行業洞察:碳中和是一場持久戰
2021-11-04 07:58:00 瀏覽:254次 來源:中國能源報 作者:時家林

作為構建新發展格局的重要內容,碳中和是一場考驗斗志和定力的關鍵戰役,因此,要進一步統一思想,堅定戰之必勝的信念信心。

當前,在對于碳中和進程的看法上,有的觀點認為可以“速勝”,搞“運動式”降碳、“一刀切”式減排,對碳中和的科學性、系統性、復雜性的認識不足;有的觀點對碳中和沒有信心,沒有看清我國已具備的優勢條件;有的則過于保守,對構建以新能源為主體的新型電力系統的革命性認識不夠,局限于對現有能源體系和格局的分析。

碳達峰、碳中和目標將推動實現清潔能源對傳統化石能源的替代,主要經歷從以化石能源為主、清潔能源為輔到化石能源與清潔能源并重,再到以清潔能源為主、化石能源為輔三個階段,是一場持久戰。

技術進步是實現碳中和的決定力量

在碳中和進程中,技術革命將是制勝因素。

當前,第四次工業革命帶來新能源、新材料、物聯網等關鍵技術蓬勃發展,正在重塑世界能源供需格局。在技術創新的驅動下,這次能源革命將從化石能源通過燃燒產生高溫高壓做功發電的“火藥時代”,邁向以風、光為主的非化石能源僅通過“捕獲”風、光來產生電的“冷兵器時代”。目前,我國在新能源、特高壓、智能電網、儲能、電動車、5G等領域已具備世界領先的技術、產業優勢,覆蓋能源供應、輸送、消費、存儲、轉換、控制全過程。

傳統電力系統有兩個顯著特點——“就地平衡”和“發輸用”同時完成,而以新能源為主的清潔能源取代化石能源需要解決量價和不穩定性兩個主要問題。對此,以新能源為主體的新型電力系統可以通過電的“空間轉移”和“時間轉移”,從根本上破解新能源和傳統電力系統之間的時空矛盾,并實現對傳統電力系統的變革。

我國能源資源豐富,隨著新能源技術和裝備制造能力不斷提升,西、北部地區風、光資源富集區度電成本已低至0.2元。理論上,僅柴達木盆地20萬平方公里土地可安裝光伏100億千瓦以上,年發電量達20萬億千瓦時,能滿足未來全國的用電量(預計全國年用電量在2035年左右達最高值15萬億千瓦時),再通過特高壓送到東部負荷中心。與當地火電相比,成本具備競爭優勢,可以實現電的大范圍“空間轉移”。

在供需兩側大力布局儲能資源,可以實現電力系統由“發輸用”向“發輸儲用”轉變。同時,信息技術進步和數字化進程加速,可對每個發、用電單元進行精準控制,以及實時調整用電出力,構建荷隨源動、源荷互動的運行機制,實現電的“時間轉移”,從而為新能源的間歇性問題提供解決路徑。尤其在新的技術條件下,電動車充放電、熱泵+儲罐儲冷/熱等新模式,相較電池、抽蓄等傳統儲能方式,將大幅降低成本,更有利于發揮我國新能源資源稟賦和技術優勢,預計可在不推高用能成本的情況下實現能源轉型。

隨著大容量儲能、新能源材料、氫燃料電池、海水淡化等技術突破,電將與冷、熱、氫等各類能源深度聯系,與交通、制造、養殖等產業跨界融合,孵化出一批新模式、新業態,推動一場技術驅動、創新驅動下的全社會革命。同時,技術發展將與碳中和進程相互促進、相互提升,形成快速階躍。

調動用戶側的“沉睡資源”

目前能源系統用戶側處于相對無序的狀態,廣大用戶中蘊藏著大量的“沉睡資源”,需要被喚醒,因此,需打一場“人民戰爭”。

其中,在供給側的“正面戰場”,要發揮國企、大型民企等“正規軍”的作用,利用西、北部閑置荒漠、戈壁等地區,規;_發新能源基地,打造高產量、零污染的“電氣田”,替代煤田、油田、氣田,再通過特高壓送出,替代傳統鐵路、公路、油氣管道。近幾年的實踐已經證明了該方案的可行性、經濟性。

在需求側,我國有14億人口、近5億戶家庭,居民用電量巨大,約占全社會用電量的15%,要通過“人民戰爭”把大量需求側資源有效組織起來,成為實現碳中和的有生力量。

在需求側大力推廣再電氣化

電動車、儲能、熱泵、儲熱等技術快速發展,交通、供暖等用能終端再電氣化進程加快,將是一場效率革命、成本革命。

其中,電動車能耗僅為燃油車的1/4,使用低谷電充電時,成本僅為燃油車的10%。熱泵在提供相同熱量的情況下,能耗僅為燃氣、燃煤鍋爐的30%;使用低谷電供熱時,成本僅為燃氣鍋爐的1/3,與燃煤鍋爐相當。電力在能源終端需求側的能效、成本和環保優勢日益明顯。

與歐美發達國家相比,我國居民用電增長空間大,需加快推進再電氣化進程,實現終端用能去碳化。如民用交通、建筑用能等領域全部由電動車、熱泵等方式實現電能替代(需替代2億噸成品油、40億吉焦集中供熱量、2億噸民用散煤、1000億立方米民用天然氣),至少需增加3-4萬億千瓦時電量,約占當前終端消費電量7.5億千瓦時的50%。

充分挖掘需求側的儲能潛力

在未來的能源體系中,電是核心,儲是關鍵!皟Α辈皇呛唵蔚膬﹄,而是綜合利用儲熱/冷、電動車、氫能等多元化儲能方式,充分挖掘現有需求側的資源和潛力。廣泛開展“人民戰爭”,關鍵在于發動每戶推廣再電氣化,增強需求側的彈性。

其中,家庭用能較大的電器都可以實現“時間轉移”,即一天中某些時段集中使用就可以滿足生活需要。如電動車可充可放,熱水器、空調等設備可通過數字技術控制使用時間,匹配新能源的不穩定性。當新能源大發時,家庭用電設備大用或將電能“存儲”;當新能源不足時,用電設備停用,電動車反向放電。此外,熱泵配合儲熱罐實現供冷/熱,新能源大發時制冷/熱并用儲罐“存儲”,效率高,且具有經濟性。

通過體制機制改革重塑能源體系

相關部門指出,要推動能源體制革命,還原能源的商品屬性。在傳統能源體制下,煤、油、氣、電、熱、核等各類能源相互割裂,無法做到在“大能源”格局下的全盤謀劃、統一調度;省間資源配置和市場流通困難,市場作用無法充分發揮;福利性、民生性導向的電價體制無法還原居民用電的商品屬性和供求關系,對用電行為的引導性不強。

因此,要實現碳中和,除在理念、行為上引導外,還需同步推進體制機制改革:打破省間壁壘,實現要素、資源在更大范圍自由流動,發揮市場的主體作用;破除行業壁壘,重構我國的能源體系,明確以“電”為核心,對各行業、各領域做好規劃,統籌推進;實施促進新能源消納的價格政策,研究制定居民用電峰谷電價體系,制定電能替代的價格政策;實施促進商業模式創新的價格和補貼政策,鼓勵V2G(車網互動)、熱泵、儲冷/熱、智慧控制技術應用,推動新技術、新產業、新模式快速發展。

我國幅員遼闊,資源分布和經濟社會發展狀況不均衡,決定了碳中和進程的高度不均衡性,因此,要在考慮全局性和科學性的前提下,讓一些資源條件好、發展水平高、轉型速度快的地域、城市和行業率先實現碳中和。如大唐集團正加快推動能源轉型,業務覆蓋從清潔能源供應到需求側電氣化替代的全過程,初步計劃在內蒙古等。▍^)推動大規模新能源基地建設,在北京等負荷中心開展清潔電代油、代氣、代煤試點,積極探索實踐一條能源轉型的新路徑,以“局部勝利”帶動實現“全面勝利”。

碳中和是一場持久戰,是能源革命逐步深入的過程,能源行業必然是主戰場,要從發展全局出發,充分認識碳中和的復雜性、艱巨性。同時,也要看到,我國在資源、技術、市場等各方面均已建立優勢,只要貫徹落實“四個革命、一個合作”的能源安全新戰略,統一思想,堅定信心,找準科學的路徑模式,集全社會之力共同推進,必定能打贏碳中和這場持久戰。

(作者系中國大唐集團有限公司黨組副書記、董事)  

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