中国人口占全球的18%，煤炭消耗却超过全球产量的50%，煤发电量同样接近全球的50%，若延续此趋势到2050年，中国的总发电装机容量需要再增加3倍，即超过45亿千瓦，这远超全球资源供给能力和环境承载力，是无法满足的需求。

我国电力供需结构建立在燃煤发电可控性基础之上，呈“供给 侧主导”模式。近年大规模发展绿色能源，其定价收购制度、入网调节方式仍然以火电大网思维为主导。2021年用电高峰，全国17个省份实行有序供电（限电），工业生产和居民生活受到影响，于此同时，在大规模集中开发绿色能源的地区“弃风弃光”现象普遍。这些现象显示电力供需结构矛盾亟待解决。

“碳达峰”与“碳中和”行动，其本质是对能源生产、消费和能源科技发出的一场结构性变革的号令。建议能源供需结构变革从以下三方面着手：

一、大规模本地消纳绿色电能，是改变电力供需结构的重点

能源转型先行国家（如德国、英国），风光为主绿色电能使用占比达到43%左右，处于中级阶段（45%以上为高级阶段），我国目前占比小于10%，处于能源转型初级阶段。技术上看，2020年国网和南网风光电占比已达 9.75%，接近 10%消纳能力的上限，也是大量舍弃绿电的主因。到2030年，若中国能源体系中绿电占比再提高30%，则意味着具备了消纳超过40%绿色能源的能力，达到能源转型中级阶段。

既然火电为主体的大电网对提高绿电占比存在结构性困难，则需要改变电力调配的供需结构，绿电消纳不再依赖大电网，建设分布式、本地消纳的绿电体系成为主体，形成大电网平台支撑、微电网独立消纳”的能源转型新型结构。

同时，尽早启动中国300万平方公里海疆的“海洋波浪能”的规模性开发，增加一个昼夜不息，可调度的大规模绿色能源新品种，在沿海电力负荷中心地区构建零碳电网，对于能源结构的转变意义重大。

二、规模建设“智控需求侧响应”（ADR）是实现微电网和大电网“双模运行”体系的关键，是改变电力供需结构的最有效途径

我国在以能源管控物联网、人工智能技术为特征的“智控需求侧响应”（ADRAutomatic Demand-side Response）系统领域的技术、应用水平已发展到便捷、高效、经济的国际领先水平，能够承担解决电力能源结构转型的重任，具有如下特点：

① 根据大数据预测，在高效协调供需平衡，切除特定负荷，实现电力错峰平谷，负荷均衡；

② 本地绿电消纳优先的“双模电力供给”模式，仅当本地绿电不满足电力需求时，智能无感切换到大电网，达到绿电本地消纳，大电网支撑和备份的业态，让微电网发挥稳定供需平衡的需求侧主体作用；

③ 利用区块链交易体系，实现电网电能的动态价值交易和最经济运行；

④ “负荷愈大、储能愈大”实现海量电力资源的动态最优化利用；

⑤ 实现对千家万户、千变万化、千姿百态电力需求侧的双模化和精细化管控，提升国家能源消费的治理能力。将大电网为核心的电网供给格局转化为以柔性、智控需求侧响应为主导新型电力供需结构，进入资源安全、动态、精细化的高效时代。

三、提升设备能效，实现需求侧高效能源利用

目前我国单位GDP能耗是世界平均水平的1.5倍、发达国家的3倍，能效提升存在较大空间。其中，电力“高耗能企业”很多都是我国完整产业链中的优势环节，不可能一关了之，必须走显著提升能效的技术进步之路，工业和民用建筑领域除关注建设期的主动措施控制能耗排放外，重点关注“运营期能耗精细化管控”的问题。通过标准、规定促进极致节能的提升产业设备能效，城市空调、热力等核心电力负荷能效，摆脱一切以商业垄断、建设设计体系科技懒惰而导致的低效设备对产业的不断渗透，通过引入创新的高能效、超高能效为先导的设备和装备，淘汰一批低效能的沿用产品。

对于市政系统除了用电设备本身改进，操作者个人能力已经成为瓶颈——实践证明，物联网（IoT）人工智能（AI）通过对用能4大数据不断学习，完全超越人类局限，达到全系统能效的大幅度提高。

目前，在线能耗动态运维AIOT管控创新技术已经成熟，如及时引入各行各业，必将为重塑中国电力能源供需结构体系的展现优异的成效，所汇集的能源大数据体系也将极大提升主动消防安全保障体系，成为数字孪生城市动态运营的基础；其普及应用还对当前能源大数据动态分析决策、能源资产审计透明化、碳足迹计量和交易创造核心“元”数据；是实现“双碳”目标最及时、最有力支撑。

【附件一】ADR 是构建大规模虚拟电厂（VPP）技术和体系

电力“智控需求侧响应”（ADR）技术实现情况下，在原有“供给侧”电厂产能不变的前提下，在用户端，即“需求侧”通过数字化智能管控，采用有序用电模式——切除某些次要用电设备——调控出主体需求规模比例的电能，这就是需求侧能源的规模化虚拟电厂（VPP，Virtue Power Plant）调配。

成熟案例：武汉大学从2014 开始不断对新建、已建公寓楼实施整体柔性智能配电，目前超过1万间学生公寓实现了ADR，峰值时关掉一台（每间）空调（约 1.5 匹，1.2千瓦），一次性腾挪出12兆瓦电量，相当于1/4 学校用电量，在城市用电高峰期，保障学生公寓在可用其他电器的同时，学校用电不会超过供给电力额度，为教学科研用电提供了保障，成功运行7年，效益显著。

若以此案例用在江苏某县级市，其中30万户居民，每户额定7千瓦，最大可调控能量约2000兆瓦，当用电高峰把这部分电量调控到工业生产上来， 所形成的虚拟电厂（VPP），相当于两个上海金山发电厂的装机容量。经济上仍以上述某县级市为例，30万户改造投资15亿（户均5000元）实现虚拟电厂2000兆瓦电量，与之对比，实体电厂直接造价相当于60亿（还不考虑土地等因素），显示出虚拟电厂经济效益显著。同时，虚拟电厂不仅是切除了实体电厂用电，还可及时切换到本地绿电消纳，实现对绿色能源的近100%利用。让每一个用能装备都能够参与能源供需平衡，不产生燃煤碳排放，在能源紧缩前提下，为保障经济发展、实现“双碳”目标意义重大。

【附件二】ADR+VPP 分布式绿色能源消纳模式

能源研究领域，以一个国家发电量中波动性风光发电量的占比来界定能源转型阶段。我国实际占比10%，处于能源转型的初级阶段（15%以下），而德国已经占比超过45%达到高级阶段。参考发达国家经验，提高可再生能源占比的出路在于分布式本地消纳。

ADR+VPP是分布式消纳各类本地绿色能源的基础，实现对绿色能源的近 100%利用，是构架“大电网平台支撑，微电网遍地开花”低碳、净零碳新型电力系统的基础，是实现“电力负荷越大，电力储能越多”的等当量供需平衡良性储能架构的关键。

到2030年，如果能把中国能源需求侧30%以上的电力负荷，通过人工智能（AI）进行动态管控，即达到电网“智控需求侧响应”（ADR）的智能微电网水平，则可以直接对不稳定清洁能源消纳的能力提升到40%以上，达到中等阶段，这对于目前的能源供给结构实现变革，从而使整体国家电网降低对火力发电的依赖。换言之，以图一所示结构为例，若火力发电占比由 71.9%降低到 31.9%，这将直接实现碳达峰并为碳中和的事业铺平了道路。

【附件三】国内自主创新发明的“交流过零点无电弧智能继电保护开关”新技术

这是近几年电力应用领域所自主创新发明的“交流过零点无电弧智能继电保护开关”（简称“无弧智控开关”）实现了电力应用领域的重大突破——①无电弧继电保护及开关，可以采用“母线化布线”节约大量铜质电缆和空间；②在电网和绿电之间可无感快速切换；③嵌入边缘计算，在需求侧集“网络+计算+存储+应用”为一体，用能装备皆组成物联网；④用能数据上云端，移动终端显示操控；⑤人工智能对用能大数据学习，以超越人类体能局限的精准操控运营设备——由此，一个融合“强电+弱电+消防+感知”，除了比传统电气开关寿命长 100倍的巨大安全、可靠优势，在不增加配电工程成本的同时，即可构建新一代高性能ADR柔性智能配电系统，真正做到全面提升用能装备的综合系统能效。其应用场景相当广泛。

例如：其一，在电网结构转型方面，可做到在电网和绿电之间可无感瞬间切换，解决了以往开关无法安全、可靠、频繁及时切换的“痛点”，极大提升了绿色电能本地消纳比例；

其二，在工业生产上，以电解铝、工业陶瓷、玻璃钢等高能耗产业为例，采用人工智能控制的“机敏”开关间歇供电，不影响正常生产情况下节电30%-50%，另外，该技术装备为核心开发的具备物联网化分布式“电磁蒸汽发生器”替代燃煤燃气锅炉，对于热力需求侧响应意义也十分重大。

其三，在民用建筑领域，将“水、电、气、热、冷”五大供能状态，通过物联网整体管控，通过系统性优化用能模式，极大减少单一设备的能耗。目前在民用建筑领域，以广州某超高层酒店案例看，可将单个空调设备能源使用效率（EER）值从旧有机房EER仅1.8提高到整体系统5.8，使建筑空调实际运营效达到国际超高效水平，减少建筑冷气成本超过60%。

其四，在城市安全治理方面，将强电、弱电、消防分类建设变革为整体柔性智能配电系统，融合“强电+弱电+消防”三位一体，真正使建筑具备智慧建筑的DNA完整特质，极大提升建筑、城市的安全治理水平——历史数据表明，目前，我国的电气系统一直与建筑的主体消防系统相互独立，从而占城市火灾达 67%左右的电气火灾成为安防、消防盲区，ADR的建设，将变革传统的“被动消”局面进入“主动防”格局，必将提升城市的综合治理水平。