摘要：雄安新区创建零碳智慧绿色能源体系，要按照“世界眼光、国际标准、中国特色、高点定位”的要求，顺应全球能源发展大趋势，彰显能源高质量发展的导向，从两个维度(硬件基础设施和制度软环境)同步打造两个世界(物理实体世界和数据虚拟世界)，充分利用雄安地热能等清洁能源资源优势，与外来的绿色电力和天然气等多能互补，全面采用能源互联网多种能源协同、源网荷储协同、集中式与分布式协同、规划建设与运维管理协同的原则与技术体系，按照智慧城市细胞体能源站—群—网络模式逐步建成新区终端能源供需系统，创新能源体制机制和政策，满足经济高质量发展带来的高质量能源需要，近期实现“碳中和”，到2040年后完全依靠可再生能源实现零碳排放。
关键词：雄安新区，零碳智慧，绿色能源体系，雄安质量
雄安新区设立一年以来，坚持理念先行、开放先导，有序推进各项规划建设工作，取得了一定成效，亮点纷呈。按照“世界眼光、国际标准、中国特色、高点定位”的要求，雄安新区要彰显能源高质量发展的导向，应从两个维度(硬件基础设施和制度软环境)同步打造两个世界(物理实体世界和数据虚拟世界)，协同建设智能化多能互补的绿色能源系统；同时创新能源体制机制，组建两个中心(能源交易中心以及政府管理和监管中心)，在新区建立以全国绿色能源交易中心为基础的能源市场，建成雄安新区零碳智慧绿色能源体系，创造“雄安质量”。
一、雄安新区及周边具有绿色能源的供应基础
雄安清洁能源资源丰富，以地热能为主，包括光伏和生物质等资源；区外建有规模庞大的可再生能源发电装机；自南、北、东三个方向都有天然气管道和地下储气库的备选资源。类型多元、资源丰富的清洁能源供应能力充足，完全能够满足新区绿色能源供应的需要。
首先，本地地热能具有成为雄安主体能源的资源基础。雄安地热能资源非常丰富，区域面积100平方公里的起步区浅层土壤型地热能可满足建筑面积3000万平方米的供暖(制冷)需求，区域面积2000平方公里的雄安浅层土壤型地热能可满足建筑面积约1亿平方米的需求；中深层水热型地热能静态资源量约29.54亿吨标煤，可采资源量折合标煤4.85亿吨，年可采资源量约485万吨标煤，供暖(制冷)面积可达15.6亿平方米；埋深3000米以深的干热岩型地热能静态远景资源量可达500亿吨标煤。
其次，张家口等地丰富的风电、光伏和水力资源将成为雄安重要的能源保障。到2030年，张家口可再生能源发电装机规模预计达5000万千瓦，年发电量达950亿千瓦时以上；河北易县将建成120万千瓦的抽水蓄能，以满足雄安电力调峰需求；整体来看，配合区内电力装机，河北省可再生能源发电潜力可保障雄安安全用电需要。河北省物价部门的最新政策规定，2020年河北风电上网电价将与煤电上网标杆电价(目前河北北网为0.3971元/kwh)相当，即使考虑0.2元/kwh的过网费，雄安使用绿色电力的价格也不会超过0.6元/kwh，未来使用区外绿色电力的成本仍明显低于当前工商业电价(根据河北省物价局公布数据，目前河北南网工商业电价从平段到尖峰段分别为0.66元/kwh和1.04元/kwh左右)。
再次，本地的太阳能和生物质能将作为雄安清洁能源的可靠补充。新区太阳能资源空间分布比较均匀，属“资源丰富区”，年太阳辐射总量8.11×1011兆焦耳(1450—1500千瓦时/平方米)，折合2250亿千瓦时。新区的生物质能资源较为丰富，预计2030年可生产生物质气达2000万立方米/年，2050年达3000万立方米/年。2035年后随着外来天然气逐渐退出雄安，生物质气作为备用气源将发挥积极作用。
最后，未来雄安天然气供应有充分保障，主要从南、北、东三个方向输入。北面有内蒙古鄂尔多斯和山西大同煤制气的气源，由中国海油的蒙西煤制气外输管道输送；南面有鄂尔多斯北部致密气和煤制气的气源，由中国石化年输气能力300亿立方米的“鄂尔多斯—安平—沧州”等输气管道输送；东面引进海上液化天然气(LNG)的气源，由大量小型LNG储罐供应。在储气调峰方面，雄安周边具备良好的储气库建设条件，除了已建成的华北油田苏桥气田、大港板南气田可作为储气库外，还存在大量具备建设储气库的油气圈闭，理想状态储气库容达近千亿立方米。多气源输入和储气库储备为雄安用气充足供应和价格保持长期稳定提供有力保障。从经济性上看，按照2.5元/立方米天然气价格计算，天然气分布式发电机组单纯发电的上网电价需0.6元/立方米左右，若布局在用户侧用于调峰，已经具有一定经济性；若考虑分布式燃气机组的供热和制冷服务带来的收益，上网电价有进一步下降空间，具有替代煤电机组的经济可行性。即使考虑到天然气利用产生二氧化碳的碳成本(假设50元/吨二氧化碳)，天然气发电电价也仅提高5%，不会显著影响燃气综合利用的经济性。
二、践行“雄安质量”创造高质量能源需求
雄安新区2022年将建成起步区，2030年率先基本实现社会主义现代化，2050年建成富强民主文明和谐美丽的社会主义现代化城市。未来蹄疾步稳地践行“雄安质量”的理念，在能源需求上要突出清洁、高效、高质量的特征，创造“雄安质量”。
2022年，以起步区建设引导雄安高质量能源需求。新区将在2022年前围绕100平方公里的起步区集中开展规划建设，初步估算地下管廊和综合体、轨道交通等基础设施以及安置区等居民和商业建筑的累计投资将达2000亿—3000亿元①，考虑到逐步疏解过来的国企、科研院校和医院等事业单位以及新进入的民营企业等发展壮大，预计到2022年，新区人口总量达200万(其中起步区人口达30余万人)，GDP将达1800亿元。起步区新建建筑完全实施最新的节能建筑标准，积极开展超低能耗建筑试点示范；在交通领域，以电动化、网联化、智能化、共享化、绿色化的“五化”理念引领电动汽车、氢燃料电池汽车和轨道交通为主的城市智能交通系统建设。结合现有基础，雄安预计到2022年，终端能源需求总量达350万吨标煤，其中：建筑能耗260万吨标煤，占比74%；第二产业和交通能耗分别为60万吨和30万吨标煤；电力占终端能源需求的比重(电气化率)达39%，全社会用电量超过110亿千瓦时；单位GDP能耗0.18吨标煤/万元，显著低于2016年的北京水平(0.28吨标煤/万元)。
2030年，新区打造能源高质量需求模式。随着基础设施建设、高新高端产业布局从起步区向城市组团、特色村镇快速拓展，新一代信息技术、高端制造、生物、绿色低碳、数字创意等产业将成为高质量发展的支柱产业，雄安将率先基本实现社会主义现代化。人口规模达330万人(200平方公里的中期发展区人口达170万人)，人均GDP超过5万美元，GDP总量近1.2万亿元。新增建筑面积近2亿平方米，新区总建筑面积达2.4亿平方米，新增建筑全部满足最新节能建筑标准，超低能耗建筑占比约为1/3；电动乘用车保有量达70万辆，电动商用车约2.5万辆，氢燃料电池商用车约6万辆。预计到2030年，终端能源需求总量达630万吨标煤，其中第二产业、建筑和交通能耗分别为310万吨、260万吨和60万吨标煤；电气化率达65%左右，全社会用电量达335亿千瓦时；单位GDP能耗降至50千克标煤/万元，年二氧化碳排放量仅为57万吨。
2050年，新区筑就社会主义现代化城市的高质量能源需求典范。人口规模达900万人以上，三产比重持续优化，2050年与2030年相比第三产业贡献新区GDP增量的80%以上，GDP总量达8.8万亿元，人均GDP达16万美元(假设届时汇率仍保持在1美元兑换6元人民币)。新区建筑面积达6亿平方米，电动乘用车保有量超过250万辆，电动商用车6万辆，氢燃料电池商用车17万辆，轨道交通里程达500公里。预计到2050年，终端能源需求总量超过1450万吨标煤，其中第二产业、建筑和交通能耗分别为740万吨、540万吨和170万吨标煤；电气化率达68%，全社会用电量806亿千瓦时；单位GDP能耗将降至16千克标煤/万元，实现能源消费与经济增长显著脱钩、零碳排放，创造能源“雄安质量”，成为全球样板。
三、逐步打造零碳智慧绿色能源系统的全球样板
雄安新区将构建零碳智慧绿色能源系统，建成透明、绿色、智慧、数字城市的示范工程，为世界提供中国方案。一方面，按照城市规划和区域空间布局设计细分为若干个城市细胞体(城市功能单元)，每个细胞体内根据住宅、商业建筑、工业企业等用能特点，配置分布式与集中式供能、储能、余热回收等设施，并通过信息网络进行高效集成、融合及优化调配，形成标准化供能单元(城市细胞体能源站)；再基于城市标准模块的组合方式，以城市细胞体智慧能源站为核心，形成自小及大的模块化能源规划建设模式，逐步形成对城市能源资源网络设施的逐层整合。另一方面，通过建设“互联网+”智慧能源运营调度交易平台，实现各能源站之间的互联和统一调配，未来随着城市空间布局的不断拓展，城市细胞体能源站将不断增加、网络不断链接延伸，打造成可持续发展高度灵活的物理实体世界。同时，构建能源大数据云平台的数字虚拟世界，深度融合清洁能源设施与通信设施、分布式和集中式能源供需网络，通过智能控制技术，做到“电、气、热、水、信息流和资金流”的六流合一，实现能源全生命周期的转换、交互和管控，为新区商业区块、商住混合区块、工业园区、复合园区等用户构建“多对多”能源供需新生态。
雄安的高质量发展不会一蹴而就，相应的能源系统建设也要逐步展开。2022年，新区以地热能为主满足热、冷负荷需求，以外购绿电为主满足电力需求，以天然气分布式能源站满足调峰、居民用气等方面需求，实现分布式与集中式的初级协同。预计到2022年，天然气需求量11.5亿立方米(折合153万吨标煤)，占一次能源比重约为41%，可满足居民、服务业等燃料需求以及45%的商业制冷、7%的集中供暖和35%的电力需求；地热能占一次能源比重约32%，浅层土壤型和中深层水热型地热能合计利用量达120万吨标煤，满足90%以上的集中供热和26%商业制冷需求；外购绿色电力达64亿千瓦时，占一次能源21%；其余5%的一次能源主要来源于生物质能、光伏和调入的氢能。
2030年，新区分布式光伏、地热能利用规模持续扩大，与外购电一起共同构成以可再生能源为主、分布式与集中式深度协同发展的绿色能源系统，天然气从消费峰值逐步下降。随着电气化水平快速提高，为满足快速增长的电力需求，2030年外购绿色电力达240亿千瓦时，占一次能源的比重达47%。地热能在一次能源中的占比达25%，浅层土壤型和中深层水热型地热能合计开发利用量达156万吨标煤，满足95%集中供热和40%商业制冷需求，建立各类地热能发电技术示范，满足5%的电力需求。天然气需求逐步降至5.7亿立方米(折合76万吨标煤)，在一次能源中的比重约12%，主要满足40%商业制冷需求、2%集中供暖需求和6%电力需求等。本地光伏装机达150万千瓦，满足15%电力需求，在一次能源中的比重达10%。其余8%的一次能源供应主要来源于生物质能(3%)和外调氢能(5%)。
2050年，地热能、光伏、生物质等区内可再生能源利用规模进一步增加，与区外调入的绿色电力、氢能一起组成雄安绿色能源供应系统，实现对天然气的完全替代；加之能源体制革命取得成功，建成完全基于可再生能源的分布式与集中式并举的零碳智慧绿色能源体系。地热能利用量550万吨标煤，占一次能源的比重38%；光伏装机达400万千瓦，占一次能源的比重超过11%；生物质制气、发电等技术充分利用，占一次能源的比重近9%；外购电力需求占比逐步降至37%左右，外购氢占比超过5%。从2040年起天然气完全退出供应。
四、创新雄安能源高质量发展的长效机制
1.创新规划统筹协调、衔接机制。一是建立规划目标、内容、实现途径和时间表等方面跨领域统筹的协商决策平台，将新区能源发展规划纳入总体规划、城乡建设、土地利用等规划，实现能源与城市整体发展的规划同图、建设同步。二是加强雄安2035年和2050年城市总体规划和相关配套规划研究，着力提高规划目标预测的科学性和准确性，建立完善规划实施跟踪评价和定期评估制度，并定期滚动修订规划。三是充分发挥规划的引导和约束作用，强化指标考核，严格按照规划组织实施项目建设，确保规划有效实施，发挥规划投资指导作用。
2.创新新时代能源体制机制。一是着力建设“市场交易中心”。建立国内与国际市场联通、具有重要定价能力和影响力的全国绿色能源市场交易中心。按照“管住中间，放开两头”原则，全面放开竞争性环节市场价格，形成由市场决定的价格机制。有序推进全国电力、天然气、碳排放权等绿色能源交易平台建设，以人民币为计价货币，参与主体涉及境外及全国的投资者，建立兼容期货与双边合约、中长期交易和现货交易相结合的绿色能源市场与绿色金融体系。二是创新能源管理体制，着力建设“政府管理和监管中心”，加强监管。按照大部制原则，在雄安试点建设统一的政府管理和监管中心，统筹电、热、冷、气、水等领域的审批和监管，简化项目审批核准程序，加强督导检查，在职责设置上避免多头管理、管理越位和监管缺位。加快建立能源绿色生产和消费的法规、标准体系和政策导向。广泛运用大数据、信息化技术，实现数字化能源综合管理和实时在线监管。
3.创新能源财政税收金融激励政策。一是加强财政政策作用。将新区的生物质能、氢能、加氢站、充电站、储能等纳入补贴范围，促进新能源产业的全面发展；参照霍尔果斯开发区做法，给予雄安新区新设的新能源企业财政补贴；加大财政对地热能、氢能、储能、绿色建筑节能等先进能源技术的政策支持，重点对地热能综合利用中的地热尾水回灌、发电等关键技术的研发，给予专门财政资金支持；创新能源补贴模式，依托大数据、云计算等先进技术和龙头企业的云平台，根据消费情况确定补贴额或补贴率，并直接补贴给终端消费者。二是创新能源税收政策。在雄安新区从高确定水资源税税额标准，但对以“取热不耗水”方式(封闭管道同层回灌)开采中深层(200米以深)地热能资源的企业的水资源税先征后退；进一步落实放管服改革，取得地热能资源矿业权证并经能源主管部门审核合格的“取热不耗水”企业，免予办理取水许可证；在雄安试点征收碳税，从高确定税额水平，促进不同能源产品间的税负公平、减少温室气体排放等。三是运用多种金融财政扶持手段。建立绿色信贷和绿色债券扶持机制。加强对新能源产业优惠贷款和债券扶持，对新能源研发、投资提供优惠贷款，形成集投资补贴、税收优惠、贷款优惠和债券于一体的政策“组合拳”。
4.搭建地下三维空间大数据平台。雄安新区规划应充分考虑城市建设的安全性、空间布局的合理性和清洁能源高效利用的科学性，按照先地下后地上的统筹规划理念，建立新区地下三维空间大数据平台，以满足城市地上空间规划建设、地下综合管廊及综合体建设、地下水及清洁能源资源开发利用的需要。主要包括以下数据层级：第一层，地上能源供需数据层；第二层，近地表高分辨率地质及浅层土壤型地热能数据层；第三层，中浅层地质水文数据层；第四层，中深层地质结构和能源资源信息数据层。应按照新区发展整体部署，分步实施，加快推进。在2018年10月前完成起步区(200平方公里)地下三维空间大数据采集工作，在2019年底前完成长期发展区(1600平方公里)采集工作，到2020年形成包括白洋淀在内的地下三维空间大数据。同时，还须创建地下勘查与能源资源高效开发利用的数字化综合管理服务云平台。
注释：
①2015年价，以下所述的价值量均是2015年价。
②本课题的合作单位有潜能恒信能源技术股份有限公司、新奥泛能网络科技股份有限公司、国家信息中心经济预测部、清华大学能源互联网创新研究院、水电水利规划设计总院、中国华电集团公司上海分公司、华源电力有限公司、上海中旖能源科技有限公司和上海申能诚毅股权投资有限公司。马永生(中国工程院院士)、朱日祥(中国科学院院士)、多吉(中国工程院院士)、汪集暘(中国科学院院士)、邹才能(中国科学院院士)、金之钧(中国科学院院士)、贾承造(中国科学院院士)、曹耀峰(中国工程院院士)的工作单位分别为中国石油化工集团公司、中国科学院地质与地球物理研究所、西藏自治区自然资源厅、中国科学院地质与地球物理研究所、中国石油勘探开发研究院、中国石化石油勘探开发研究院、中国石油天然气集团公司和中国石油化工集团公司。以下作者的工作单位分别为：郝爱兵、吴爱民和唐金荣，中国地质调查局；李继峰，国家信息中心经济预测部；周锦明，潜能恒信能源技术股份有限公司；高峰、马君华，清华大学能源互联网创新研究院。
国务院发展研究中心资源与环境政策研究所“雄安新区能源发展规划研究”课题组
课题组顾问：王一鸣 马永生 朱日祥 多吉 汪集暘 邹才能 金之钧 贾承造 曹耀峰
课题负责人：高世楫 郭焦锋
执笔：郭焦锋 高世楫 郝爱兵 吴爱民 唐金荣 李继峰 周锦明 高峰 马君华
