當前，碳達峰碳中和目標對能源轉型發展提出了新要求，能源安全在經濟社會發展全局中的重要性日益凸顯，“十四五”能源發展面臨諸多新挑戰。《“十四五”現代能源體系規劃》（以下簡稱《規劃》）立足新發展階段，把握新發展形勢，對今后一段時期能源發展作了具體部署，“十四五”能源發展形勢和任務可概括為“八大挑戰與對策”。
一、碳中和對能源創新發展帶來的挑戰與對策
目前，130多個國家和地區提出了溫室氣體凈零排放或實現碳中和的目標，占全球碳排放總量的88%左右，但具體如何實現，還沒有可行的系統性解決方案。我國在核電、風電、光伏發電、水電等清潔能源技術方面已取得一定領先優勢，近年來有力推動了能源綠色低碳轉型，但遠不足以支撐未來碳中和目標。要實現碳中和，必須要在綠色低碳領域取得顛覆性重大突破，這些顛覆性技術是要不來、買不來、討不來的，只能依靠自主創新。這些技術攻關也不能留待明天去解決，恰恰相反，一步之差就可能造成永遠的落后，科技創新的需求從未像今天如此迫切，這對“十四五”能源創新發展提出了巨大挑戰。
中央財經委員會第九次會議強調，“要推動綠色低碳技術實現重大突破，抓緊部署低碳前沿技術研究，加快推廣應用減污降碳技術。”《規劃》落實黨中央有關要求，堅持把創新作為引領發展的第一動力，瞄準“雙碳”目標，部署了一系列科技創新任務。一是強化儲能、氫能、碳捕集利用與封存、天然氣水合物等前沿科技攻關，力爭在新一輪能源變革中取得競爭優勢。二是持續加大風電、太陽能發電、先進核能等研發力度，鞏固我國在非化石能源開發利用方面的優勢長板。三是進一步提高煤炭、油氣的綠色開采和清潔高效利用技術水平。四是完善能源科技和產業創新體系，實施科技創新示范工程等。
二、化石能源消費增長給碳達峰帶來的挑戰與對策
能源領域碳排放量與化石能源消費量直接相關。目前我國化石能源消費量仍呈現持續增長態勢。“十三五”期間，化石能源消費量增加了約3.7億噸標準煤，其中煤炭、石油、天然氣消費量分別增加了0.4億噸、1.0億噸、1350億立方米左右。2021年，煤炭、天然氣、原油消費量分別同比增加了4.6%、12.5%、4.1%，化石能源消費增長趨勢仍在延續。根據需求預測，“十四五”全國油氣消費還將保持較快增長，遏制煤炭消費增長勢頭也存在很大困難。“十四五”是碳達峰的關鍵期、窗口期，如何在保障能源安全的前提下有效控制化石能源消費，為2030年前實現碳達峰打好基礎，是“十四五”面臨的重大挑戰之一。
《中共中央國務院關于完整準確全面貫徹新發展理念做好碳達峰碳中和工作的意見》明確提出，嚴格控制化石能源消費，實施可再生能源替代行動，確保安全降碳。《規劃》貫徹中央文件要求，一方面大力發展風電、太陽能、水電、核電、生物質能、地熱能、海洋能等各類非化石能源，加快替代化石能源，另一方面堅決遏制高耗能高排放低水平項目盲目發展，嚴格合理控制煤炭消費增長，優化天然氣使用方向，推進煉化產業轉型升級。通過化石能源與非化石能源“此消彼長”實現結構調整，完成碳排放控制目標。
三、油氣對外依存度攀升對能源安全的挑戰與對策
我國油氣資源比較匱乏，石油、天然氣儲量僅占全球的1.5%、4.5%，而消費量占全球比例高達16.7%、8.6%。目前我國石油、天然氣對外依存度已達到70%、40%以上，“十四五”時期隨著油氣消費量增長，對外依存將繼續攀升。在原油進口通道方面，原油進口量的70%左右需經過馬六甲海峽，運輸鏈安全風險較大。與原油相比，天然氣雖然對外依存度相對較低，但對上游供應穩定性的要求更高，一旦出現供應緊張，對冬季取暖等民生需求影響更大。因此，當前及今后一段時期，油氣都將是我國能源安全的主要短板。
按照“十四五”規劃綱要“立足國內、補齊短板、多元保障、強化儲備”的要求，《規劃》重點從以下幾方面提升油氣安全保障能力。一是加大國內油氣勘探開發力度，推動油氣增儲上產。二是完善儲備體系，提升天然氣儲備和調節能力，加強安全戰略技術儲備。三是推進石油消費替代，加快發展新能源汽車、生物燃料、港口岸電等。四是增強進口多元化和安全保障能力，分散安全風險。
四、需求季節性波動對能源供應保障的挑戰與對策
“十三五”時期，我國能源供需總體寬松，但電力、煤炭、天然氣均出現了區域性時段性供應緊張的情況，主要原因是迎峰度夏期間制冷和度冬期間采暖需求陡增，供應能力難以滿足尖峰負荷需要。近期全球極端天氣頻發，2020年12月寒潮天氣襲擊我國中東部地區，湖南、江西等地電力負荷突破紀錄，采取了有序用電措施。2021年2月、7月美國得州、加州等地區先后遭遇嚴寒和極端高溫天氣，部分能源設施中斷，電力、天然氣供應出現危機。如何保障季節性尖峰負荷和極端天氣下的能源供應安全，是全球共同面臨的難題。
《規劃》兼顧系統安全性和經濟性，在合理安排產能建設規模的基礎上，一是全面加強能源儲備能力建設，除油氣儲備外，還要建立健全煤炭儲備體系，多元化發展安全高效儲能；二是挖掘需求側調節潛力，增加用能需求彈性，重點提高電力需求側響應能力；三是強化底線思維，針對可能出現的極端情況，制定應急預案，提高應急安全管控和事故恢復能力。
五、新能源快速發展對電力系統帶來的挑戰與對策
隨著碳達峰、碳中和目標的提出，新能源發展將進一步提速。《規劃》提出加快發展風電和太陽能發電。研究預測到2060年碳中和情景下，風電和太陽能發電等新能源發電量占比將超過一半，成為電量供應的主體。風電和太陽能發電具有隨機性和波動性的特點，出力基本不可控，轉動慣量低，電力電子設備應用廣泛，電力供需實時平衡和安全穩定運行的難度大幅增加，對電力系統規劃、設計、運行提出了巨大挑戰。
中央財經委員會第九次會議提出構建新型電力系統，是保障新能源快速高質量發展的必然途徑，也是一項長期性系統性工程。《規劃》對新型電力系統建設目標提出了階段性安排，到2035年要取得實質性成效，“十四五”時期要促進新能源占比逐漸提高，并從源、網、荷、儲四個方面提出了建設新型電力系統的具體舉措。在電源側，推進煤電靈活性改造和調峰氣電、抽水蓄能電站、儲熱型光熱發電等調峰電源建設，提高電源靈活調節能力。在電網側，積極發展智能配電網、主動配電網、智能微電網、柔性直流電網等，創新電網結構形態和運行模式。在負荷側，大力提升電力負荷彈性，促進供需雙向互動。在儲能側，積極發展多種技術路線多種應用場景的新型儲能，為新能源發展提供支撐。
六、系統日益龐大復雜給優化運行帶來的挑戰與對策
我國能源系統規模龐大而且還在不斷擴張，能源生產和消費總量、發電裝機容量和用電量均居世界第一位，已建成世界上規模最大的全國互聯電網。同時，隨著風電和太陽能發電、儲能、氫能、電動汽車等發展壯大，能源系統運行特性更加復雜，儲能和電動汽車的能量雙向流動特征明顯，分布式能源使供給側和消費側的界限逐漸模糊，系統安全高效優化運行的難度和挑戰日益增加，傳統管理運行模式已不能滿足能源體系轉型升級的需要。
近年來，互聯網、大數據、云計算、人工智能、區塊鏈等技術加速創新，日益融入經濟社會發展各領域全過程。習近平總書記指出，數字經濟是改造提升傳統產業的支點，要促進數字技術與實體經濟深度融合，賦能傳統產業轉型升級。《規劃》把加快能源產業數字化智能化升級作為推動系統優化的重要手段，一是推動能源基礎設施數字化，提高能源系統靈活感知和高效生產運行能力，實現智能調控管理；二是建設智慧能源平臺和數據中心，發揮能源大數據在行業管理和社會治理中的服務支撐作用；三是實施一批智慧能源示范工程，探索可復制可推廣的發展模式。
七、人民美好生活需要對共享發展帶來的挑戰與對策
增進民生福祉是發展的根本目的，能源發展也不例外，能源安全供應為是為了保障人民生產生活需要，綠色低碳轉型是為了改善人民生活環境。近年來，我國能源民生服務水平不斷提高，全年解決了無電人口用電問題，實施農網改造升級和光伏扶貧工程，能源污染物排放量持續下降，推動空氣質量明顯改善。同時，人民美好生活對能源發展的要求也在不斷提高，比如對電動汽車充電設施便捷性的要求、北方農村地區對冬季經濟清潔取暖的要求、淮河以南部分地區溫暖過冬的要求等，人民群眾在能源發展中的獲得感有待增強，能源發展給老百姓帶來的實惠還不夠。
《規劃》堅持民生優先、共享發展的原則。一是著力提高能源普遍服務水平，增強鄉村清潔能源供應能力，推動城鄉供能基礎設施均衡發展，優化充電基礎設施布局，滿足電動汽車發展需求。二是提高人民生活用能清潔化水平，提高供電可靠性，強化居民用氣保障力度，持續推進北方地區冬季清潔取暖，推動農村用能清潔化替代。三是提高能源發展共享水平，積極推動屋頂光伏、農光互補、漁光互補等分布式光伏和分散式風電建設，因地制宜開發利用生物質能和地熱能，推動形成新能源富民產業。
八、能源綠色低碳轉型對體制機制帶來的挑戰與對策
近年來，我國以電力、油氣領域為重點，持續推進能源體制機制改革，取得了一定成效，但仍不能充分適應能源轉型變革的需要。在電力領域，新能源與傳統電源協同互利發展的機制還不健全，用戶消納新能源的積極性還沒得到有效激發，新型儲能的市場主體地位和價格機制還不明確，綜合能源服務、增量配電業務、多能互補等新模式新業態由于配套管理機制不完善，進展不盡如人意。為實現“雙碳”目標，今后能源轉型步伐將進一步加快，如何破解體制機制障礙，為能源綠色低碳發展保駕護航，是“十四五”迫切需要解決的問題。
《規劃》堅持深化改革，充分發揮市場在資源配置中的決定性作用，更好發揮政府作用，明確了完善能源體制機制的方向。在促進能源綠色低碳轉型方面：一是完善市場體系，創新有利于非化石能源發電消納的電力調度和交易機制，引導支持儲能設施、需求側資源參與電力市場交易，通過市場化方式拓展新能源消納空間。二是深化價格機制改革，完善風電、光伏發電、抽水蓄能價格形成機制，建立新型儲能價格機制。三是支持新模式新業態發展，破除市場準入、投資運營、參與市場交易等方面的體制機制壁壘。
