隨著工業(yè)化、城市化和現(xiàn)代化的快速推進(jìn)，人類對(duì)能源的需求持續(xù)增長。而傳統(tǒng)化石能源，煤炭、石油和天然氣的大量使用不僅導(dǎo)致了資源的日益枯竭，更引發(fā)了一系列嚴(yán)重的環(huán)境問題。特別是持續(xù)增加的溫室氣體排放，使得全球氣溫不斷攀升，冰川融化、海平面上升、極端氣候事件頻發(fā)，對(duì)地球生態(tài)系統(tǒng)和人類的生存與發(fā)展構(gòu)成了巨大威脅。在全球氣候變化的嚴(yán)峻背景下，2023年11月舉行的《聯(lián)合國氣候變化框架公約》第二十八次締約方大會(huì)（COP28）達(dá)成“阿聯(lián)酋共識(shí)”，就制定“轉(zhuǎn)型脫離化石燃料”的路線圖達(dá)成一致，被視為“化石燃料終結(jié)之路開啟”。至今全球已有150余個(gè)國家已宣布2050前后實(shí)現(xiàn)零碳或碳中和，正發(fā)生一場深刻而意義深遠(yuǎn)的第三次能源革命，這是能源領(lǐng)域百年未有之大變局。本文將對(duì)人類歷史上能源革命的發(fā)展脈絡(luò)、第三次能源革命的基石和新能源體系構(gòu)建需要的新認(rèn)知框架和新思維進(jìn)行探討。 夲呅內(nèi)傛萊源亍：ф啯碳*排*放^鮫*易-網(wǎng) τā ńｐāīｆāńɡ.ｃōｍ
1、人類歷史上能源革命的發(fā)展脈絡(luò) 本`文@內(nèi)/容/來/自:中-國^碳-排-放^*交*易^網(wǎng)-tan pai fang. com
理解當(dāng)下正在發(fā)生的能源革命，需要我們從人類能源演進(jìn)的歷史維度進(jìn)行審視，第一次能源革命，始于18世紀(jì)中葉，瓦特發(fā)明蒸汽機(jī)，實(shí)現(xiàn)了用機(jī)器代替手工工具勞動(dòng)，推動(dòng)了煤炭的大規(guī)模利用，實(shí)現(xiàn)了從分散的薪柴能源向相對(duì)集中的化石能源利用的轉(zhuǎn)變，開啟了現(xiàn)代工業(yè)文明。第二次能源革命，始于19世紀(jì)中葉，法拉第發(fā)現(xiàn)電磁感應(yīng)現(xiàn)象，發(fā)電機(jī)、電動(dòng)機(jī)等的發(fā)明及電力和內(nèi)燃機(jī)技術(shù)的突破，使石油和電力成為主導(dǎo)能源，建立了集中發(fā)電、遠(yuǎn)距離輸送的現(xiàn)代能源體系，使人類進(jìn)入到電氣化時(shí)代。 本`文@內(nèi)-容-來-自；中^國_碳0排0放^交-易=網(wǎng) ta n pa i fa ng . co m
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圖1 第一次能源革命的內(nèi)涵與意義
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圖2 第二次能源革命的內(nèi)涵與意義 內(nèi)/容/來/自:中-國-碳-排-放*交…易-網(wǎng)-tan pai fang . com
當(dāng)今，我們正站在第三次能源革命的起點(diǎn)上，與前兩次不同，這次革命的核心驅(qū)動(dòng)力來自地球氣候變化和全球碳中和共識(shí)，特征是可再生能源與數(shù)字智能的深度融合，是從化石能源走向新能源的革命，將擺脫對(duì)碳基能源（煤、油、氣）的依賴，轉(zhuǎn)向以非碳基能源為主導(dǎo)。能源開發(fā)利用的邏輯發(fā)生了根本性轉(zhuǎn)變，過去的能源開發(fā)主要依賴煤、石油、天然氣等埋在地下的資源稟賦，將轉(zhuǎn)向基于科技創(chuàng)新的新能源開發(fā)利用，通過科技進(jìn)步，把風(fēng)和光等新能源轉(zhuǎn)化為人類可以方便利用的穩(wěn)定電力，能源開發(fā)利用將從資源屬性走向科創(chuàng)屬性。我們可以看到，每一次能源革命都不僅僅是能源品種的簡單替代，更是整個(gè)能源技術(shù)和體系的根本性重構(gòu)。 本`文@內(nèi)/容/來/自:中-國^碳-排-放^*交*易^網(wǎng)-tan pai fang. com
圖3 第三次能源革命的內(nèi)涵與意義 內(nèi)/容/來/自:中-國/碳-排*放^交%易#網(wǎng)-tan p a i fang . com
2、第三次能源革命的基石與新認(rèn)知框架
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第三次能源革命的基石是新能源，新能源將從補(bǔ)充能源向主體能源轉(zhuǎn)變。能源智庫Ember報(bào)告顯示，2025 年上半年，全球太陽能與風(fēng)力發(fā)電量分別同比增長31%和7.7%，全球可再生能源發(fā)電量首次超過燃煤發(fā)電量，這是全球能源轉(zhuǎn)型具有里程碑意義的突破。這一轉(zhuǎn)變在中國表現(xiàn)得尤為顯著，截至 2025 年底，中國太陽能、風(fēng)力發(fā)電裝機(jī)容量達(dá)到18.4 億千瓦，超過火電裝機(jī)，非化石能源裝機(jī)占比超過61%，發(fā)電量占比達(dá)43%以上。去年9月我國宣布新一輪國家自主貢獻(xiàn)：到2035年，風(fēng)電和太陽能發(fā)電總裝機(jī)容量達(dá)到2020年的6倍以上、力爭達(dá)到36億千瓦。這些數(shù)字背后反映的是整個(gè)能源體系正在發(fā)生根本性重構(gòu)，中國依托完整的產(chǎn)業(yè)生態(tài)、廣闊的應(yīng)用場景與持續(xù)的科技創(chuàng)新能力，為全球能源轉(zhuǎn)型提供了重要的技術(shù)路徑與實(shí)踐范式。
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面對(duì)第三次能源革命，我們必須對(duì)既有的認(rèn)知框架、發(fā)展路徑和評(píng)價(jià)體系進(jìn)行系統(tǒng)性反思，必須建立與新能源相適應(yīng)的新認(rèn)知框架和新思維，推進(jìn)能源科技創(chuàng)新，構(gòu)建新型能源體系。 本%文$內(nèi)-容-來-自；中_國_碳|排 放_(tái)交-易^網(wǎng)^t an pa i fang . c om
（1）新電力觀 本+文`內(nèi).容.來.自：中`國`碳`排*放*交*易^網(wǎng) t a np ai fan g.com
第三次能源革命的核心是“能源的電力化”與“電力的零碳化”，實(shí)現(xiàn)碳中和的過程實(shí)質(zhì)是基于零碳電力的再電氣化過程。在能源的供給側(cè)，電力脫碳是關(guān)鍵，新能源發(fā)電，特別是風(fēng)、光發(fā)電，在這一過程中扮演著至關(guān)重要的角色，將逐步從補(bǔ)充能源向主體能源轉(zhuǎn)變，提供取之不盡用之不竭的綠電，但由于風(fēng)光發(fā)電具有間歇性和波動(dòng)性的特點(diǎn)，配置CCUS的火電以及核電將既提供零碳電力，又作為保障性、調(diào)節(jié)性電源，其作用不可或缺。 本`文@內(nèi)/容/來/自:中-國^碳-排-放^*交*易^網(wǎng)-tan pai fang. com
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圖4 能源電力化的核心內(nèi)涵 內(nèi).容.來.自：中`國*碳-排*放*交*易^網(wǎng) t a npai fa ng.com
在能源的消費(fèi)側(cè)，要重塑能源利用底層邏輯，即基于零碳電力的“再電氣化”。 “再電氣化”包含雙重內(nèi)涵：其一是直接電氣化，即能電氣化盡電氣化，以電代煤、以電代油、以電代氣，在工業(yè)領(lǐng)域，采用電力驅(qū)動(dòng)的設(shè)備來替代傳統(tǒng)化石燃料驅(qū)動(dòng)的設(shè)備，如用電鍋爐、電窯爐替代煤鍋爐、煤窯爐；在鋼鐵生產(chǎn)中，采用電弧爐煉鋼取代傳統(tǒng)的高爐煉鐵和轉(zhuǎn)爐煉鋼工藝；在交通領(lǐng)域，電動(dòng)汽車是一種典型的以電代油的交通工具；在建筑領(lǐng)域，采用電供暖、電熱水器替代傳統(tǒng)的依賴煤或天然氣的建筑供暖和熱水供應(yīng)，由此實(shí)現(xiàn)各行各業(yè)的脫碳和走向零碳。
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其二是更具變革意義的間接電氣化，通過將富余綠電轉(zhuǎn)化為氫氨、醇醚和合成燃料等綠色燃料，既提供綠色可再生燃料，解決難以直接電氣化領(lǐng)域脫碳難題，更創(chuàng)造了一種實(shí)現(xiàn)能量跨時(shí)空轉(zhuǎn)移的新路徑，是一種新型儲(chǔ)能方式，在儲(chǔ)能規(guī)模和儲(chǔ)能時(shí)間方面具有獨(dú)特優(yōu)勢。綠色燃料便于儲(chǔ)存與運(yùn)輸，可實(shí)現(xiàn)跨季節(jié)大規(guī)模儲(chǔ)能與廣域共享。 夲呅內(nèi)傛萊源?。骇鎲┨?排*放^鮫*易-網(wǎng) τā ńｐāīｆāńɡ.ｃōｍ
在新電力觀中，電力的時(shí)間屬性，排碳屬性將越來越重要。電力的時(shí)間屬性，即隨著高比例、波動(dòng)性、間歇性風(fēng)光電力的快速發(fā)展，電的價(jià)值和價(jià)格在不同時(shí)間呈現(xiàn)出巨大的變化，當(dāng)電力稀缺時(shí)，電價(jià)將出現(xiàn)飆升，歐美電力市場在供應(yīng)短缺情況下，電價(jià)會(huì)大漲至平時(shí)的十幾、二十多倍；而在低谷時(shí)段，又會(huì)跌至負(fù)電價(jià)。這種價(jià)格的大幅波動(dòng)，反映了電力在不同時(shí)間的供需關(guān)系和價(jià)值差異。電力的排碳屬性，即電力生產(chǎn)過程中所產(chǎn)生的碳排放，傳統(tǒng)火電依賴化石能源燃燒發(fā)電，其碳排放量大，對(duì)環(huán)境造成了嚴(yán)重的負(fù)面影響，每發(fā)一度煤電，電碳因子約為0.8千克二氧化碳。而可再生能源太陽能、風(fēng)力發(fā)電，幾乎不產(chǎn)生碳排放。要大力推進(jìn)分時(shí)分區(qū)電碳因子，盡快建立國際通用的電碳因子核算標(biāo)準(zhǔn)，準(zhǔn)確地反映電力在不同時(shí)刻、不同地域的變化，進(jìn)而有效引導(dǎo)電力生產(chǎn)和消費(fèi)朝著更加綠色、高效的方向發(fā)展。 夲呅內(nèi)傛萊源?。骇鎲┨?排*放^鮫*易-網(wǎng) τā ńｐāīｆāńɡ.ｃōｍ
新電力觀可促使發(fā)電企業(yè)更加注重新能源的開發(fā)和利用，加大對(duì)太陽能、風(fēng)力發(fā)電等項(xiàng)目的投資，不斷提高綠電在電力供應(yīng)中的占比，通過基于零碳電力的直接電氣化和間接電氣化，實(shí)現(xiàn)各行各業(yè)的脫碳和走向零碳。要高度重視電力的時(shí)間屬性和排碳屬性，引導(dǎo)用戶合理調(diào)整用電行為，鼓勵(lì)在綠電供應(yīng)充足、電價(jià)較低時(shí)多用電，減少在火電供應(yīng)為主、電價(jià)較高時(shí)的用電需求，以此促進(jìn)綠電的消納，有效平衡電力供需。
（2）新能效觀
在傳統(tǒng)能源體系中，化石能源資源不可再生，燃燒得越充分、轉(zhuǎn)化效率越高，成本和環(huán)境代價(jià)就越低，發(fā)電成本呈線性增長。傳統(tǒng)思維將提升能源效率置于最優(yōu)先級(jí)。在以太陽能、風(fēng)力發(fā)電為主體的新型能源系統(tǒng)中，傳統(tǒng)能效觀已難以適配，亟需建立新的能效認(rèn)知體系。太陽賦予人類的能量是免費(fèi)的，風(fēng)光等新能源電力取之不盡用之不竭，具有“零邊際成本”的獨(dú)特屬性，同時(shí)風(fēng)光發(fā)電具有間歇性、波動(dòng)性的固有特質(zhì)，因此在新能源體系中，必須跳出單一維度的能源效率執(zhí)念，從單一“物理效率”向多維“系統(tǒng)效能”轉(zhuǎn)變，新能源觀不應(yīng)是單一設(shè)備的效率，而應(yīng)是新能源消納效益，包括環(huán)境效益、能源安全效益等。新能源發(fā)得出電、用得好，讓每一度電都在最合適的時(shí)間、以最合適的價(jià)格流向最合適的地方，這是最重要的。
為消納富余的太陽能、風(fēng)力發(fā)出的綠電，電解水制氫、電制綠色燃料、儲(chǔ)能調(diào)峰等技術(shù)雖存在一定能量損耗，卻有效避免了新能源“棄風(fēng)棄光”的浪費(fèi)，創(chuàng)造了一種能量跨時(shí)空轉(zhuǎn)移和新能源消納的新路徑。新能效觀將促進(jìn)太陽能、風(fēng)力等新能源的消納和利用，加快新能源非電利用。 本+文`內(nèi)/容/來/自:中-國-碳-排-放-網(wǎng)-tan pai fang . com
（3）新安全觀 禸*嫆唻@洎：狆國湠棑倣茭昜蛧 τāńｐāīｆāńɡ.ｃōｍ
傳統(tǒng)的電力系統(tǒng)，主要以火電為主體，是“源隨荷動(dòng)”，電源隨負(fù)荷的變化而變化，通過調(diào)度穩(wěn)定、可控的火電，應(yīng)對(duì)負(fù)荷的變化來滿足社會(huì)的用電需求。隨著風(fēng)電、光伏等新能源逐漸成為主體能源，電力系統(tǒng)的運(yùn)行模式將被顛覆，從傳統(tǒng)的“源隨荷動(dòng)”轉(zhuǎn)變?yōu)?ldquo;荷隨源動(dòng)”，這就要求負(fù)荷側(cè)需要具備強(qiáng)大的調(diào)節(jié)能力，主動(dòng)去適應(yīng)風(fēng)光出力的波動(dòng)性和間歇性，在風(fēng)電、光伏發(fā)電頂峰時(shí)，通過調(diào)節(jié)負(fù)荷或聚合負(fù)荷全量消納，在發(fā)電低谷時(shí)，通過負(fù)荷端的靈活性調(diào)節(jié)來保障電力平衡。 本`文@內(nèi)-容-來-自；中_國_碳排0放_(tái)交-易=網(wǎng) t an pa ifa ng . c om
因此要摒棄“新能源運(yùn)行方式要像傳統(tǒng)能源一樣才安全”的固有思維。由于風(fēng)能和太陽能是不穩(wěn)定的，傳統(tǒng)的“發(fā) - 輸 - 配 - 用”單向剛性系統(tǒng)無法支撐，來實(shí)時(shí)平衡供需。這就要求新能源為主體的新型電力系統(tǒng)必須是“柔性”的，必須依靠大數(shù)據(jù)、云計(jì)算、人工智能，建立更加靈活的運(yùn)行方式和更強(qiáng)大的調(diào)節(jié)手段，構(gòu)建適配新能源主體地位的安全運(yùn)行體系，而非強(qiáng)行、也不可能讓新能源模仿傳統(tǒng)能源運(yùn)行模式。在能源供應(yīng)側(cè)，需要加強(qiáng)火電的靈活性改造，提高火電機(jī)組的調(diào)峰能力，使其能夠更好地與風(fēng)光電力協(xié)同運(yùn)行；加大源端儲(chǔ)能技術(shù)的開發(fā)和應(yīng)用，包括常規(guī)飛輪、電池等短時(shí)儲(chǔ)能，也要包括抽水蓄能、氫基綠色燃料等長時(shí)儲(chǔ)能，平抑新能源發(fā)電的波動(dòng)性，解決電力電量平衡問題，保障電力供應(yīng)安全。在需求側(cè)，推動(dòng)工業(yè)負(fù)荷、空調(diào)負(fù)荷、用戶側(cè)儲(chǔ)能、虛擬電廠、分布式電源、電動(dòng)汽車和微電網(wǎng)等多元用戶資源參與需求響應(yīng)，通過電力價(jià)格信號(hào)引導(dǎo)用戶調(diào)整用電行為，在電力供應(yīng)緊張時(shí)減少用電負(fù)荷，在電力供應(yīng)充足時(shí)增加用電負(fù)荷，實(shí)現(xiàn)電力供需的動(dòng)態(tài)平衡。 內(nèi).容.來.自：中`國`碳#排*放*交*易^網(wǎng) t a np ai f an g.com
新安全觀將催生更智能的數(shù)字化電網(wǎng)，多能互補(bǔ)、虛擬電廠、工商業(yè)儲(chǔ)能、V2G、負(fù)荷聚合等新業(yè)態(tài)、新商業(yè)模式，并對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的規(guī)劃設(shè)計(jì)、運(yùn)行控制與市場機(jī)制提出顛覆性要求，保障高比例新能源接入下的能源供應(yīng)安全，同時(shí)降低電力系統(tǒng)安全成本。 本*文@內(nèi)-容-來-自；中_國_碳^排-放*交-易^網(wǎng) t an pa i fa ng . c om
3、結(jié)論與展望
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由于光伏、風(fēng)電等新能源的波動(dòng)性和間歇性，新能源為主體的新型能源體系的運(yùn)行與管理是難以被“計(jì)劃”的、必須是“柔性”的，需要更加靈活的運(yùn)行方式和更強(qiáng)大的調(diào)節(jié)手段。電力市場這只 “看不見的手”將發(fā)揮越來越重要的作用，讓電力價(jià)格真實(shí)反映市場供需及碳減排成本，建立多元電力價(jià)格機(jī)制，支持需求側(cè)資源常態(tài)化、市場化參與電力系統(tǒng)調(diào)峰，去配置能源電力資源，降低電力系統(tǒng)安全成本。 禸嫆@唻洎：狆國湠棑倣茭昜蛧 τāńｐāīｆāńɡ.ｃōｍ
邁向碳中和的第三次能源革命的基石是新能源，核心是“能源的電力化”與“電力的零碳化”。必須對(duì)既有的傳統(tǒng)能源認(rèn)知框架、發(fā)展路徑和評(píng)價(jià)體系進(jìn)行系統(tǒng)性反思，建立與新能源為主體的新型能源體系相適應(yīng)的新電力觀、能效觀和能源安全觀。
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