燃煤电厂的20%。由于分布式电源布置在用户侧，直接与配网连接，所以还可减少变电站及电力线路走廊建设用地。
三是进一步提高供电可靠性。分布式电源设备启停方便，负荷调节灵活，各系统相互独立，可弥补集中供电系统在安全稳定性方面的不足。如在突发严重灾害、电网崩溃等情况下，保障重要用户的电力供应。由于未来要大规模应用太阳能和风能发电，而这两种发电方式都存在输出功率不稳定的特点，需要在终端配置分布式能源加以配合，所以分布式电源还发挥着调峰调频的作用。城市化的发展对电力供应提出了新的要求，负荷更为集中，可靠性要求更高，大力发展分布式电源，是较好的选择之一。
分布式电源虽然规模较小，但是其能效高、污染小，所以与传统意义上低效率、高污染的“小火电”完全不同。
分布式电源最重要的价值是最大限度地提高常规能源的利用效率。常规能源主要是天然气、煤层气等，一般采用蒸汽-燃气联合循环，二次能源实行冷热电或热电联供为主。中国天然气已探明储量并不丰富，将宝贵的气源用于分布式发电，是比用于常规电厂更有价值的利用方式。燃煤的热电联产机组，也是重要的分布式电源形式，特别是在中国北方地区，应当因地制宜地大力发展热电联产。目前，中国现役电厂中还有大量中小型纯凝气式发电机组，可以有选择地将位于城市周边的机组改造为热电联产，提高综合能效，这在技术上、经济上都被证明是可行的。除常规能源外，分布式电源还可以利用太阳能、风能、生物质能等新能源作为一次能源。
为推进分布式电源的发展，当前需要重点开展以下工作：
（1）加强对分布式电源整体性影响的研究。
研究用户侧分布式电源模式对电力系统安全稳定的影响，对电网调度运行的影响，对设备停电检修安全性的影响以及电力企业为分布式供能系统所提供的安全备用的代价，从整体上研究分布式电源在中国未来的发展模式，确保真正体现该项技术的技术经济性优势。
（2）研究微网接入、运行技术，制定相关标准。
重点研究在并网条件下，分布式电源系统的优化集成与匹配设计技术，以及分布式电源微网系统并网关键技术。明确接入系统短路电流限制、保护配置、电压控制方式、电能质量指标等技术规范。
（3）做好分布式能源规划。
强大的电网是支持分布式电源发展的基础，而分布式电源又是对大电网的有益补充。在大规模开发利用新能源的情况下，分布式电源还承担着调峰调频、保证电网安全稳定的重要作用，对电网的智能化程度要求很高。因此，分布式电源是电力系统的重要组成部分，必须纳入电力系统统一规划。政府需要出台有关政策，支持分布式电源的发展，并将分布式电源列入城市规划，预留建设用地。
