在碳達峰與碳中和目標指引下,中國能源轉型正在加速推進,與轉型有關的政策文件正在密集出臺。中國工程院院士、國家能源咨詢專家委員會副主任、國家氣候變化專家委員會名譽主任杜祥琬表示,實現碳達峰、碳中和是一場廣泛而深刻的經濟社會系統性變革,也是推動我國高質量發展的重要抓手,能源行業需要深刻認識到碳達峰與碳中和的戰略意義,決不能把碳達峰、碳中和當成一個被動的任務去完成,而應主動作為,自我加壓,全力奔赴碳中和的世紀趕考。
《中國電力企業管理》:近期召開的中央財經委員會第九次會議將碳達峰、碳中和納入生態文明建設整體布局,“雙碳”目標已成為能源乃至全社會關注的焦點。如何看待“雙碳”目標和能源供應安全的關系?
杜祥琬:碳達峰與碳中和,是中國能源革命中的兩個里程碑。能源革命,是對現有能源系統質的突破與改變。“30·60雙碳”目標是在我國發展階段、現實能力等國情基礎提出的,既體現出了我國應對氣候變化的堅定態度和大國擔當,也體現出我國與發達國家在應對氣候變化上“共同但有區別的責任”原則。
在過去十多年里,能源轉型引起了業界及全社會的廣泛關注與探討,在碳中和目標提出后,轉型已迫在眉睫,電力是肩負轉型重任的主要行業,并已成為能源轉型的核心,工業部門、建筑部門、交通部門等電氣化水平都將大幅提升。而在電力消費中,低碳或無碳電力的占比也將越來越高。
但轉型是一個長期過程,目前煤電在電力系統中仍然發揮著巨大的作用,也是電力系統中不可或缺的電源之一。在“十四五”時期,非化石能源主要替代化石能源的增量部分,但未來將逐步替代化石能源的存量部分,需要有序、穩步推進清潔替代。
能源低碳轉型要與保障能源安全并行不悖,我們不僅要保證能源的供應,還要實現合理的增長,同時對能源結構進行優化。面對轉型任務,人們需要消除一個觀念上的誤區:轉型是否會影響能源供應安全乃至經濟社會發展?但實際上,從長遠來看,大力推進清潔低碳轉型恰恰有利于我國的能源安全與能源獨立。非化石能源在我國能源消費總量的占比提高,將使我國能源對外依存度大大降低,不再受制于國際地緣政治形勢的變化,極大地提升我國能源自主保障能力。因此,我們要樹立新的能源安全觀,重新認識中國的能源資源稟賦,即在化石能源“富煤、缺油、少氣”的同時,更需要認識到豐富的非化石能源(特別是可再生能源)是我國能源資源稟賦的重要組成部分,逐步建成我國以非化石能源為主的低碳能源體系,這將對我國能源安全和能源獨立影響深遠。
目前,我們距離碳達峰還有不到10年的時間。2030年前實現碳達峰是什么概念?這需要與中央提出的十年中的若干能源發展指標來對照理解,比如中國的自主貢獻目標要求碳排放強度到2030年比2005年降低60%-65%,比如2030年非化石能源占一次能源消費達到25%,以及到2030年風電、光伏總裝機容量12億千瓦以上等。從這些指標可以看出,碳達峰絕不是沖高峰。如果峰值過高,實現碳中和的難度和代價就更大。但考慮到中國現有以高碳為主的能源消費結構,以及超100億噸的年碳排放量,也很難做到峰值過低,因此,做好碳峰值的管理,是當前能源轉型的重要任務。
實現碳達峰與碳中和是一項艱巨的任務,相對于我國當前的發展階段而言存在許多困難。概括來說,目前我國能源結構高碳特征明顯,能源產業偏重煤炭,效率偏低;經濟發展盡管增速快,但發展方式與能源體系對高碳的路徑依賴較為嚴重。我國正處于經濟轉型升級的關鍵階段,碳達峰與碳中和目標的提出,無疑將迫使全社會加快“補短板”,轉型沒有退路,必須一往無前。
《中國電力企業管理》:您對于實現“雙碳”目標有哪些具體的路徑建議?
杜祥琬:實現碳達峰、碳中和目標有九大抓手:
第一,“能源減碳”要與“藍天保衛戰”協同推進。這二者并非同一概念,但具有很強的協同性,控制碳排放是減少PM2.5的有效途徑;第二,節能提效,樹立節能是第一能源的理念,并從產業結構調整入手;第三,在發電側大力開發非化石能源電源,發展高比例的清潔可再生能源,推動集中式與分布式發展齊頭并進,我國中東部地區能源“身邊取”和“遠方來”相結合,并強化前者;第四,促進交通行業減排,鼓勵綠色出行;第五,促進工業減排,調整產業結構,警惕高耗能產業產能過剩,抑制高耗能產業發展的沖動;第六,促進建筑節能,大力推動智能家居、智能家用電器的普及和BIPV(與光伏結合的建筑)的推廣,發展一大批能源產消者;第七,發展循環經濟,做好固廢資源化利用,減少填埋;第八,發展碳匯,開展CCUS等碳移除和碳利用技術的應用;第九,以強有力的政策手段和精準有效的政策工具如碳交易、氣候投融資、能源轉型基金、碳中和促進法等引導碳減排。
以節能提效為例。應以節能提效作為中國能源戰略之首,樹立節能是綠色、低碳的第一能源的觀念。目前我國能效在世界范圍內偏低,我國單位GDP所消耗的能源,在十年前約是世界平均水平的兩倍,在當下仍然是世界平均水平的1.3倍左右,是OECD國家的2.7倍。如果我國能效水平達到世界平均水平,每年將降低10億噸標準煤的消耗。尤其是當前在我國以化石能源為主的消費環境下,節能就是減排。節能提效首當其沖是調整產業結構。目前,我國高耗能產業占比過大,全球超過50%的鋼鐵和水泥在中國生產,產生了巨量的排放。一些地方政府寄希望于高耗能產業拉動經濟復蘇,這種傾向需要堅決遏制。鋼鐵、水泥并非不能發展,而是需要按需發展,防范產能過剩。因此,要加大產業結構調整力度,加快發展高新技術產業,積極淘汰落后產能,實現單位產值能耗持續下降。同時還需要在管理提升、技術優化,以及營造節能社會氛圍等方面采取更多措施。
《中國電力企業管理》:如何看待轉型的成本和新能源利用的經濟性問題?新能源要真正成為主體能源,需要克服怎樣的弱點?
杜祥琬:在能源轉型和能源新技術的應用中,有兩個重要問題需要考量,一是經濟性,二是供應安全和系統安全。這是決定轉型成敗的關鍵問題。在十多年的發展中,我國風電、光伏發電成本大幅下降,并且仍在繼續下降,這是當前新能源得以大規模發展的重要前提,正是風光發電具備了一定的經濟性,才能為市場所接受,才能作為一項有競爭力和生命力的能源品種服務于轉型大計。
但新能源“靠天吃飯”的特性,使得系統需要為其穩定性付出一些代價,比如配置儲能,比如需要火電機組為其調峰等。目前,風光發電在系統中的占比并不算高,但未來新能源必將成為主體能源,而成為主體能源的前提,是供應能力和綜合成本能夠滿足發展的需求。2007年,我負責中國工程院“中國可再生能源發展戰略研究”的課題,那時候對于非水可再生能源在我國能源系統中的地位,可以說是四個字:微不足道。隨著風光發電的發展壯大,漸漸對它有了新的認識和評價:舉足輕重。但從碳中和的目標來看,僅僅是舉足輕重仍然不夠,而是需要“擔當大任”。擔當大任的重點不僅僅在于裝機容量,更在于發電量。從這個角度來看,新能源責任重大,任重道遠,不僅需要在規模上迅速成長,在成本上不斷下降,還要在輸出上更加優質、靈活,以適應電力系統運行規律。新能源的間歇性問題是一個可以化整為零的問題。比如從新疆到東海,再到南海如果都裝上風電,由于不在一個時區和氣候帶,大自然會帶來平滑效果,平抑了出力的不均。但平滑化的前提是我們有足夠多的量來進行余缺互補,需要從東到西、從南到北廣泛開發新能源,當然,即便如此,風力仍非人為可控,仍然需要考慮通過配置一定的儲能來實現穩定輸出。
當然,不僅電源側需要做出巨大改變,電網也需要不斷革新。習近平總書記提出,“構建以新能源為主體的新型電力系統”,這要求電網更具智能、靈活與柔性特征。
《中國電力企業管理》:我國地域廣袤,區域發展不平衡,各地區之間能源發展和資源稟賦差異極大。您認為在在碳達峰與碳中和的目標下,我國東西部等重點區域的能源發展的主要矛盾和規劃重點是什么?
杜祥琬:我國東部城市人口密度大、能耗高,是能源轉型的主戰場,并且已經具備轉型的良好基礎。過去很多年,我們的能源戰略是按照西電東送、北煤南運來部署的,中東部地區的能源自給率不高,這是特定歷史時期不得已而為之的辦法,能源的大范圍轉移產生了高昂的成本和負擔,如果東部自身的發電能力增強了,能源外送的壓力就會逐漸減小。
我國東部能源轉型應借鑒德國、日本等國經驗,實現新增電力的高比例自給。德國有一句話叫“無處不光伏”給我的印象很深。大型會議中心、商業綜合體、機場車站、家庭公寓等,所有能裝光伏的地方都裝上了,空間利用非常充分,再配以儲能設施,得以實現高比例的新能源發電。因此,東部的能源轉型需要有自我顛覆的意識,東部地區風能、太陽能的資源量和密度并不比德國差,按照中國的能源地圖,三類資源區以上的地區都應建設風電與光伏,大力開發本地資源,緩解西電東送的壓力,實現經濟和安全的兩全選擇。由于東部土地資源緊張,人口密集,因此,東部新能源布局更需要精打細算,要有聚沙成塔、積少成多的意識和決心。不僅是東部,全國也要有用好每一寸土地、每一寸空間的意識。我國建筑面積有600多億平方米,當然這并不意味著這些面積都適合安裝太陽能設施。如果按照1/3安裝光伏的面積來計算,大概有十幾億千瓦的容量,總量會非常可觀。目前,我國有大量建筑空間、高速公路和鐵路兩側等公共空間尚未得到充分利用,十分可惜。
當然我國的新能源應用也開展了一些非常好的實踐。浙江正泰集團,一個企業就建設了將近40萬戶的戶用光伏,寓電于民、自發自用,甚至還自配小型儲能,不會對大電網產生沖擊;新疆吐魯番的一個新能源小區住著5、6萬住戶,取暖靠地熱,發電靠太陽能,配置電化學儲能平抑太陽能發電的不穩定性,同時保持與大電網的互動,如果遇到季節性的太陽能出力不足,再從大電網買電,我們要大力提倡并推廣這種能源利用模式。
西部地區能源豐富、土地資源充裕,因此,西部要以資源優勢、價格優勢吸納優質產業,發展本地負荷。以5G、人工智能、云計算、大數據等為代表的新基建均為高科技產業,對電力的需求量大且質量要求高。新基建所推動的新技術產業均為用電大戶,西北地區平均氣溫較低、土地和能源資源豐富等特點均有助于高新技術產業發展,因此,應推動能源密集型、技術密集型產業向西北部轉移,帶動西部經濟發展和產業轉型升級,縮小地區差距。國家也需要出臺相應的鼓勵政策,動員企業落戶西部,實現互利共贏。
在下一階段,我們要大力提升“電從身邊來”的比例,與此同時,“遠方電”仍然不可或缺。但對于遠方來的電需要切實保證“來的是清潔電”,而非高碳電。一些特高壓工程規劃的初衷是外送清潔電量,但在實際送出過程中由于種種因素掣肘,不得不捆綁大量火電才得以實現穩定送出,這樣的做法就有違初心,需要在規劃時盡量加以避免。剛剛投產的青海—河南±800千伏特高壓直流工程,這條線路送出的是風光發電和水電,所以它輸出的幾乎是100%的清潔能源,這是一個非常好的特高壓外送清潔能源的樣本。特高壓是一個好技術,但是要用到該用的地方,以及送該送的東西,這需要非常嚴格和精確的設計方案。
《中國電力企業管理》:碳達峰與碳中和將給中國經濟社會發展帶來怎樣的改變?
杜祥琬:習近平總書記在第75屆聯合國大會提出2060年碳中和目標后,又在金磚國家領導人第十二次會晤上的講話中表示,我們將說到做到!足以顯現我國實現碳中和的堅定決心和意志。實現碳達峰、碳中和是一場世紀趕考,是深刻改變社會經濟發展的一件大事,中國經濟社會的發展已經進入一個新階段,從高速增長逐漸走向高質量發展,從原來外延擴張型的平面發展進入了質量型增長的立體發展。按照傳統發展方式不是不能走下去,但會落后,我們必須抓住新一輪技術變革的機遇,走向社會主義現代化,走向第二個百年目標。因此,“雙碳”目標背后承載的意義是劃時代的。盡管實現“雙碳”目標難度巨大、挑戰巨大,但革命的過程,就是消除弱點、攻克難點的過程。我們能源界的全體同仁要凝聚高度的共識,要有主動作為、自我革命的意識。我相信,這場趕考中國一定會考出好成績。
來源:中國電力企業管理
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