据能源圈了解到，近年来，全球能源转型步伐不断加快，中美两国成为推动风电、光伏技术创新与应用的主力军，风电和光伏装机容量在两国能源结构中的占比稳步提升。

然而，随着新能源在电力系统中的渗透率快速提升，一系列挑战接踵而来。部分地区并网消纳困难渐显，电力可靠供应面临巨大压力，电网运行安全受到威胁，系统成本急剧攀升，电网投资不足，产业链供应链稳定性也受到冲击。

在此背景下，如何应对这些挑战成为各界关注焦点。近期，在北京召开的“中美绿色电力发展对话”会议上，来自中美两国研究机构、高等院校、电力企业的专家学者介绍了两国电力市场现状，探讨面临的共同挑战以及未来合作方向。

1.立足中国国情，统筹电力发展多元目标

与会专家认为，着眼未来，我国全社会用电量年均增速预计可达 5%以上，在此背景下，绿色电力转型须以稳定电力保供为根基，务必确保供电安全。

该专家表示，电力发展要全方位统筹四大关键目标：安全，电力供应安全是构建新型电力系统的底线，必须持续细化相关保障措施，筑牢电力供应的安全防线；绿色，在坚守供电安全前提下，秉持清洁低碳循环理念推进发展，依据行业与地区特性，优化碳达峰碳中和节奏力度，为电力稳定供应、系统成本管控创造有利条件；经济，即可承受、可促进、可持续，以社会经济可承受成本为标尺，推动高质量发展与绿色转型协同共进，满足民众用电需求，提升电力行业可持续发展能力；共享，力求电力发展成果惠及全社会，催生新兴产业与经济增长点，切实减轻百姓用电负担。如何统筹平衡这四大目标，是电力系统转型面临的紧迫难题。

上述专家认为，为破局突围，技术创新应成为重中之重。具体来说，应聚焦构网型技术、新型储能、清洁化煤电、碳捕集与封存技术、核聚变等前沿关键领域，融合数字化、智能化手段赋能绿色技术，增强电力系统稳定性，将不确定性转化为可精准把控的确定性。

他还提出，应重视电力资源战略规划。当前，我国部分地区出现 “鸭子曲线”，午间弃光问题突出，技术瓶颈与光伏前期过度扩张都是诱因。未来需优化新能源结构布局，强化能源电力规划与产业规划协同联动，因地制宜调配风电、光伏比例，如在“三北”地区加速光热电站规模化建设，发挥其卓越调节性能。

此外，上述专家还提到，我国多地推行的分时电价政策成效初显，科学合理的电价机制既能精准反映电源时段价值，吸引投资、引导电源电网科学规划，又能高效配置灵活性资源，激发用户主动参与系统调节。以午间低谷电价为例，合理利用这一机制能引导电动汽车与新型储能在光伏大发时段充电，优化电力资源利用。

2.加州经验与前沿技术探索

美国加州大学伯克利分校一位气候变化领域专家分享了加州在发展清洁能源中的经验。若将加州视为一个国家，其经济体量足以位列全球第五。初期，加州设定了到2010年20%电力由清洁能源供应的目标，该目标在起步阶段推进困难，至2013年才达成。后续，随着光伏广泛部署、能效大幅提升，加州2030年的清洁能源占比目标已提升至60%，并立法确立2045年实现100%清洁能源供电，更实现超100天向邻州出口清洁能源。这一成就源于基础科学研究、政策扶持与产业发展的紧密协同，尤其是美国清洁能源材料科学领域的突破，未来也将为电池储能、海上风电、制氢等技术革新提供坚实支撑。

上述专家介绍称，加州大学伯克利分校可再生能源实验室（RAEL）正在攻坚成本低廉、寿命超长的液流电池，拥有数百万个充放周期，远超普通手机电池的数千个充放周期，展现出巨大潜力。他表示，成本下降曲线表明，稳定的投资是推动技术成本稳步降低的关键。因此，加州未来不仅要继续投资太阳能电池、储能电池、能效系统、海上风电、制氢等前沿技术领域的研发，还要为这些技术建立市场，以实现上述技术的大规模应用。

加州是光伏广泛应用的重点地区，其屋顶与沙漠都大量铺设光伏电池板，深刻地改变了电力供需曲线。白天光伏大发，传统能源负荷骤降，电价随之下跌，甚至出现部分时段100%可再生能源供电。但如果净负荷很低，传统能源发电的价格也很低，扩大可再生能源建设规模的动力就大大减少。加州的目标是替代所有的化石能源，不仅是白天，也包括晚上。面对“鸭子曲线”挑战，上述专家认为，解决之道在于储能与电动汽车的深度应用，将白天过剩电能储存，留待夜间使用，同时挖掘车网互动潜能，尽管当前全球车网互动推进艰难，成熟案例稀缺。

值得一提的是，加州大学伯克利分校的团队与四川大学合作，帮助深圳市进行物联网（IoT）和电动汽车的智能管理。深圳在一年内将 3.1万辆出租车替换为新能源车，电动出租车占比飙升至95%，但充电难题随之而来。经项目团队优化充电方案，司机等待时间大幅缩短，如今深圳可再生能源与电动车需求双增长，形成良性循环，为其他城市提供了可借鉴范本。

3.全面推进绿色电力发展，深化电力市场改革

与会的中方能源系统专家详细阐述了中国在促进绿色电力发展方面的多元举措。

一方面，全力构建新型电力系统，提升新能源消纳能力。为适配高比例新能源上网需求，确保电力系统安全稳定运行，国家发展改革委、国家能源局和国家数据局联合印发《加快构建新型电力系统行动方案（2024—2027年）》，多维度规划行动路径，涵盖大规模高比例新能源外送、配电网高质量发展与智慧化调度体系建设、提升新型能源系统友好性、升级新一代煤电、拓展电动汽车充电设施网络等。通过打造系统友好型新能源电站，将新能源置信出力提升至10%以上；探索算力与电力协同项目，提高数据中心绿电占比；因地制宜建设智能微电网项目，提升新能源自发自用比例，全方位促进新能源消纳，统筹兼顾安全、绿色、效益协调发展。

另一方面，大刀阔斧推进电力市场化改革。我国电力市场化改革成效卓著，交易规模持续扩张，2023年，全国市场交易电量从2016 年的1.1万亿千瓦时飙升至5.67万亿千瓦时，涨幅达80%，占全社会用电量的61.4%。但新能源入市步伐仍需加快，2023年，全国新能源市场化交易电量占全部新能源发电的47.3%；2024年上半年，全国绿电交易电量同比激增233%，达1519.3亿千瓦时，交易绿证1.6 亿个，电力现货市场建设也在紧锣密鼓推进中。当前，山西、广东、山东、甘肃4个省份现货市场已正式运行，20个省（区、市）开展现货市场试运行，辅助服务市场基本实现全国覆盖，交易品种不断丰富拓展。鉴于我国新能源与用电负荷区域分布不均，建设全国统一电力市场迫在眉睫，这将促进电力资源优化配置，共享互济。2024年11月底发布的《全国统一电力市场发展规划蓝皮书》明确，到2025年初步达成全国统一电力市场目标。

此外，我国还持续完善绿电绿证政策及标准体系，推动国际合作迈向新高度；积极推动新能源深度参与电力市场，提升绿色电力消费层级。2023年8月，国家发展改革委、财政部和国家能源局联合发文推进可再生能源工作，开展绿色电力证书全覆盖行动，促进可再生能源电力消费。2024年7—8月，《电力中长期交易基本规则——绿色电力交易专章》《可再生能源绿色电力证书核发和交易规则》相继出台，中国在绿电溯源、绿证交易、绿电标识应用等业务场景，加速与国际规则接轨，为跨国企业提供通用认证服务标准，开辟中国绿电绿证出海通道。完善相关技术标准体系，将有力助推低碳产品绿色转型，提升绿色竞争力，为全球绿色低碳经济注入澎湃动力。

上述专家强调，发展绿色电力机遇与挑战并存，中美合作潜力巨大，双方拓展合作领域，创新合作模式，有助于携手应对挑战。

4.退煤保核稳气，增加灵活可靠低碳技术研发投入

美国普林斯顿大学一位能源系统领域专家在会上深入剖析了美国能源市场在政策驱动下的发展态势与未来挑战。据他介绍，美国碳排放量自2005—2007年后逐年缓降，当前，约40%的电力供应源自零碳能源，天然气发电在化石燃料供应中占主要地位，老旧燃煤电厂渐次退役。

《通胀削减法案》是近几年美国能源市场的重磅激励政策，该法案凭借超5万亿美元的税收抵免、补助等财务激励组合拳，大幅削减清洁电力项目投资成本，资助范围覆盖清洁氢气、可持续航空燃料生产等前沿领域，同时针对终端用户推出提高能效、电动汽车购买税收抵免等惠民礼包。《两党基础设施法》则为碳捕获和储存（CCS）、长期氢能储存及关键网络基础设施建设筑牢资金后盾。双法联动有望显著提升美国脱碳速率，预估2022—2035年美国可累计削减70亿—80亿吨温室气体排放量。

即便如此，受诸多因素牵绊，美国达成2030年国家自主贡献目标仍存变数，尤其是特朗普重返白宫后，现行能源政策发生较大变化，涉及温室气体排放法规、交通运输与环境保护机构补助金及贷款计划等的政策前景都不明朗。

展望2035年，受电气化、先进制造业、数据中心扩张等因素强力驱动，美国电力需求将持续上涨，电力供应近乎翻倍，氢能产量前景未明，但消耗可观。普林斯顿大学的研究显示，未来美国增加的负荷将主要来自数据中心、电气化与氢能汽车的用电需求。届时，美国需要新增的零碳发电总量将相当于美国现今的全部发电量。

当下，美国电网扩张滞后于需求增速，亟待重塑机构设计，加速电网扩张，预计需新增约75000英里高压输电线路，构建兼顾远距离输电与“牢固可靠”发电能力的现代化电力体系。

上述嘉宾认为，为应对清洁能源转型挑战，在淘汰燃煤发电厂的同时，应保留与大部分煤炭机组同一时间建造的老旧核电站机组，将其许可证运营时间延长至60或80年，确保其安全运行；另一方面，由于电池储能、风电和太阳能目前还不足以迅速取代需要退役的数百吉瓦煤电厂，美国在短期内还需依靠天然气发电厂来满足容量需求。他还提到，长时段储能、灵活碳捕捉系统、先进裂变反应堆、聚变发电厂、地热发电系统、氢能涡轮机等前沿技术对实现能源转型目标极为关键，应加大对这些领域的投资。