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聚焦 | 杜祥琬:全力奔赴碳中和的世纪赶考

北极星电力网新闻中心  来源:中国电力企业管理    2021/5/18 14:00:50  我要投稿  

北极星火力发电网讯:人物介绍

杜祥琬 应用核物理、强激光技术和能源战略专家,中国工程院院士,中国工程院原副院长,俄联邦工程院外籍院士;国家能源咨询专家委员会副主任,国家气候变化专家委员会名誉主任。

在碳达峰与碳中和目标指引下,中国能源转型正在加速推进,与转型有关的政策文件正在密集出台。中国工程院院士、国家能源咨询专家委员会副主任、国家气候变化专家委员会名誉主任杜祥琬表示,实现碳达峰、碳中和是一场广泛而深刻的经济社会系统性变革,也是推动我国高质量发展的重要抓手,能源行业需要深刻认识到碳达峰与碳中和的战略意义,决不能把碳达峰、碳中和当成一个被动的任务去完成,而应主动作为,自我加压,全力奔赴碳中和的世纪赶考。

(来源:微信公众号“中国电力企业管理” ID:zgdlqygl 作者:翁 爽)

《中国电力企业管理》:近期召开的中央财经委员会第九次会议将碳达峰、碳中和纳入生态文明建设整体布局,“双碳”目标已成为能源乃至全社会关注的焦点。如何看待“双碳”目标和能源供应安全的关系?

杜祥琬:碳达峰与碳中和,是中国能源革命中的两个里程碑。能源革命,是对现有能源系统质的突破与改变。“30·60双碳”目标是在我国发展阶段、现实能力等国情基础提出的,既体现出了我国应对气候变化的坚定态度和大国担当,也体现出我国与发达国家在应对气候变化上“共同但有区别的责任”原则。

在过去十多年里,能源转型引起了业界及全社会的广泛关注与探讨,在碳中和目标提出后,转型已迫在眉睫,电力是肩负转型重任的主要行业,并已成为能源转型的核心,工业部门、建筑部门、交通部门等电气化水平都将大幅提升。而在电力消费中,低碳或无碳电力的占比也将越来越高。

但转型是一个长期过程,目前煤电在电力系统中仍然发挥着巨大的作用,也是电力系统中不可或缺的电源之一。在“十四五”时期,非化石能源主要替代化石能源的增量部分,但未来将逐步替代化石能源的存量部分,需要有序、稳步推进清洁替代。

能源低碳转型要与保障能源安全并行不悖,我们不仅要保证能源的供应,还要实现合理的增长,同时对能源结构进行优化。面对转型任务,人们需要消除一个观念上的误区:转型是否会影响能源供应安全乃至经济社会发展?但实际上,从长远来看,大力推进清洁低碳转型恰恰有利于我国的能源安全与能源独立。非化石能源在我国能源消费总量的占比提高,将使我国能源对外依存度大大降低,不再受制于国际地缘政治形势的变化,极大地提升我国能源自主保障能力。因此,我们要树立新的能源安全观,重新认识中国的能源资源禀赋,即在化石能源“富煤、缺油、少气”的同时,更需要认识到丰富的非化石能源(特别是可再生能源)是我国能源资源禀赋的重要组成部分,逐步建成我国以非化石能源为主的低碳能源体系,这将对我国能源安全和能源独立影响深远。

目前,我们距离碳达峰还有不到10年的时间。2030年前实现碳达峰是什么概念?这需要与中央提出的十年中的若干能源发展指标来对照理解,比如中国的自主贡献目标要求碳排放强度到2030年比2005年降低60%-65%,比如2030年非化石能源占一次能源消费达到25%,以及到2030年风电、光伏总装机容量12亿千瓦以上等。从这些指标可以看出,碳达峰绝不是冲高峰。如果峰值过高,实现碳中和的难度和代价就更大。但考虑到中国现有以高碳为主的能源消费结构,以及超100亿吨的年碳排放量,也很难做到峰值过低,因此,做好碳峰值的管理,是当前能源转型的重要任务。

实现碳达峰与碳中和是一项艰巨的任务,相对于我国当前的发展阶段而言存在许多困难。概括来说,目前我国能源结构高碳特征明显,能源产业偏重煤炭,效率偏低;经济发展尽管增速快,但发展方式与能源体系对高碳的路径依赖较为严重。我国正处于经济转型升级的关键阶段,碳达峰与碳中和目标的提出,无疑将迫使全社会加快“补短板”,转型没有退路,必须一往无前。

《中国电力企业管理》:您对于实现“双碳”目标有哪些具体的路径建议?

杜祥琬:实现碳达峰、碳中和目标有九大抓手:

第一,“能源减碳”要与“蓝天保卫战”协同推进。这二者并非同一概念,但具有很强的协同性,控制碳排放是减少PM2.5的有效途径;第二,节能提效,树立节能是第一能源的理念,并从产业结构调整入手;第三,在发电侧大力开发非化石能源电源,发展高比例的清洁可再生能源,推动集中式与分布式发展齐头并进,我国中东部地区能源“身边取”和“远方来”相结合,并强化前者;第四,促进交通行业减排,鼓励绿色出行;第五,促进工业减排,调整产业结构,警惕高耗能产业产能过剩,抑制高耗能产业发展的冲动;第六,促进建筑节能,大力推动智能家居、智能家用电器的普及和BIPV(与光伏结合的建筑)的推广,发展一大批能源产消者;第七,发展循环经济,做好固废资源化利用,减少填埋;第八,发展碳汇,开展CCUS等碳移除和碳利用技术的应用;第九,以强有力的政策手段和精准有效的政策工具如碳交易、气候投融资、能源转型基金、碳中和促进法等引导碳减排。

以节能提效为例。应以节能提效作为中国能源战略之首,树立节能是绿色、低碳的第一能源的观念。目前我国能效在世界范围内偏低,我国单位GDP所消耗的能源,在十年前约是世界平均水平的两倍,在当下仍然是世界平均水平的1.3倍左右,是OECD国家的2.7倍。如果我国能效水平达到世界平均水平,每年将降低10亿吨标准煤的消耗。尤其是当前在我国以化石能源为主的消费环境下,节能就是减排。节能提效首当其冲是调整产业结构。目前,我国高耗能产业占比过大,全球超过50%的钢铁和水泥在中国生产,产生了巨量的排放。一些地方政府寄希望于高耗能产业拉动经济复苏,这种倾向需要坚决遏制。钢铁、水泥并非不能发展,而是需要按需发展,防范产能过剩。因此,要加大产业结构调整力度,加快发展高新技术产业,积极淘汰落后产能,实现单位产值能耗持续下降。同时还需要在管理提升、技术优化,以及营造节能社会氛围等方面采取更多措施。

《中国电力企业管理》:如何看待转型的成本和新能源利用的经济性问题?新能源要真正成为主体能源,需要克服怎样的弱点?

杜祥琬:在能源转型和能源新技术的应用中,有两个重要问题需要考量,一是经济性,二是供应安全和系统安全。这是决定转型成败的关键问题。在十多年的发展中,我国风电、光伏发电成本大幅下降,并且仍在继续下降,这是当前新能源得以大规模发展的重要前提,正是风光发电具备了一定的经济性,才能为市场所接受,才能作为一项有竞争力和生命力的能源品种服务于转型大计。

但新能源“靠天吃饭”的特性,使得系统需要为其稳定性付出一些代价,比如配置储能,比如需要火电机组为其调峰等。目前,风光发电在系统中的占比并不算高,但未来新能源必将成为主体能源,而成为主体能源的前提,是供应能力和综合成本能够满足发展的需求。2007年,我负责中国工程院“中国可再生能源发展战略研究”的课题,那时候对于非水可再生能源在我国能源系统中的地位,可以说是四个字:微不足道。随着风光发电的发展壮大,渐渐对它有了新的认识和评价:举足轻重。但从碳中和的目标来看,仅仅是举足轻重仍然不够,而是需要“担当大任”。担当大任的重点不仅仅在于装机容量,更在于发电量。从这个角度来看,新能源责任重大,任重道远,不仅需要在规模上迅速成长,在成本上不断下降,还要在输出上更加优质、灵活,以适应电力系统运行规律。新能源的间歇性问题是一个可以化整为零的问题。比如从新疆到东海,再到南海如果都装上风电,由于不在一个时区和气候带,大自然会带来平滑效果,平抑了出力的不均。但平滑化的前提是我们有足够多的量来进行余缺互补,需要从东到西、从南到北广泛开发新能源,当然,即便如此,风力仍非人为可控,仍然需要考虑通过配置一定的储能来实现稳定输出。

当然,不仅电源侧需要做出巨大改变,电网也需要不断革新。习近平总书记提出,“构建以新能源为主体的新型电力系统”,这要求电网更具智能、灵活与柔性特征。

《中国电力企业管理》:我国地域广袤,区域发展不平衡,各地区之间能源发展和资源禀赋差异极大。您认为在在碳达峰与碳中和的目标下,我国东西部等重点区域的能源发展的主要矛盾和规划重点是什么?

杜祥琬:我国东部城市人口密度大、能耗高,是能源转型的主战场,并且已经具备转型的良好基础。过去很多年,我们的能源战略是按照西电东送、北煤南运来部署的,中东部地区的能源自给率不高,这是特定历史时期不得已而为之的办法,能源的大范围转移产生了高昂的成本和负担,如果东部自身的发电能力增强了,能源外送的压力就会逐渐减小。

我国东部能源转型应借鉴德国、日本等国经验,实现新增电力的高比例自给。德国有一句话叫“无处不光伏”给我的印象很深。大型会议中心、商业综合体、机场车站、家庭公寓等,所有能装光伏的地方都装上了,空间利用非常充分,再配以储能设施,得以实现高比例的新能源发电。因此,东部的能源转型需要有自我颠覆的意识,东部地区风能、太阳能的资源量和密度并不比德国差,按照中国的能源地图,三类资源区以上的地区都应建设风电与光伏,大力开发本地资源,缓解西电东送的压力,实现经济和安全的两全选择。由于东部土地资源紧张,人口密集,因此,东部新能源布局更需要精打细算,要有聚沙成塔、积少成多的意识和决心。不仅是东部,全国也要有用好每一寸土地、每一寸空间的意识。我国建筑面积有600多亿平方米,当然这并不意味着这些面积都适合安装太阳能设施。如果按照1/3安装光伏的面积来计算,大概有十几亿千瓦的容量,总量会非常可观。目前,我国有大量建筑空间、高速公路和铁路两侧等公共空间尚未得到充分利用,十分可惜。

当然我国的新能源应用也开展了一些非常好的实践。浙江正泰集团,一个企业就建设了将近40万户的户用光伏,寓电于民、自发自用,甚至还自配小型储能,不会对大电网产生冲击;新疆吐鲁番的一个新能源小区住着5、6万住户,取暖靠地热,发电靠太阳能,配置电化学储能平抑太阳能发电的不稳定性,同时保持与大电网的互动,如果遇到季节性的太阳能出力不足,再从大电网买电,我们要大力提倡并推广这种能源利用模式。

西部地区能源丰富、土地资源充裕,因此,西部要以资源优势、价格优势吸纳优质产业,发展本地负荷。以5G、人工智能、云计算、大数据等为代表的新基建均为高科技产业,对电力的需求量大且质量要求高。新基建所推动的新技术产业均为用电大户,西北地区平均气温较低、土地和能源资源丰富等特点均有助于高新技术产业发展,因此,应推动能源密集型、技术密集型产业向西北部转移,带动西部经济发展和产业转型升级,缩小地区差距。国家也需要出台相应的鼓励政策,动员企业落户西部,实现互利共赢。

在下一阶段,我们要大力提升“电从身边来”的比例,与此同时,“远方电”仍然不可或缺。但对于远方来的电需要切实保证“来的是清洁电”,而非高碳电。一些特高压工程规划的初衷是外送清洁电量,但在实际送出过程中由于种种因素掣肘,不得不捆绑大量火电才得以实现稳定送出,这样的做法就有违初心,需要在规划时尽量加以避免。刚刚投产的青海—河南±800千伏特高压直流工程,这条线路送出的是风光发电和水电,所以它输出的几乎是100%的清洁能源,这是一个非常好的特高压外送清洁能源的样本。特高压是一个好技术,但是要用到该用的地方,以及送该送的东西,这需要非常严格和精确的设计方案。

《中国电力企业管理》:碳达峰与碳中和将给中国经济社会发展带来怎样的改变?

杜祥琬:习近平总书记在第75届联合国大会提出2060年碳中和目标后,又在金砖国家领导人第十二次会晤上的讲话中表示,我们将说到做到!足以显现我国实现碳中和的坚定决心和意志。实现碳达峰、碳中和是一场世纪赶考,是深刻改变社会经济发展的一件大事,中国经济社会的发展已经进入一个新阶段,从高速增长逐渐走向高质量发展,从原来外延扩张型的平面发展进入了质量型增长的立体发展。按照传统发展方式不是不能走下去,但会落后,我们必须抓住新一轮技术变革的机遇,走向社会主义现代化,走向第二个百年目标。因此,“双碳”目标背后承载的意义是划时代的。尽管实现“双碳”目标难度巨大、挑战巨大,但革命的过程,就是消除弱点、攻克难点的过程。我们能源界的全体同仁要凝聚高度的共识,要有主动作为、自我革命的意识。我相信,这场赶考中国一定会考出好成绩。

本文刊载于《中国电力企业管理》2021年04期,作者系本刊记者

原标题:杜祥琬:全力奔赴碳中和的世纪赶考

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