長三角現(xiàn)代化能源大系統(tǒng)建設(shè)戰(zhàn)略研究

（上海交通大學(xué)機(jī)械與動(dòng)力工程學(xué)院，上海200240）

一、前言

由上海、江蘇、浙江、安徽“三省一市”組成的長江三角洲（長三角）地區(qū)，區(qū)域面積共約 3.58×105km2，是改革開放40多年來我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展最活躍、開放程度最高、創(chuàng)新能力最強(qiáng)、吸納外來人口最多的區(qū)域之一，在國家現(xiàn)代化建設(shè)大局和全方位開放格局中具有舉足輕重的戰(zhàn)略地位。2018 年11 月，習(xí)近平總書記在首屆中國國際進(jìn)口博覽會(huì)上宣布，支持長江三角洲區(qū)域一體化發(fā)展，并上升為國家戰(zhàn)略，明確提出構(gòu)建現(xiàn)代化經(jīng)濟(jì)體系。2019年12月，《長江三角洲區(qū)域一體化發(fā)展規(guī)劃綱要》發(fā)布，為長三角一體化發(fā)展的全面實(shí)施繪就了藍(lán)圖，提出了到2035年現(xiàn)代化經(jīng)濟(jì)體系基本建成的發(fā)展目標(biāo)。毋庸置疑，現(xiàn)代化經(jīng)濟(jì)體系需要有現(xiàn)代化能源系統(tǒng)的支撐。近年來，長三角地區(qū)在能源領(lǐng)域不斷取得進(jìn)展，但區(qū)域內(nèi)仍面臨著“保供、提質(zhì)、增效、優(yōu)化、清潔”等問題。因此，推進(jìn)長三角地區(qū)能源生產(chǎn)與消費(fèi)革命，構(gòu)建清潔低碳、安全高效的能源體系，對(duì)支撐現(xiàn)代化經(jīng)濟(jì)體系建設(shè)具有現(xiàn)實(shí)的必要性和緊迫性。

二、長三角能源系統(tǒng)的特點(diǎn)

2019年，長三角地區(qū)常住人口達(dá)2.27×108人 [1]，占我國總?cè)丝诘?6.2%，地區(qū)生產(chǎn)總值約為 2.37×1013元 [1～4]， 占 全 國 國 內(nèi) 生 產(chǎn) 總 值（GDP）的23.9% [5]，人均GDP是全國平均水平的1.47 倍 [1]，但長三角地區(qū)的區(qū)域面積僅為我國國土面積的3.7%，這從側(cè)面表明，為滿足區(qū)域內(nèi)巨大的能源消費(fèi)需求，長三角能源系統(tǒng)為經(jīng)濟(jì)社會(huì)快速發(fā)展提供了強(qiáng)有力的保障。同時(shí)不可回避的是，長三角地區(qū)能源發(fā)展仍然面臨供需不平衡、結(jié)構(gòu)待優(yōu)化等問題。

（一）能源資源較為匱乏，能源高度依賴外部輸入

在化石能源方面，長三角地區(qū)煤炭、石油、天然氣等化石能源資源儲(chǔ)量少，本地自產(chǎn)的化石能源有限。2018年，長三角地區(qū)煤炭、石油、天然氣的產(chǎn)需缺口分別約為 4.8×108t、1.06×108t、5.17×1010m3，煤炭、石油、天然氣對(duì)外進(jìn)口和外省（市）調(diào)入量分別占區(qū)域內(nèi)煤炭、石油、天然氣總消費(fèi)量的79.1%、98.3%、95.1%（見圖1）。長三角地區(qū)煤炭資源主要依賴外省調(diào)入，石油資源依賴國外進(jìn)口，天然氣資源則二者兼顧 [6]。盡管安徽省內(nèi)煤炭資源在長三角地區(qū)相對(duì)較為豐富，但仍需從外省調(diào)入以滿足本省的煤炭需求。在可再生能源方面，長三角地區(qū)風(fēng)能資源屬于第Ⅳ類資源區(qū) [7]，太陽能資源屬于第III類資源區(qū) [8]，開發(fā)潛力均有限。在外調(diào)電方面，2019年，長三角凈外調(diào)電量為3.36×1011kW·h，約占區(qū)域內(nèi)總消費(fèi)電量的22.6% [9]。安徽省是區(qū)域內(nèi)唯一對(duì)外凈輸出電量的省。

（二）化石能源在能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)中占主導(dǎo)地位

長三角地區(qū)能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)中化石能源依然占比較高。2018年，長三角地區(qū)的煤炭消費(fèi)量約為 6.07×108t，石油消費(fèi)量為 1.08×108t，天然氣消費(fèi)量為5.44×1010m3[6]，分別占全國的比例為15.9%、17.7%、20.0%。在地區(qū)能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)方面，化石能源約占長三角地區(qū)能源消費(fèi)總量的89.4%，其中煤炭占55.4%，石油占27.2%，天然氣占6.8%；非化石能源約占長三角地區(qū)能源消費(fèi)總量的10.6%（見圖2）。其中，浙江省2018年風(fēng)光水核一次發(fā)電量達(dá)到8.98×1010kW·h，江蘇、安徽、上海分別為 5.68×1010kW·h、2.08×1010kW·h和2.38×109kW·h，上海、江蘇、浙江、安徽三省一市風(fēng)光水核發(fā)電量占發(fā)電總量的比例分別為2.8%、11.1%、25.8%和7.6% [6]。

圖1 長三角地區(qū)2018年的能源對(duì)外依存度情況 [6]

圖2 長三角地區(qū)2018年的能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)

（三）能源裝備制造業(yè)實(shí)力雄厚

以核電、氣電、高效清潔煤電以及可再生能源如光伏、風(fēng)電為代表的裝備制造業(yè)，在長三角地區(qū)發(fā)展強(qiáng)勁。具體來看，依托區(qū)域內(nèi)核電基地，基本形成了較完整的核電產(chǎn)業(yè)鏈，一批實(shí)力雄厚的龍頭企業(yè)形成了批量生產(chǎn)能力和市場競爭力；燃?xì)廨啓C(jī)和超超臨界裝備制造也具備較好的自主研發(fā)能力和產(chǎn)業(yè)發(fā)展基礎(chǔ)；風(fēng)電裝備制造業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈完備，2018 年長三角地區(qū)海上風(fēng)電制造企業(yè)的累計(jì)裝機(jī)容量在全國中的占比超過70% [10]；光伏產(chǎn)業(yè)制造主要集中在產(chǎn)業(yè)鏈中下游，全國逆變器、組件、電池制造企業(yè)有50%以上集中在長三角地區(qū)。

（四）電力體制改革穩(wěn)步推進(jìn)

目前，長三角地區(qū)電力體制改革穩(wěn)步推進(jìn)，如完成了“三省一市”電力交易中心的組建，多家售電公司完成注冊，電量直接交易規(guī)模穩(wěn)中有進(jìn)；啟動(dòng)省級(jí)電網(wǎng)輸配電價(jià)改革試點(diǎn)工作，公布了具體輸配電價(jià)；推進(jìn)增量配電網(wǎng)改革，區(qū)域內(nèi)共建立了48 個(gè)增量配電業(yè)務(wù)試點(diǎn)，初步形成售電側(cè)市場競爭機(jī)制；新建立的浙江省電力現(xiàn)貨市場，是國家電網(wǎng)有限公司供電區(qū)域范圍內(nèi)第一個(gè)能源凈輸入省份的電力現(xiàn)貨市場。

另外，長三角地區(qū)的電力體制改革仍需繼續(xù)深化，如由于尚未形成有效的市場化調(diào)峰機(jī)制，電力峰谷差問題突出。根據(jù)調(diào)研數(shù)據(jù)顯示，2017 年，上海市、江蘇省、浙江省的最大峰谷差分別為1.31×107kW、2.5×107kW、2.60×107kW，最大峰谷差率分別為40%、24.2%、40.7%，巨大的峰谷差對(duì)電網(wǎng)的安全運(yùn)行造成不利影響。

綜上，基于長三角能源系統(tǒng)的現(xiàn)有特點(diǎn)，結(jié)合未來發(fā)展趨勢，研究認(rèn)為，長三角能源系統(tǒng)發(fā)展面臨的諸多問題不能用傳統(tǒng)的、粗放的辦法去解決，而須從現(xiàn)有能源系統(tǒng)全面的、真實(shí)的客觀實(shí)際出發(fā)，以國家關(guān)于能源生產(chǎn)和消費(fèi)革命的戰(zhàn)略為指導(dǎo)，站在科技發(fā)展前沿、遵循科技發(fā)展方向，提出長三角能源系統(tǒng)改革的思路和對(duì)策，把能源“四個(gè)革命”和建設(shè)“互聯(lián)網(wǎng)+”智慧能源的任務(wù)在長三角地區(qū)落到實(shí)處?；诖耍疚奶岢鐾ㄟ^能源革命建設(shè)長三角現(xiàn)代化能源大系統(tǒng)，用現(xiàn)代化能源大系統(tǒng)支撐長三角現(xiàn)代化經(jīng)濟(jì)體系，推動(dòng)長三角地區(qū)經(jīng)濟(jì)社會(huì)、科技文化的創(chuàng)新發(fā)展。

三、現(xiàn)代化能源大系統(tǒng)的主要特征

能源大系統(tǒng)是一個(gè)復(fù)雜系統(tǒng)，包括能源的采集、生產(chǎn)、加工、轉(zhuǎn)換、運(yùn)輸、交易、分配、儲(chǔ)存、使用以及環(huán)境保護(hù)等多個(gè)環(huán)節(jié)，各環(huán)節(jié)彼此制約，相互影響。關(guān)于能源大系統(tǒng)的發(fā)展目標(biāo)，黨的“十九大”報(bào)告提出的“構(gòu)建清潔低碳、安全高效的能源體系”以及“互聯(lián)網(wǎng)+”智慧能源發(fā)展戰(zhàn)略是對(duì)其最明確的表述。而要實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，必須要依靠信息互聯(lián)網(wǎng)并充分利用大數(shù)據(jù)技術(shù)、人工智能（AI）技術(shù)等，實(shí)現(xiàn)能源大系統(tǒng)的智能化，我們將這樣的能源大系統(tǒng)命名為現(xiàn)代化能源大系統(tǒng)，其主要特征是：

（1）一流的能源科技支撐，保證一流的能源采集效率、轉(zhuǎn)化效率、輸運(yùn)效率、利用效率、儲(chǔ)能效率。

（2）一流的信息技術(shù)（含互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)）融入，實(shí)現(xiàn)能源流與信息流的深度融合。

（3）一流的環(huán)?？萍紤?yīng)用，生態(tài)環(huán)境友好。

（4）一流的管理水平，確保多能協(xié)同、統(tǒng)一集中管理與分塊優(yōu)化調(diào)控相結(jié)合。

（5）合理的能源結(jié)構(gòu)，推進(jìn)綠色低碳轉(zhuǎn)型。

（6）培育能源市場，促進(jìn)能源生產(chǎn)、消費(fèi)新方式，推動(dòng)能源資源的優(yōu)化配置。

四、長三角現(xiàn)代化能源大系統(tǒng)建設(shè)的關(guān)鍵問題

（一）技術(shù)支撐

1. 能源技術(shù)

先進(jìn)的能源技術(shù)是建設(shè)現(xiàn)代化能源大系統(tǒng)的重要支撐。需要從能源采集、能源轉(zhuǎn)化、能源輸運(yùn)、能源存儲(chǔ)和能源消費(fèi)等能源大系統(tǒng)的多個(gè)環(huán)節(jié)全面推動(dòng)先進(jìn)能源技術(shù)的研發(fā)與應(yīng)用。①在能源轉(zhuǎn)化環(huán)節(jié)，長三角地區(qū)關(guān)鍵在于突出重點(diǎn)、掌握核心技術(shù)，如開展清潔高效煤電、可再生能源發(fā)電、先進(jìn)核電以及重型燃?xì)廨啓C(jī)等能源裝備的技術(shù)攻關(guān)與工程應(yīng)用；②在能源輸運(yùn)環(huán)節(jié)，長三角應(yīng)重視傳統(tǒng)能源網(wǎng)（包括電網(wǎng)、油氣管網(wǎng)、煤炭物流網(wǎng)以及熱網(wǎng)）的改造升級(jí)工作，建設(shè)適應(yīng)大規(guī)模可再生能源接入的智能電網(wǎng)，加大對(duì)大型油氣管網(wǎng)優(yōu)化運(yùn)行的研究力度、建設(shè)智能化油氣管網(wǎng)等；③在能源存儲(chǔ)環(huán)節(jié)，加強(qiáng)儲(chǔ)能基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)、因地制宜繼續(xù)推廣抽水蓄能電站等；④在能源消費(fèi)環(huán)節(jié)，推廣節(jié)能產(chǎn)品，提高用能效率。

2. 環(huán)保技術(shù)

先進(jìn)的環(huán)保技術(shù)可實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代化能源大系統(tǒng)大幅減少能源生產(chǎn)、利用各過程中的污染排放，提供更清潔的能源產(chǎn)品，加強(qiáng)能源伴生資源綜合利用，實(shí)現(xiàn)能源大系統(tǒng)和生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)的友好共存。當(dāng)前，長三角地區(qū)火電占比高達(dá)90% [11]，其中，煤電占比約為78.5%，這對(duì)燃煤電廠通過環(huán)保減排技術(shù)的集成應(yīng)用、持續(xù)創(chuàng)新和有效降低污染物排放提出了更高要求。長三角地區(qū)燃煤電廠超低排放改造升級(jí)技術(shù)具有一定先發(fā)優(yōu)勢，今后的關(guān)鍵是要進(jìn)一步推廣應(yīng)用。

3. 信息技術(shù)

現(xiàn)代化能源大系統(tǒng)的建設(shè)必須得到信息技術(shù)的有力支撐才能深刻地反映時(shí)代特征，在信息互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、AI技術(shù)的支持下，實(shí)現(xiàn)信息流和能源流的深度融合，對(duì)能源大系統(tǒng)的運(yùn)行進(jìn)行優(yōu)化調(diào)度，即實(shí)現(xiàn)能源大系統(tǒng)智能化（“互聯(lián)網(wǎng)+”智慧能源）的目的。

信息技術(shù)支撐現(xiàn)代化能源大系統(tǒng)的領(lǐng)域?yàn)椋孩俅髷?shù)據(jù)技術(shù)。包括監(jiān)控大數(shù)據(jù)建模技術(shù)、全過程信息規(guī)范技術(shù)、數(shù)據(jù)標(biāo)簽技術(shù)以及文本處理技術(shù)，在這些大數(shù)據(jù)技術(shù)的支持下，使能源大系統(tǒng)的監(jiān)控管理實(shí)現(xiàn)信息全過程管控、能源網(wǎng)監(jiān)控告警事件化、設(shè)備缺陷自動(dòng)發(fā)現(xiàn)、監(jiān)控異常深度巡視等功能。②AI技術(shù)，包括群體智慧、深度學(xué)習(xí)平臺(tái)、圖像處理、機(jī)器學(xué)習(xí)平臺(tái)、AI優(yōu)化硬件和決策管理。③各級(jí)能源信息管理中心，這是一個(gè)全新的機(jī)構(gòu)，需要結(jié)合相應(yīng)的能源管理體制來運(yùn)行。

（二）體制保障

1. 成立長三角地區(qū)能源領(lǐng)導(dǎo)機(jī)構(gòu)，做好能源大系統(tǒng)革命和建設(shè)的頂層設(shè)計(jì)

建設(shè)現(xiàn)代化能源大系統(tǒng)，必須實(shí)現(xiàn)能源系統(tǒng)的多能協(xié)同、智能調(diào)控。這需要各部門、各行業(yè)、各省市的基礎(chǔ)設(shè)施互聯(lián)互通，運(yùn)行數(shù)據(jù)共享共用，調(diào)控指令精確執(zhí)行，確保能源系統(tǒng)在多種智能技術(shù)的支撐下和各級(jí)能源信息管理中心的運(yùn)行中，真正形成能源流與信息流深度融合。長三角地區(qū)目前尚缺乏卓有成效的能源管理體制，因此，未來要實(shí)現(xiàn)長三角能源大系統(tǒng)的現(xiàn)代化，除去相應(yīng)的技術(shù)支撐外，還要建立相應(yīng)的能源管理體制，盡快成立長三角地區(qū)能源領(lǐng)導(dǎo)機(jī)構(gòu)，做好頂層設(shè)計(jì)，高瞻遠(yuǎn)矚，統(tǒng)攬大局。

2. 建設(shè)各級(jí)能源信息管理中心，信息共享、多能協(xié)同、信息流與能源流深度融合，逐步實(shí)現(xiàn)能源大系統(tǒng)的智能調(diào)控

長三角現(xiàn)代化能源大系統(tǒng)各級(jí)能源信息管理中心的基本構(gòu)思為：在長三角能源系統(tǒng)中，按照管轄范圍由上到下建立三級(jí)管理中心，即長三角能源信息管理中心、能源信息管理城市中心、能源信息管理區(qū)域中心。

長三角能源信息管理中心負(fù)責(zé)采集管轄范圍內(nèi)所有能源信息管理城市中心的上傳信息；能源信息管理城市中心（見圖3a）負(fù)責(zé)采集管轄范圍內(nèi)所有能源信息管理區(qū)域中心的上傳信息；能源信息管理區(qū)域中心（見圖3b）負(fù)責(zé)采集管轄范圍內(nèi)分散的各類能源用戶的生產(chǎn)生活以及各種微型能源系統(tǒng)運(yùn)行產(chǎn)生的信息。各級(jí)能源信息管理中心在完成信息采集的同時(shí)，對(duì)管轄范圍內(nèi)各個(gè)區(qū)域的能源狀況做出正確的分析判斷，向下發(fā)出必要的調(diào)控指令，向上上傳必要的運(yùn)行信息。

在各級(jí)能源信息管理中心中，區(qū)域中心最復(fù)雜，它不僅包含了傳統(tǒng)的分散用戶，還包括形式多種多樣的微型能源系統(tǒng)（見圖4）。這里的微型能源系統(tǒng)不僅指微電網(wǎng)，還包括天然氣分布式供能系統(tǒng)、熱電聯(lián)供以及風(fēng)光互補(bǔ)、氣電協(xié)同、功能完備的綜合性微型能源系統(tǒng)等。

圖3 能源信息管理城市中心及區(qū)域中心示意圖

圖4 能源信息管理區(qū)域中心示意圖

微型能源系統(tǒng)雖然形式多樣，但都具有一些共同的特點(diǎn)：有獨(dú)立自治能力；可以孤島運(yùn)行，也可與能源大系統(tǒng)聯(lián)合運(yùn)行；既消耗能源也生產(chǎn)能源；大多按總能理論來設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)能量的梯級(jí)利用。微型能源系統(tǒng)是整個(gè)能源大系統(tǒng)中最活躍、最具生命力、最健康的“細(xì)胞”，而能源信息管理區(qū)域中心則負(fù)責(zé)將這些“細(xì)胞”和區(qū)內(nèi)“傳統(tǒng)散戶”集中起來統(tǒng)一管理，因此，優(yōu)先理順區(qū)域中心這一層級(jí)的能源數(shù)據(jù)采集、信息處理、指令調(diào)控等，有利于下一步推動(dòng)能源信息管理城市中心和長三角能源信息管理中心的建設(shè)。

（三）市場培育

現(xiàn)代化能源大系統(tǒng)離不開靈活、多樣、高效的能源交易。結(jié)合能源市場化改革進(jìn)程，長三角地區(qū)具有率先推進(jìn)電力市場培育的優(yōu)勢，可以通過電力市場化來推進(jìn)長三角現(xiàn)代化能源大系統(tǒng)的引領(lǐng)建設(shè)。長三角地區(qū)電力市場培育的措施有：推進(jìn)電力交易機(jī)構(gòu)建設(shè)，擴(kuò)大跨省、跨區(qū)電力交易規(guī)模；培育售電主體；以混改促電改，推進(jìn)增量配電網(wǎng)建設(shè)；結(jié)合微網(wǎng)系統(tǒng)，促進(jìn)分布式電源余電交易；以配額制激勵(lì)可再生能源的需求與供給，促進(jìn)多種能源的協(xié)調(diào)；建立完善的信息共享機(jī)制，探索能源區(qū)塊鏈技術(shù)。

（四）總體集成

現(xiàn)代化能源大系統(tǒng)的總體架構(gòu)如圖5所示。現(xiàn)代化能源大系統(tǒng)并非重構(gòu)已有的能源系統(tǒng)，而是對(duì)其進(jìn)行現(xiàn)代化改革。因此，關(guān)于現(xiàn)代化能源大系統(tǒng)的總體集成可表述為：

（1）就本質(zhì)而言，現(xiàn)代化能源大系統(tǒng)仍是一個(gè)能源系統(tǒng)，包括能源的采集、轉(zhuǎn)化、運(yùn)輸、儲(chǔ)存、消費(fèi)、交易等環(huán)節(jié)。

（2）社會(huì)發(fā)展需要的煤炭、石油、天然氣、電、熱等能源在這些環(huán)節(jié)中流轉(zhuǎn)，形成能源大系統(tǒng)中的能源流。

圖5 現(xiàn)代化能源大系統(tǒng)示意圖

（3）能源流的各種數(shù)據(jù)信息，在現(xiàn)代化能源大系統(tǒng)中既能有效地采集，又能通過互聯(lián)網(wǎng)上傳至各級(jí)能源信息管理中心。能源信息管理中心有能力分析處理能源流的數(shù)據(jù)信息，結(jié)合能源市場的交易情況和生態(tài)環(huán)境的實(shí)際，判定能源系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)，生成能源流的調(diào)控指令，上傳下達(dá)，完成整個(gè)能源大系統(tǒng)的智能調(diào)控，實(shí)現(xiàn)信息流和能源流的深度融合。

（4）現(xiàn)代化能源大系統(tǒng)不是互聯(lián)網(wǎng)，而是利用互聯(lián)網(wǎng)，是由能源科技、環(huán)?？萍?、信息科技支撐的能源系統(tǒng)。

（5）在第三次工業(yè)革命和第四次工業(yè)革命交錯(cuò)的今天，“互聯(lián)網(wǎng)+”智慧能源是現(xiàn)代化能源大系統(tǒng)一個(gè)比較確切的表達(dá)。

（6）現(xiàn)代化能源大系統(tǒng)建設(shè)的最終目標(biāo)是建成一個(gè)清潔低碳、安全高效的能源體系。

五、長三角現(xiàn)代化能源大系統(tǒng)的效益分析

為探索現(xiàn)代化能源大系統(tǒng)建設(shè)對(duì)長三角地區(qū)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的推動(dòng)作用，本文運(yùn)用模型預(yù)測與定性分析相結(jié)合的研究方法，剖析了構(gòu)建現(xiàn)代化能源大系統(tǒng)所帶來的經(jīng)濟(jì)、環(huán)境效益和社會(huì)效益。

（一）經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)境效益

基于瑞典斯德哥爾摩環(huán)境研究所開發(fā)的low emission analysis platform（LEAP）模型，建立了長三角地區(qū)的能源消耗與碳排放預(yù)測模型。同時(shí)，結(jié)合現(xiàn)代化能源大系統(tǒng)的構(gòu)建，根據(jù)可能的政策取向和發(fā)展路徑，設(shè)置了基準(zhǔn)情景、低碳情景、強(qiáng)化低碳情景一和強(qiáng)化低碳情景二4種發(fā)展模式?；鶞?zhǔn)情景即延續(xù)當(dāng)前發(fā)展模式的情景；低碳情景則是在基準(zhǔn)情景基礎(chǔ)上調(diào)整產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，并按照當(dāng)前政策情景推動(dòng)低碳發(fā)展；強(qiáng)化低碳情景一和強(qiáng)化低碳情景二則是在低碳情景的基礎(chǔ)上，以不同的力度推動(dòng)現(xiàn)代化能源大系統(tǒng)的建設(shè)。選取2015年為基準(zhǔn)年，結(jié)合2016年和2017 年的實(shí)際數(shù)據(jù)，預(yù)測長三角地區(qū)2020—2050年的能源需求及碳排放情況。本文所用的關(guān)鍵參數(shù)來源于國家、省市級(jí)的各類統(tǒng)計(jì)年鑒、發(fā)展規(guī)劃、行業(yè)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)、行業(yè)專項(xiàng)規(guī)劃以及實(shí)地調(diào)研的相關(guān)數(shù)據(jù)等[6,11～16]。

1. 能源需求和能源結(jié)構(gòu)

根據(jù)模型測算，不同情景下長三角地區(qū)能源需求情況，如圖6所示。長三角地區(qū)若分別按照低碳情景、強(qiáng)化低碳情景一和強(qiáng)化低碳情景二的模式發(fā)展，今后的能源需求情況為：預(yù)計(jì)到2035 年，長三角能源需求總量將分別下降至9.5×108t、8.4×108t、8.2×108t，相較于基準(zhǔn)情景模式（1.16×109t），分別下降18.2%、27.9%、29.3%；預(yù)計(jì)到2050年，能源需求總量將分別下降至 1.07×109t、9.4×108t、9.1×108t，與基準(zhǔn)情景模式（1.53×109t）相比，分別下降了30.2%、39.4%、40.5%。在化石能源需求總量方面，預(yù)計(jì)到2035年長三角化石能源需求總量相較于基準(zhǔn)情景模式將分別下降26.0%、42.1%和55.5%，到2050年分別下降40.8%、57.9%和73.7%。不同情景下長三角地區(qū)化石能源消費(fèi)量的差異主要?dú)w因于可再生能源的發(fā)展程度與利用規(guī)模。因此，通過建設(shè)現(xiàn)代化能源大系統(tǒng)，長三角地區(qū)未來能源需求增勢將明顯放緩，化石能源需求總量也會(huì)降幅明顯。

長三角地區(qū)不同情景下的能源結(jié)構(gòu)預(yù)測情況如圖7所示。通過能源技術(shù)的不斷創(chuàng)新與政策的融合推進(jìn)，長三角能源結(jié)構(gòu)清潔化程度也將不斷提高。到2035年，長三角地區(qū)的煤炭、石油、天然氣、本地非化石能源和外調(diào)電占比相較于基準(zhǔn)情景模式的49.3%、21.3%、12.8%、9.1%和7.4%，可調(diào)整至強(qiáng)化低碳情景二模式的23.9%、15.2%、13.4%、35.9%和11.7%，到2050年可調(diào)整至9.3%、9.5%、17.3%、50.2%和13.7%。

2. 碳排放

長三角地區(qū)不同情景下2020—2050年的碳排放預(yù)測結(jié)果如圖8所示。按照低碳情景、強(qiáng)化低碳情景一、強(qiáng)化低碳情景二的模式發(fā)展，未來長三角碳排放總量均有不同程度下降。若按強(qiáng)化低碳情景二的模式發(fā)展，2050年長三角地區(qū)碳排放總量將下降至6.8×108t，下降趨勢非常顯著。從單位GDP碳排放結(jié)果來看，預(yù)計(jì)到2030年，在基準(zhǔn)情景、低碳情景、強(qiáng)化低碳情景一、強(qiáng)化低碳情景二4種模式下，長三角地區(qū)單位GDP碳排放較2005年將分別下降60.4%、70.1%、76.9%、79.9%，均能完成《巴黎協(xié)定》中我國承諾的2030年實(shí)現(xiàn)碳強(qiáng)度相較2005年降低60%～65%的目標(biāo)。結(jié)合碳排放總量預(yù)測，在基準(zhǔn)情景下，是無法實(shí)現(xiàn)碳排放盡早達(dá)峰的要求，因此，長三角地區(qū)應(yīng)通過著力提升能源技術(shù)、大幅提高能效水平、持續(xù)改善能源結(jié)構(gòu)、注重體制機(jī)制協(xié)同等方式，推動(dòng)長三角地區(qū)現(xiàn)代化能源大系統(tǒng)建設(shè)，實(shí)現(xiàn)既能完成減排目標(biāo)又能使碳排放提前達(dá)峰。

（二）社會(huì)效益

在長三角區(qū)域一體化高質(zhì)量發(fā)展的國家戰(zhàn)略牽引下，區(qū)域經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展對(duì)能源系統(tǒng)不斷提出新的需求，亟需長三角地區(qū)開展能源革命；反之，進(jìn)一步推進(jìn)長三角地區(qū)能源革命，構(gòu)建現(xiàn)代化能源大系統(tǒng)，也將推動(dòng)長三角地區(qū)經(jīng)濟(jì)社會(huì)全方位的創(chuàng)新發(fā)展，帶來顯著社會(huì)效益。

圖6 不同情景模式下長三角地區(qū)2020—2035年能源需求總量預(yù)測結(jié)果

圖7 不同情景模式下長三角地區(qū)2020—2050年能源結(jié)構(gòu)

圖8 不同情景模式下長三角地區(qū)2020—2050年碳排放預(yù)測結(jié)果

根據(jù)現(xiàn)代化能源大系統(tǒng)的建設(shè)構(gòu)思，“三省一市”可共同制定長三角能源一體化發(fā)展規(guī)劃，實(shí)現(xiàn)區(qū)域內(nèi)各類能源采集、轉(zhuǎn)化、輸運(yùn)、交易、儲(chǔ)備、消費(fèi)的合理布局，各類能源基礎(chǔ)設(shè)施共建共享、互聯(lián)互通，能源供應(yīng)的互濟(jì)互保，促進(jìn)整個(gè)能源系統(tǒng)運(yùn)行調(diào)度的數(shù)字化、信息化和智能化。因此，現(xiàn)代化能源大系統(tǒng)的建設(shè)可助推長三角地區(qū)能源體制創(chuàng)新，打破長三角能源管理的省際壁壘和行業(yè)壁壘，為區(qū)域一體化發(fā)展做出重要貢獻(xiàn)。

現(xiàn)代化能源大系統(tǒng)深度融合能源技術(shù)與信息技術(shù)，不僅可以帶動(dòng)先進(jìn)能源技術(shù)的發(fā)展，還將會(huì)促進(jìn)大數(shù)據(jù)技術(shù)、AI技術(shù)和傳感技術(shù)等在能源領(lǐng)域的創(chuàng)新發(fā)展。在現(xiàn)代化能源大系統(tǒng)的建設(shè)過程中，必將形成靈活參與、競爭充分的新型能源市場交易體系，不斷創(chuàng)新能源市場的商業(yè)運(yùn)營模式，助推長三角統(tǒng)一市場的培育。同時(shí)，技術(shù)與市場的推動(dòng)也將使各類能源用戶提升理性用能習(xí)慣、增強(qiáng)節(jié)能意識(shí)和環(huán)保理念，進(jìn)一步推動(dòng)長三角社會(huì)文明進(jìn)步。

六、對(duì)策建議

（一）頂層布局，加強(qiáng)引導(dǎo)

長三角地區(qū)要做好能源革命和建設(shè)的頂層設(shè)計(jì)。建議長三角地區(qū)建立區(qū)域內(nèi)統(tǒng)一的能源領(lǐng)導(dǎo)機(jī)構(gòu)，共同制定長三角能源一體化發(fā)展規(guī)劃，共同建設(shè)和完善長三角地區(qū)電網(wǎng)和天然氣管網(wǎng)等基礎(chǔ)設(shè)施，共同構(gòu)建統(tǒng)一的、多能協(xié)同的能源管理信息平臺(tái)，共同守住生態(tài)保護(hù)紅線等。依托長三角一體化發(fā)展示范區(qū)，打造長三角能源一體化先行示范區(qū)，推動(dòng)現(xiàn)代化能源大系統(tǒng)建設(shè)，并總結(jié)經(jīng)驗(yàn)、逐步推廣，在長三角一體化發(fā)展示范區(qū)內(nèi)電力一體化初具雛形的基礎(chǔ)上，納入更多的能源種類和更新的能源管理模式，把能源合作從單一的項(xiàng)目合作發(fā)展成為全面深度一體化合作。

（二）深化能源體制改革，培育能源市場

深化能源體制改革，以打破行業(yè)壁壘、省際壁壘為重點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)互聯(lián)互通、多能協(xié)同、優(yōu)化組合。建議長三角地區(qū)堅(jiān)持能源市場化改革方向，深入實(shí)施重點(diǎn)領(lǐng)域和關(guān)鍵環(huán)節(jié)的改革，建立健全區(qū)域內(nèi)能源利益協(xié)調(diào)和補(bǔ)償機(jī)制，打破能源管理體制壁壘，提升長三角能源互濟(jì)互?；ソo能力。大力培育能源市場，在市場運(yùn)行中建立能源價(jià)格形成機(jī)制，實(shí)現(xiàn)資源優(yōu)化配置。可在長三角地區(qū)率先推進(jìn)電力市場化改革，建立開放統(tǒng)一的電力市場，合理推進(jìn)電網(wǎng)輸配價(jià)格，推進(jìn)跨省跨區(qū)電力用戶與發(fā)電企業(yè)直接交易；完善峰谷電價(jià)，通過電價(jià)機(jī)制鼓勵(lì)智能家居的布局，對(duì)家用光伏電池、儲(chǔ)能系統(tǒng)進(jìn)行合理補(bǔ)貼等多種措施，實(shí)現(xiàn)電力削峰填谷，保障供電安全。此外，完善清潔能源價(jià)格機(jī)制，建立長三角跨省跨區(qū)清潔能源消納政策。

（三）實(shí)施“互聯(lián)網(wǎng)+”智慧能源發(fā)展戰(zhàn)略，開展能源高質(zhì)量發(fā)展

在長三角地區(qū)推動(dòng)現(xiàn)代化能源大系統(tǒng)規(guī)劃建設(shè)，率先實(shí)現(xiàn)國家提出的“互聯(lián)網(wǎng)+”智慧能源發(fā)展戰(zhàn)略，建議長三角地區(qū)抓住科技發(fā)展機(jī)遇，推進(jìn)多能協(xié)同的能源系統(tǒng)信息化建設(shè)，開展能源流與信息流深度融合的研發(fā)工作，同時(shí)研究長三角能源一體化建設(shè)，實(shí)施數(shù)據(jù)共享，建立一體化標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議與數(shù)據(jù)接口；推進(jìn)大數(shù)據(jù)技術(shù)、AI技術(shù)等在能源系統(tǒng)中的應(yīng)用。大力發(fā)展各種類型的微型能源系統(tǒng)，充分發(fā)揮科研優(yōu)勢，加快區(qū)域內(nèi)“政產(chǎn)學(xué)研用”一體化科技創(chuàng)新體系和創(chuàng)新能力建設(shè)，著力突破微型能源系統(tǒng)領(lǐng)域的關(guān)鍵核心技術(shù)，積極探索實(shí)施一批微型能源系統(tǒng)示范工程。因地制宜探索分布式能源微網(wǎng)的建設(shè)，為長三角地區(qū)率先構(gòu)建現(xiàn)代化能源大系統(tǒng)提供有益示范。依托長三角地區(qū)地區(qū)雄厚的能源裝備制造業(yè)基礎(chǔ)，突出重點(diǎn)，進(jìn)一步掌握核心技術(shù)，著力突破燃?xì)廨啓C(jī)、超超臨界發(fā)電、核電、氫能和燃料電池等領(lǐng)域的技術(shù)攻關(guān)，進(jìn)一步降低風(fēng)電、光伏裝備制造成本，提高性價(jià)比，實(shí)現(xiàn)儲(chǔ)能由研發(fā)示范向商業(yè)化初期過渡，繼而實(shí)現(xiàn)向規(guī)?；l(fā)展轉(zhuǎn)變?？傊苿?dòng)長三角能源產(chǎn)業(yè)率先實(shí)現(xiàn)“質(zhì)量變革、效率變革、動(dòng)力變革”，引領(lǐng)全國能源產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展。

（四）加大投入，設(shè)立長三角能源科技創(chuàng)投基金

建議設(shè)立長三角能源科技創(chuàng)投基金，做好高新科技的培育與孵化，基金可以參股形式設(shè)立，不僅可以有效降低企業(yè)在前沿或顛覆性技術(shù)的開發(fā)風(fēng)險(xiǎn)，還能從獲得技術(shù)成果的項(xiàng)目中獲取投資收益，形成重大項(xiàng)目的持續(xù)培育能力；同時(shí)鼓勵(lì)更多社會(huì)力量積極投入到能源科技研發(fā)當(dāng)中，為先進(jìn)能源技術(shù)創(chuàng)新發(fā)展提供良好的市場保障。

七、結(jié)語

當(dāng)前，正處于第三次工業(yè)革命和第四次工業(yè)革命交疊的時(shí)代，新科技浪潮風(fēng)起云涌，長三角地區(qū)能源革命必須深刻反映這個(gè)時(shí)代特征。建設(shè)長三角現(xiàn)代化能源大系統(tǒng)，通過先進(jìn)的能源技術(shù)和環(huán)保技術(shù)，提升能源系統(tǒng)的運(yùn)行效率和清潔排放，充分利用大數(shù)據(jù)技術(shù)、AI技術(shù)等實(shí)現(xiàn)能源系統(tǒng)運(yùn)行調(diào)度的智能化，改革能源管理體制，進(jìn)一步培育能源市場，助力我國最終建成清潔低碳、安全高效的能源體系。