必读|刘振亚再书万字长文谈能源互联网
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▲刘振亚,全球能源互联网发展合作组织主席、中国电力企业联合会理事长、瑞典皇家工程科学院院士、英国皇家工程院院士、德国国家工程院院士。
核心阅读
化石能源为主的发展方式难以为继,建设以智能电网为基础、特高压电网为关键、清洁能源为根本的我国能源互联网,将全面促进清洁发展,保障能源安全,对我国转变经济发展方式,增强内生发展动能,应对复杂国际形势将发挥重要作用,是一举多得的战略性举措,需要在“十四五”加大力度推进实施。
建设我国能源互联网
推进绿色低碳转型
来源:中国能源报
ID:cnenergy
作者:刘振亚
绿色低碳转型是世界能源发展大势
当今世界,气候变化、环境污染、资源匮乏、贫困健康等问题日益严峻,严重威胁人类生存与发展。问题的根源,是长期以来人类对化石能源的过度消耗和依赖,加快绿色低碳转型是世界能源发展大势所趋。
这是能源系统升级的发展方向。从薪柴到煤炭、石油、天然气,再到太阳能、风能、水能等清洁能源,能源碳含量逐渐下降,对环境影响逐渐减小,能源系统总体从高碳向低碳发展。面对全球性挑战,能源将朝着更清洁、更友好、更高品质、可持续的方向不断升级。
这是能源技术进步的必然结果。技术进步是能源转型的关键驱动力。蒸汽机、发电机、内燃机、电动机,每一次技术革命都开创了能源发展新的时代,带来能源利用形式的重大变革和效率的大幅提升。随着特高压、智能电网、清洁能源技术的快速发展和广泛应用,将推动人类进入清洁能源时代。
这是破解资源匮乏困局的必由之路。化石能源占全球一次能源消费比重超过80%,按目前开发强度,已探明煤炭和油气储量只能分别开采100多年和50多年。全球清洁能源资源丰富,太阳能、风能、水能理论蕴藏量超过100万亿千瓦,仅开发万分之五就能满足世界各国能源需求。清洁能源将成为解决资源匮乏问题、实现能源永续供应的“巨大宝库”。
这是应对气候环境危机的治本之策。气候变化和环境污染形势很严峻。目前全球地表平均温度已比工业革命前升高1.1℃,按此趋势,到本世纪中叶左右,全球温升将超过2℃安全阈值,导致不可逆转的巨大灾难。工业革命以来,化石能源产生的二氧化碳累计达2.2万亿吨,占温室气体总量的70%以上。必须从源头减少化石能源消费,加快清洁发展,实现能源系统全面“脱碳”,根本解决全球气候环境危机。
这是实现能源经济高效发展的重要途径。技术进步和规模化发展推动清洁能源发电成本快速下降,沙特、阿联酋、智利、葡萄牙等国光伏项目,墨西哥等国风电项目国际中标上网电价已低于0.14元/每千瓦时,而煤电等化石能源受资源与环境因素制约,发电成本将持续升高。预计2025年前,光伏和陆上风电竞争力将全面超过化石能源。推动全球清洁能源大规模开发、大范围配置,将发挥清洁能源互补性强、经济性好的优势,为各国提供充足经济的绿色能源。
总之,从历史规律、技术创新、现实需求等方面看,清洁能源取代化石能源是世界的潮流、时代的呼唤,是不以人的意志为转移的必然趋势。近年来,全球许多国家出台清洁发展和去煤控油政策,加快清洁能源项目投资建设,能源绿色低碳转型呈加速发展态势。比利时、瑞典等10多个国家煤电已全部退出,26个欧盟成员国承诺2020年以后不再新建燃煤电站,荷兰、挪威、英国、法国等国已宣布禁售燃油车时间表。2019年,全球可再生能源装机达到25.3亿千瓦,占总装机比重34.7%,新增装机1.8亿千瓦,占全球新增发电容量的72%;可再生能源投资达到2800亿美元,连续5年超过2500亿美元,是化石能源发电投资的3倍。当前,受疫情影响,化石能源产业遭受严重冲击,这也为能源转型提供了契机。发展清洁能源将成为“后疫情时期”最具效益的绿色投资,为促进各国加快经济转型升级,实现更高质量复苏发挥重要作用。
表1 国家/地区承诺淘汰煤电时间
破解我国能源发展困局亟需加快变革转型
新世纪以来,我国能源需求持续攀升,已成为世界最大的能源生产国、消费国和碳排放国,能源结构以化石能源为主,资源环境约束趋紧,供需矛盾突显,能源安全、可持续发展面临严峻挑战。
油气受制于人。我国石油、天然气占一次能源消费比重约27%,受资源条件限制,生产与消费缺口持续扩大,对外依存度分别达72%、43%,保障油气安全压力巨大。特别当前逆全球化抬头、油价巨幅震荡、中美摩擦加剧,油气对外依存度过高将对国家安全带来重大挑战。
煤电问题突出。我国煤炭占一次能源消费比重约58%,一半以上用于发电,探明储量只能开采50年。煤电装机超过10.4亿千瓦,占全球的一半,机组平均利用小时数仅4400小时,远低于韩国的6200小时,按5500小时的设计标准,相当于2亿千瓦装机是无效投资,产能明显过剩。2019年以来,我国新投产和在建煤电约1.2亿千瓦,接近欧盟国家现有煤电总和(1.4亿千瓦)。在全球30多个国家都在加快退煤的情况下,我国煤电装机不降反升,面临的压力越来越大。
图1 2010~2019年我国与全球其他国家净新增煤电装机情况
清洁发展受限。我国清洁能源丰富,但资源与需求逆向分布,发展大容量、远距离、低损耗特高压输电是加快清洁能源开发和大范围配置的必然选择。目前,我国特高压电网建设总体滞后,资源配置能力不足,严重制约清洁能源发展。如清洁能源富集的“三北”地区(东北、西北、华北),外送能力仅6500万千瓦,不到清洁能源装机容量的32%,远不能满足送出需要。
碳减排形势严峻。2019年我国碳排放占全球总量的28%,人均排放比世界平均水平高46%,兑现2030年减排承诺任务非常艰巨。延续当前路径,我国不仅无法实现减排目标,还将面临煤电等基础设施先建后拆、资产搁浅的巨大损失。研究表明,当前每增加1亿千瓦煤电装机,未来将挤压3亿千瓦清洁能源发展空间,到2050年累计增加碳排放150亿吨,相当于2019年我国碳排放的1.5倍,而且煤电机组被迫提前退役还将造成超过3000亿元的资产损失。
总体看,化石能源为主的发展方式是导致我国能源安全和碳排放问题的根源。破解困局,关键要贯彻创新、协调、绿色、开放、共享的新发展理念,以统揽全局的思维和勇于变革的魄力,突破传统能源发展路径束缚,深入推进“四个革命、一个合作”能源安全新战略,实现能源体系的根本改变。
建设我国能源互联网是推动能源变革转型的根本途径
建设我国能源互联网是落实习近平总书记关于推进能源安全新战略、构建国内和全球能源互联网等有关要求的重要举措,是新发展理念在能源领域的创新实践,将从能源生产、消费、市场等环节协同发力,转变以煤、油、气为主体的能源格局,打造清洁主导、电为中心、互联互通的新型能源体系,开辟绿色、低碳、可持续的能源发展新道路。
生产环节,以清洁主导转变能源生产方式。我国太阳能、风能、水能技术可开发量分别超过100亿、35亿、6亿千瓦,完全能够满足我国未来能源需求。发挥清洁能源资源优势,加快清洁替代,推动以水、风、光等清洁能源替代化石能源,是实现能源供给革命的必然要求。重点要大力开发西部太阳能发电、“三北”风电、西南水电等大型清洁能源基地,因地制宜发展分布式能源和海上风电,安全高效发展核电,配套建设抽水蓄能和电化学等储能系统,以风光水储协同保障能源供应,打造高质量发展的“绿色引擎”。煤电要严控总量、优化布局、调整定位,加快转型。压减东中部低效煤电,新增全部布局到西部和北部地区,煤电装机在2025年前达峰(11亿千瓦),并逐步压减和退出。煤电功能定位由主体电源逐步转变为调节电源,更好促进清洁能源发展。
消费环节,以电为中心转变能源消费方式。电能是优质高效的二次能源,经济价值相当于等当量煤炭的17.3倍、石油的3.2倍,电能消费占终端能源消费比重每提高一个百分点,能源强度下降3.7%。加快电能替代,推动以电代煤、以电代油、以电代气、以电代柴,形成电能为主的能源消费格局,将大幅提高我国能效水平,降低油气进口依赖度,是实现能源消费革命的根本途径。应在工业、交通、商业、农业、生活等各用能领域全面实施电能替代,提高能源消费品质和效率,让煤油气等资源回归工业原材料属性,创造更大价值。同时,依托充足经济的清洁能源发电,推动电制氢气、甲烷等燃料和原材料,培育绿色循环新型产业,为经济高质量发展提供有力支撑。2035年前,电制燃料和原材料产业实现规模化发展;到2050年,电解水制氢年产量达到6500万吨,电制甲烷年产量达到500亿立方米。
市场环节,以大电网大市场实现能源大范围优化配置。电网既是能源输送的高效载体,也是市场配置的重要平台。基于完全具有自主知识产权的特高压技术创新,我国正在建设世界上电压等级最高、配置能力最强的特高压交直流混合电网,为保障能源安全、推动清洁发展发挥了关键作用。面对更大规模“西电东送、北电南供”需要,亟需加快建设以智能电网为基础、特高压电网为骨干网架的全国能源优化配置平台,形成西部为送端、东部为受端的两大同步电网,全面提高配置能力和安全水平,满足清洁能源大规模接入、输送和消纳需要,根本解决弃水、弃风、弃光和“窝电”等问题。同时,依托大电网加快建设全国统一电力市场,充分发挥市场在资源配置中的决定性作用,更好促进能源跨区跨省交易和经济高效配置。在主要立足国内前提下,加强国际能源合作,积极推动我国与俄罗斯、蒙古、哈萨克斯坦、缅甸、老挝等周边国家电力互联,利用国际资源,丰富能源供应体系,实现开放条件下能源安全。
表2 中国特高压工程列表
表3 中国能源变革转型发展阶段性目标
建设我国能源互联网价值巨大、意义深远
以上内容重点介绍了以建设我国能源互联网推动能源绿色转型的总体思路、巨大价值和深远意义,以下就“十四五”电力发展作深入阐述。“十四五”是我国能源转型的战略机遇期,在严控煤电、清洁替代、电能替代、电网建设等方面协同发力,加快构建我国能源互联网,将根本扭转“一煤独大”格局,为经济社会发展提供绿色、低碳、可持续的能源保障。
把握“十四五”战略机遇期,推动我国能源互联网建设新突破
01
严控煤电规模
02
加快清洁能源开发
03
加强电网建设
04
加快电能替代
05
科学发展储能
06
强化科技创新
07
推进市场建设和企业转型
08
深化国际合作
来源:中国能源报(ID:cnenergy)
文章很好,打赏犒劳作者一下