2021-01-15
作者：學(xué)習時(shí)報
學(xué)習時(shí)報 報道
2020年9月22日，習近平主席在第75屆聯(lián)合國大會(huì )一般性辯論中提出，中國的碳排放要力爭在“2030年前達到峰值”“2060年前實(shí)現碳中和”這一目標；12月12日，在氣候雄心峰會(huì )上進(jìn)一步明確了實(shí)現“碳中和”的2030年階段性目標，在世界范圍內引起了巨大反響。為了實(shí)現“碳中和”目標，我國急需加快摒棄原先粗放型、高污染的發(fā)展道路，加速推動(dòng)能源領(lǐng)域深度變革，逐步構建綠電為核心的現代能源體系，走出能源轉型升級的“中國模式”。
提出“碳中和”目標的技術(shù)條件已經(jīng)成熟
技術(shù)創(chuàng )新驅動(dòng)能源領(lǐng)域加速變革。當前，以新能源、新材料、物聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)為主要驅動(dòng)力的第四次工業(yè)革命重塑全球能源供需格局，新能源、智能電網(wǎng)、儲能、電動(dòng)車(chē)和氫能產(chǎn)業(yè)的發(fā)展和落地加速實(shí)現，傳統能源生產(chǎn)和消費方式將發(fā)生革命性變革。
從供給側看，風(fēng)能驅動(dòng)葉片做功產(chǎn)生電能，光伏通過(guò)半導體直接將光能轉化成電能；從需求側看，電動(dòng)車(chē)、電制冷/熱等電氣化技術(shù)不斷成熟推廣。這是一個(gè)從量變到質(zhì)變的過(guò)程，新能源替代化石能源，終端電氣化水平不斷提升，能源利用從“高碳”轉向“無(wú)碳”、從“黑色”轉向“綠色”，供需兩端的能量轉換都在逐步脫離“高溫高壓”，能源領(lǐng)域即將從“火藥時(shí)代”邁入“冷兵器時(shí)代”，實(shí)現“碳中和”目標的藍圖已呈現在眼前。
能源供給側加速無(wú)碳化進(jìn)程。我國風(fēng)、光等新能源裝機已突破4億千瓦，相當于英、法兩國電力裝機總和。青海、西藏、內蒙古等西部、北部地區風(fēng)、光資源豐富。青海柴達木盆地24萬(wàn)平方公里的土地，理論上光伏裝機可達100億千瓦以上，年發(fā)電量可達20萬(wàn)億千瓦時(shí)以上，完全可以滿(mǎn)足全國終端能源需求（目前終端消費電量約7萬(wàn)億千瓦時(shí)，若交通、建筑用能等全部由電能替代，消費總量約10萬(wàn)億千瓦時(shí)）。
目前，新能源裝機年增量約為6000萬(wàn)千瓦。若增量按10%增速增長(cháng)，到2030年，新能源總裝機將達到15億千瓦，可以超額完成2030年12億千瓦目標；若隨后30年保持年增量不變，到2060年新能源總裝機約60億千瓦，每年可提供12萬(wàn)億千瓦時(shí)清潔電量。新能源裝機以復利形式增長(cháng)，“碳中和”戰略目標可以加速實(shí)現。
能源消費側加速電氣化進(jìn)程。電動(dòng)車(chē)、氫能、儲能、熱泵、儲熱等技術(shù)快速發(fā)展，交通、供暖等用能終端電代油、代氣、代煤的步伐不斷加快。全面電氣化進(jìn)程將引起能源消費結構的巨大變革，是一場(chǎng)效率革命、成本革命，電力與傳統化石能源相比，能效、成本和環(huán)保優(yōu)勢逐步顯現。
同時(shí)，大數據、物聯(lián)網(wǎng)、5G等信息與數字技術(shù)不斷進(jìn)步，可以對每個(gè)發(fā)、用電單元進(jìn)行精準控制，以數字化手段構建需求側智慧能源管控系統，實(shí)現荷隨源動(dòng)、源荷互動(dòng)的運行機制，提供了新能源間歇性問(wèn)題的解決路徑。
堅持系統思維，構建綠電為核心的現代能源體系
傳統能源體系下，煤、油、氣、電、核等各類(lèi)能源形式相互割裂、各自為戰，行業(yè)與行業(yè)之間壁壘嚴重，能源體系的整體布局還是脫離不了缺煤找煤、缺油找油、缺氣找氣的思維模式，造成了綜合效率的低下。實(shí)現“碳中和”目標，急需打破行業(yè)壁壘，堅持系統思維，立足整個(gè)能源系統全局，統一謀劃，全盤(pán)考慮，通過(guò)電的“空間轉移”和“時(shí)間轉移”，構建綠電為核心的“發(fā)輸儲用”一體化現代能源系統。
能源供應側，構建清潔化的能源供應系統，以風(fēng)、光等非化石能源取代油、氣、煤等傳統化石能源，逐步成為電力系統的主導一次電源。特別是在風(fēng)、光資源優(yōu)勢突出的西部、北部地區建設清潔能源基地，將廉價(jià)清潔能源送出，實(shí)現我國清潔能源更大范圍、更大規模的“空間轉移”。
能源消費側，構建高彈性的能源消費系統，加快推進(jìn)能源消費終端的電氣化進(jìn)程，從需求側改革做文章，通過(guò)合理電價(jià)機制引導需求側可中斷、可調節負荷有序調整，統一調度分布化的需求側資源，變散兵游勇為集團軍作戰。加快儲能、儲熱/冷、電動(dòng)車(chē)及氫能的發(fā)展，在風(fēng)、光等新能源出力高峰、電價(jià)較低時(shí)，將電能轉化各種形式能源“儲存”，在風(fēng)、光等新能源出力不足、電價(jià)較高時(shí)，使用儲存的能源供能，從而實(shí)現能源的“時(shí)間轉移”。
此外，在推動(dòng)新能源基地建設時(shí)，同樣要堅持系統思維，統籌能源、經(jīng)濟、生態(tài)的協(xié)同發(fā)展。如在內蒙古地區發(fā)展新能源，1億千瓦的風(fēng)電裝機每年可提供3000億千瓦時(shí)清潔電量，可替代1.5億噸產(chǎn)能的煤礦，減排二氧化碳2.3億噸。同步開(kāi)發(fā)新能源基地與現代農牧業(yè)基地，開(kāi)展荒漠治理、治沙，可以減輕草原放牧強度，變革農牧民生產(chǎn)生活方式，實(shí)現“生態(tài)優(yōu)先、綠色發(fā)展”。
以綠電為核心，加速完成電力系統大變革
人類(lèi)社會(huì )發(fā)展至今，已經(jīng)經(jīng)歷了從薪柴到煤炭、從煤炭到油氣兩次能源革命，其間蒸汽機、內燃機、電氣化等重大技術(shù)創(chuàng )新，直接驅動(dòng)了能源行業(yè)發(fā)生變革。目前來(lái)看，第四次工業(yè)革命帶來(lái)的新能源、新材料、物聯(lián)網(wǎng)、5G等重大技術(shù)革新，已經(jīng)為實(shí)現“碳中和”奠定了基礎。歷史經(jīng)驗告訴我們，重大技術(shù)創(chuàng )新給行業(yè)帶來(lái)的變革往往是漸進(jìn)過(guò)程中的一個(gè)突變。我們要充分看到技術(shù)進(jìn)步與創(chuàng )新給新能源、電氣化發(fā)展帶來(lái)的“加速度”。
綠電為核心的現代能源體系對傳統“發(fā)輸用”同時(shí)完成的電力系統而言是一次變革，將帶來(lái)若干重大轉變。
系統向“發(fā)輸儲用”轉變。系統中的電制氫、電制熱/冷、電動(dòng)車(chē)充放電等不僅承擔著(zhù)替代煤、油、氣等化石能源的作用，更是系統負荷調節的“蓄能器”，使電力系統由“發(fā)輸用”向“發(fā)輸儲用”模式轉變，需求側的各個(gè)用能、儲能單元可以實(shí)時(shí)響應發(fā)電側出力，讓負荷跟隨發(fā)電側調節，適應新能源出力特點(diǎn)，徹底解決間歇性問(wèn)題。預計2030年，我國電動(dòng)車(chē)保有量或超1億輛，可達50億千瓦時(shí)以上的儲能規模，相當于北京市半個(gè)月的用電量，需求側將擁有海量“儲能”資源。
社會(huì )總體用能成本下降。電能替代增量可以通過(guò)“時(shí)間轉移”實(shí)現在低谷時(shí)段消納，不會(huì )過(guò)多新增電網(wǎng)投資成本。新能源的規?；l(fā)展帶來(lái)供能成本的下降，終端電氣化的推進(jìn)帶來(lái)能源利用效率的提升。這樣，現代能源體系不會(huì )推高能源利用成本，社會(huì )總體用能成本會(huì )呈下降趨勢。
變總量平衡為時(shí)空平衡。過(guò)去能源系統往往更關(guān)注能源供應與需求之間量的匹配問(wèn)題，即發(fā)即用，就地平衡?，F代能源體系將通過(guò)電的“時(shí)間轉移”“空間轉移”，打破原有能源供給的時(shí)空約束，推動(dòng)多種能源互補利用，實(shí)現更大時(shí)間、空間尺度的系統性平衡。
從未來(lái)發(fā)展路徑看，我國目前以煤為主、貧油少氣的能源結構，決定了能源轉型不可能像西方國家那樣，依次完成由煤炭到油氣，再到可再生能源的兩次更迭，而應直接向可再生能源轉變，實(shí)現跨越式、創(chuàng )造式發(fā)展。為此，應分兩個(gè)階段推進(jìn)“碳中和”目標：第一階段：到2030年，著(zhù)力推動(dòng)綠電對油、氣等化石能源的替代，存量火電全面參與調峰，消費側大量布局儲熱/冷、電動(dòng)車(chē)、電制氫等靈活性產(chǎn)業(yè)，可再生能源比例和終端電氣化率繼續快速提升，大幅減少對國際油、氣資源依賴(lài)。第二階段：到2060年，著(zhù)力推動(dòng)綠電對煤炭的替代，儲能、氫能技術(shù)實(shí)現大規模成熟應用，綠電為核心的能源體系成為我國能源優(yōu)化配置的主要平臺，存量火電替換基本完成。
“碳中和”目標的實(shí)現過(guò)程就是我國能源革命逐步邁向深入的過(guò)程。加速構建“綠電為核心的現代能源體系”，對內而言，是解決我國能源安全和生態(tài)環(huán)保問(wèn)題的重要舉措，非化石能源將進(jìn)入“倍速”發(fā)展階段，帶動(dòng)新能源、儲能、制氫等新技術(shù)、新產(chǎn)業(yè)發(fā)展進(jìn)入“快車(chē)道”，加速完成能源領(lǐng)域新舊動(dòng)能轉換和產(chǎn)業(yè)升級，加快經(jīng)濟發(fā)展方式轉變，逐步淘汰落后產(chǎn)能，拉動(dòng)內需，擴大消費，為推動(dòng)構建新發(fā)展格局注入新動(dòng)能。對外而言，可以展示我國對全球生態(tài)環(huán)境及人類(lèi)社會(huì )可持續發(fā)展的責任與擔當，進(jìn)一步增加在全球治理體系中的話(huà)語(yǔ)權，引領(lǐng)全球能源共同體建設。