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能源轉(zhuǎn)型怎么轉(zhuǎn)、轉(zhuǎn)型過程中要解決什么問題等仍是業(yè)內(nèi)專家關注的焦點

2023-9-18 15:48 來源: 新京報

國家統(tǒng)計局數(shù)據(jù)顯示,2022年,我國天然氣、水電、核電、風電、太陽能發(fā)電等清潔能源消費量占能源消費總量的25.9%,上升了0.4個百分點?!吨袊茉窗l(fā)展報告2023》指出,2022年,全國非化石能源消費占比達到17.5%,石油和天然氣這兩種傳統(tǒng)的化石能源消費,近20年來首次出現(xiàn)雙降。

現(xiàn)有數(shù)據(jù)表明,我國目前能源結(jié)構(gòu)呈現(xiàn)出“化石能源比重持續(xù)走低,可再生能源比重持續(xù)增加”的特點。黨的二十大報告提出,要“加快規(guī)劃建設新型能源體系”“確保能源安全”。能源與生態(tài)文明建設息息相關、緊密相連,在實現(xiàn)“雙碳”目標前,能源轉(zhuǎn)型怎么轉(zhuǎn)、轉(zhuǎn)型過程中要解決什么問題等仍是業(yè)內(nèi)專家關注的焦點。

我國可再生能源豐富,技術開發(fā)仍有提升空間

實現(xiàn)能源轉(zhuǎn)型并非一蹴而就。1978年,我國化石能源占比高達96.9%,而以水、核、風、光等在內(nèi)的一次電力及其他能源僅占3.1%?;茉从捎谄浣?jīng)濟性、便利性、穩(wěn)定性,從一開始就迅速成為人類能源的主角。

能源是經(jīng)濟社會發(fā)展的重要物質(zhì)基礎和動力源泉,而工業(yè)化的進程也不可避免帶來了環(huán)境問題。自上世紀90年代中期起,我國開始對能源密集型、污染密集型的中小企業(yè)進行整治,能源消耗產(chǎn)生的碳排放量有所下降。

相關公報顯示,2022年,我國能源消費總量達到54.1億噸標準煤。其中,我國煤炭消費量占能源消費總量的56.2%,約30.4億噸。總體來講,我國化石能源占比有所下降,但下降幅度不大。此外,煤炭占比雖然也有所下降,但存在波動。

另從2022年的數(shù)據(jù)來看,我國水電、風電、太陽能發(fā)電、生物質(zhì)發(fā)電裝機均居世界第一??稍偕茉窗l(fā)電量達到2.7萬億千瓦時,占全社會用電量的31.6%。由此可見,可再生能源的發(fā)電占據(jù)了非常重要的位置。

“豐富的可再生能源是我們國家能源資源稟賦的重要組成部分?!敝袊こ淘涸菏慷畔殓?月16日召開的2023全球能源轉(zhuǎn)型高層論壇上表示,因為資源豐富的基礎,才能把能源低碳轉(zhuǎn)型作為國家戰(zhàn)略。但他也指出,我國已經(jīng)開發(fā)的可再生能源不到技術可開發(fā)資源量的十分之一。

油和氣是碳和氫不同比例的化合物。利用物理和化學的方法,基于氫和二氧化碳兩種元素也可以制造不同的化石燃料,例如石油、甲醇、乙醇等。所以這些化石能源不僅是能源,還是原料。整個過程中,技術的采用極其重要。

技術創(chuàng)新的重要性還體現(xiàn)在煤炭上。煤炭的首要用途在于發(fā)電。十幾年前,發(fā)一個千瓦時的電要消耗400克標準煤,但目前已經(jīng)進步到平均300克標準煤就可以發(fā)一度電,而最高效的電廠可以降到248克標準煤就能夠發(fā)一度電。

針對中國能源轉(zhuǎn)型面臨的主要挑戰(zhàn),在此次論壇上,中國工程院院士湯廣福也提到,“低成本的負碳技術很關鍵?!蓖ǔR饬x上,負碳技術指的是捕集、貯存和利用二氧化碳的技術。在實現(xiàn)碳中和目標上,需要應用負排放技術從大氣中移除二氧化碳并將其儲存起來,以抵消那些難減排的碳排放。

此外,面臨的挑戰(zhàn)還包括如何提高風電光伏的效率、如何構(gòu)建新的電網(wǎng)形態(tài)、如何解決國產(chǎn)自主可控等。

近年來,我國重視儲能和氫能的發(fā)展,陸續(xù)出臺一系列政策來鼓勵相關行業(yè)發(fā)展。華北電力大學國家儲能技術產(chǎn)教融合創(chuàng)新平臺副主任徐超認為,儲能和氫能都會針對不同的應用場景產(chǎn)生不同的作用,比如針對電力削峰填谷和可再生能源消納等。

“儲能技術的發(fā)展,從材料、氣電,到系統(tǒng),其實都有很多關鍵的技術。實際上在產(chǎn)業(yè)化和應用過程中,還有很多我們實際遇到的瓶頸問題需要去解決?!毙斐f,氫能產(chǎn)業(yè)鏈條比較長,涉及制氫、儲氫、輸運、用氫多個環(huán)節(jié),每個環(huán)節(jié)要求的技術都很復雜。

湯廣福表示,“我們能不能轉(zhuǎn)型成功關鍵還是要靠創(chuàng)新,我們設定的轉(zhuǎn)型路徑依賴于技術預測的突破?!?/div>

以可再生能源替代煤炭成為減碳重要一環(huán)

提及中國的能源稟賦,總繞不開六個字:富煤、缺油、少氣。而在杜祥琬看來,這六個字已經(jīng)跟不上發(fā)展了。

他認為,人們要認識到經(jīng)濟社會可持續(xù)發(fā)展的需求,實現(xiàn)“雙碳”目標的過程也正在牽引著可再生能源快速的增長。同時,自然資源技術能力的發(fā)展和其成本的下降,也在支撐著可再生能源快速增長。“可再生能源的可持續(xù)性,也就是資源的可再生性?!?/div>

在能源轉(zhuǎn)型過程中,以新能源為主的新型電力系統(tǒng)的構(gòu)建,是不容忽視的一環(huán)。國家電投集團科學技術研究院有限公司黨委委員、副總經(jīng)理沈峰接受新京報記者采訪時表示,新型電力系統(tǒng)是以承載實現(xiàn)碳達峰碳中和,貫徹新發(fā)展理念、構(gòu)建新發(fā)展格局、推動高質(zhì)量發(fā)展的內(nèi)在要求為前提。

實際上,這意味著能源的生產(chǎn)方式將發(fā)生巨大轉(zhuǎn)變。我國目前75%的碳排放來自于煤炭,減碳很重要的一環(huán)是以可再生能源替代煤炭。

“所以這些年來我們能看到,比如我國的風電光伏發(fā)展走在世界前列,像冀北電網(wǎng)20%用的是清潔能源,南方電網(wǎng)中清潔能源的比例就更高了,這里面主要是風電、光伏做的貢獻??梢钥吹降氖牵磥砻禾肯M的比例還將進一步減少,可再生能源的消費將繼續(xù)增加?!鄙蚍逭f。

中國能源研究會能源政策研究室主任林衛(wèi)斌認為,新一輪電力體制改革的重點是要適應并推動電力系統(tǒng)“四化”(低碳化、多元化、柔性化、數(shù)智化)轉(zhuǎn)型,最終建成以新能源為主體的“清潔低碳、安全充裕、經(jīng)濟高效、供需協(xié)同、靈活智能”的新型電力系統(tǒng)。

隨著具有間歇性、波動性、不穩(wěn)定性的可再生能源,尤其是風電太陽能發(fā)電等新能源在電源結(jié)構(gòu)中占比逐步提高,電力供應安全的內(nèi)涵發(fā)生了深刻變化。

“我們需要在整個‘雙碳’戰(zhàn)略進程的視野下以更長遠的眼光來看待如何優(yōu)化部署煤電機組建設的問題。這其中需要著重考慮幾個因素:一是各地區(qū)經(jīng)濟社會發(fā)展對煤電兜底保障需要的動態(tài)變化,二是新型電力系統(tǒng)建設對煤電作為調(diào)節(jié)性電源和備用容量需求的動態(tài)變化,三是區(qū)域間電量和電力互濟能力的提升,四是現(xiàn)役煤電機組的可服役期限?!绷中l(wèi)斌表示,應該盡快理順煤電轉(zhuǎn)型發(fā)展的體制機制,讓合理的價格機制和市場化手段引導煤電建設和資源優(yōu)化配置,避免“一刀切”和大起大落。

打造碳中和的零碳能源體系成為共識

目前,世界能源轉(zhuǎn)型呈現(xiàn)出一條較為清晰的路徑——“煤炭-石油天然氣-可再生能源”?;茉词俏覈M的主體能源,這也決定了我國目前仍處在以煤炭為主導的第一階段。我國2060年實現(xiàn)碳中和的戰(zhàn)略決策,使打造碳中和的零碳能源體系成為共識。

根據(jù)目前的情況,有專家提出了2060年的能源架構(gòu)存在4種可能的技術選擇:以化石能源為主、可再生能源和核能為輔的能源架構(gòu);以可再生能源為主、化石能源和核能為輔的能源架構(gòu);以可再生能源為主、核能為輔的能源架構(gòu);100%可再生能源的能源架構(gòu)。

無論是哪種能源結(jié)構(gòu),在能源轉(zhuǎn)型的過程中,都需要找到目前面臨的重點攻關和探索方向。

就此,湯廣福列舉了目前能源轉(zhuǎn)型需要關注的重點技術。他表示,首先是化石能源高效開發(fā)與清潔利用技術。開發(fā)煤炭高效燃燒和靈活調(diào)峰、煤炭與綠氫耦合轉(zhuǎn)化制油氣、非常規(guī)和深地油氣勘探開發(fā)、低成本二氧化碳捕集封存等關鍵技術,為保障我國能源安全和實現(xiàn)“雙碳”目標提供技術支撐。

其次是大規(guī)模清潔能源開發(fā)技術。開發(fā)變革性光伏發(fā)電、深遠海大容量風力發(fā)電機組、先進核能技術、清潔能源廣域時空互補等關鍵技術,支撐清潔能源的大規(guī)模開發(fā)和高效互補利用。

再次是多能流柔性傳輸與安全運行技術。開發(fā)新型電力系統(tǒng)形態(tài)構(gòu)建、先進輸電技術與裝備、源傳輸系統(tǒng)安全防御、油氣氫電多能流轉(zhuǎn)換和柔性傳輸?shù)汝P鍵技術,大幅提升系統(tǒng)柔性傳輸和資源靈活調(diào)配能力,實現(xiàn)大規(guī)模新能源安全可靠消納,保障能源傳輸安全。

最后是多能融合與能效提升技術。開發(fā)多元用戶大規(guī)模供需互動、多能源協(xié)同高效利用、能源系統(tǒng)數(shù)字化賦能、工業(yè)流程再造節(jié)能減排等關鍵技術。例如前沿智能感知、AR(增強現(xiàn)實)人工智能在電力系統(tǒng)的調(diào)度,實現(xiàn)源網(wǎng)荷儲之間的協(xié)調(diào)互動,同時大幅度提升終端能效水平。

他在演講中稱,“這四個方面的轉(zhuǎn)型關鍵技術是決定我們中國能源轉(zhuǎn)型2030年碳達峰之后,特別是2060年能不能實現(xiàn)碳中和的一個重要標志?!?/div>

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