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      王志軒:規劃建設新型能源體系與電力轉型發展
      2022/11/21 23:40:58    新聞來源:南方能源觀察

        王志軒


        中電聯專家委員會副主任委員、國家應對氣候變化專家委員會委員、華北電力大學新型能源系統與碳中和研究院院長


        黨的二十大報告對能源問題的關注度很高,關于能源發展重點提出了三大要求。第一點是,積極穩妥推進碳達峰、碳中和。實現碳達峰、碳中和是一場廣泛而深刻的經濟社會系統性變革。立足我國能源資源稟賦,堅持先立后破,有計劃分步驟實施碳達峰行動。


        第二點是,完善能源消耗總量和強度調控,重點控制化石能源消費,逐步轉向碳排放總量和強度“雙控”制度。推動能源清潔低碳高效利用,推進工業、建筑、交通等領域清潔低碳轉型。


        第三點是,深入推進能源革命,加強煤炭清潔高效利用,加大油氣資源勘探開發和增儲上產力度,加快規劃建設新型能源體系,統籌水電開發和生態保護,積極安全有序發展核電,加強能源產供儲銷體系建設,確保能源安全。


        圍繞二十大報告中有關能源發展的要求,要從繼承、創新、立足、定位、安全等多方面加快規劃建設新型能源體系。電力產業要以推進可再生能源發電為核心,協同把握好煤電定位,統籌好水電、核電發展及能源產供儲銷體系建設等九大方面的發展要求。


        一、繼承:深入推進能源革命是總綱


        “深入推進能源革命”是二十大報告關于能源發展的“總綱”,能源發展戰略與黨的十八大報告一脈相承。能源發展涉及經濟社會發展、國家安全、生態文明建設、現代化產業體系、外交與國際合作等方面。習近平總書記2014年提出的“四個革命、一個合作”能源安全新戰略包括了能源價值體系和能源方法體系,是習近平新時代中國特色社會主義思想的重要組成部分,是指導新發展階段能源發展的基本方向。


        二、創新:新型能源體系與新形勢相協調


        新型能源體系的提出與新發展階段、新任務、新能源形態、新發展模式相協調。


        二十大報告提出,協同推進降碳、減污、擴綠、增長,推進生態優先、節約集約、綠色低碳發展。相比近兩年提出的“減污降碳協同增效”,二十大報告把降碳與增長放到更突出的位置。


        同時,二十大報告還提出,完善能源消耗總量和強度調控,重點控制化石能源消費,逐步轉向碳排放總量和強度“雙控”制度。將能源消耗“控制”變為“調控”,內涵產生重大變化。一是進一步厘清了基本目標與措施的關系,相對于“雙碳”及經濟社會的全面轉型的目標,能源消耗管控是重大措施;而作為措施,是要為目標服務的,要盡可能使投入產出更加有效?!罢{控”與“控制”相比,措施具有一定的彈性,防止“一刀切”和簡單層層分解。二是化石能源仍然是“控制”的重點,“調控”不放松對化石能源的消費控制,要更加重視效能因素。三是為原料用能和使用符合條件的新能源不納入能源總量控制范圍鞏固了基礎,進一步促進了低碳能源的消費。將實現碳“雙控”由“盡早”變為“逐步轉向”,既考慮了這一政策轉變的必然性、也考慮到實現過程的復雜性,使政策調整過程中具有良好的銜接。從二十大精神出發系統來看,我認為,只要條件具備,還是應當加快能源“雙控”向碳“雙控”轉變,不能因為“逐步”而有意放慢腳步,同時,當“控制”轉變為“調控”時,能源“調控”將會成為一種長期的手段。


        二十大報告使用了“新型能源體系”一詞,有別于過往的“現代能源體系”的提法。在新的形勢下,“新型”比“現代”更準確,更加與新時代、新任務、新要求相協調,會更加突出不同能源品種的特點和在新型能源體系中的功能,更加重視能源產供儲銷體系的建設。


        三、立足:既要立足我國現階段能源消費及能源生產以煤為主的特點,也要立足我們新能源產業蓬勃發展的特點


        目前,我國能源消費及能源生產以煤為主。2021年,我國能源消費總量為52.4億噸標準煤,比2020年增長5.2%,其中,煤炭消費量增長4.6%,原油消費量增長4.1%,天然氣消費量增長12.5%,電力消費量增長10.3%。煤炭消費量占一次能源消費總量的56%,比2020年下降0.9個百分點。


        2021年天然氣、水電、核電、風電、太陽能發電等清潔能源消費量占能源消費總量的25.5%,上升1.2個百分點。重點耗能工業企業單位電石綜合能耗下降5.3%,單位合成氨綜合能耗與2020年持平,噸鋼綜合能耗下降0.4%,單位電解鋁綜合能耗下降2.1%,每千瓦時火力發電標準煤耗下降0.5%。全國萬元國內生產總值二氧化碳排放下降3.8%。


        世界能源消費仍以化石燃料為主,2020年主要國家能源消費結構中化石能源占比50%—85%,中國約為85%,煤占比高達57%。


        近10年來,我國新能源電力發展迅猛,煤電比重下降很快,但煤電仍然是電力系統的主力電源。2021年,全國發電裝機容量共23.8億千瓦,其中,火電裝機容量13億千瓦(煤電11.1億千瓦),水電3.9億千瓦,核電0.53億千瓦,并網風電3.3億千瓦,并網太陽能3.28億千瓦。非化石能源裝機11.2億千瓦(含生物質發電)占比47%。


        2021年全國總發電量8.38萬億千瓦時,非化石能源發電量占比34.6%,其中,水電占比16%,核電4.86%,風電7.8%;光伏發電3.9%;煤電發電量占比60%。2020年,非化石能源裝機及發電量較2005年分別提升了21和16個百分點;截至2021年末,煤電裝機容量和發電量比2010年分別下降18和22個百分點。


        目前,我國一年還要燃燒約2億噸散煤,終端能源清潔化水平仍舊不高。


        近年來,我國煤電機組發電效率不斷提高,熱電聯產機組容量占比不斷提升。煤電機組運行年限較短,發達國家煤電機組平均退役年齡約50年,而我國煤電機組的平均運行年齡約12年。


        目前,電力領域二氧化硫、氮氧化物、煙塵三種主要污染物的排放已經大幅下降,與排放峰值比下降了96%以上,可以說燃煤電廠的主要污染物排放已經不是影響燃煤電廠發展的主要因素,現在最大的影響因素是二氧化碳的排放。同時,要注意,在新能源大規模、快速發展的同時,要高度重視新能源發電與交流電力系統在安全運行協調上面臨的巨大挑戰,這些挑戰包括新能源發展對負荷特性影響和對電力系統穩定運行機制的影響等。


        四、定位:確立了碳達峰碳中和“1+N”政策體系


        要堅定不移的推進“雙碳”目標堅定不移,但要積極穩妥。目前,我國已經確定了“1+N”政策體系。


        2021年10月發布的《中共中央 國務院關于完整準確全面貫徹新發展理念做好碳達峰碳中和工作的意見》,在碳達峰碳中和“1+N”政策體系中發揮統領作用,與國務院發布的《2030年前碳達峰行動方案》共同構成貫穿碳達峰碳中和兩個階段的頂層設計。


        “1+N”政策體系確立了能源、工業、交通運輸、城鄉建設、農業農村等重點領域碳達峰實施方案;煤炭、石油天然氣、電力、鋼鐵、有色金屬、石化化工、建材等重點行業碳達峰實施方案;科技支撐、財政支持、綠色金融、綠色消費、生態碳匯、減污降碳、統計核算、標準計量、人才培養、干部培訓等碳達峰碳中和支撐保障方案。


        五、強調能源轉型中的能源安全


        近年來,能源、電力安全事件時有發生,如國際能源市場的價格劇烈波動。俄烏沖突下的能源安全問題啟示我們在能源(電力)轉型中的安全風險具有“灰犀?!薄昂谔禊Z”特點。


        聯合國政府間氣候變化專門委員會(IPCC)的報告中對“能源安全”的定義是:一個國家乃至整個國際社會的能源安全目標,是維持能源供應充足穩定、供應量可預測。保障能源安全目標的措施包括,在能源價格穩定且有競爭力的情況下保持能夠充分滿足國家需要的能源資源,保持能源供應的抗御力;扶持技術的開發和推廣;建立充足的基礎設施,用于能源的產生、儲存、運輸;確??蓤绦械哪茉唇桓逗贤?。


        當前,我國進入了能源安全發展的新階段,終端用電比重大幅度增加,新能源發電的滲透率提高,可再生能源對電力系統的影響越來越大。


        根據能源轉型對能源安全影響的不同特征,我認為,可以將能源轉型劃分為三個階段。第一階段是化石能源替代薪柴階段(工業化以來到本世紀初)——穩定成熟高能量密度能源替代低能量密度能源。由于化石能源資源的有限性和利用過程中對環境的污染及生態破壞,第一階段主要是解決煤炭污染及生態破壞問題,煤炭逐步被石油、天然氣替代,現階段天然氣仍然是化石能源間替代的主角。這一階段,電力工業逐步實現工業化、自動化、信息化。


        第二階段是以可再生能源為主的非化石能源替代化石能源階段(本世紀初至碳中和)——不穩定低能量密度和可再生能源替代高能量密度化石能源。第二階段主要是為了應對氣候變化和解決氣候變化對能源發展的影響問題——可再生能源成為能源替代的主角,將不斷促進電力工業的低碳化、新電氣化、智能化發展。


        第三階段是未來能源階段(碳中和后或核聚變能源等具有商業化后)——克服第二階段能源替代中的問題——但解決能源引起的新的全球環境外部性問題是能源發展的永恒主題。


        電力工業在第一階段的能源轉型中極大促進了工業化進程,電能在終端能源消費占比由0增加到25%左右,電力系統對能源安全的重大影響在個別國家發生了重大風險,但風險主要局限于電力技術層面。


        電力工業在第二階段能源轉型中將極大促進以應對氣候變化為核心的生態文明建設進程,隨著電能在終端消費比重的提高(由25%左右再提高至50%以上),能源電力安全風險將極大增加。在傳統條件下,由能源對外依存度高造成的能源安全風險會相應減少,主要轉變為新能源利用中的技術風險和氣象條件波動而引起的災害風險。但是,對外依存度及氣象條件波動引起的這兩種風險是不同性質的風險,應對風險的理論體系及措施體系全然不同。


        能源生產和消費方式的變化引發系統性變革??稍偕茉礊橹黧w,將加大源、荷融合力度,能源安全風險由資源與技術約束轉變為氣象與技術約束;當高碳能源轉型至低碳再到近零碳能源時,常規污染物控制轉變為碳排放控制,環境問題發生了本質性變化;能源消費電能化,將極大促進產業升級和數字化發展,同時推進工業革命、交通革命、生活方式革命等。


        到2060年,預計我國全社會用電量將比2020年翻一番,非化石能源消費比重將達到80%以上,電能占終能源消費比重達到60%左右。


        六、加快規劃建設新型能源體系


        二十大報告提出,深入推進能源革命,加強煤炭清潔高效利用,加大油氣資源勘探開發和增儲上產力度,加快規劃建設新型能源體系,統籌水電開發和生態保護,積極安全有序發展核電,加強能源產供儲銷體系建設,確保能源安全。


        新型能源體系最主要的特征是安全低碳,是傳統能源體系向非化石能源—可再生能源—新能源轉型的必然。


        2022年3月22日,國家發改委、國家能源局聯合發布《“十四五”現代能源體系規劃》,將能源保障更加安全有力、能源低碳轉型成效顯著、能源系統效率大幅提高、創新發展能力顯著增強及普遍服務水平持續提升作為“十四五”時期我國現代能源體系建設的主要目標。


        由傳統能源安全向非傳統能源安全逐步轉變、清潔低碳向低碳清潔轉變,能源轉型與社會轉型同步轉變,生產側變革為主向生產與消費同步變革等,必然帶來新的生產關系的轉變,法律、制度、非制度性政策等的協調以及體制變革等需要同步甚至提前布局。因此,二十大報告提出了加快規劃建設新型能源體系,確保能源安全、低碳和能源高質量發展。


        當前,能源發展的主要問題是防止“盲目樂觀”和“麻不不仁”兩種情況,尤其是來自不同層面、不同主體既得“利益”者的阻力,所以要“深入推進能源革命”。


        電力在新型能源體系中的地位和發展趨勢,由電力工業的功能、儲能發展及電網形態決定。新型能源系統必然是以低碳、近零碳的電力為核心;儲能將改變電力系統的實時平衡機制,儲能發展決定了轉型的速度和深度;交流電網仍是電力系統的網架基礎,并將在發展中不斷改變。


        七、電力產業發展以可再生能源發電為核心


        電力產業要以推進可再生能源發電為核心,要考慮全局性、系統性、全過程、時空變化。


        全局性是指要處理好安全、低碳、經濟之間關系,正確認識新能源發展對能源低碳發展的決定性作用;正確認識電能替代與節約用電的關系;正確認識低碳電力發展與能源轉型成本的關系;高度重視新型電力系統的新型能源安全特點和責任機制。


        系統性是指處理好源、網、荷、儲、備的關系,包括煤電與新能源、煤電與天然氣發電、煤電與供熱的關系;推動各種儲能產業的協同發展,重新認識化石能源的長周期儲存特點;高度重視新型電力系統下供需耦合的新特點、新機制,尤其是負荷的可控性,如源隨荷動、源荷互動、荷隨源動等。


        全過程是指以碳為核心考慮問題,只要涉及到碳排放,就一定要考慮到碳的上下游和全生命周期的問題。


        時空變化是指碳達峰與碳中和具有時間性(碳達峰與碳中和目標實現的時間點不同)、空間性(全國及省域要求不同),目標與措施具有時、空交叉性,技術發展與時空具有密切的關聯性。因此,先立后破,因地、因時制宜是不變的法寶。


        此外,要進行科學碳核算,防止局部減碳全局增碳,部分環節減碳系統增碳,避免碳泄漏甚至碳增加。


        八、把握好煤電的定位


        現階段,能源發展需要把握好煤電定位,認識到煤電托底保供、系統調節(能量、功率、頻率)、熱電聯供、綜合利用、戰略備用的作用。


        煤電問題在能源電力轉型中將會持續,但是真正能夠成為有價值的政策機制,必須建立在客觀規律的基礎上,建立在系統優化的基礎。


        就煤電發展來說,投資者主動建設煤電沖動已基本不復存在,各級政府對煤電也極其慎重,現在重要的是如何在保障電力系統安全穩定前提下,讓煤電機組更好地為可再生能源服務,同時,使煤電投資者有正常的投資回報。


        在碳中和的目標下,煤電退出歷史舞臺具有必然性,但現在不是煤電退出的時機,應該正確引導,讓其發揮更大的系統性作用。


        從政策機制來講,充分發揮市場機制的作用,需要通過容量電價、可調性電價等機制設計,讓煤電在新的定位和功能條件下發揮正常作用。


        目前,有關政府部門已經明確不會搞大規模拆除式轉型,但隨著低碳發展下煤電的定位及運行模式的變革,淘汰式轉型(不符合規定的淘汰)和功能改變型準轉型(戰略備用)會持續進行。


        九、統籌能源產供儲銷體系建設


        統籌水電開發和生態保護,積極安全有序發展核電,加強能源產供儲銷體系建設。實現“雙碳”目標,傳統非化石能源不論在能源總量還是電力平衡和技術創新上都發揮重要的作用。


        水電、核電具有綜合效益。當前,能源發展要抓住主要矛盾,著力破解瓶頸制約,多元化及穩定的能源產業鏈、供應鏈是能源安全的基礎。


        原文鏈接:王志軒:規劃建設新型能源體系與電力轉型發展

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