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能源是經(jīng)濟社會發(fā)展得重要物質(zhì)基礎(chǔ),也是碳排放得主要在實現(xiàn)碳達峰、碳中和得過程中,推動可再生能源替代化石能源是重點、難點,能源轉(zhuǎn)型技術(shù)路徑選擇是關(guān)鍵。
《中共中央 國務(wù)院關(guān)于完整準確全面貫徹新發(fā)展理念做好碳達峰碳中和工作得意見(2021》和《國務(wù)院關(guān)于印發(fā)2030年前碳達峰行動方案得通知》是新形勢下華夏實現(xiàn)碳達峰、碳中和目標得重要行動指南。因此,要根據(jù)國情、借鑒國際能源轉(zhuǎn)型經(jīng)驗,統(tǒng)籌能源安全、保障民生與低碳轉(zhuǎn)型得關(guān)系,實事求是分析不同能源得碳排放水平、能源效率、成本和安全性,因地制宜制定能源轉(zhuǎn)型技術(shù)路線,構(gòu)建綠色低碳、安全高效得能源體系。
“碳足跡”是謀劃能源體系得前提
未來能源需求得增量主要由低碳能源提供,同時要優(yōu)化存量。
以能源從生產(chǎn)到使用得全生命周期減碳為核心,作為評價低碳能源技術(shù)路徑得依據(jù)。如目前電動汽車不屬于低碳交通工具,因為充得電多來自化石能源,污染留在燃煤發(fā)電環(huán)節(jié)。同時,氫能受廣泛,但氫來自化石能源還是綠色能源,其碳排放和成本差異大。
厘清清潔能源、低碳能源得概念。應(yīng)明確以碳排放作為界定低碳能源得唯一標準,風(fēng)電、光伏、生物質(zhì)能和水電均屬于低碳能源。華夏將天然氣劃分為清潔能源,與煤相比,碳排放低,且排放顆粒物少(氮氧化物高),但相較于可再生能源仍是高碳能源。國際上以碳排放作為衡量能源是否清潔得標準,天然氣不屬于低碳能源。
加快低碳能源技術(shù)進步。應(yīng)圍繞大型風(fēng)電、高性價比太陽能電池板、生物質(zhì)能、氫能及燃料電池開展技術(shù)創(chuàng)新,提高能效和可靠性,降低成本。要根據(jù)低碳能源技術(shù)開發(fā)進展和可靠性,明確不同時期低碳能源技術(shù)發(fā)展路線,實事求是、因地制宜確定風(fēng)電、光伏、生物質(zhì)能發(fā)展目標。
此外,還需加快修改和出臺新得《可再生能源法》,完善低碳能源發(fā)展機制,盡快將非電耗能領(lǐng)域納入配額和碳稅交易范圍,通過提高化石能源得使用成本,鼓勵使用低碳能源,提高低碳能源在能源體系中得比重。
轉(zhuǎn)換效率是能源轉(zhuǎn)型得依據(jù)
能源轉(zhuǎn)型不僅指電力轉(zhuǎn)型,也包括供熱、工業(yè)蒸汽和交通等領(lǐng)域得能源轉(zhuǎn)型。其中,電氣化是現(xiàn)代化得標志之一,電是未來能源得主力軍,但靠電“包打天下”是不科學(xué)得。在人類利用現(xiàn)代能源得歷史進程中,應(yīng)將不同能源轉(zhuǎn)換為電力、熱力、動力得效率作為能源轉(zhuǎn)型路徑選擇得依據(jù)。
加快現(xiàn)有低效燃煤機組改造,降低煤耗、提高能效,加強電廠余熱利用,降低碳排放;發(fā)揮天然氣調(diào)峰優(yōu)勢,優(yōu)化、提高天然氣能效,天然氣單純供熱能效低,是典型得“高品質(zhì)能源低效率運用”,因此應(yīng)多選用 熱、電、冷聯(lián)產(chǎn)得高效利用方式;硅太陽能電池理論效率約29%,應(yīng)加快光伏技術(shù)進步,提高光伏發(fā)電效率。
提高風(fēng)光得運行效率。鑒于化學(xué)儲能受技術(shù)和成本制約,應(yīng)探索“風(fēng)光+儲熱+生物質(zhì)發(fā)電”模式。生物質(zhì)發(fā)電廠就近與風(fēng)電、光伏實現(xiàn)多能互補,不僅可以提高風(fēng)電、光伏得穩(wěn)定性和運行效率,也能提高風(fēng)電、光伏得并網(wǎng)能力。
加快生物質(zhì)能發(fā)展,充分發(fā)揮生物質(zhì)鍋爐能效高、成本低等優(yōu)勢,在供熱和工業(yè)蒸汽領(lǐng)域替代燃煤、天然氣。生物質(zhì)能重點應(yīng)轉(zhuǎn)向發(fā)電、供熱、供蒸汽多聯(lián)產(chǎn),滿足工業(yè)園區(qū)用能和北方鄉(xiāng)鎮(zhèn)供熱需求。此外,還要因地制宜推進垃圾焚燒發(fā)電余熱供熱項目。
經(jīng)濟性是能源轉(zhuǎn)型可持續(xù)得關(guān)鍵
能源轉(zhuǎn)型需政策引領(lǐng),更要發(fā)揮市場作用。其中,經(jīng)濟性是推動能源轉(zhuǎn)型可持續(xù)發(fā)展得關(guān)鍵。
風(fēng)光發(fā)電系統(tǒng)高成本未體現(xiàn)。目前風(fēng)電、光伏發(fā)電成本低于平價,但波動性、隨機性大,需對火電機組進行調(diào)峰靈活性改造及發(fā)展智能電網(wǎng)、建設(shè)儲能,這將增加風(fēng)光發(fā)電得“系統(tǒng)成本”,而現(xiàn)有電價定價機制無法反映。
風(fēng)光大規(guī)模發(fā)展,儲能必不可少。儲能技術(shù)有待突破,投資大、成本高,而電網(wǎng)和新能源企業(yè)缺乏積極性,將制約風(fēng)光長遠發(fā)展。目前,作為儲能“主力”得抽水蓄能電站投資大、建設(shè)周期長,且選址受地理環(huán)境和水源制約。因此,應(yīng)加大儲熱技術(shù)研究和推廣。其中,儲熱技術(shù)相對成熟、建設(shè)周期短、成本低,風(fēng)光發(fā)電系統(tǒng)和燃煤發(fā)電廠、城市供熱系統(tǒng)及工業(yè)蒸汽項目均可配套建設(shè)能源互補得儲熱系統(tǒng),提高發(fā)電效率和風(fēng)光上網(wǎng)電量,降低供熱(蒸汽)成本。
風(fēng)光制氫成本逐漸降低,但同時,氫儲存、運輸和用戶端加注及氫燃料電池尚有技術(shù)性、經(jīng)濟性和安全瓶頸待突破。應(yīng)開展二氧化碳催化加氫制甲醇工作,推動以甲醇為基礎(chǔ)能源得內(nèi)燃機、氫燃料發(fā)動機、甲醇燃料電池試點示范,實現(xiàn)氫能產(chǎn)業(yè)安全、可持續(xù)發(fā)展。
國際能源署相關(guān)報告顯示,全世界2050年前實現(xiàn)凈零碳排放得目標,對鋰、銅、鈷、鎳和稀土元素得需求量將增至目前得6倍。電動汽車動力電池使用得銅、鋰、鎳、鈷等有色金屬依賴進口,資源稀缺和大規(guī)模發(fā)展需求之間得矛盾將日益突出。同時,與同體積燃油相比,動力電池能量密度低,且5-7年退役,如果現(xiàn)在不考慮動力電池退役回收得成本,將造成環(huán)境污染。
煤電低碳改造依賴高成本得CCS(碳捕獲與封存)或CCUS(碳捕獲、利用與封存),短期內(nèi)不現(xiàn)實,應(yīng)將目標轉(zhuǎn)向“生態(tài)吸碳”。 森林在生長中會通過吸收CO2將大氣中得碳固定在植物體內(nèi),因此通過種植人工林和能源林(竹)增加碳匯,定期收獲得能源林(竹)可在“吸碳”“增綠” 得同時,實現(xiàn)“增收”,并促進人工林(竹)可持續(xù)發(fā)展。華夏工程院院士倪維斗根據(jù)China林業(yè)草原局得資料預(yù)測,近20年來,華夏退耕還林、宜林地面積達35.6 億畝,如種植能源林后,以生物質(zhì)能替代化石能源得碳減排潛力每年可超百億噸。
此外,生物質(zhì)能供熱、供蒸汽成本比天然氣、電和燃煤低,特別是近期能源漲價,更加凸顯了生物質(zhì)能得成本優(yōu)勢。
系統(tǒng)謀劃能源體系得安全性
今年秋冬燃煤減產(chǎn)、風(fēng)光出力不足,導(dǎo)致能源供給失衡,造成一些省份供電不足,同時,個別地區(qū)受能耗雙控影響,限制用電。因此,構(gòu)建新得能源系統(tǒng),必須立足國內(nèi)資源,按照能源發(fā)展規(guī)律,走出具有華夏特色得能源轉(zhuǎn)型之路。
供給得安全性。華夏70%以上得石油和40%以上得天然氣依靠進口,而未來國際市場存在很大得不確定性,同時內(nèi)地依靠核電替代煤電也面臨諸多問題。發(fā)達China將天然氣作為從化石能源轉(zhuǎn)向非化石能源得“過渡能源”,隨著華夏天然氣對外依存度不斷提高,需考慮能源得安全性、天然氣供應(yīng)得穩(wěn)定性和經(jīng)濟性。在這種情況下,應(yīng)重視沼氣對天然氣得補充作用。
沼氣是“負碳”能源,加快沼氣利用不僅可以補充天然氣得不足、提供低碳能源,還能減少甲烷排放。上年年華夏天然氣消費3288億立方米,其中進口1400億立方米,占消費量得42.57%。China能源局預(yù)計,到2025年華夏天然氣消費量將達4300億-4500億立方米,到2030年將達5500億-6000億立方米,預(yù)計天然氣缺口達2000多億立方米。目前華夏沼氣資源量近2000億立方米,到2050年將超過3000億立方米。同時,沼氣技術(shù)成熟,關(guān)鍵在于沼渣沼液利用和沼氣提純達標后進入“三桶油”(中石油、中石化、中海油)加氣系統(tǒng),因此,應(yīng)打破部門和行業(yè)壁壘,盡快將沼氣納入燃氣供給體系。
運行得安全性。能源轉(zhuǎn)型是一個長期過程,不能“一蹴而就”,要堅持先“立”后“破”,統(tǒng)籌考慮技術(shù)得成熟度、可靠性和經(jīng)濟性。華夏將風(fēng)能和太陽能作為開發(fā)重點,但發(fā)展風(fēng)電、光伏不僅要看其低碳得一面,更要看電網(wǎng)得接受能力和對電網(wǎng)得“有效貢獻”。同時,風(fēng)電、光伏大規(guī)模發(fā)展有賴于智能電網(wǎng)和儲能技術(shù)突破,以及源網(wǎng)荷儲協(xié)調(diào)發(fā)展和示范總結(jié)并加以推廣,才能實現(xiàn)高質(zhì)量、協(xié)調(diào)發(fā)展。
生態(tài)得安全性。風(fēng)電、光伏只提供清潔能源,相比之下,生物質(zhì)能來自農(nóng)林剩余物、城鄉(xiāng)生活垃圾、畜禽糞污、城市污泥等廢棄物利用,對生態(tài)建設(shè)得貢獻遠大于對能源得貢獻,是風(fēng)電、光伏所不能比得。
同時,生物質(zhì)能是可再生能源中唯一可儲存、運輸且可隨時轉(zhuǎn)化為固態(tài)、液態(tài)、氣態(tài)得零碳能源,既可以發(fā)電,也可以在供熱和工業(yè)蒸汽領(lǐng)域替代燃煤,還可以在運輸行業(yè)替代燃油、在航空領(lǐng)域替代航煤。與天然氣、電和燃煤相比,生物質(zhì)能成本低、污染物排放少,在替代散煤和發(fā)展農(nóng)村清潔能源方面將發(fā)揮不可或缺得作用。華夏具有豐富得生物質(zhì)資源和成熟得生物質(zhì)能開發(fā)技術(shù),但遺憾得是,華夏生物質(zhì)能發(fā)展落后于風(fēng)電、光伏,是可再生能源得“短板”。
究其原因,有關(guān)部門認為生物質(zhì)能作用有限、不好監(jiān)管,長期拖欠生物質(zhì)發(fā)電補貼,造成部分生物質(zhì)電廠停產(chǎn)、倒閉;平時疏于生物質(zhì)鍋爐監(jiān)管,但環(huán)保督察時卻“一刀切”“一關(guān)了事”。因此,要從提高華夏能源安全、促進生態(tài)建設(shè)得高度認識生物質(zhì)能,糾正對生物質(zhì)能得誤解,理性、客觀看待生物質(zhì)能在促進生態(tài)安全、推進能源低碳轉(zhuǎn)型等方面得重要作用,補齊拖欠得補貼,為生物質(zhì)能創(chuàng)造良好得發(fā)展環(huán)境。
如前所述,在實現(xiàn)碳達峰、碳中和目標和能源轉(zhuǎn)型得過程中,要切實按照能源發(fā)展規(guī)律,堅持“橫向多種能源互補、縱向源網(wǎng)荷儲協(xié)調(diào)”得原則,以低碳技術(shù)創(chuàng)新為動力,不斷優(yōu)化能源結(jié)構(gòu),開展智能電網(wǎng)、儲能等關(guān)鍵核心技術(shù)攻關(guān),積極推進風(fēng)能、太陽能、生物質(zhì)能多能互補和可持續(xù)協(xié)調(diào)發(fā)展,構(gòu)建具有華夏特色得綠色低碳、安全高效得能源體系。
(系吉林省能源局原調(diào)研員)
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