碳中和时代,中国能源转型新路

发布日期:2021-03-15· 能源高质量发展 张超义 宋小威

全球能源互联网发展合作组织研究编制的《新发展理念的中国能源变革转型研究》报告提出。根据《新发展理念的中国能源变革转型研究》报告的预测。中国清洁能源占一次能源比重15.3%。

今年全国两会政府工作报告中提出,落实2030年应对气候变化国家自主贡献目标,加快发展方式绿色转型,优化产业结构与能源结构,以实际行动为全球应对气候变化作出应有贡献。

回顾2020年,新冠病毒大流行,能源消费规模下降,化石能源产业遭受冲击,可再生能源逆势上扬。对于全球最大的能源生产国、消费国——中国而言,在提出力争2030年前碳达峰、2060年前碳中和目标的大背景下,走到了能源转型的“十字路口”,能源发展“十四五”规划正在加紧编制。“十四五”中国能源的走向,或将决定未来更长时间中国能源的发展。

挑战:油价波动、“一煤独大”与“三弃”

保证能源安全是关乎国家安全的大事,对于稳住基本盘、促进高质量发展尤显重要。客观上讲,中国是目前全球最大的油气进口国和碳排放国,能源安全、资源环境约束等“卡脖子”问题亟待解决。

油气资源可以花钱买,但能源安全是买不来的。“油气供给受制于人”已成为一把“达摩克利斯之剑”。数据显示,2019年中国原油、天然气进口量分别为5亿吨和1333亿立方米,对外依存度分别达到72%和43%。

如此大的进口量,就不得不考虑国际市场价格波动的因素。受新冠疫情在全球肆虐以来,国际油价全面跳水。2020年5月交割的WTI原油期货价格甚至跌到了-37.63 美元/桶。而就在2019的5月,美国取消对伊朗制裁豁免,导致布伦特原油期货最高突破74美元/桶。

虽然这只是极端情况下的案例,但从长期看,石油价格易受全球经济、恐怖袭击、自然灾害等多种因素影响,总体呈震荡态势。剧烈的价格波动无疑给油企和消费端带来巨大的不确定性。

油气“不太靠谱”,是否可以寄希望于煤炭?煤,自建国以来一直在中国能源发展中扮演着重要角色,用“一煤独大”比喻中国的能源结构一点也不过分。中国的煤电装机约占全球煤电装机的一半;根据2月28日国家统计局发布的《2020年国民经济和社会发展统计公报》,去年煤炭消费量占能源消费总量的56.8%。

过重的占比带来了“结构性隐忧”,除了产能过剩,更为重要的是减排和环保压力。煤炭是碳强度最大的化石燃料,煤炭产生的二氧化碳排放占全国总排放的80%。当前每增加1亿千瓦煤电机组,到2050年将累计增加碳排放150亿吨,且不可逆转。

其实,无论是煤、油还是天然气,化石能源的安全风险究其根本源于其终有一天走向枯竭的“宿命”,换句话说就是不可持续。

随着开采力度加大,中国中东部煤炭浅部资源枯竭,开采逐步向地下深部转移,面临成本上涨、品质劣化等问题。研究显示,中国的石油、天然气人均剩余探明可采储量仅为世界平均水平的7%和15%,且低渗透、特低渗透等“低品位”资源占比分别达64%和52%。

近十年,清洁能源在中国取得了“井喷式”发展。根据国家能源局网站最新数据,截至2020年年底,中国可再生能源发电装机达到9.34亿千瓦,同比增长约17.5%,其中水电装机3.7亿千瓦、风电装机2.81亿千瓦、光伏发电装机2.53亿千瓦,均居世界第一。

但在令人骄傲的巨大总量数据下,清洁能源发展质量仍有待提高。2019年,中国清洁能源占一次能源比重15.3%,较国际平均水平低5个百分点,远低于欧洲25.6%、美国19.0%的水平。

德国墨卡托中国研究所专家安娜·霍尔茨曼和尼斯·格林贝格在近日接受德国电视台采访时说,虽然中国每年增加的可再生能源产能比其他任何国家都多,但该国总体上仍然过度依赖“不清洁”的能源。

此外,虽然近几年“三弃”(弃水、弃风、弃光)问题在国家大力治理下得到缓解,但尚未得到根本性解决。同样来自国家能源局的数据,2020年全国主要流域弃水电量约301亿千瓦时、弃风电量166亿千瓦时、弃光电量52.6亿千瓦时,总体超过500亿千瓦时,与去年基本持平并未明显改善。

德国国际合作机构中德能源转型项目主任候安德近日发表文章称,在争取2060年实现碳中和、2030年碳达峰的决策下,中国的能源转型正在进入一个新阶段,而此刻,中国面临的挑战并不比2010年能源转型刚起步时小。

变局:煤电逐步“退群”与清洁能源“上位”

化石能源主导还是清洁能源主导?可能是能源转型最实质的问题。

在退出煤电这个问题上,多国已痛下决心。30余个国家和地区先后出台退煤政策,比利时、奥地利、瑞典率先实现全面退煤,西班牙计划在2020年内淘汰煤电;意大利、英国和法国计划2025年前关闭全部燃煤电站;丹麦、芬兰、荷兰、葡萄牙将在2030年前停止煤电运行。英国和加拿大成立了弃用煤电联盟,倡议欧盟和经合组织国家2030年前、其他国家2050年前停止使用煤电,已有33个国家加入该联盟。

以德国为例,德国是欧洲煤电装机最大的国家,且自2011年来为弥补核电退出缺口,陆续新建了12个大型煤电机组,导致煤电亏损、碳减排进程缓慢等严重问题,已成为社会的沉重负担。面对困局,2019年德国政府组织对国内煤电退出进行了详细科学论证,认为加快煤电退出势在必行,并制定了退煤路线图。

煤电退出后出现电量缺口怎么办?据全球能源互联网发展合作组织研究测算,中国东中部地区每退出5000万千瓦煤电,只需在当地增加2500万千瓦分布式光伏,在西部北部增加9000万千瓦集中式风光发电,并配置一定规模的储能,利用特高压通道输送至东中部,即可达到与煤电相同的供电效果。预计2025年在西部资源较好地区风光储工程度电成本将降至0.3元/千瓦时,通过特高压输送至东中部地区,落地电价0.38元/千瓦时,低于东中部煤电上网标杆电价。

中国清洁能源丰富但主要集中分布于西部、北部地区,从长远来看,如果东中部是中国用电负荷中心的现实不改变,那么中国能源资源长距离、大规模输送的需求就始终存在。

特高压技术,基于完全自主知识产权,目前已建成“十四交十六直”30项工程,在保障能源供给、优化资源配置、能源应急保障中发挥了重要作用。

2020年年底,世界首个以输送清洁能源为主的特高压输电项目——青海—河南直流工程建成投运。“十四五”期间,国家电网公司将加大跨区输送清洁能源力度。3月1日发布的国家电网公司“碳达峰、碳中和”行动方案显示,“十四五”规划建成7回特高压直流,到2025年,经营区跨省跨区输电能力达到3.0亿千瓦,输送清洁能源占比达到50%。

新路:中国能源互联网加速“绿色复苏”

新旧动能转换、需求结构优化、电力消费升级……面对下一个五年,可以说,能源转型越晚越被动、难度越大、代价越高。

后疫情时代倡导“绿色复苏”。2020年10月29日,党的十九届五中全会审议通过了“十四五规划”,其中提出的“推动能源清洁低碳安全高效利用”,为中国的能源转型指明了方向。

发展经济学中著名的“环境库兹涅次曲线”提出,随着人均收入的增加,会导致环境的不断恶化与二氧化碳排放的增加,而当经济发展到一个“拐点”或临界点时,人均收入的提高反而会与环境污染呈负相关。

能源基金会首席执行官邹骥在接受中国一带一路网专访时表示,中国通过制定生态文明的战略布局,树立绿色发展理念,通过技术研发、产业结构调整、产业升级等手段,达到二氧化碳排放峰值时的人均排放量将远低于美国,甚至有可能低于欧盟。“我们最终追求的不是排放,实际上是人均和总量收入水平。”他说。

全球能源互联网发展合作组织研究编制的《新发展理念的中国能源变革转型研究》报告提出,破解能源发展困局、推动能源变革转型,关键是要打造中国能源互联网。

什么是中国能源互联网?报告将其总结为“三个转变、两个加快”——以清洁主导转变能源生产方式,以电为中心转变能源消费方式,以大电网互联转变能源配置方式,加快技术创新和市场建设,推动能源技术和体制革命。报告同时勾勒了“三步走”的中国能源互联网建设路径,以实现安全、清洁、高效、低碳发展目标。

第一步,增量替代。到2025年,根本扭转化石能源增长势头,实现煤电规模达峰和布局优化,新增能源需求主要由清洁能源来满足。

第二步,存量替代。到2035年,加速存量化石能源的清洁替代和电能替代,加快煤电退出,清洁能源和电能分别成为生产侧和消费侧第一大能源。

第三步,全面转型。到2050年,全面建成中国能源互联网,清洁能源占一次能源比重达到74%,能源自给率提高到95%,单位GDP能耗与目前相比降低60%以上。

这是一套秉持绿色与互联理念、应用先进电力传输技术,且截至目前较为系统而明确地提出中国能源转型之路应该如何走的方案。

外媒预测,未来几十年,全球将进入一个“绿色”竞争的时代。日本《产经新闻》2月18日刊文称,欧盟的“欧洲绿色交易”、拜登政府的“绿色新政”和日本的“绿色增长战略”都意在脱碳,完成产业大转变,进而提高国际竞争力。这些不是环保政策,而是产业政策,进一步说是属于经济安保政策。

那么中国如何把握绿色经济发展机遇,占领制高点?根据《新发展理念的中国能源变革转型研究》报告的预测,构建中国能源互联网将实现产业转型升级,促进经济高质量发展,培育经济增长新动能。

报告进一步指出,中国能源互联网是重要的新型基础设施,聚集了新能源、新材料、电力高端装备、新型储能、5G、大数据、电动汽车等先进技术和新型产业,在新冠肺炎疫情防控常态化、外部环境不确定性增加的新形势下,将有力拉动投资和就业。按照“十四五”末清洁能源装机比重提高12个百分点计算,清洁能源与电网建设投资可达7—8亿元,增加就业岗位超过900万个。


(本文作者张超义 宋小威均供职于全球能源互联网发展合作组织)



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