習(xí)近平總書記在中央財經(jīng)委員會第九次會議上強調(diào),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,實施可再生能源替代行動,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)。
我國提出爭取在2030年前實現(xiàn)碳達峰、2060年前實現(xiàn)碳中和的目標(biāo),為全球應(yīng)對氣候變化作出積極貢獻。發(fā)展清潔能源是助力實現(xiàn)碳達峰、碳中和目標(biāo)的有效途徑。我們應(yīng)該如何打造清潔低碳安全高效的能源體系?怎樣構(gòu)建以新能源為主體的新型電力系統(tǒng)?前不久,在中國國際文化交流中心國際能源經(jīng)濟研究院組織召開的學(xué)術(shù)會議上,多位院士專家積極建言。
“雙碳”目標(biāo)推動構(gòu)建清潔低碳安全高效的能源體系,會使我們的能源更健康、更安全、更高質(zhì)量
專家們認為,做出“雙碳”目標(biāo)的承諾,是我國經(jīng)濟社會發(fā)展中的一件大事,意味著能源的轉(zhuǎn)型進入新階段。在推進能源結(jié)構(gòu)調(diào)整、發(fā)展清潔能源的過程中,必須堅持全國一盤棋,提升系統(tǒng)的整體性和協(xié)同性,這包括統(tǒng)籌各種能源品種,優(yōu)化整體的開發(fā)布局,以及同步推進碳減排、非化石能源的替代和能源戰(zhàn)略儲備。
中國工程院院士、國家能源委員會專家咨詢委員會副主任杜祥琬認為,我們要減少碳排放,同時能源不僅要保供,而且要有合理的增長。低碳不是要減能源,而是讓人均能耗的增長達到高質(zhì)量發(fā)展階段。低碳轉(zhuǎn)型和保障能源安全并行不悖。能源安全很重要的一點是供需安全,要以科學(xué)供給滿足合理需求。目前我國的能源供給,一方面是化石能源供給,另一方面要逐步倚重非化石能源供給。我國的太陽能、風(fēng)能、可再生能源的資源目前開發(fā)了不到1/10,可再生能源資源的利用是我國自主可控的,這有助于提升能源體系的安全性。我們要認識到,豐富的非化石能源資源同樣也是我國能源資源稟賦的重要組成部分。重新認識我國的能源資源稟賦,對于確保國家長遠的能源安全、引導(dǎo)能源轉(zhuǎn)型具有方向性、戰(zhàn)略性的意義。碳達峰、碳中和目標(biāo)推動能源轉(zhuǎn)型,會使我們的能源更健康、更安全、更高質(zhì)量。
截至2020年底,我國風(fēng)電、光伏發(fā)電裝機達到約5.3億千瓦,占總裝機容量的24%。未來新能源仍將保持快速發(fā)展勢頭,預(yù)計2030年風(fēng)電和太陽能發(fā)電裝機達到12億千瓦以上,規(guī)模超過煤電,成為裝機主體;到2060年前,新能源發(fā)電量占比有望超過50%,成為電量主體。
杜祥琬指出,我國電力負荷主要在東部地區(qū),要滿足東部電力消費需求,應(yīng)采用“身邊取和遠方來”相結(jié)合的方式開發(fā)可再生能源資源。“身邊取”指在東部地區(qū)就近開發(fā)。與傳統(tǒng)化石能源相比,我國東部擁有豐富的風(fēng)、光資源,可首先考慮通過分布式光伏、海上風(fēng)電、生物質(zhì)能、垃圾發(fā)電等方式實現(xiàn)就近發(fā)電和消納;“遠方來”是指通過在西部開發(fā)光伏、風(fēng)電、水電,利用西電東送為東部電力需求提供補充。
中國國際文化交流中心國際能源經(jīng)濟研究院院長楊良松認為,隨著“碳中和、碳達峰”工作的推進,清潔能源產(chǎn)業(yè)將是未來我國能源產(chǎn)業(yè)的主要發(fā)展方向。我國西北地區(qū)在光照時間、風(fēng)力條件方面,西南地區(qū)在水力資源方面擁有得天獨厚的優(yōu)勢,非常適合集中開發(fā)光伏、風(fēng)電、水電等清潔能源產(chǎn)業(yè)。從整個國家未來的能源戰(zhàn)略來看,東部地區(qū)用電需求采取“身邊取”和“遠方來”并舉,是一個較為科學(xué)的方式。
中國工程院院士、國家能源委員會專家咨詢委員會委員彭蘇萍指出,能源系統(tǒng)是系統(tǒng)性工程。當(dāng)前,我國高碳能源比較多,今后解決的就是清潔、低碳的應(yīng)對問題。未來十年,應(yīng)當(dāng)是傳統(tǒng)能源和新能源、氫能等融合發(fā)展。在構(gòu)建清潔能源體系過程中,清潔能源持續(xù)快速增長是基礎(chǔ),科學(xué)消納和利用是前提,發(fā)展儲能是重點,完善體制機制是保障。
隨著未來風(fēng)、光等可再生能源發(fā)電占比越來越高,迫切需要發(fā)展以新能源為主體的新型電力系統(tǒng)
數(shù)據(jù)顯示,當(dāng)前我國能源行業(yè)碳排放占全國總量的80%以上,電力行業(yè)碳排放在能源行業(yè)中的占比超過40%。據(jù)測算,到2060年,我國直接電力消費占整體能源消費的70%,加上間接電力消費,這個比例將達到90%。實現(xiàn)“雙碳”目標(biāo),能源是主戰(zhàn)場,電力是主力軍,大力發(fā)展風(fēng)能、太陽能等新能源是關(guān)鍵。構(gòu)建以新能源為主體的新型電力系統(tǒng)有助于確保碳達峰、碳中和目標(biāo)實現(xiàn)。
核電、水電、風(fēng)電、光伏等清潔能源,主要通過電網(wǎng)傳遞到終端用戶。杜祥琬認為,未來以新能源為主體的能源轉(zhuǎn)型涉及能源系統(tǒng)整體,電網(wǎng)對于整個清潔能源的消納將發(fā)揮關(guān)鍵作用。因此,風(fēng)、光電裝機大幅增加的同時,能否輸出高質(zhì)量、又滿足供需平衡的電力,是亟待解決的問題。光伏和風(fēng)電的發(fā)展顛覆了過去我國能源資源稟賦不足的發(fā)展劣勢,傳統(tǒng)電力系統(tǒng)發(fā)展的稟賦依據(jù)正在發(fā)生巨大變化,新型電力系統(tǒng)規(guī)劃要順應(yīng)時代發(fā)展趨勢。
中國工程院院士、全球能源互聯(lián)網(wǎng)研究院院長湯廣福說,從能源供給側(cè)看,未來接近70%的能源將由可再生能源替代,其中水能、核能、風(fēng)能、太陽能等清潔能源,又都必須轉(zhuǎn)化為電能才能加以利用。從能源需求側(cè)看,大約70%的用能場景將會是電力消費,例如交通行業(yè)的電動車。因此,電力系統(tǒng)在能源轉(zhuǎn)型中將起到核心作用??紤]到我國石油和天然氣的對外依存度,以及我們所面臨的能源國際環(huán)境,必須大力發(fā)揮電力系統(tǒng)在能源轉(zhuǎn)型中的核心作用。現(xiàn)行電力系統(tǒng)是以穩(wěn)定的火力發(fā)電為主導(dǎo),我國可再生能源資源稟賦較好,適合大力發(fā)展以光伏、風(fēng)電為主導(dǎo)的清潔能源體系。隨著未來風(fēng)、光等可再生能源發(fā)電占比越來越高,我們迫切需要發(fā)展以新能源為主體的新型電力系統(tǒng)。
中國工程院院士、中國南方電網(wǎng)公司專家委員會主任委員李立浧認為,新型電力系統(tǒng)設(shè)計需要適應(yīng)風(fēng)、光等可再生能源資源分散,具有隨機性、間歇性等特點。未來我國風(fēng)、光電裝機容量非常龐大,電力系統(tǒng)將會發(fā)生根本性的變化。構(gòu)建以新能源為主體的新型電力系統(tǒng),需要充分考慮新能源這些特性。
新型電力系統(tǒng)建設(shè)可選擇什么樣的技術(shù)路徑?湯廣福認為,以光伏、風(fēng)電為代表的清潔能源發(fā)電的重要特點是具有波動性和間歇性,要想大力發(fā)展清潔低碳能源,新型電力系統(tǒng)需要適應(yīng)高比例清潔能源發(fā)電的特性和要求,技術(shù)上必須突出柔性化和靈活性。一方面,我國未來的能源體系以清潔能源為主體,具備靈活調(diào)節(jié)能力的煤電和氣電是補償風(fēng)電、光伏間歇性的重要手段,靈活的發(fā)電方式必然需要靈活的電力系統(tǒng)作為支撐;另一方面,電力系統(tǒng)的柔性化是指推動以柔性直流為代表的柔性輸電方式廣泛應(yīng)用。與傳統(tǒng)方式相比,柔性直流技術(shù)就像一個完全可控的水泵,能夠精準(zhǔn)控制水流的方向、速度和流量。通過對電力系統(tǒng)的柔性化改造,使得調(diào)控更加靈活,確保電網(wǎng)安全穩(wěn)定運行,更適合清潔能源大規(guī)模接入。
以國家戰(zhàn)略科技力量支撐清潔能源發(fā)展,鼓勵老百姓養(yǎng)成符合“雙碳”目標(biāo)的生活方式
當(dāng)前,清潔能源的發(fā)電裝機進入快速發(fā)展期。與此同時,電力電子技術(shù)、數(shù)字技術(shù)和儲能技術(shù)等正推動傳統(tǒng)電力系統(tǒng)向高度數(shù)字化、清潔化、智能化的方向演進。
目前,儲能被認為是解決新能源發(fā)電不穩(wěn)定問題的重要工具和關(guān)鍵支撐。中國工程院院士、清華大學(xué)教授韓英鐸認為,大規(guī)模儲能技術(shù)發(fā)展將根本性改變傳統(tǒng)電力系統(tǒng)即發(fā)即用的特性。目前電能存儲成本高,使用壽命短,可考慮將儲電轉(zhuǎn)化為儲熱、儲冷,具有更高經(jīng)濟性,以此支撐新型電力系統(tǒng)建設(shè)產(chǎn)生社會效益。大功率電力電子技術(shù)解決了特高壓柔性直流遠送問題,柔性直流配網(wǎng)發(fā)展更有利于風(fēng)、光電并網(wǎng)消納,大大增強了設(shè)備可靠性和運行安全性。
湯廣福認為,新型電力系統(tǒng)需要緩解大規(guī)模儲能需求。由于技術(shù)和成本等原因,目前化學(xué)儲能尚無法滿足大規(guī)模電網(wǎng)級儲能需求。新型電力系統(tǒng)需采用柔性輸電等技術(shù),將數(shù)百公里乃至上千公里的風(fēng)電、光伏、水電等通過柔性直流輸電聯(lián)通起來,實現(xiàn)風(fēng)、光、水發(fā)電時空互補和電網(wǎng)間接儲能作用,實現(xiàn)電能的穩(wěn)定輸出。未來,氫能也有望成為新型電力系統(tǒng)重要支撐性技術(shù)。新型電力系統(tǒng)需要發(fā)展儲能,不僅可以解決電網(wǎng)削峰填谷問題,還可以實現(xiàn)跨季節(jié)超長時間儲能。
湯廣福也指出,實現(xiàn)碳達峰、碳中和目標(biāo),構(gòu)筑高質(zhì)量清潔低碳安全高效可持續(xù)的能源體系,構(gòu)建以新能源為主體的新型電力系統(tǒng),需要全社會廣泛參與。一方面要以國家戰(zhàn)略科技力量支撐清潔能源發(fā)展,另一方面要鼓勵老百姓參與進來,逐步養(yǎng)成符合“雙碳”目標(biāo)的生活方式。例如,人們未來用手機就可以看到家里一年用了多少化石能源電力,用了多少清潔能源電力。要大力宣傳能源轉(zhuǎn)型意義,普及新能源知識,讓人們接受并積極支持使用清潔低碳能源。