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誰是零排放的關(guān)鍵先生?薪柴、煤炭、石油、太陽能……能源不僅見證同時(shí)也在推動(dòng)著人類文明不斷發(fā)展。在應(yīng)對全球氣候變化中,能源行業(yè)正成為先行軍。中國、美國、歐盟、英國、日本等均制定了明確的碳中和時(shí)間表,吹響了全球能源結(jié)構(gòu)從化石能源為主體向可再生能源轉(zhuǎn)型的號角。 作為當(dāng)今世界能源利用效率提升最快的國家,為了實(shí)現(xiàn)2030年前碳達(dá)峰、2060年前碳中和的雙碳目標(biāo),中國的能源電力行業(yè)正在迎來變革——電力系統(tǒng)中的主力軍煤電與替補(bǔ)隊(duì)伍可再生能源,未來將發(fā)生角色轉(zhuǎn)換。 提法變了 碳達(dá)峰是指二氧化碳的排放量不再增長,達(dá)到峰值之后逐步降低。碳中和是指通過節(jié)能減排、技術(shù)創(chuàng)新等途徑,抵消排放的二氧化碳,實(shí)現(xiàn)“零排放”。 3月15日召開的中央財(cái)經(jīng)委員會(huì)第九次會(huì)議(下稱會(huì)議)提出,要把碳達(dá)峰、碳中和納入生態(tài)文明建設(shè)整體布局,拿出抓鐵有痕的勁頭,如期實(shí)現(xiàn)2030年前碳達(dá)峰、2060年前碳中和的目標(biāo)。這次會(huì)議,更清晰地謀劃了“十四五”期間碳達(dá)峰、碳中和工作的“施工圖”——從能源體系、重點(diǎn)行業(yè)、綠色低碳技術(shù)、綠色低碳政策和市場體系、綠色低碳生活、生態(tài)碳匯能力、國際合作等7個(gè)方面進(jìn)行了部署。 國網(wǎng)新疆電力有限公司經(jīng)濟(jì)技術(shù)研究院院長趙志強(qiáng)認(rèn)為,中國現(xiàn)在距碳達(dá)峰只有不到10年時(shí)間,從碳達(dá)峰到碳中和也只有30年時(shí)間,時(shí)間緊、壓力大,所以“十四五”必須取得實(shí)質(zhì)性進(jìn)展,才能保障碳達(dá)峰及后續(xù)的碳中和目標(biāo)如期實(shí)現(xiàn)?梢哉f,“十四五”是落實(shí)雙碳目標(biāo)的關(guān)鍵期、窗口期。 能源的清潔低碳化,是會(huì)議對碳達(dá)峰進(jìn)行部署的第一項(xiàng)重點(diǎn)工作。會(huì)議指出,“要構(gòu)建清潔低碳安全高效的能源體系,控制化石能源總量,著力提高利用效能,實(shí)施可再生能源替代行動(dòng),深化電力體制改革,構(gòu)建以新能源為主體的新型電力系統(tǒng)!贝饲暗2020年底,國家能源局的相關(guān)表述是,“構(gòu)建適應(yīng)高比例可再生能源發(fā)展的新型電力系統(tǒng)。” 受訪專家認(rèn)為,對新型電力系統(tǒng)的新提法,一方面更加明確了新能源在新型電力系統(tǒng)中的主導(dǎo)地位,意味著以風(fēng)電和光伏為主的新能源將迎來爆發(fā)式增長,新能源在一次能源消費(fèi)中的比重將持續(xù)提升;另一方面則更加明確了推動(dòng)新型電力系統(tǒng)轉(zhuǎn)型發(fā)展的迫切性——新型電力系統(tǒng)的發(fā)展目標(biāo)是構(gòu)建清潔低碳、安全高效的現(xiàn)代能源體系,目前的電力系統(tǒng)還不能滿足這一發(fā)展要求,因此,還需要在電力系統(tǒng)技術(shù)創(chuàng)新、體系建設(shè)、體制機(jī)制等方面進(jìn)一步突破,加快推進(jìn)電力系統(tǒng)轉(zhuǎn)型發(fā)展。 誰把局面扭轉(zhuǎn)了 實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰目標(biāo),為什么要建立新能源為主體的新型電力系統(tǒng)? 廈門大學(xué)中國能源政策研究院院長林伯強(qiáng)解釋,我國的資源稟賦是“富煤、貧油、少氣”,過去,能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)中化石能源消費(fèi)量占比約85%,化石能源的二氧化碳排放量,75%是由煤炭消耗導(dǎo)致的。以煤電為主的能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)若繼續(xù)保持下去,就不能實(shí)現(xiàn)“30·60”雙碳目標(biāo),“新型電力系統(tǒng)要實(shí)現(xiàn)低碳化,就必須讓非化石能源在其中占據(jù)主體地位”。 我國的可再生能源開發(fā)利用較晚,但在這一領(lǐng)域的探索成效顯著。去年底發(fā)布的《新時(shí)代的中國能源發(fā)展》白皮書顯示,2019年碳排放強(qiáng)度比2005年下降48.1%,超過了2020年碳排放強(qiáng)度比2005年下降40%~45%的預(yù)定目標(biāo),扭轉(zhuǎn)了二氧化碳排放快速增長的局面。這背后,是能源供給側(cè)和消費(fèi)側(cè)的持續(xù)優(yōu)化。 一方面,在能源供給側(cè),水電、風(fēng)電、光伏發(fā)電、生物質(zhì)發(fā)電裝機(jī)容量分別連續(xù)16年、11年、6年和3年穩(wěn)居全球首位。特別是2010年以來,我國在新能源發(fā)電領(lǐng)域累計(jì)投資約8180億美元,占同期全球新能源發(fā)電建設(shè)投資約三成。 另一方面,能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)加快向清潔低碳轉(zhuǎn)變。白皮書顯示,2019年我國煤炭消費(fèi)占能源消費(fèi)總量比重為57.7%,比2012年降低10.8個(gè)百分點(diǎn);天然氣、水電、核電、風(fēng)電等清潔能源消費(fèi)量占能源消費(fèi)總量比重為23.4%,比2012年提高8.9個(gè)百分點(diǎn);非化石能源占能源消費(fèi)總量比重達(dá)15.3%,比2012年提高5.6個(gè)百分點(diǎn)。 未來,隨著我國新能源裝備制造業(yè)不斷創(chuàng)新升級,新能源在減少碳排放中起到的作用將越來越明顯。 我國風(fēng)電制造頭部企業(yè)之一新疆金風(fēng)科技股份有限公司董事長武鋼介紹,今年1月,金風(fēng)科技和全球權(quán)威的第三方機(jī)構(gòu)瑞典環(huán)境科學(xué)研究院合作,完成了GW155-4.5和GW136-4.2兩款風(fēng)機(jī)的全生命周期環(huán)境影響評估,發(fā)布了我國首個(gè)風(fēng)機(jī)環(huán)境產(chǎn)品聲明:兩款風(fēng)機(jī)在整個(gè)生命周期的單位發(fā)電量對應(yīng)二氧化碳排放分別為7.25克/度和8.04克/度,不到火電的1%。兩款風(fēng)機(jī)在分別運(yùn)行6個(gè)月和6.4個(gè)月后所產(chǎn)生的能源量,便可抵消其在全生命周期中所消耗的能源量。 我國光伏制造頭部企業(yè)之一協(xié)鑫集團(tuán)執(zhí)行總裁沈承勇介紹,目前世界上絕大部分廠家生產(chǎn)的光伏產(chǎn)業(yè)所需的硅料,均采用傳統(tǒng)的改良西門子法,這是最為成熟、應(yīng)用最廣泛的工藝技術(shù)。而該集團(tuán)旗下保利協(xié)鑫能源控股有限公司歷經(jīng)10年探索與創(chuàng)新,推出了完全自主創(chuàng)新工藝——硅烷流化床法(FBR)制備顆粒硅,去年下半年萬噸級生產(chǎn)線已正式量產(chǎn)。光伏產(chǎn)業(yè)鏈分別對FBR顆粒硅和改良西門子法生產(chǎn)的多晶硅組件進(jìn)行碳足跡溯源后發(fā)現(xiàn),僅在硅料環(huán)節(jié),生產(chǎn)1吉瓦顆粒硅就可減排13萬噸二氧化碳,較改良西門子法降低74%;從整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈來看,生產(chǎn)1吉瓦組件至少可降低二氧化碳排放量47.7%。 新能源裝機(jī)量將超煤電 國家能源局的數(shù)據(jù)顯示,截至2020年底,我國可再生能源發(fā)電裝機(jī)總規(guī)模達(dá)到9.3億千瓦,占總裝機(jī)的42.4%。其中水電3.7億千瓦、風(fēng)電2.8億千瓦、光伏發(fā)電2.5億千瓦、生物質(zhì)發(fā)電2952萬千瓦。 國家能源局主要負(fù)責(zé)人表示,未來將制定更積極的新能源發(fā)展政策,錨定2030年非化石能源消費(fèi)比重25%和風(fēng)電光伏裝機(jī)12億千瓦以上的目標(biāo),構(gòu)建清潔低碳、安全高效的能源體系。12億千瓦是當(dāng)前新能源裝機(jī)量的兩倍多,超過了當(dāng)前煤電近11億千瓦的體量。 各種新能源的發(fā)展動(dòng)力和趨勢如何?業(yè)內(nèi)人士分享了他們的觀點(diǎn)。 ——長期來看,海上風(fēng)電發(fā)展?jié)摿Υ蟆?/p> 國家能源局的數(shù)據(jù)顯示,到2020年底,全國陸上風(fēng)電累計(jì)裝機(jī)2.71億千瓦、海上風(fēng)電累計(jì)裝機(jī)約900萬千瓦。西北、華北、東北仍是陸上風(fēng)電場集中區(qū)域;山東、江浙、福建、廣東等中東部沿海經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)、負(fù)荷集中地區(qū)則是海上風(fēng)電市場發(fā)展迅速。 新疆金風(fēng)科技股份有限公司旗下天潤新能創(chuàng)新經(jīng)理劉昊分析,隨著風(fēng)機(jī)技術(shù)的進(jìn)步和特高壓輸電工程的發(fā)展,西北風(fēng)電的大基地平價(jià)項(xiàng)目將有很多新的發(fā)展空間;中東部地區(qū)將發(fā)展分散式風(fēng)電;海上風(fēng)電、海上工程和海上裝備的成本預(yù)計(jì)未來幾年將明顯下降,海上風(fēng)電將迎來高速發(fā)展。 和君國有資本與國企改革研究中心專家任明濤介紹,海上風(fēng)電與陸上風(fēng)電相比有幾個(gè)優(yōu)勢:一是距離用電負(fù)荷中心近。海上風(fēng)電場一般都在沿海一兩百里處,離主要的經(jīng)濟(jì)圈比較近,并且常年有風(fēng),不需要長距離運(yùn)輸,符合用電負(fù)荷中心的需求。二是海上風(fēng)機(jī)利用效率更高。在同等海拔,海上的風(fēng)速要顯著高于陸上風(fēng)速,海上風(fēng)電風(fēng)能資源的能源效益比陸地風(fēng)電高20%~40%。三是海上風(fēng)機(jī)不占用土地資源,不會(huì)對居民和生物產(chǎn)生太大影響。 ——光伏成本大幅降低,集中與分布并重。 我國光伏產(chǎn)業(yè)經(jīng)過20年的發(fā)展,已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了光伏制造業(yè)產(chǎn)量、裝機(jī)量和發(fā)電量三個(gè)世界第一,成為一張閃亮的“中國名片”。我國光伏產(chǎn)業(yè)頭部企業(yè)之一隆基綠能科技股份有限公司副總裁李文學(xué)認(rèn)為,雙碳目標(biāo)的提出,為光伏產(chǎn)業(yè)發(fā)展帶來了前所未有的歷史機(jī)遇。 李文學(xué)介紹,光伏產(chǎn)業(yè)多年來技術(shù)進(jìn)步很快,超出人們預(yù)期。2008年,我國單晶硅片的市場價(jià)格約為100元/片,現(xiàn)在已降至3元多;組件當(dāng)年30多元/瓦,現(xiàn)在是1.8元/瓦。光伏設(shè)備沒有轉(zhuǎn)動(dòng)部件,運(yùn)行維護(hù)簡單,大規(guī)模應(yīng)用后,運(yùn)維成本也較低。目前,光伏發(fā)電在全球絕大多數(shù)國家和地區(qū)是最便宜的電力能源!皩砑夹g(shù)繼續(xù)進(jìn)步的空間還很大,成本還可能進(jìn)一步降低! 沈承勇認(rèn)為,當(dāng)前光伏產(chǎn)業(yè)的發(fā)展趨勢可以從兩個(gè)層面來看:一是從技術(shù)角度看,隨著儲(chǔ)能技術(shù)的進(jìn)步,“光伏+儲(chǔ)能”會(huì)解決光伏電力不穩(wěn)定的難題,減少對電網(wǎng)的沖擊;二是從經(jīng)濟(jì)角度看,隨著光伏產(chǎn)業(yè)技術(shù)迭代發(fā)展,成本逐步降低,每度電的上網(wǎng)成本可以低至0.16元,即使政府不補(bǔ)貼,也可以在能源市場有很強(qiáng)的競爭力。“未來10年到20年,光伏是前景最明朗的新能源產(chǎn)業(yè)。”沈承勇的語氣充滿信心。 對于光伏產(chǎn)業(yè)集中式電站和戶用分布式兩種發(fā)展方式,沈承勇認(rèn)為,未來這兩種方式需要并重發(fā)展,光伏集中式電站好比高速公路,戶用分布式光伏則可以看作省道、縣道,兩種發(fā)展方式有不同用途,一定會(huì)并存。 ——光熱電站尚需尋求突破。 在新能源行業(yè)中,太陽能光熱發(fā)電是新型發(fā)電方式。其中熔鹽塔式光熱發(fā)電是目前較受歡迎的技術(shù)路線,原理是將太陽光通過鏡面集中反射到吸熱塔形成熱能,再通過傳統(tǒng)發(fā)電技術(shù)將熱能轉(zhuǎn)化為電能。 2016年,國家為了支持太陽能光熱發(fā)電產(chǎn)業(yè),在全國推出了20個(gè)示范項(xiàng)目,分布在新疆、甘肅、青海等地。一相關(guān)投資人介紹,太陽能光熱發(fā)電產(chǎn)業(yè)鏈條長,屬于資金密集型、技術(shù)密集型產(chǎn)業(yè),在短時(shí)間內(nèi)很少有企業(yè)能正常投產(chǎn)。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì),此前的20個(gè)示范項(xiàng)目,截至目前僅有8個(gè)項(xiàng)目并網(wǎng)。這名投資人介紹,國內(nèi)不少企業(yè)不掌握核心技術(shù),只能作為承包商來進(jìn)行項(xiàng)目建設(shè)。 ——水電正形成梯級滾動(dòng)開發(fā)之勢。 根據(jù)國家能源局的數(shù)據(jù),截至2021年3月底,全國水電裝機(jī)容量約為3.71億千瓦。因開發(fā)規(guī)模最大、技術(shù)最成熟、經(jīng)濟(jì)性最強(qiáng),水電已成為我國目前最重要的清潔能源種類。我國不僅是水電大國,還是水電裝備大國,水電裝備國產(chǎn)化水平很高。 四川、云南是我國水電裝機(jī)規(guī)模最大的省份。目前,正在建設(shè)中的烏東德、白鶴灘,以及已經(jīng)建成投運(yùn)的溪洛渡、向家壩等四座水電站,將在金沙江下游河段形成4646萬千瓦裝機(jī)的水電集群。形成梯級滾動(dòng)開發(fā)之勢后,金沙江下游水電站還將與三峽、葛洲壩電站聯(lián)合調(diào)度,發(fā)揮出巨大的綜合效益,標(biāo)志著世界上最大清潔能源走廊初步建成。 當(dāng)前,我國水電開發(fā)項(xiàng)目多位于川滇兩省,不過兩省的水電發(fā)展也面臨著一系列“新愁舊困”,特別是自“十二五”以來出現(xiàn)了水電大規(guī)!皸壦眴栴}。據(jù)國家能源局統(tǒng)計(jì),2020年全國水電“棄水”主要發(fā)生在四川,四川又主要集中在大渡河干流,約占全省“棄水”電量的53%。與此同時(shí),四川也面臨著缺電隱憂。 “一邊在‘棄水’,一邊又缺電,這種矛盾反映出四川電力行業(yè)的結(jié)構(gòu)性問題。”四川省能源局有關(guān)負(fù)責(zé)人解釋,四川水電“棄水”主要發(fā)生在汛期,缺電主要是因水電先天不足、“豐余枯缺”導(dǎo)致的冬季季節(jié)性缺電,以及成渝地區(qū)雙城經(jīng)濟(jì)圈加快建設(shè)帶來的成都及其周邊的區(qū)域性缺電。 國網(wǎng)四川省電力公司副總工程師、調(diào)度控制中心主任李鎮(zhèn)義介紹,近年來,通過著力提升外送能力、促進(jìn)本地消納、加大市場化交易力度等舉措,四川省花大力氣使“棄水”電量連續(xù)四年同比下降,水能利用率在2020年底達(dá)到了國家《清潔能源消納行動(dòng)計(jì)劃(2018—2020年)》要求的目標(biāo)!笆奈濉睍r(shí)期,隨著成渝地區(qū)雙城經(jīng)濟(jì)圈建設(shè)國家戰(zhàn)略的加快實(shí)施,川渝地區(qū)將成為高質(zhì)量發(fā)展的重要增長極,電力供需形勢將在未來兩三年出現(xiàn)“拐點(diǎn)”。當(dāng)前,急需加快推動(dòng)連接川西水電群和成都負(fù)荷中心的1000千伏四川特高壓交流電網(wǎng)落地開建。 大連理工大學(xué)水利工程學(xué)院教授程春田認(rèn)為,在電化學(xué)儲(chǔ)能技術(shù)的規(guī)模、經(jīng)濟(jì)性、安全性目前尚不足以支撐上述需求的情況下,如何利用好世界獨(dú)一無二的水電資源稟賦,利用水電基地干流多個(gè)龍頭水電站巨大的梯級杠桿效應(yīng),通過梯級水電功能再造,加建季節(jié)性抽水蓄能電站,進(jìn)一步提升水電靈活性,構(gòu)建以水電基地為核心的國家、區(qū)域靈活性調(diào)節(jié)樞紐風(fēng)光大規(guī)模集中消納技術(shù)體系,將是未來很長一段時(shí)間內(nèi)實(shí)現(xiàn)我國雙碳目標(biāo)的可靠和現(xiàn)實(shí)選擇。 也有不同觀點(diǎn)認(rèn)為,水電會(huì)受到技術(shù)和可開發(fā)量的限制。由于前期國家對水電大規(guī)模集中開發(fā)較多,剩余水電可開發(fā)空間有限。隨著水電開發(fā)難度增加,綜合造價(jià)會(huì)逐步上升,開發(fā)規(guī)模會(huì)逐漸趨緩。加之生態(tài)、民生等因素,水電裝機(jī)增長空間有限。 ——生物質(zhì)發(fā)電成有益補(bǔ)充,也需“減污降碳”。 目前,可再生能源中裝機(jī)最少的是生物質(zhì)發(fā)電。生物質(zhì)發(fā)電作為可再生能源利用的一種形式,主要包括沼氣發(fā)電、垃圾發(fā)電等形式和技術(shù)。業(yè)內(nèi)人士分析,作為新能源電源發(fā)展的有益補(bǔ)充,未來生物質(zhì)發(fā)電裝機(jī)規(guī)模將呈緩慢上升趨勢,考慮到生物質(zhì)發(fā)電同樣存在二氧化碳排放的問題,中期可能要“減污降碳”。 林伯強(qiáng)認(rèn)為,可再生能源發(fā)電與儲(chǔ)能技術(shù)相結(jié)合,才是推動(dòng)其大規(guī)模應(yīng)用的關(guān)鍵。這種結(jié)合不僅可以有效提升可再生能源發(fā)電的可靠性和穩(wěn)定性,同時(shí)可以降低電力系統(tǒng)的碳排放,推動(dòng)雙碳目標(biāo)實(shí)現(xiàn)。 |