我国要建成清洁低碳、安全高效的新型能源体系，必须坚持系统思维，实现协同发展、科学发展、供需平衡，坚持先立后破，加强煤炭清洁高效利用，加快推动风、光、水、核等非化石能源产业发展。与此同时，为适应和助力我国新型能源体系建设，能源产业在发展过程中将产生很多新的发展模式，如“沙戈荒”新能源大基地、虚拟电厂、零碳工业园区等。本文依托对未来全国能源中长期发展大势的量化分析，从能源生产、调配和消费三方面入手，分别聚焦以下三种能源发展新模式的趋势分析，一是能源供应新支点——“沙戈荒”新能源大基地，二是资源聚合新路径——虚拟电厂，三是终端降碳新范式——零碳工业园区，对各种新模式的发展方向和趋势进行了重点探讨。
新型能源体系建设节奏及能源产业发展大势研判
从当前至全国实现碳达峰目标及实现达峰后稳中有降，是我国新型能源体系“立”的关键期，重在加强新能源为主的安全可靠供给，推进新能源与传统能源互补联营，增强科技创新驱动能力，加快推动“沙戈荒”新能源大基地、虚拟电厂、零碳工业园区等新模式发展，建立健全与能源新质生产力相匹配的制度政策体系。随着新“立”的能源体系与配套体制机制逐步完善，有序推进“立破接续”成为重点，届时风光水核等清洁能源将对煤油气等化石能源形成加速替代，并逐步成为能源主体。能源产业助力中国式现代化之路前途辉煌但道阻且长，不会一蹴而就，我们需要系统谋划、精心设计、积极探索、实践验证，总体来看可划分为如下三个阶段。
（一）从当前到2035年——新型能源体系初步建立并巩固强化
我国处于第二个百年奋斗目标的第一阶段，也处于跨过中等收入陷阱的关键时期，能源消费总量将保持增长，保障安全可靠供应是能源行业的重要任务。在这个时期，石油、煤炭、天然气消费总量梯次达峰，到2030年全国碳排放达峰目标顺利实现，到2035年，我国终端用能“电氢化”率将接近40%，非化石能源发电在全国总发电量中占比将超过55%，非化石能源消费占比将从2030年的29%提升至35%左右，新型能源体系将在2030年初步建立并在“十六五”时期巩固强化，取得显著成效，能源安全保障水平不断提升，有力支撑我国基本实现社会主义现代化。
（二）从2035年到本世纪中叶——全面建成新型能源体系
我国处于第二个百年奋斗目标的第二阶段，能源消费总量总体达峰后稳步下降，能源低碳转型进一步加快。大力推动非化石能源加速替代，促进终端用能“电氢化”跨越式提升，到2050年终端用能“电氢化”率达到56%左右，非化石能源发电在全国总发电量中占比约77%，非化石能源消费占比接近60%，新型能源体系全面建成，全力支撑我国建成社会主义现代化强国目标。
（三）从2050到2060年——决胜碳中和
我国全面建成社会主义现代化强国后，进入实现碳中和目标的决胜阶段。终端用能“电氢化”率达到67%，化石能源消费将快速下降，煤炭、石油、天然气主要发挥原料属性和应急备用功能，风、光、水、核、生物质等非化石能源的规模不断扩大，非化石能源发电在全国总发电量中占比达到95%左右，非化石能源消费占比达80%左右，碳中和目标达成。
“沙戈荒”新能源大基地发展现状及未来发展方向
沙漠、戈壁、荒漠从西北版图上的荒芜之地，转变为全球最大的“沙戈荒”新能源大基地，成为中国能源新的增长极，也是实现“双碳”目标的世纪工程。
（一）“沙戈荒”新能源大基地产业快速发展
自2021年在国家层面首次提出“沙戈荒”新能源大基地概念，到2030年“沙戈荒”地区将形成总装机约4.55亿千瓦的新能源大基地，其用地规模接近5万平方千米，覆盖20余省区，其中“十四五”期间开工规模约2亿千瓦，“十五五”期间再增加2.55亿千瓦。已公布的三批清单共计2.3亿千瓦：第一批项目共9453万千瓦，绝大部分已实现并网；第二批聚焦库布齐、腾格里等沙漠地区的4个大型新能源基地，共计4183万千瓦，正在紧锣密鼓建设中；第三批规划将盐碱地、滩涂等也纳入版图，共计9330万千瓦，正在逐批次启动。
三批规划从大量百兆瓦级的碎片化项目调整为少量千万千瓦级的大规模集中式项目，有效降低了所需的电网配套建设成本。大基地消纳采取“本地+外送”双轮驱动，预计2030年外送3.17亿千瓦，占全国跨区绿电的七成，将通过72条特高压通道直送华东、华中、华北。
（二）“沙戈荒”新能源大基地未来发展方向
为推动“沙戈荒”新能源大基地规划落地，2023—2025年密集出台了多项文件，从顶层设计、电价机制、用地政策和市场制度等方面给予全方位支持。明确适建区域19.98万平方千米，要求“十四五”末新能源利用率不低于95%；为提高“沙戈荒”新能源大基地的经济性，将抽水蓄能、煤电灵活性改造和新型储能均纳入容量电价补偿范围；推出一系列标准和规程以提升大基地涉网性能，包括新能源并网安全性能标准，以及大基地一体化调度制度；配合电力市场建设，“沙戈荒”绿电全面参与电力市场交易。
针对大基地规划落实，2025年国家能源局将“沙戈荒”基地并网、外送通道建设、可再生能源消纳责任权重列为重点督办事项，按月通报、按季考核，在全社会的大力支持下，规划中的“沙戈荒”新能源大基地必将按计划落地。为支持大基地外送需求，据容量测算还需要13条左右的特高压直流外送通道，已规划通道正在建设中，后续通道建设还需持续论证。
“沙戈荒”大基地已从“蓝图”进入“规模化落地”阶段，随着技术迭代、政策完善、市场成熟，曾经的不毛之地不仅将支撑中国2030年非化石能源消费占比25%的目标，更将为全球提供荒漠能源利用与生态治理的“中国方案”。
虚拟电厂发展现状及未来发展方向
虚拟电厂作为新型电力系统的关键组成，随着电力体制改革深化与智能化技术快速发展，近年来正通过技术融合与政策引导实现规模化发展。
（一）虚拟电厂发展现状
虚拟电厂的概念起源于欧美，1997年首次提出，2000年德国、荷兰和西班牙等五国实践了全球首个虚拟电厂，自此欧美各国开始进行虚拟电厂建设，并形成了集中调配多种资源参与电力市场的商业模式。
综合国外发展历程及实践，虚拟电厂的发展阶段通常可分为邀约型阶段、市场化阶段和自主调度型阶段。
中国加快建设虚拟电厂政策体系，2021—2025年各层级多次出台相关文件。在《关于推进电力源网荷储一体化和多能互补发展的指导意见》和《2030年前碳达峰行动方案》等文件中提及探索虚拟电厂的建设。2025年，国家发展改革委、国家能源局联合印发《关于加快推进虚拟电厂发展的指导意见》。
与此同时，虚拟电厂也多处试点落地。例如，上海2021年上线国内首个网地一体虚拟电厂运营管理平台；云南2025年成立虚拟电厂管理中心，聚焦电动汽车充电桩等负荷资源，推动规模化调节；山西已有9座虚拟电厂入市交易；冀北虚拟电厂成功示范，由冀北电力交易中心牵头组织运营，以验证分布式资源多层级多时间尺度协调优化互动技术，并探索其在调峰辅助服务市场的运营机制。
（二）虚拟电厂未来发展方向
根据源荷组合方式分类，虚拟电厂有三种聚合模式。第一种是虚拟电厂负荷聚合运行模式，售电公司利用电力零售用户渠道，聚合用户侧分布式发电、可调负荷、储能、充电桩、换电站等灵活性资源，以虚拟电厂的形式参与电力市场交易。第二种是省内源荷联动一体化模式：一是虚拟电厂配合风电、光伏的短期运行曲线进行运行调节，以保障风光项目中长期合约履约；二是虚拟电厂在实时运行时与风电、光伏项目的超短期预测结果进行配合运行，避免承担偏差考核责任；三是虚拟电厂提供辅助服务，供风电、光伏履行辅助服务责任。第三种是省间源荷联动一体化模式：一是虚拟电厂在低谷时段增加用电量，从而增加省间输电通道的输电能力，进而转换为送端火电机组的发电空间或发电权空间；二是虚拟电厂配合送端电源按照既定发电计划运行，减轻外送电的偏差考核责任；三是虚拟电厂提供辅助服务，供外来电履行辅助服务责任。
零碳工业园区发展现状及未来发展方向
能源消费终端中的工业园区实现近零排放，是近年来负荷侧的研究示范热点，是较为直接的降碳方案。
（一）零碳工业园区发展现状
2024年12月中央经济工作会议首次明确“建立一批零碳园区”后，零碳工业园区的建设被正式提升到国家战略层面。
从政策方面看，国家和地方为零碳园区的发展构建了全面且逐步深化的政策体系。面对工业园区高排放的现状，“零碳工业园区”成为当前引领园区绿色转型的阶段目标和发展新范式。在“双碳”目标背景下，从国家到地方各层面为零碳园区的发展构建了全面且逐步深化的政策体系，且各类评价标准体系正同步逐级建立。
从近年实践看，各省、地市纷纷探索以零碳园区为抓手，实现产业转型升级和绿色增长的双赢。截至2024年底，全国零/近零碳园区试点超过190个，其中国家级31个，覆盖电子信息、钢铁化工、能源装备等多元产业。其中较为典型的园区如广州南沙开发区，作为国家首批“减污降碳协同增效”试点园区之一，其在规划阶段就充分发挥政策引导效应，通过构建“政—企—园”业间协作产业网络，共享供应链绿色平台，发展循环经济和产业链自净模式，推进原料循环利用和副产物互供，积极探索微电网示范项目，引入地下岩层储热和太阳能热利用，提高园区能效，为政企合作模式下的产业新城型园区提供了可借鉴的协同治污降碳路径。
（二）零碳工业园区的发展趋势
根据清华大学环境学院的调研数据，工业园区集中全国近70%的工业用能，其碳排放量占全国总碳排放量的31%，且园区内集中供能设施排放占园区总排放的75%，凸显能源输入在园区总体能源消费中的主导地位。进而表明实现园区整体零碳/低碳转型目标下对工业园区能源供给和排放进行系统化管控优化的必要性。
零碳园区的未来发展集中在以下方向。一是优化工业流程、提升能效。针对园区内的工业企业，开展系统的节能降耗和工艺优化是“减碳从源头做起”的关键措施，应聚焦园区能源系统、生产工艺、基础设施、交通物流、公共建筑等重点领域全过程系统性推进节能。二是电气化改造与终端用能低碳化。“以电代煤、以电代油”是工业领域深度减碳的重要路径。在工业生产环节、交通物流环节以及园区生活服务设施方面大力推进工艺设备电气化，全面推广电气化将大幅度减少直接碳排放量。三是实现储能和新能源耦合柔性调峰。鉴于高比例可再生能源的波动性，园区须配建可承载波动的储能系统和调峰设施，从电储能、热储能和氢能储能领域实现对新能源“削峰填谷”，确保能源供应的稳定性。四是实现碳捕集、利用与封存（CCUS）。对于难以避免的化石燃料燃烧和工艺过程排放，部署CCUS技术是实现（近）零排放的必要措施，在园区层面可探索共享CCUS基础设施，由园区牵头建设集中二氧化碳处理中心，实现规模经济，降低成本。
