「十三五」期間，我國能源結構低碳化發展取得靚麗成績。2018年煤炭在一次能源消費比重首次低於60%，2019年風電和太陽能發電裝機雙雙突破「兩億千瓦」，水電、核電平穩發展，能源結構低碳化水平不斷提高。但對於電力系統而言，我們又該如何理解「十三五」時期的低碳化發展成績單？
理解電力系統的低碳化水平，至少需要從裝機和發電量兩個方面分析。
下表給出了2015-2019年我國發電裝機和發電量及其增速變化情況。數據來源為《中國電力行業年度發展報告》（2018-2020），2015年數據來源為《2016年全國電力工業統計快報》。
表1. 2015~2019年我國發電裝機和發電量及其增速變化
由表可知：
在裝機方面，2019年與2015年相比，火電裝機持續降低6.5個百分點，其中煤電裝機比重持續降低7.2個百分點到51.8%；風電、太陽能發電裝機比重分別持續增長2和7.4個百分點；水電裝機比重持續降低3.5個百分點；核電增長0.6個百分點。發電裝機結構低碳化水平顯著提高。
在發電量方面，2019年與2015年相比，火電發電量佔比持續降低4.2個百分點，其中煤電發電量比重持續降低3.7個百分點，但仍處於62%以上高位；風電、太陽能發電量比重分別持續提高2.2和2.4個百分點；水電發電量比重有下降趨勢，2019年比2015年降低2.1個百分點；核電發電量佔比持續增加1.8個百分點。可見，煤電仍是我國最重要的電源類別，在發電量結構中佔比超過六成。與電源裝機結構低碳化顯著成績比較，我國發電量低碳化水平改善得不顯著。
筆者認為，我國電力系統低碳化發展呈現「喜憂參半」的局面——喜的是風光新能源裝機和電量比重雙雙提升、煤電裝機比重大幅降低；憂的是煤電發電量比重仍然過高，超過60%，而風光新能源發電量比重過低，不足9%。
到底該如何理解我國的電力系統低碳化發展？筆者認為，關鍵是深刻認識和緊緊抓住風光新能源發電對燃煤發電的替代作用這條主線。
表2給出了2015年~2019年將火電分為煤電與其他發電（主要是燃氣發電和生物質發電）之後的發電量構成情況。風電、太陽能發電量合計比重提高了4.6個百分點。在火電方面，火電總體發電量佔比降低了4.2個百分點，其中，煤電降低3.7個百分點，其他火電降低0.6個百分點。水電發電量佔比有下降的趨勢，減少2.1個百分點。核電發電量佔比緩慢提高，增加1.8個百分點。但核電與水電發電量有一定的對衝現象，兩者發電量總佔比始終保持在22%~23%之間左右。這與核電多處於沿海受電區域，而水電多處於西南送電區域有關，當來水情況不理想時，受電區域核電通過提高發電量實現補充。
表2. 發電量結構調整後的發電量構成
將表2中的數據進行年同比yoy處理後（當年數據減去上一年數據的變化值）得到表3。正值表示當年佔比超過上一年，負值表示當年佔比低於上一年。
由表3可見，2016~2019年，風光新能源、核電發電量佔比增量始終為正（即發電量佔比持續增加）；煤電發電量佔比增量始終為負（即發電量佔比持續降低）；而水電發電量佔比增量2016~2018年連續為負（即發電量佔比持續3年下降），僅2019年為正值，處於一種波動趨勢；其他火電除了2016年外，其他年份處於微增趨勢。如果將核電與水電作為一個整體看，核電+水電組合2016~2019年呈現「U」形變化的波動趨勢。
由此可見，我國電力系統的低碳化主力應該是風電、太陽能發電和核電，水電受來水情況影響有較大不確定性，燃氣發電和生物質發電由於受到上遊燃料價格和可及性影響可作為局部調節性的電源。
表3. 發電量結構進行同比yoy處理後的佔比增量情況
新能源發電量在什麼情況下可以理解為對燃煤發電量的完全替代？筆者認為，最理想的條件是：煤電發電量佔比年增量始終保持負值且要大於新能源發電量佔比年增量（即燃煤發電量佔比持續降低且降低的幅度要大於新能源發電量佔比），核電+水電發電量佔比年增量始終保持正值。需要重視的是，水電發電情況對新能源發電能否實現對煤電發電量完全替代的重要因素，即來水情況對新能源發電影響很重要。
對我國電力系統低碳化發展的外延和內涵應該是：
電力系統低碳化發展的外延：包含電源結構低碳化和發電量低碳化兩層含義，而且後者更為有現實意義，更容易被人所接受。
電力系統低碳化發展的內涵：重點是新能源發電量對燃煤發電量的替代。但在近中期（未來10年內），因為存在水電來水不確定因素影響，新能源發電量對燃煤發電量替代效果如何將在很大程度將取決於核電+水電組合的發展情況。
筆者認為，我國電力系統低碳化發展邏輯應包含以下方面：
一是加快新能源發電發展，使其yoy值足夠大，足以覆蓋煤電、核電+水電發電量yoy值的波動。
二是保持其他火電（燃氣發電、生物質發電）一定的發展速度，使其與發電量yoy增長值相匹配。
三是重視水電與核電的發展，兩類電源分別地處沿海受電區域和西部送電區域，存在對受電區域的雙重保障作用，需要統籌考慮，由於兩類電源開發建設周期較長，現在應該加緊謀劃（以雅魯藏布江下遊水電開發、沿海核電建設為重點），積極實施。
四是加快東中部受電區域風光新能源發展，建立當地電能多樣化供給方式和「遠中近」相結合的多層次電能保障體系，形成能有效對衝西部水電來水不確定性造成的供給緊張情況。
五是加快建立適應我國西電東送跨區跨省大電力流交換、東中部受電區域多樣化多層次電能保障體系協同發展的市場機制、調度體系和規則。
以上是從我國過去幾年電源結構與發電量結構的變化方面，理解我國電力系統低碳化發展。但在這些數字背後，特別是這些帶有「+、-」符號的數字背後，都有著深刻、複雜的因素影響，如燃料價格、市場規則、政策趨勢、供需變化、產業調整，甚至是氣候變化等。如何找到中國電力系統低碳發展、清潔發展乃至綠色發展之路，需要我們理解主邏輯，抓住主線，找到破解問題的「金鑰匙」——應該是一套「組合鑰匙」。