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杜祥琬院士:全力奔赴碳中和的世紀趕考

能源發(fā)展網(wǎng)發(fā)布時間:2021-05-18 00:00:00

在碳達峰與碳中和目標(biāo)指引下,中國能源轉(zhuǎn)型正在加速推進,與轉(zhuǎn)型有關(guān)的政策文件正在密集出臺。中國工程院院士、國家能源咨詢專家委員會副主任、國家氣候變化專家委員會名譽主任杜祥琬表示,實現(xiàn)碳達峰、碳中和是一場廣泛而深刻的經(jīng)濟社會系統(tǒng)性變革,也是推動我國高質(zhì)量發(fā)展的重要抓手,能源行業(yè)需要深刻認識到碳達峰與碳中和的戰(zhàn)略意義,決不能把碳達峰、碳中和當(dāng)成一個被動的任務(wù)去完成,而應(yīng)主動作為,自我加壓,全力奔赴碳中和的世紀趕考。

《中國電力企業(yè)管理》:近期召開的中央財經(jīng)委員會第九次會議將碳達峰、碳中和納入生態(tài)文明建設(shè)整體布局,“雙碳”目標(biāo)已成為能源乃至全社會關(guān)注的焦點。如何看待“雙碳”目標(biāo)和能源供應(yīng)安全的關(guān)系?

杜祥琬:碳達峰與碳中和,是中國能源革命中的兩個里程碑。能源革命,是對現(xiàn)有能源系統(tǒng)質(zhì)的突破與改變。“30·60雙碳”目標(biāo)是在我國發(fā)展階段、現(xiàn)實能力等國情基礎(chǔ)提出的,既體現(xiàn)出了我國應(yīng)對氣候變化的堅定態(tài)度和大國擔(dān)當(dāng),也體現(xiàn)出我國與發(fā)達國家在應(yīng)對氣候變化上“共同但有區(qū)別的責(zé)任”原則。

在過去十多年里,能源轉(zhuǎn)型引起了業(yè)界及全社會的廣泛關(guān)注與探討,在碳中和目標(biāo)提出后,轉(zhuǎn)型已迫在眉睫,電力是肩負轉(zhuǎn)型重任的主要行業(yè),并已成為能源轉(zhuǎn)型的核心,工業(yè)部門、建筑部門、交通部門等電氣化水平都將大幅提升。而在電力消費中,低碳或無碳電力的占比也將越來越高。

但轉(zhuǎn)型是一個長期過程,目前煤電在電力系統(tǒng)中仍然發(fā)揮著巨大的作用,也是電力系統(tǒng)中不可或缺的電源之一。在“十四五”時期,非化石能源主要替代化石能源的增量部分,但未來將逐步替代化石能源的存量部分,需要有序、穩(wěn)步推進清潔替代。

能源低碳轉(zhuǎn)型要與保障能源安全并行不悖,我們不僅要保證能源的供應(yīng),還要實現(xiàn)合理的增長,同時對能源結(jié)構(gòu)進行優(yōu)化。面對轉(zhuǎn)型任務(wù),人們需要消除一個觀念上的誤區(qū):轉(zhuǎn)型是否會影響能源供應(yīng)安全乃至經(jīng)濟社會發(fā)展?但實際上,從長遠來看,大力推進清潔低碳轉(zhuǎn)型恰恰有利于我國的能源安全與能源獨立。非化石能源在我國能源消費總量的占比提高,將使我國能源對外依存度大大降低,不再受制于國際地緣政治形勢的變化,極大地提升我國能源自主保障能力。因此,我們要樹立新的能源安全觀,重新認識中國的能源資源稟賦,即在化石能源“富煤、缺油、少氣”的同時,更需要認識到豐富的非化石能源(特別是可再生能源)是我國能源資源稟賦的重要組成部分,逐步建成我國以非化石能源為主的低碳能源體系,這將對我國能源安全和能源獨立影響深遠。

目前,我們距離碳達峰還有不到10年的時間。2030年前實現(xiàn)碳達峰是什么概念?這需要與中央提出的十年中的若干能源發(fā)展指標(biāo)來對照理解,比如中國的自主貢獻目標(biāo)要求碳排放強度到2030年比2005年降低60%-65%,比如2030年非化石能源占一次能源消費達到25%,以及到2030年風(fēng)電、光伏總裝機容量12億千瓦以上等。從這些指標(biāo)可以看出,碳達峰絕不是沖高峰。如果峰值過高,實現(xiàn)碳中和的難度和代價就更大。但考慮到中國現(xiàn)有以高碳為主的能源消費結(jié)構(gòu),以及超100億噸的年碳排放量,也很難做到峰值過低,因此,做好碳峰值的管理,是當(dāng)前能源轉(zhuǎn)型的重要任務(wù)。

實現(xiàn)碳達峰與碳中和是一項艱巨的任務(wù),相對于我國當(dāng)前的發(fā)展階段而言存在許多困難。概括來說,目前我國能源結(jié)構(gòu)高碳特征明顯,能源產(chǎn)業(yè)偏重煤炭,效率偏低;經(jīng)濟發(fā)展盡管增速快,但發(fā)展方式與能源體系對高碳的路徑依賴較為嚴重。我國正處于經(jīng)濟轉(zhuǎn)型升級的關(guān)鍵階段,碳達峰與碳中和目標(biāo)的提出,無疑將迫使全社會加快“補短板”,轉(zhuǎn)型沒有退路,必須一往無前。

《中國電力企業(yè)管理》:您對于實現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)有哪些具體的路徑建議?

杜祥琬:實現(xiàn)碳達峰、碳中和目標(biāo)有九大抓手:

第一,“能源減碳”要與“藍天保衛(wèi)戰(zhàn)”協(xié)同推進。這二者并非同一概念,但具有很強的協(xié)同性,控制碳排放是減少PM2.5的有效途徑;第二,節(jié)能提效,樹立節(jié)能是第一能源的理念,并從產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整入手;第三,在發(fā)電側(cè)大力開發(fā)非化石能源電源,發(fā)展高比例的清潔可再生能源,推動集中式與分布式發(fā)展齊頭并進,我國中東部地區(qū)能源“身邊取”和“遠方來”相結(jié)合,并強化前者;第四,促進交通行業(yè)減排,鼓勵綠色出行;第五,促進工業(yè)減排,調(diào)整產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu),警惕高耗能產(chǎn)業(yè)產(chǎn)能過剩,抑制高耗能產(chǎn)業(yè)發(fā)展的沖動;第六,促進建筑節(jié)能,大力推動智能家居、智能家用電器的普及和BIPV(與光伏結(jié)合的建筑)的推廣,發(fā)展一大批能源產(chǎn)消者;第七,發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟,做好固廢資源化利用,減少填埋;第八,發(fā)展碳匯,開展CCUS等碳移除和碳利用技術(shù)的應(yīng)用;第九,以強有力的政策手段和精準(zhǔn)有效的政策工具如碳交易、氣候投融資、能源轉(zhuǎn)型基金、碳中和促進法等引導(dǎo)碳減排。

以節(jié)能提效為例。應(yīng)以節(jié)能提效作為中國能源戰(zhàn)略之首,樹立節(jié)能是綠色、低碳的第一能源的觀念。目前我國能效在世界范圍內(nèi)偏低,我國單位GDP所消耗的能源,在十年前約是世界平均水平的兩倍,在當(dāng)下仍然是世界平均水平的1.3倍左右,是OECD國家的2.7倍。如果我國能效水平達到世界平均水平,每年將降低10億噸標(biāo)準(zhǔn)煤的消耗。尤其是當(dāng)前在我國以化石能源為主的消費環(huán)境下,節(jié)能就是減排。節(jié)能提效首當(dāng)其沖是調(diào)整產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)。目前,我國高耗能產(chǎn)業(yè)占比過大,全球超過50%的鋼鐵和水泥在中國生產(chǎn),產(chǎn)生了巨量的排放。一些地方政府寄希望于高耗能產(chǎn)業(yè)拉動經(jīng)濟復(fù)蘇,這種傾向需要堅決遏制。鋼鐵、水泥并非不能發(fā)展,而是需要按需發(fā)展,防范產(chǎn)能過剩。因此,要加大產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整力度,加快發(fā)展高新技術(shù)產(chǎn)業(yè),積極淘汰落后產(chǎn)能,實現(xiàn)單位產(chǎn)值能耗持續(xù)下降。同時還需要在管理提升、技術(shù)優(yōu)化,以及營造節(jié)能社會氛圍等方面采取更多措施。

《中國電力企業(yè)管理》:如何看待轉(zhuǎn)型的成本和新能源利用的經(jīng)濟性問題?新能源要真正成為主體能源,需要克服怎樣的弱點?

杜祥琬:在能源轉(zhuǎn)型和能源新技術(shù)的應(yīng)用中,有兩個重要問題需要考量,一是經(jīng)濟性,二是供應(yīng)安全和系統(tǒng)安全。這是決定轉(zhuǎn)型成敗的關(guān)鍵問題。在十多年的發(fā)展中,我國風(fēng)電、光伏發(fā)電成本大幅下降,并且仍在繼續(xù)下降,這是當(dāng)前新能源得以大規(guī)模發(fā)展的重要前提,正是風(fēng)光發(fā)電具備了一定的經(jīng)濟性,才能為市場所接受,才能作為一項有競爭力和生命力的能源品種服務(wù)于轉(zhuǎn)型大計。

但新能源“靠天吃飯”的特性,使得系統(tǒng)需要為其穩(wěn)定性付出一些代價,比如配置儲能,比如需要火電機組為其調(diào)峰等。目前,風(fēng)光發(fā)電在系統(tǒng)中的占比并不算高,但未來新能源必將成為主體能源,而成為主體能源的前提,是供應(yīng)能力和綜合成本能夠滿足發(fā)展的需求。2007年,我負責(zé)中國工程院“中國可再生能源發(fā)展戰(zhàn)略研究”的課題,那時候?qū)τ诜撬稍偕茉丛谖覈茉聪到y(tǒng)中的地位,可以說是四個字:微不足道。隨著風(fēng)光發(fā)電的發(fā)展壯大,漸漸對它有了新的認識和評價:舉足輕重。但從碳中和的目標(biāo)來看,僅僅是舉足輕重仍然不夠,而是需要“擔(dān)當(dāng)大任”。擔(dān)當(dāng)大任的重點不僅僅在于裝機容量,更在于發(fā)電量。從這個角度來看,新能源責(zé)任重大,任重道遠,不僅需要在規(guī)模上迅速成長,在成本上不斷下降,還要在輸出上更加優(yōu)質(zhì)、靈活,以適應(yīng)電力系統(tǒng)運行規(guī)律。新能源的間歇性問題是一個可以化整為零的問題。比如從新疆到東海,再到南海如果都裝上風(fēng)電,由于不在一個時區(qū)和氣候帶,大自然會帶來平滑效果,平抑了出力的不均。但平滑化的前提是我們有足夠多的量來進行余缺互補,需要從東到西、從南到北廣泛開發(fā)新能源,當(dāng)然,即便如此,風(fēng)力仍非人為可控,仍然需要考慮通過配置一定的儲能來實現(xiàn)穩(wěn)定輸出。

當(dāng)然,不僅電源側(cè)需要做出巨大改變,電網(wǎng)也需要不斷革新。習(xí)近平總書記提出,“構(gòu)建以新能源為主體的新型電力系統(tǒng)”,這要求電網(wǎng)更具智能、靈活與柔性特征。

《中國電力企業(yè)管理》:我國地域廣袤,區(qū)域發(fā)展不平衡,各地區(qū)之間能源發(fā)展和資源稟賦差異極大。您認為在在碳達峰與碳中和的目標(biāo)下,我國東西部等重點區(qū)域的能源發(fā)展的主要矛盾和規(guī)劃重點是什么?

杜祥琬:我國東部城市人口密度大、能耗高,是能源轉(zhuǎn)型的主戰(zhàn)場,并且已經(jīng)具備轉(zhuǎn)型的良好基礎(chǔ)。過去很多年,我們的能源戰(zhàn)略是按照西電東送、北煤南運來部署的,中東部地區(qū)的能源自給率不高,這是特定歷史時期不得已而為之的辦法,能源的大范圍轉(zhuǎn)移產(chǎn)生了高昂的成本和負擔(dān),如果東部自身的發(fā)電能力增強了,能源外送的壓力就會逐漸減小。

我國東部能源轉(zhuǎn)型應(yīng)借鑒德國、日本等國經(jīng)驗,實現(xiàn)新增電力的高比例自給。德國有一句話叫“無處不光伏”給我的印象很深。大型會議中心、商業(yè)綜合體、機場車站、家庭公寓等,所有能裝光伏的地方都裝上了,空間利用非常充分,再配以儲能設(shè)施,得以實現(xiàn)高比例的新能源發(fā)電。因此,東部的能源轉(zhuǎn)型需要有自我顛覆的意識,東部地區(qū)風(fēng)能、太陽能的資源量和密度并不比德國差,按照中國的能源地圖,三類資源區(qū)以上的地區(qū)都應(yīng)建設(shè)風(fēng)電與光伏,大力開發(fā)本地資源,緩解西電東送的壓力,實現(xiàn)經(jīng)濟和安全的兩全選擇。由于東部土地資源緊張,人口密集,因此,東部新能源布局更需要精打細算,要有聚沙成塔、積少成多的意識和決心。不僅是東部,全國也要有用好每一寸土地、每一寸空間的意識。我國建筑面積有600多億平方米,當(dāng)然這并不意味著這些面積都適合安裝太陽能設(shè)施。如果按照1/3安裝光伏的面積來計算,大概有十幾億千瓦的容量,總量會非??捎^。目前,我國有大量建筑空間、高速公路和鐵路兩側(cè)等公共空間尚未得到充分利用,十分可惜。

當(dāng)然我國的新能源應(yīng)用也開展了一些非常好的實踐。浙江正泰集團,一個企業(yè)就建設(shè)了將近40萬戶的戶用光伏,寓電于民、自發(fā)自用,甚至還自配小型儲能,不會對大電網(wǎng)產(chǎn)生沖擊;新疆吐魯番的一個新能源小區(qū)住著5、6萬住戶,取暖靠地?zé)幔l(fā)電靠太陽能,配置電化學(xué)儲能平抑太陽能發(fā)電的不穩(wěn)定性,同時保持與大電網(wǎng)的互動,如果遇到季節(jié)性的太陽能出力不足,再從大電網(wǎng)買電,我們要大力提倡并推廣這種能源利用模式。

西部地區(qū)能源豐富、土地資源充裕,因此,西部要以資源優(yōu)勢、價格優(yōu)勢吸納優(yōu)質(zhì)產(chǎn)業(yè),發(fā)展本地負荷。以5G、人工智能、云計算、大數(shù)據(jù)等為代表的新基建均為高科技產(chǎn)業(yè),對電力的需求量大且質(zhì)量要求高。新基建所推動的新技術(shù)產(chǎn)業(yè)均為用電大戶,西北地區(qū)平均氣溫較低、土地和能源資源豐富等特點均有助于高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展,因此,應(yīng)推動能源密集型、技術(shù)密集型產(chǎn)業(yè)向西北部轉(zhuǎn)移,帶動西部經(jīng)濟發(fā)展和產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級,縮小地區(qū)差距。國家也需要出臺相應(yīng)的鼓勵政策,動員企業(yè)落戶西部,實現(xiàn)互利共贏。

在下一階段,我們要大力提升“電從身邊來”的比例,與此同時,“遠方電”仍然不可或缺。但對于遠方來的電需要切實保證“來的是清潔電”,而非高碳電。一些特高壓工程規(guī)劃的初衷是外送清潔電量,但在實際送出過程中由于種種因素掣肘,不得不捆綁大量火電才得以實現(xiàn)穩(wěn)定送出,這樣的做法就有違初心,需要在規(guī)劃時盡量加以避免。剛剛投產(chǎn)的青海—河南±800千伏特高壓直流工程,這條線路送出的是風(fēng)光發(fā)電和水電,所以它輸出的幾乎是100%的清潔能源,這是一個非常好的特高壓外送清潔能源的樣本。特高壓是一個好技術(shù),但是要用到該用的地方,以及送該送的東西,這需要非常嚴格和精確的設(shè)計方案。

《中國電力企業(yè)管理》:碳達峰與碳中和將給中國經(jīng)濟社會發(fā)展帶來怎樣的改變?

杜祥琬:習(xí)近平總書記在第75屆聯(lián)合國大會提出2060年碳中和目標(biāo)后,又在金磚國家領(lǐng)導(dǎo)人第十二次會晤上的講話中表示,我們將說到做到!足以顯現(xiàn)我國實現(xiàn)碳中和的堅定決心和意志。實現(xiàn)碳達峰、碳中和是一場世紀趕考,是深刻改變社會經(jīng)濟發(fā)展的一件大事,中國經(jīng)濟社會的發(fā)展已經(jīng)進入一個新階段,從高速增長逐漸走向高質(zhì)量發(fā)展,從原來外延擴張型的平面發(fā)展進入了質(zhì)量型增長的立體發(fā)展。按照傳統(tǒng)發(fā)展方式不是不能走下去,但會落后,我們必須抓住新一輪技術(shù)變革的機遇,走向社會主義現(xiàn)代化,走向第二個百年目標(biāo)。因此,“雙碳”目標(biāo)背后承載的意義是劃時代的。盡管實現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)難度巨大、挑戰(zhàn)巨大,但革命的過程,就是消除弱點、攻克難點的過程。我們能源界的全體同仁要凝聚高度的共識,要有主動作為、自我革命的意識。我相信,這場趕考中國一定會考出好成績。

 

來源:中國電力企業(yè)管理

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