編者按：2018年1月12日，由中國科學院科技戰略咨詢研究院、國際能源署(IEA)、聯合國項目事務署(UNOPS)指導，中國能源研究會分布式能源專業委員會、中國能源網等聯合主辦，國家電網公司、漢能控股集團等協辦的“2018未來能源大會”在北京隆重召開。中國科學院院士、IEEE院士周孝信做了題為《我國新一代電力系統的發展前景》的主題演講，本文系根據他的發言進行整理，并略有刪節!

各位專家、各位領導大家上午好!我從大電網的發展講一下《我國新一代電力系統的發展前景》。

主要內容包括以下幾點：

第一，三代電網與新一代電力系統。

第二，新一代電力系統的主要技術特征。

第三，幾類技術突破的全局性影響。

第四，總結。

這是我幾年前提出來的一個理念。我們縱觀全世界，電力系統與發展根據其主要特征，包括技術特征及其他宏觀的一些特征，可以分成三個階段：

第一階段，上個世紀50年代以前，叫第一代電網。第一代電力系統，主要的特點是輸電特別低，另外電網規模很小，小機組，這是一系列的特征。

第二階段，上世紀后50年，實際上從全世界來講，是二次大戰以后，電力發展很快。面對這樣一個情況，整個電力系統的發展從小規模向大規模發展，技術越大越精密，電壓等級越高能力越強，大電網也是一樣。所以總的特點就是大機組、超高壓、大電網、交直流與互聯電網。大家以前也都很自豪，我們有這么大規模的網絡系統。但實際上它是不可持續的，因為它主要還是以化石能源為主，包括資源問題，包括環境問題，所以被認為是一個不可持續的發展模式。

第三階段，新一代電力系統。我們調研的結果，事實上國外上世紀90年代開始有這樣一個發展的趨勢，我們國內還是新世紀中葉，應該是以可再生能源和石油發電為主，2020年我們希望這個份額能達到70-80%。另外還有一個就是網絡的問題，網絡應該是骨干電網和局部電網及微電網的結合，再有就是電源，電源就是主力電源，對中國來說還是要主力，分布式電源要結合。

總的來說，它是一個基于可再生能源和清潔能源，是一種可再生發展的綜合電力的發展模式。

我們最近做了一個很簡單的模型分析，在國家宏觀目標的指引下，宏觀目標一個是“十三五”規劃，再一個就是能源局、發改委公布的2016-2030年能源生產和消費革命戰略，事實上它也展望了2050年的情況。根據這些目標，我們算了一下，應該說是估算，不是從最底層的需求來做起，把整個電力的結構，包括裝機容量，包括發電量。但是它的前提條件是有一些技術條件，比如說規劃性能源占能源市場的百分之多少?還有根據人口和人均用電量的數據來進行的推算。

剛才講了能源轉型以及戰略目標，“十三五”規劃提出來2020年的目標，2016-2030年的戰略。根據模型分析的結果，我們做了幾種情景，其中有一種情景，我們認為還是比較合理的，但也不一定，這個大家再探討。

另外，我們還對電力方面做了一個分析，比如說做了年均用電量，這個是給定的，這也是“十三五”規劃的是五千度，2030年是六千千瓦時，后面多少?2035年是多少?2050年是多少?估計2035年是七千度，2050年九千度。非化石能源電量比重2030年應該是50%，那么到2050年是多少?這個大家也有不同的看法，我做的情景是2035年是55%，2050年是78%，其中核能占10%幾，所以其他的可再生能源大概是不到70%的樣子，這是從電量來看。

另外還做了其他的，比如能源系統二氧化碳的排放。算的結果，目前的情況大概是80多億噸，2030年90多億噸，這個是完全能源系統的二氧化碳排放量，不包括全部。所以煤炭的排放占比多少?這里都有一些數據，這是供給大家參考的，并不是一個科學的、嚴謹的預測。

剛才說了總結，從電網來說，我們覺得一個是大規模西電東送，2020年到2.7億千瓦，這么一個數，未來我們希望還會有大的發展，可能到4.5億-5.5億千瓦，這是最大的，但是現在還不太好說。再一個是分布式能源的發展，分布式發展應該是互為補充、優化組合。

新一代電力系統的主要技術特征，從技術來說，我們歸納了四個：

第一，高比例可再生能源電力系統。

第二，高比例電力電子裝備電力系統。這是輸電和配電，不再展開。

第三，多能互補的綜合能源電力系統。這里特別注意的是我們用戶側用電用能要綜合利用，降低能源消費，這是非常重要的一點，電力系統應該義不容辭地參與到這里頭去，為大家提供綜合能源服務。各地都是這么做的，這是一個正確的方向。

第四，信息物理融合的智能電力系統。

甘肅現在這個比例就比較高，它的比例是多少?裝機容量比全省的總裝機是41%，這個很高了，將來全國都要這樣，可能比這個還高，它現在遇到的問題是它的電網比較薄弱，當然還有棄風、棄光，這個不多說了，這是第一點。

第二個是電子裝備，我們畫了一張圖，2016年我國的超特高壓直流輸電工程，還有進一步發展，包括剛才講的西部的直流輸電網的一個設想。

第三個是多能互補，我們可以將綜合能源系統分成兩部分，一個叫源端基地綜合能源電力系統區域，我們說了希望在區域形成一個網絡。第二個將來這么多的可再生能源不能全靠電網來輸送，還要就地消納，就地轉化，把它變成可儲存、可運輸的一些能量。如果這個問題靠常規的儲能是解決不了的，要靠運輸氫，首先要生產氫，要用多余的電力，甚至不只是多余的電力，做風能、太陽能就是為了轉化。所以我們叫源端基地綜合能源電力。

還有一個就是終端綜合能源電力系統，我覺得中國秦嶺淮河以南的冬天非常難過，我也深有體會。要解決，怎么解決?我也是覺得用地熱。我曾經在北京郊區問零下15度怎么樣?他說效果可以，北京冬天有熱供嘛。這個終端綜合能源解決大有可為，包括示范，包括地方自發做，這些東西多得很，希望我們能源網，我們分布式專委會能夠加大關注類似這樣的問題。

第四就是信息物理融合的智能電力系統，現在又發展能源互聯網，能源互聯網我的理解有這么三點：

第一點，是以電力系統為核心和紐帶，多種能源互聯互通的能源網絡。通過多能協同互補，大幅度提高能源綜合利用效率。我們現在的效率是多少?總的效率只有20%幾，如果這個能夠提高的話，整個效率會到40%-50%可以替代，所以能源互聯網要通過多能互補大幅度提升效率。

第二點，是能源系統與互聯網技術深度融合的信息物理系統。以互聯思維和技術改造傳統電力系統，廣泛應用網鏈、大數據、云計算，大幅度提升能源電力系統的靈活性、適應性、智能化和運營管理水平，大幅度提高接收波動性可再生能源的能力，助力能源轉型。

第三點，是以用戶為中心的能源電力運營商業模式和服務業態，向用戶提供便捷互動的能源電力信息綜合平臺。我曾經提出來我們的能源電力如何提供一個綜合服務?因為我們的光纖系統很發達，包括輸電，包括發電。為什么是光纖呢?光纖的利用率很低，它的量還很小，充分利用起來那是非常高的，當時我還是體會不到，但現在我覺得這個可以打破。

再來說一下幾類技術突破的全局性影響：

1、高效低成本太陽能、風能發電和電網友好技術。這個還是要真正做到能夠比常規的電力還便宜，而且容易推廣，更接近用戶，這就是我們未來可期待的。

2、高效低成本長壽命儲能技術。這個進步也很快，但是總的來說不理想。目前來說電動汽車的儲能和我們電力電網的儲能要求不盡相同，我們要求低，而且價格要便宜，不需要太強的電力動能，但是總的來說電動汽車的資源應該充分利用。

再一個我在這里確實要呼吁一下，儲熱、儲氫要發展，不僅僅是儲電，鋰電池已經研究很多了。

3、高可靠性低損耗電力電子技術。其中主要以所謂寬禁帶電力電子器件的發展。這個常規的電源比性能還是稍差一些，所以用新一代的電力電子器件來代替傳統的，難度也確實很大。

4、高強度絕緣技術和超導輸電技術。現在我們輸電都是架空輸電線，但是輸電也有環境問題，特別對環境的限制，我們幾十公里又要送電，又要送石油，高度集中在這一條很窄的走廊通道里面，是很不安全的，也是很難保證的。所以把電纜做得小，精度高，氣體地下管道的輸電要做得好，國家重點的攻關計劃提出一個超導的液化天然氣共同輸送的一個能源管道，這是很好的一個概念。

5、新一代人工智能技術。人工智能大家看了很多，特別是大數據時代的人工智能，基于超強的數據獲取能力和計算能力，基于無所不在的傳感網，計算能力也是超強，這樣我們就可以實現淺層到深層神經網絡的技術。另外從算法來說，從單純依賴數據驅動的模型到與知識引導相結合。作為電網來說，還是可以考慮這個問題的，能源系統可以考慮，基于先進傳感、物聯網、大數據、云計算、深度學習、區塊鏈等信息通信、互聯網化人工智能技術，應用于電網的智能設備、智能調度、智能交易，有可能顛覆傳統電力系統的設備管理、系統調度、能量管理和交易方式。

最后，建設清潔低碳、安全高效的新一代能源系統是我國新一輪能源革命的核心目標，能源轉型是實現這一目標的關鍵步驟。這個新一代電力系統實際上是新一代能源系統的核心，電力系統以化石能源為主，向可再生能源為主轉型，將對能源轉型目標的實現起關鍵作用。

第三代電力系統是100多年來第一、二代電力系統的傳承和發展，是推動能源轉型發展、構成新一代能源系統核心的新一代電力系統。

高比例可再生能源、高比例電力電子裝備接入電網，多能互補綜合能源以及信息物理深度融合智能化電網，是新一代電力系統的顯著技術特征。