我國能源向低碳轉型時不我待—訪中國工程院院士、國家能源專家咨詢委員會副主任杜祥琬

2019-01-03 08:58:20 國家電網報 作者:王偉  點擊量: 評論 (0)
“人生腳步堅實走,眾友齊心同奮斗。艱難磨礪開新路,并非閑白少年頭。少年頭,后生可贊,再織錦繡。”這是中國工程院院士、國家能源專家咨詢委員會副主任杜祥琬在一次實驗成功后,激動之余創作的一首詩。

“人生腳步堅實走,眾友齊心同奮斗。艱難磨礪開新路,并非閑白少年頭。少年頭,后生可贊,再織錦繡。”這是中國工程院院士、國家能源專家咨詢委員會副主任杜祥琬在一次實驗成功后,激動之余創作的一首詩。如今,80多歲的他仍然在為中國能源轉型發展奔走呼吁。日前,本報記者就中國能源革命的來路、當下和方向,采訪了杜祥琬。他認為,改革開放40年來,中國能源走過了一條從高速發展到逐步轉型的道路,能源革命的核心是能源結構向低碳轉型,可再生能源將成為未來的主導能源。

最靚麗的成就是非化石能源跨越式發展

改革開放40年來,我國能源事業取得跨越式發展,不僅成為世界能源生產第一大國,有力支撐了經濟社會高速增長,而且清潔能源消費占比持續提高,正在形成有中國特色的能源產業發展模式。

從發展速度來看,1978~2017年間,我國一次能源消費量、能源生產量、發電裝機容量及全社會用電量年均分別增長5.4%、4.6%、9.2%和8.6%。同期,我國國內生產總值由1978年的3679億元快速增長到2017年的824828億元,按不變價格計算,增長了34.5倍,年均增長9.5%。

從生產能力來看,1978年我國一次能源消費總量5.7億噸標準煤,能源生產總量6.3億噸標準煤,發電裝機容量5712萬千瓦,全社會用電量2498億千瓦時。到2017年年底,我國一次能源消費總量達到44.9億噸標準煤,能源生產總量達到35.9億噸標準煤,發電裝機容量達到177703萬千瓦,全社會用電量達到63077億千瓦時。

從能源結構來看,我國能源生產在結構上由原煤為主加速向多元化、清潔化轉變,發展動力由傳統能源加速向新能源轉變。從比例來看,煤炭占能源消費總量比重呈現下降趨勢,由1978年的70.7%下降到2017年的60.4%。天然氣、一次電力及其他能源等清潔能源占比持續提高,其中,天然氣由1978年的2.9%提高到2017年最高的5.4%,一次電力及其他能源占比由1978年最低的3.1%提高到2017年最高的17.4%。

從能源效率來看,我國單位GDP能耗整體呈下降態勢,2017年比1978年累計降低77.2%,年均下降3.7%;比2012年累計降低20.9%,年均下降4.6%,5年累計節約和少用能源折合約10.3億噸標準煤。

杜祥琬認為,40年間最為靚麗的成就是,我國非化石能源實現跨越式發展。

從裝機容量來看,截至2017年年底,在全國電源裝機中,水電裝機3.4億千瓦,占19.3%;核電裝機3582萬千瓦,占2.0%;風電裝機1.63億千瓦,占9.2%;太陽能發電裝機1.29億千瓦,占7.3%。其中,水電是可再生能源的主力,且仍具有一定的發展潛力。風電、光伏發展最快,已經建立了完整的產業體系。

從發展潛力來看,可再生能源發電的成本迅速降低,競爭力明顯提升。從1980年到2013年,風電的成本降低了90%,預計到2020年可以達到與煤電相當。除海上風電和光熱發電成本仍然偏高外,水電、陸地風電、光伏發電的成本均已進入化石燃料電站的成本區間。地熱能及生物質能也有了顯著發展。

“三匹馬”助力 低碳能源模式漸成

我國經過改革開放40年的發展,已經成為世界第二大經濟體。同時不能忽視的是,高速發展曾依托的高能耗高排放模式已經無法持續。如今,我國是世界第一大能源消耗和溫室氣體排放國,每年消耗煤炭約37億噸,排放二氧化碳近100億噸,占全球碳排放的27%左右。這都在提醒我們,我國能源向低碳轉型時不我待。

杜祥琬介紹,目前我國年人均二氧化碳排放量達6噸多,逼近歐洲、日本水平,并在持續增長。我國一些發達地區年人均二氧化碳排放量大于10噸,超過一些發達國家發展史上的峰值。我國東部“碳排放的空間密度”是全球平均值的6倍。以汽車為例,我國目前每千人汽車擁有量雖不到美國的1/5,但東部地區的“汽車空間密度”已超過美國。我國的“油耗空間密度”是全球平均值的3倍,如果中、西部沿襲東部發展路徑,我國能源結構將會更“高碳”。

杜祥琬表示,在我國一次能源結構中,低碳能源“三匹馬”——可再生能源、核能、天然氣(含非常規天然氣),將逐步增長從而高比例替代煤炭等化石能源。為此,應調整電力結構,提高非化石發電占比。這是我國未來能源發展的戰略選擇。

實際上,低碳模式更應關注能耗指標。從全球來看,目前存在兩種模式:第一種是以美國為代表的高耗能支撐的經濟調整發展模式;第二種是以歐洲和日本為代表的較低能耗支撐經濟增長的發展模式,在經濟發展到一定水平后,年人均能耗就保持在一個較穩定的水平上。

從能源資源稟賦上講,我國根本沒有粗放式高耗能發展的資本。杜祥琬強調,我國應該走符合國情的發展之路,打造能源發展的“中國模式”。我國作為發展中國家,占有后發優勢,比如信息技術、新能源技術、節能技術、低碳發展路徑等,理應做到比歐洲、日本更節能、更低碳。

高質量發展 清潔能源潛力巨大

清潔替代、電能替代是能源轉型的大勢所趨。歷史經驗表明,要成為主導能源,往往會經歷漫長的過程,比如煤炭替代薪柴用了173年,石油替代煤炭用了106年。清潔的可再生能源如何從替代能源成為主導能源,能否實現高質量高比例發展,才是關鍵。

可喜的是,我國在這方面已經開展先行實踐,如青海已經實現216小時100%由清潔能源供電。未來,我國如何才能建成清潔低碳、安全高效的現代化能源體系,實現能源系統從化石能源向可再生能源轉型?杜祥琬認為,要實現我國可再生能源高質量、高比例發展,需要解決以下幾個問題。

一是大電網要向智能化、高效化方向發展,進而逐漸實現可再生能源友好型,即提高有間歇性的風電、太陽能發電的并網率。具體來說,就是到2020年,將棄風、棄光、棄水的比例降至5%以下。此外,應在高速雙向通信技術的基礎上,利用先進的傳感和測量技術、控制方法及決策支持系統,實現電網的智能化。

二要做好國內電網的區域互聯,強化清潔能源開發消納。其中,發展微能源網是一個重要的發展方向。杜祥琬說,微能源網是能源互聯網最基本的子單位,是綜合型的能源局域網。它以能源優化利用為導向,與能源互聯網有機連接,是智能化區域能源生產、使用、存儲、調度和控制的系統;它可以通過能源存儲和優化配置,實現本地能源生產與用能負荷基本平衡,實現風能、太陽能、天然氣等各種分布式能源多能互補,按需與公共電網靈活互動。

三是因地制宜發展分布式能源。近年來,我國的分布式光伏、風電、天然氣等都有很好的發展勢頭,尤其在中東部地區,比重逐年上升。分布式能源有利于實現能源效率最優化,需因地制宜發展。發展分布式能源需要相關政策的支持,如我國工商業屋頂分布式光伏的理論安裝容量不小于300吉瓦,但由于缺乏相關標準,目前滿足要求的屋頂不到30%,如果完善相關政策,未來發展潛力巨大。

四是沿海各省應大力發展海上風電、分布式光伏、核電及少量的水電、生物質能和地熱,減少對外來煤電的依賴,提高能源自給能力。

此外,他認為,大力發展儲能,改進電力系統調峰方式、用好低谷清潔電力等創新發展,也將在我國的能源變革中起到重大作用。先進企業在發展方向上需注重技術進步和運行維護服務。在制度建設上,可再生能源電力配額考核制度、綠色電力證書交易機制等政策,也將為可再生能源全額保證性收購、高質量發展創造良好的環境。

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責任編輯:仁德財

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