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源網荷共議能源轉型:潛力、代價是什么
2021-09-29 來源:南方能源觀察
 近專家指出,能源系統發展必須符合經濟發展規律,要實現減排目標,應在供給側和需求側同時發力,電網要提升數字化、信息化水平,為“無條件”消納新能源做準備,而金融領域也應為穩步推進化石燃料替代提供支持。
 
“能源系統必須符合經濟發展規律”
 
中國科學院院士、中國電力科學研究院名譽院長周孝信就“雙碳”目標下中國能源電力系統發展進行了“情景分析”。分析表明,2035年中國風電及光伏裝機容量超過總裝機容量的50%,2060年達到總裝機容量的86%。預計到2060年,非化石能源發電量占比將超過99%,發電量占總量的69.2%,化石能源實現基本清零。
 
周孝信指出,實現減排目標,關鍵是要加快電源結構的轉變。
 
美國能源經濟學會院士、斯坦福大學教授詹姆士·斯維尼(James Sweeney)認為,要實現碳中和,需要構建一個可持續的脫碳能源系統,形成經濟、安全、環境相結合的“能源政策三角”。首先,能源系統必須符合經濟發展規律,確保能源資源供給可以獲利;二是安全,要考慮網絡安全、國內國外安全、物理安全,這是基礎特征;三是環境,能源系統必須是綠色的、環保的。
 
詹姆士·斯維尼提出了能源系統實現溫室氣體減排的四大途徑:提高能源效率、用更清潔的能源替代化石能源、低碳能源生產和碳捕集與儲存。在對能源使用產生的碳排放進行分析后,他認為,中國目前需要著重在加速降低能源的碳強度、提高能源效率這兩個主要方面助推脫碳進程。
 
周孝信也對構建新型電力系統給出了五點建議:大力開發利用可再生能源,發展核能、生物質能、地熱能等非化石能源綜合利用;積極推動煤電靈活性轉型;持續推進終端用能的電氣化;加強電力電子和儲能等關鍵技術創新;完善能源轉型各項政策,堅持市場化改革方向。
 
替代能源是誰
 
中國政策科學研究會研究員唐元認為,目前來看,中國實現碳減排的路徑有兩條,一是減少二氧化碳排放,二是吸收空氣中的二氧化碳。他提出大規模開發西部風光電資源,大力推廣應用改性甲醇燃料,在城市建設立體園林生態住房,利用荒山荒地發展油料能源林等。
 
唐元指出:“要在中國西部地區利用風光資源開發建設一批大規模風光發電基地,以綠電替代煤電,形成以可再生能源為主的電力供給格局,這是從根本上扭轉中國以煤為主能源供給格局的唯一出路。”
 
針對甲醇燃料的使用,唐元稱,在2030年前適當開發一批煤制甲醇項目,為改性甲醇提供穩定甲醇原料供給;2030年后,采取綠電制氫與二氧化碳合成甲醇,構建起中國的碳中和能源供給體系。
 
而中國科學院院士、西安交大教授管曉宏指出,高比例可再生能源接入電網后,目前除了抽水蓄能外,還沒有找到大規模的、具有經濟性的電儲能技術,所以風光的利用仍然存在問題。氫能會在未來扮演重要角色。
 
“要加速構建非傳統分布式能源系統,如傳統電源+分布式可再生新能源+氫能燃料電池等。”管曉宏說。
 
德國克勞斯塔爾工業大學教授, 德國地球科學與巖土工程院院士侯正猛也認為,氫能是未來發展的必然趨勢。同時,他提出了儲存可再生能源的另一方向——地下存儲。
 
“未來的清潔能源系統中,可再生能源將被轉換為其他形式(如電轉勢能、電轉氫和電轉熱等),并儲存到礦井、鹽穴、廢舊油氣田、地熱等地下儲庫中。”
 
他認為,相比地上蓄能,地下存儲能夠提供大容量和長周期的蓄能潛力,并且安全有效、價格低廉,能節約土地資源,保護生態環境。“大規模地下存儲技術以及電能的多元轉換(Power to X)將是未來能源界的關鍵發展領域。”
 
負荷側有大片待開墾的“寶地”
 
國家電網能源研究院副院長蔣莉萍表示,新型電力系統下,電力系統的生產關系、利益格局將發生變化,需要重新認識、定義需求側,挖掘其潛在的價值。
 
尖峰負荷持續時間總體呈下降趨勢,未來不需要按照100%的最大負荷來考慮。“‘十四五’開始后,部分地區已經開始考慮按照95%、97%的最大負荷去安排裝機規模,可以減少在發電裝機上的投資。”蔣莉萍說。
 
國家電網能源研究院的初步分析顯示,在需求側實現削減尖峰負荷所需的投資,大約僅為建設調峰電廠和配套電網投資的14%-20%。
 
蔣莉萍認為,未來需求側資源的利用可以采取兩項措施,第一是將需求側資源納入電力系統發展規劃,降低投資成本;第二是將需求側資源納入運行管理,提升系統運行效率。
 
諾貝爾獎得主、美國藝術科學院院士、美國加州大學伯克利分校教授丹尼爾·科曼(Daniel Kammen)舉例說:“深圳的電動車投放就是一個很好的案例。2017年,深圳推出了投放電動出租車的計劃,目前已經有超過29000輛電動汽車加入了出租車車隊,這是一個很好的計劃。我們不僅需要在技術上創新,也需要相關的政策和立法的支持,需要全社會力量共同參與。”
 
中國生物多樣性保護與綠色發展基金會副理事長周晉峰也表示,在轉型過程中,能源供給側的改變固然重要,但是需求側同樣需要重視,避免能源浪費。“每一個人都需要為減排目標有限地承擔起相應的責任。”周晉峰說。
 
電網如何“無條件”接受新能源
 
為了適應以新能源為主體的新型電力系統,電網的組織和運作模式需要轉型。中國工程院院士、南方電網公司專家委員會主任委員李立浧表示:“電網連接能源生產和消費,是新型電力系統的核心樞紐。”對于電網如何更好地支持能源綠色轉型,李立浧給出了清晰的答案:建設透明電網。
 
李立浧說,實施泛電氣化,就要用電力來制氫、制甲醇,代替化石能源,而這就需要實現電力系統的數字化、智能化和透明化。透明是新型電力系統的主要特征,新型電力系統要有“無限大”的功率,“無限多”的能量,依靠功率的動態平衡,能量的動態平衡從內部保證系統安全、穩定、智能運行,外部能夠實現“無條件”接受新能源。
 
“未來的數字化和現在的區別,主要在于數字的廣度、深度、精度和厚度方面是不一樣的。我們電力系統,特別是電網系統,現在對于信息化、數字化這個步伐走得沒有其他行業來的步伐大,比如交通行業。”李立浧指出,電網企業的數字化、信息化都需要提升。
 
沉沒資產誰來買單
 
要實現能源綠色轉型,煤炭需要逐步退出歷史舞臺。根據世界銀行的估算,在可能采取的激進脫碳方案下,2040年之前,中國、印度、印尼、越南、菲律賓和巴基斯坦這六大亞洲主要煤炭消費國預計有總計572GW的燃煤電廠被取代。
 
“就中國國內的情況來看,現在讓一些煤電機組退役,會涉及到很多沉沒資產問題。有一些煤電機組現在還很年輕,離回本和退役時間還很遠,如果現在淘汰的話,成本、損失誰來負擔,是擺在面前的難題。”世界銀行高級能源專家宋彥勤說。
 
宋彥勤認為,無論從在經濟上或者技術上來講,短時間內完全淘汰煤炭都是難以實現的。盡管可再生能源的成本已經大幅下降,但由可再生能源取代煤炭產能的各種財務成本以及相關的后備產能整合成本等仍然是需要考慮的問題。
 
世界銀行數據顯示,世界各國要想在2040年實現各自國家的自主貢獻(National Determined Contributions)減排目標,還需要9萬億美元的投資額。如果要加速退煤進程,提早實現減排目標,還需要另外增加4萬億美元的投資。
 
據宋彥勤介紹,世界銀行目前已與中國開展多項合作來限制煤炭的生產消費,促進清潔能源的發展。在供應側,世界銀行利用其發展政策貸款(DPO)向煤炭大省山西提供政策性長期低息貸款,幫助山西部分高污染、低效率的煤電機組退役,實現現有資產再利用,為受影響的行業工人尋找新的就業機會,緩解退煤對經濟社會的影響。
 
在需求側,世界銀行正與東南沿海省份合作,增加本地分布式可再生能源供應,促使綠色交易,并與在浙江的民營企業一起尋求應對國際能源轉型的解決方案,避免企業受到國際跨境碳邊境稅的影響。
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