碳中和背景下能源供需双侧协同高质量发展的路径研究

苏丽婷

（泉州工艺美术职业学院，福建 泉州 362500）

立足新时代的发展，我国明确提出生态文明建设要在2030 年前努力实现碳达峰，2060 年前力争实现碳中和的阶段性发展目标［1］。随着经济的高速发展，我国的碳排放依旧呈排量大、总量高、增量快的阶段，化石能源在我国现阶段的经济社会发展中仍占据超高比例。能源作为我国社会经 济发展的重要支撑，能源结构性改革势必具有其特殊复杂性［2］。因此，本文立足于碳中和发展背景，以能源低碳转型为基本要求，结合当前能源的发展特征和新时代发展需求，系统剖析现阶段我国能源供需体系在实现低碳转型中的困难与挑战，研判生态文明建设中绿色低碳发展目标下能源供需双侧的协同发展机制，并提出碳中和背景下能源供需双侧协同深度耦合发展的路径方案，以期为促进新时代我国经济社会绿色高质量发展提供一定的参考。

一、能源供需双侧协同发展的现状与问题

（一）能源上下游产业链联动关系错综复杂

能源是支撑我国经济发展的重要支柱，经济的规模、结构和产业发展结构是影响能源消费的主要因素［3］。在碳中和背景下，立足于降碳减排绿色发展的视角，以碳中和为推动绿色发展的目标，能源上下游产业结构的绿色低碳转型是实现能源供需双侧协同发展的重要基础，是支撑反向推动能源结构绿色低碳转型的关键。此外，能源上下游产业链上的利益主体贯穿能源产业价值链的全要素、产品系统以及能源回收系统，效益指标各不相同，能源结构的绿色低碳转型既可以满足能源上下游产业链利益主体的发展需求，还能够推动绿色低碳高质量发展，促进能源产业链上下游的深度耦合。

但是，传统化石能源的产业链上游利益主体主要以能源勘探开发为主，在新能源更替传统能源的实际过程中，由于新能源产业的总体规模尚未达到经济社会发展需求，传统能源产业已逐步进入绿色低碳转型期，新旧能源产业结构变革阙略导致能源保供能力下降，激化了新能源并网消纳带来的能源供需失衡矛盾。此外，能源下游产业链的利益主体主要集中于以高能耗为主的工业和交通行业，不仅生产中能源会造成高污染，而且利益涉及的密切行业面广泛。简言之，当前我国能源产业链的下游产业发展的生产中能源投入总量巨大，产出品往往是以重要的生产要素为主渗透到各行各业的生产制造中，牵一发而动全身，能源产业链上下游产业间关系不仅错综复杂，且涉及面涵盖行业十分广泛，对于推动能源产业结构绿色低碳转型带来了艰巨的挑战。

（二）能源的供需结构空间区域匹配程度低

以传统化石能源为主的能源供给侧结构性改革，在绿色低碳发展的变革中受规模效益的原则因素影响，导致能源的供需结构出现空间区域上的分离与失衡，从而造成能源资源配置效率难以提高、能源供需结构空间区域差异化拉大的结果。实际上，纵观我国能源供需分布的空间区域特征，可以看出，当前我国低碳新能源的资源供给区集中在我国的西北和西南地区，低碳新能源的资源需求区集中在我国的东部沿海地区，负荷中心在空间区域上整体呈现逆向分布［4］。低碳新能源的资源供给区作为主要的送能端，低碳新能源储量丰富；低碳新能源的资源需求区作为主要的受能端，区位优势和经济优势创造了巨大的低碳新能源需求，而一直以来平衡能源供需的主要方式是横跨我国东西部的远距离能源输送模式。

除此以外，以风能、光能及水能等为主的低碳新能源在我国的空间区域分布十分不均衡。我国西部地区具备丰富的风能、光能及水能的储备，而我国东部地区只在沿海区域储备一定的风能和潮汐能，且低碳新能源产能远不够区域需求［5］。空间区域上的低碳新能源供需协同是实现能源资源优化配置的基本要求，低碳新能源空间区域分布的失衡阻碍了能源区域供需协同高质量发展。无论是能源储备丰富的西部地区，还是区位优势明显的东部地区，就电气化发展而言，农村与城镇之间的基础设施建设完备程度差异较大，导致以光伏、风电为主的低碳新能源在我国农村地区的建设之路任重道远。

（三）能源的低碳技术创新与耦合受到制约

能源的低碳开发与储能技术的创新与深度耦合，是助力能源供需双侧协同高质量发展的关键核心。然而，低碳新能源的大规模发电并网兼具间歇性和随机性两大特征，当传统化石能源在绿色低碳转型过程中出力压降，受环境因素影响明显的全压差不仅难以预测，且极容易造成电力供给的强波动性。尽管我国在能源需求管理与响应方面采取了多项针对性措施，但是仅依靠供给侧增加能源配置以实现用电需求的模式，显然无法从根本上解决能源需求的随机性特征。与此同时，我国当前尚未系统掌握极端天气下以光伏、风电为主的低碳新能源发电技术，相应的电力供应受环境影响的极不稳定性仍缺乏有效解决的技术手段，导致目前低碳新能源的开发阻碍重重。

（四）能源供需双侧协同体系遭受市场阻碍

市场机制作为优化能源资源配置的“无形之手”，既是实现能源的生产与消费一体化均衡的关键路径，也是有效降低能源资源有效配置的经济成本的主要方式。当前，我国的能源利用方式仍然无法满足生态文明建设，日益突出的矛盾根本在于现有的能源系统受产业和市场双重壁垒无法打破，缺乏统一、开放的能源市场体系，致使无序竞争愈演愈烈，对能源供需双侧协同高质量发展造成了严重阻碍。一方面，我国的环节电力定价尚未开放竞争，当前的发电成本不断上涨，而工商业用电成本逐步下降，尤其是煤电行业受市场价格波动和产业链借位的影响风险度，在能源结构的绿色低碳转型过程中矛盾愈发凸显。另一方面，目前，我国的碳排放权交易市场无法实现价格的稳定和市场的高流动性兼备，究其原因在于单一配额免费但覆盖面十分有限之间的矛盾，无论从激励低碳新能源产业发展角度，还是从约束传统化石能源产业的角度，都无法起到有效作用。同样，绿证和可再生能源超额消纳量是电力市场交易的现状，与之对应的碳市场在交易与配额方面，二者高度叠加重合，但是受制于产品的单一性和互动的高壁垒，导致能源供需利益主体无法通过市场实现深度耦合。

二、能源供需双侧协同发展的主要路径

（一）推动低碳新能源产业链上下游深度耦合

能源供需双侧协同高质量发展的实现，重点在于低碳新能源产业链上下游相互嵌套，从而形成的产业内与产业间的耦合机制。首先，基于循环经济视角探究碳中和背景下能源产业链上下游的产业耦合，既要降低生产环节对生态环境的影响，也要实现生产的副产品与废弃物的高效循环再利用。从而引导企业通过延长产业链和突破行业壁垒的方式，横向实现能源产品及其废弃物的合理开发与高效回收再利用，以此促进多产业间耦合共生新模式，加快能源供需双侧产业链上下游协同降碳减排进程。其次，能源产业链上下游产业要实现横向联动和纵向协同，即能源产业内部纵向深化，能源产业间横向拓展协作，以能源多样的梯度利用和能源多行业互补的模式，打破低碳新能源行业的传统垄断壁垒，提高低碳新能源在能源供需双侧系统层的有效利用率。最后，采用数字化技术，促进低碳新能源产业链上下游高效联动与高质量发展。低碳新能源开发与储能技术的创新离不开数字化技术的融合，以5G 通信、云计算和IoT 物联网为支撑的数字能源网建设，具有低成本、高效率的优势，借助其高效的信息与能源资源整合能力，不仅可以为企业降碳减排提供赋能，还能够作为核心支撑构建低碳新能源产业链枢纽平台，实现低碳新能源供需双侧协同高质量发展。

（二）增强低碳新能源区域空间布局广度协同

立足于生态文明建设的绿色发展要求，低碳新能源的供需双侧协同高质量发展需要积极发挥区域能源优势互补作用，实现跨空间的区域新能源均衡高质量发展。一方面，低碳新能源负荷的上限受自然资源和技术发展水平及相应基础设施建设的综合影响，要求低碳新能源的供给侧要以区域的人口流动特点为基础，以城市聚集效应为依托，结合产业的区域分布特点，综合考量长短期区域的能源负荷需求结构与特点，合理配置区域低碳新能源的供需调度。另一方面，低碳新能源的供需双侧协同既要实现城市间互补，也要实现城乡间互补。演进式发展是城市空间布局形成的主要方式，基于交通网络发展的基础设施建设不仅拓宽了城市边界，也以同样的空间发展特征演进能源利用模式。新时代城市空间布局应趋近于紧凑型，既可以提升低碳新能源的输送效率，也能够建设均衡的能源供需双侧高质量发展体系。

（三）构建低碳新能源开发储能技术创新机制

提升低碳新能源供需双侧的可控性和稳定性，必须依靠源网荷储一体化协同发展，从而优化低碳新能源资源配置，有效提高低碳新能源的利用率。首先，低碳新能源开发与储能技术的创新发展需要知识、制度的协同创新，组成多阶段的动态演化，知识创造是基础，制度协调是保障，协同识别并规避低碳新能源开发与储能技术风险，保障低碳新能源开发与储能技术迭代机制。同时，深度融合数字化技术，以分布式助力低碳新能源储能技术的革新，实现能源系统实时调峰调频；连接低碳新能源的供需双侧链数据渠道，集聚数字化技术流拓展低碳新能源系统边界，赋能低碳新能源产业供需双侧关键技术研发与迭代，为低碳新能源供需双侧的协同高质量发展提供有力支撑。

（四）完善低碳新能源市场联动高效运作体系

低碳新能源的供需双侧市场结构组成，依靠电力交易市场和碳排放权交易市场。其中，电力交易市场能够为低碳新能源供需双侧利益主体提供数据与信息交互的自主权，提升低碳新能源电力市场的运行水平，不仅可以为低碳新能源供需双侧利益主体提供低成本、高质量的稳定电力保障，而且能够有效提升低碳新能源供需双侧的新能源资源配置效率。与此同时，低碳新能源的碳排放权交易市场要结合数字化技术，实时掌握市场变化规律，以此合理配置低碳新能源的碳排放权资源，并与电力交易市场协同联动，通过配额交易帮助低碳新能源供需双侧利益主体实现强制降碳减排，促进低碳新能源供需双侧系统对低碳新能源资源供需配置的实时平衡。

一方面，厘清电力市场的定价标准，建立完善的电力市场化定价机制，深化低碳新能源电力市场化改革。对于区域空间和经济发展条件适配的地区，试点进行低碳新能源电力市场化体制改革，制定符合经济和产业发展的低碳新能源电价政策，合理牵引低碳新能源的发电成本。此外，进一步推动低碳新能源电力试点交易新模式，即要实现低碳新能源开发核心区域的绿电交易灵活性和稳定性，促进低碳新能源电力消费的结构优化。另一方面，健全低碳新能源的碳排放权交易市场体系，实现碳价对低碳新能源供需双侧利益主体信息与降碳减排成本的实际反映，促进低碳新能源供需双侧协同高质量发展。以低碳新能源为基础的碳排放权交易市场，首要实现覆盖范围的广泛化和覆盖主体的全面性，以此形成充分有效的低碳新能源竞争市场，从而实现碳排放权的配额对低碳新能源供需双侧利益主体的降碳减排水平和履约成本。此外，低碳新能源的碳排放权交易市场还应基于扩充碳交易产品来积极扩大碳市场的交易范围，并合理规划碳排放权配额分配机制以及低碳新能源的碳交易规则。低碳新能源的电力市场与碳排放权交易市场的高效联动运作体系能够有效发挥低碳新能源市场体系在能源供需双侧的能源资源优化配置作用，实现低碳新能源供需双侧协同高质量发展。低碳新能源市场相关政策的制定是市场运作体系的重要保障，建立中、短期低碳新能源下碳排放权交易市场助推电力市场协同高效发展，立足于长期低碳新能源供需双侧协同高质量发展，促进从“碳—电”新能源双市场联动深度耦合的协同互济，既能实现定价实时反映真实成本，也能实现碳排放成本的实时量化，共同推动绿色发展。

三、结语

综合而言，能源作为我国社会经济发展的重要支撑，能源结构性改革具有其特殊复杂性。一方面是能源供应结构上的改革，亟须符合发展需求面向新时代的能源生产技术的创新与变革，推动能源产业结构和空间布局的变迁与优化，促进能源结构供给侧的革新性调整；另一方面是能源需求侧结构上的改革，须完善能源绿色低碳生产与消费的制度与政策建设，落实节能管理，推动经济社会向电气化方向转型，着力实现绿色低碳化生产和消费。因此，碳中和背景下能源供需双侧协同高质量发展要立足于能源供需上下游产业链，均衡空间区域配置，创新低碳能源开发与储能技术，健全碳、电市场机制，推动绿色发展。