以“质能网”为支撑加快构建新型能源体系
(集团公司)
能源是经济社会发展的重要物质基础和动力源泉,也是推进
碳达峰碳中和的主战场。如何突破新能源储运等瓶颈问题,实现
风光发电、油气氢氨醇的高效协同,是关系构建新型能源体系的
战略性问题,迫切需要能源行业坚持系统观念,统筹油气管网、
电网等基础设施,打造以新型能源“质能网”为重点的新型能源
基础设施,支撑新型能源体系加快构建,以能源新质生产力发展
推进中国式现代化。
新型能源“质能网”的现实背景。党的十八大以来,我国把
促进新能源和清洁能源发展放在更加突出的位置,新型能源体系
建设取得显著成效,截至 2024 年底,非化石能源消费比重达到
19.8%,风电光伏累计装机并网 14.1 亿千瓦,占全国发电装机容
量的 42%。与此同时,也要清醒看到,我国能源发展仍面临需求
压力巨大、供给制约较多、绿色低碳转型任务艰巨等一系列挑战,
特别是随着风光发电占比不断提升,消纳压力持续凸显,对我国
新型能源体系建设构成多重挑战,需要站在全局和战略的高度,
打破管网、电网等能源基础设施发展边界,规划建设能量与物质
灵活转换调配的新型基础设施,满足高比例新能源消纳、多样化
能源需求、多元化能源供给、安全稳定的用能需求,实现物质与
能量跨形态转换、跨时空调节、跨地域输配,为我国经济高质
量发展提供稳固的能源保障。
着眼时间与空间两个维度,打造新型能源“质能网”这一新
型能源基础设施,实现物质和能量之间的自由、高效、可持续转
换,可以推动可再生能源高效率、低成本运输和储存,支撑建成
更高水平的新型能源体系。
新型能源“质能网”的定义。新型能源“质能网”是以物质
载体(分子形式)与能量形态(电子形式)的协同转换为核心,
融合可再生能源开发、多元储能、智能调度与跨域输送的新型能
源基础设施网络系统。新型能源“质能网” 可以抽象成一个输
入—输出模型。在供应侧,根据资源禀赋、区域分布等情况,
以物质流(油气、氢、氨、醇等)和能源流(电能、化学能等)
为输入,通过多重转换,满足需求侧多元灵活物质流和能量流需
求。在资源禀赋、能源输送网络、多元储能运行等约束下,实现
物质流和能量流高效综合利用的目标。
新型能源“质能网”的构成。新型能源“质能网”由转换、
储运、调度三大子系统构成。一是转换子系统。转换子系统是新
型能源“质能网”的核心组成部分,负责实现物质载体和能量形
态四种方式的相互转换。能—质转换:将电能或热能等能量形式
转化为物质载体中的化学能,进行“电子—分子”转换, 如利
用风光电电解水制氢。质—质转换:通过“分子—分子”转换,
重构物质载体的形态,如氢气制成甲醇、氨,实现储存密度与运
输便利性的提升。质— 能转换:通过“分子—电子”转换,将
物质载体中的化学能转化