论文部分内容阅读
构建清洁低碳安全高效的能源体系，提高能源供给安全保障能力是我国实现2030年“碳达峰”和2060年“碳中和”目标（以下简称“3060”目标）的必然路径。而极端天气与气候灾难则对我国能源体系清洁低碳转型、能源市场机制运行、能源安全供应保障提出三重挑战，可能在短期内对能源体系转型的形成冲击。因此，必须高度重视极端天气与气候灾难对能源供应安全的潜在冲击，着力缓解其对能源体系转型安全性、经济性和可持续性的不利影响。
一、极端天气与气候灾难将加剧“3060”目标奋斗过程中能源体系的三重挑战
（一）削弱能源体系安全可靠性，或将降低能源低碳发展信心和动力
应对气候危机，我国加入全球碳中和承诺国家行列，这势必要求我国加快能源革命和低碳转型步伐，加速实现以化石能源为主的能源体系向以可再生能源为主的能源体系转型。
极端天气与气候灾难暴露能源体系脆弱性和风险性，或将阻碍转型信心和动力。随着能源结构加速向电气化、可再生能源化转型，传统上作为基荷电源和能源供给主体的火电逐渐退居次要地位，可再生能源特别是可再生能源发电逐步占据主导地位（见表1）。然而，由于可再生能源发电强波动性、高不确定性和弱调频性的技术经济特性，能源安全保障难度空前加大，能源体系的脆弱性、风险性和不稳定性不断增强。一旦遇到极端天气与气候灾难，可再生能源发电顶峰能力疲软、煤电“托底保供”作用受限，使得电力系统应对高（尖）峰负荷能力明显下降，危及能源安全。2008年我国南方地区特大冰雪灾害引发的中部五省电网遭受严重破坏、2020年冬季，江西、湖南、浙江等多个省份重现“有序用电”、电力供应吃紧;美国得州大停电事件，均暴露了能源低绿色转型过程中潜在的安全供应风险，从而加深人们对以可再生发电为主力电源的能源结构的诟病和质疑，或将重创转型的信心和动力，迟滞能源转型的步伐。
（二）造成能源市場调节机制失灵，可能危及民生保障和社会稳定
极端天气与气候灾难可能造成基本能源需求及负荷高峰，与供应减少、甚至断供的矛盾无法通过市场价格信号进行有效调节，易产生市场调节机制失灵。例如，在美国得州2021年大停电危机中，电力批发市场价格短时间飙升，突破9000多美元/MWh。市场价格水平高企虽然能够体现电能量稀缺的价值，但在机组发电能力和电网输送能力客观受限、居民生活用电和基本公共服务用电需求刚性的极端情况下，价格信号平衡供需的作用已经丧失，市场机制陷入失灵。
市场机制失灵的情况下，“有序用电”或“轮流停电”甚至能源系统瘫痪可能引发社会不满和动荡。一方面，尽管民生领域优先保障，但有可能基本需求都无法满足，此时，易引发社会风险。如，得州大停电进入第4天，仍有40余万户家庭断电;截至20日，停电诱发1400万余人面临用水困难，数百万居民供暖受到影响，甚至导致10余人死亡。另一方面，研究表明，“轮流停电”可能导致通电地区保留大量非必要用电，加剧供电紧张;而断电地区则有大量基本用电被切除，加剧居民生活困难。
（三）加剧能源体系供应短缺甚至断供风险，造成巨额经济损失
极端天气与气候灾难可能加深我国电力和天然气季节性、时段性供需矛盾，加剧能源体系供应短缺、甚至断供的风险。在夏冬两季，我国局部地区出现负荷高峰，电力供应紧张（见图1），部分地区启动“有序用电”响应。更为严重的，受极端天气与气候灾难影响，电煤供应不足，机组响应不到位，将加剧电力供应中断的风险。受天然气进口依赖度高、进口来源地集中、储备和调峰能力发展滞后、需求季节性波幅过大等因素影响，我国天然气供需平稳运行已存在较大压力。若叠加极端天气与气候灾难，如寒潮冬季供暖负荷高企，国内供应吃紧;而国际市场上，天然气管道途经国用气高峰与我国重叠，管道距离长，减供、断供风险大，无法对国内天然气市场形成有效保障。
极端天气下能源体系安全供应保障不足，或将导致巨额经济损失。统计数据显示，美国每一工业用户和商业用户一次短暂断电的平均损失约为1800美元和600美元，每一工业用户断电一小时的平均损失超过3000美元。得州三星晶圆厂在今年2月的大停电中损失已高达9000万美元。英国工业用户每停供1度电的损失为平均电价的60倍。我国历次限电政策也导致不同程度的企业亏损和停产。
二、防范极端天气与气候灾难对能源体系转型的冲击关键在统筹处理“四对关系”
（一）统筹处理能源体系清洁低碳转型和安全供应保障的关系
坚持在能源供应安全保障的前提下，加快能源体系转型发展。需要认识到，在各能源品安全供应的前提下，才能选择清洁低碳的能源品生产组合、安全高效的生产方式和传输技术，以及终端能源利用的清洁化和低碳化。因此，发挥化石能源保障能源体系供应安全的基础性作用——加大煤炭清洁化开发利用、强化油气绿色高效开采、加快油气产供储销体系建设，应与提升可再生能源利用比例，以及推进核电安全高效发展并重。
（二）统筹处理能源体系优化存量和有序增长的关系
坚持在确保能源供应安全的基础上，稳住化石能源保底供应、实现清洁能源增量替代。长期以来，煤炭在我国能源体系中占主导地位，未来将继续发挥好其基础性作用，优化煤炭产能规模和生产布局，推动煤炭绿色开发和智能化生产。油气对外依存压力高涨，受国际形势影响明显，促进国内油气增储上产，实施放开勘探开发准入、巩固完善储备管理体制、加强管网安全运行等举措，提升和保持油气自我供应能力。
当前，我国能源供应总体宽松，为继续优化能源结构创造良好形势。一方面，积极控制煤炭等化石能源的利用增量，继续降低其开发利用比重，继续淘汰落后、低效、高碳产能。另一方面，增强电力系统消纳可再生能源的能力，提升火电机组运行灵活性，为可再生能源消纳腾出空间，支持水电、风电、光伏发电等清洁能源快速发展;有序拓展可再生能源的消纳渠道，因地制宜采用地热能、余热、太阳能、生物质能等多种清洁能源与天然气、电力耦合供热。 （三）统筹处理能源体系市场改革和政府管理的关系
坚持能源领域全面深化改革，既要建立有效市场，发挥市场在资源配置中的决定性作用，又要建设有为政府，推动政府能源治理变革。一方面，遵循市场经济规律、能源行业发展规律，还原能源商品属性，强化市场机制自主调节作用。在能源供给侧，激发能源市场供给主体活力，尤其是优化电力市场体制机制设计，满足“深化电力体制改革，构建以新能源为主体的新型电力系统”的要求。如放宽风电、光伏、水电等参与电力市场化交易的比例、价格等限制;鼓励生物质、垃圾等低碳和可循环资源发电参与市场化交易;改变煤电作为常规电源的历史定位;用市场价格信号引导电力合理投资和生产等。在能源需求侧，灵活运用差别价格政策、智慧能源技术、节能咨询服务等方式激发用户需求响应灵活性、敏捷性和高效性，用市场化手段引导可调节需求配置，增强能源系统韧性。
另一方面，在引导市场发展、纠正市场失灵和应对市场冲击等方面，充分发挥政府的作用。增强政府能源战略规划和宏观政策导向作用，引导资源配置。通过政府主导的产业政策和重大项目，结合运用经济激励手段，搭建能源信息大数据平台，引导市场主体理性决策、有序竞争和积极合作，实现国家战略规划、市场改革目标和市场运行机制更好衔接。创新能源科学监管和治理，促进市场公平竞争，筑牢安全供应底线。在确需政府监管的重要环节，典型如电力和油气管网自然垄断环节，尽快完善价格监管体系，健全投资激励与约束机制。充分借鉴“煤改气”诱发气荒、高温寒潮引发停电等教训，做好精准科学调控，有效应对市场改革冲击、重大灾害冲击和极端天气与气候灾难。
（四）统筹处理能源体系建设发展和应急保障的关系
坚持以发展保安全、以发展促转型，规划引导、适度超前、有序推进韧性能源体系建设。优化全国能源生产建设布局，发挥西部地区资源禀赋优势，因地施策优化发展。加强热、电、冷、气等多能源生产耦合集成和互补利用，推进能源综合梯级利用，鼓励城市发展分布式多能互补能源站。提高国内能源生产供应能力，煤炭行业择优汰劣，油气行业增储上产，电力行业灵活高效，以电力为中心提高可再生能源利用比例。推进管网通道建设和互联互通，提高能源安全输送能力、跨省跨區调配能力和多能源灵活互济能力。促进能源基础设施智能化升级，打造数字化需求响应机制和终端能源服务系统，实现“源网荷储协同”。深入开放合作、完善全球能源治理，提升开放条件下我国的能源安全水平。
在提高能源体系韧性、强化抗风险能力建设的基础上，完善能源应急管理制度建设，应对发展中的市场改革冲击、重大灾害冲击和极端天气与气候灾难。建立能源监测预警机制。对外密切跟踪热点地区能源地缘政治变化，综合研判事态演进;对内收集处理能源生产、流通、消费和进出口等数据，交叉融合气候气象、金融经济、政策形势等信息，综合运用数字化、信息化和智能化技术，监测和预判能源市场运行情况。建立分级分类能源安全预案体系。纵向建立健全涵盖国家、部门、地区及重点用能供能企业的分层级能源安全预案体系，制定分层级应急预案，明确不同级别启动条件和应急调节次序;横向建立能源应急保供的跨区域资源共享、协同调度，多品种能源储备替代机制，促进市场恢复。
（作者单位：国家发展改革委市场所）
一、极端天气与气候灾难将加剧“3060”目标奋斗过程中能源体系的三重挑战
（一）削弱能源体系安全可靠性，或将降低能源低碳发展信心和动力
应对气候危机，我国加入全球碳中和承诺国家行列，这势必要求我国加快能源革命和低碳转型步伐，加速实现以化石能源为主的能源体系向以可再生能源为主的能源体系转型。
极端天气与气候灾难暴露能源体系脆弱性和风险性，或将阻碍转型信心和动力。随着能源结构加速向电气化、可再生能源化转型，传统上作为基荷电源和能源供给主体的火电逐渐退居次要地位，可再生能源特别是可再生能源发电逐步占据主导地位（见表1）。然而，由于可再生能源发电强波动性、高不确定性和弱调频性的技术经济特性，能源安全保障难度空前加大，能源体系的脆弱性、风险性和不稳定性不断增强。一旦遇到极端天气与气候灾难，可再生能源发电顶峰能力疲软、煤电“托底保供”作用受限，使得电力系统应对高（尖）峰负荷能力明显下降，危及能源安全。2008年我国南方地区特大冰雪灾害引发的中部五省电网遭受严重破坏、2020年冬季，江西、湖南、浙江等多个省份重现“有序用电”、电力供应吃紧;美国得州大停电事件，均暴露了能源低绿色转型过程中潜在的安全供应风险，从而加深人们对以可再生发电为主力电源的能源结构的诟病和质疑，或将重创转型的信心和动力，迟滞能源转型的步伐。
（二）造成能源市場调节机制失灵，可能危及民生保障和社会稳定
极端天气与气候灾难可能造成基本能源需求及负荷高峰，与供应减少、甚至断供的矛盾无法通过市场价格信号进行有效调节，易产生市场调节机制失灵。例如，在美国得州2021年大停电危机中，电力批发市场价格短时间飙升，突破9000多美元/MWh。市场价格水平高企虽然能够体现电能量稀缺的价值，但在机组发电能力和电网输送能力客观受限、居民生活用电和基本公共服务用电需求刚性的极端情况下，价格信号平衡供需的作用已经丧失，市场机制陷入失灵。
市场机制失灵的情况下，“有序用电”或“轮流停电”甚至能源系统瘫痪可能引发社会不满和动荡。一方面，尽管民生领域优先保障，但有可能基本需求都无法满足，此时，易引发社会风险。如，得州大停电进入第4天，仍有40余万户家庭断电;截至20日，停电诱发1400万余人面临用水困难，数百万居民供暖受到影响，甚至导致10余人死亡。另一方面，研究表明，“轮流停电”可能导致通电地区保留大量非必要用电，加剧供电紧张;而断电地区则有大量基本用电被切除，加剧居民生活困难。
（三）加剧能源体系供应短缺甚至断供风险，造成巨额经济损失
极端天气与气候灾难可能加深我国电力和天然气季节性、时段性供需矛盾，加剧能源体系供应短缺、甚至断供的风险。在夏冬两季，我国局部地区出现负荷高峰，电力供应紧张（见图1），部分地区启动“有序用电”响应。更为严重的，受极端天气与气候灾难影响，电煤供应不足，机组响应不到位，将加剧电力供应中断的风险。受天然气进口依赖度高、进口来源地集中、储备和调峰能力发展滞后、需求季节性波幅过大等因素影响，我国天然气供需平稳运行已存在较大压力。若叠加极端天气与气候灾难，如寒潮冬季供暖负荷高企，国内供应吃紧;而国际市场上，天然气管道途经国用气高峰与我国重叠，管道距离长，减供、断供风险大，无法对国内天然气市场形成有效保障。
极端天气下能源体系安全供应保障不足，或将导致巨额经济损失。统计数据显示，美国每一工业用户和商业用户一次短暂断电的平均损失约为1800美元和600美元，每一工业用户断电一小时的平均损失超过3000美元。得州三星晶圆厂在今年2月的大停电中损失已高达9000万美元。英国工业用户每停供1度电的损失为平均电价的60倍。我国历次限电政策也导致不同程度的企业亏损和停产。
二、防范极端天气与气候灾难对能源体系转型的冲击关键在统筹处理“四对关系”
（一）统筹处理能源体系清洁低碳转型和安全供应保障的关系
坚持在能源供应安全保障的前提下，加快能源体系转型发展。需要认识到，在各能源品安全供应的前提下，才能选择清洁低碳的能源品生产组合、安全高效的生产方式和传输技术，以及终端能源利用的清洁化和低碳化。因此，发挥化石能源保障能源体系供应安全的基础性作用——加大煤炭清洁化开发利用、强化油气绿色高效开采、加快油气产供储销体系建设，应与提升可再生能源利用比例，以及推进核电安全高效发展并重。
（二）统筹处理能源体系优化存量和有序增长的关系
坚持在确保能源供应安全的基础上，稳住化石能源保底供应、实现清洁能源增量替代。长期以来，煤炭在我国能源体系中占主导地位，未来将继续发挥好其基础性作用，优化煤炭产能规模和生产布局，推动煤炭绿色开发和智能化生产。油气对外依存压力高涨，受国际形势影响明显，促进国内油气增储上产，实施放开勘探开发准入、巩固完善储备管理体制、加强管网安全运行等举措，提升和保持油气自我供应能力。
当前，我国能源供应总体宽松，为继续优化能源结构创造良好形势。一方面，积极控制煤炭等化石能源的利用增量，继续降低其开发利用比重，继续淘汰落后、低效、高碳产能。另一方面，增强电力系统消纳可再生能源的能力，提升火电机组运行灵活性，为可再生能源消纳腾出空间，支持水电、风电、光伏发电等清洁能源快速发展;有序拓展可再生能源的消纳渠道，因地制宜采用地热能、余热、太阳能、生物质能等多种清洁能源与天然气、电力耦合供热。 （三）统筹处理能源体系市场改革和政府管理的关系
坚持能源领域全面深化改革，既要建立有效市场，发挥市场在资源配置中的决定性作用，又要建设有为政府，推动政府能源治理变革。一方面，遵循市场经济规律、能源行业发展规律，还原能源商品属性，强化市场机制自主调节作用。在能源供给侧，激发能源市场供给主体活力，尤其是优化电力市场体制机制设计，满足“深化电力体制改革，构建以新能源为主体的新型电力系统”的要求。如放宽风电、光伏、水电等参与电力市场化交易的比例、价格等限制;鼓励生物质、垃圾等低碳和可循环资源发电参与市场化交易;改变煤电作为常规电源的历史定位;用市场价格信号引导电力合理投资和生产等。在能源需求侧，灵活运用差别价格政策、智慧能源技术、节能咨询服务等方式激发用户需求响应灵活性、敏捷性和高效性，用市场化手段引导可调节需求配置，增强能源系统韧性。
另一方面，在引导市场发展、纠正市场失灵和应对市场冲击等方面，充分发挥政府的作用。增强政府能源战略规划和宏观政策导向作用，引导资源配置。通过政府主导的产业政策和重大项目，结合运用经济激励手段，搭建能源信息大数据平台，引导市场主体理性决策、有序竞争和积极合作，实现国家战略规划、市场改革目标和市场运行机制更好衔接。创新能源科学监管和治理，促进市场公平竞争，筑牢安全供应底线。在确需政府监管的重要环节，典型如电力和油气管网自然垄断环节，尽快完善价格监管体系，健全投资激励与约束机制。充分借鉴“煤改气”诱发气荒、高温寒潮引发停电等教训，做好精准科学调控，有效应对市场改革冲击、重大灾害冲击和极端天气与气候灾难。
（四）统筹处理能源体系建设发展和应急保障的关系
坚持以发展保安全、以发展促转型，规划引导、适度超前、有序推进韧性能源体系建设。优化全国能源生产建设布局，发挥西部地区资源禀赋优势，因地施策优化发展。加强热、电、冷、气等多能源生产耦合集成和互补利用，推进能源综合梯级利用，鼓励城市发展分布式多能互补能源站。提高国内能源生产供应能力，煤炭行业择优汰劣，油气行业增储上产，电力行业灵活高效，以电力为中心提高可再生能源利用比例。推进管网通道建设和互联互通，提高能源安全输送能力、跨省跨區调配能力和多能源灵活互济能力。促进能源基础设施智能化升级，打造数字化需求响应机制和终端能源服务系统，实现“源网荷储协同”。深入开放合作、完善全球能源治理，提升开放条件下我国的能源安全水平。
在提高能源体系韧性、强化抗风险能力建设的基础上，完善能源应急管理制度建设，应对发展中的市场改革冲击、重大灾害冲击和极端天气与气候灾难。建立能源监测预警机制。对外密切跟踪热点地区能源地缘政治变化，综合研判事态演进;对内收集处理能源生产、流通、消费和进出口等数据，交叉融合气候气象、金融经济、政策形势等信息，综合运用数字化、信息化和智能化技术，监测和预判能源市场运行情况。建立分级分类能源安全预案体系。纵向建立健全涵盖国家、部门、地区及重点用能供能企业的分层级能源安全预案体系，制定分层级应急预案，明确不同级别启动条件和应急调节次序;横向建立能源应急保供的跨区域资源共享、协同调度，多品种能源储备替代机制，促进市场恢复。
（作者单位：国家发展改革委市场所）