中国能源转型路线之问

发布日期:2020-09-16· 《能源高质量发展》 自然资源保护协会高级顾问 杨富强

除了从消费端推动天然气对煤炭和石油的替代。首次将煤炭消费在总能耗占比 58% 和煤电供电煤耗310 克标煤 / 千瓦时列为约束性指标。在交通部门石油消费中。

中国能源转型的路线问题可以用一句话来表述:摆脱煤炭依赖,跨跃油气时代,融入新能源电气化的未来。全球能源互联网发展合作组织提出,要通过“三步走”实现我国的能源变革转型, 即增量替代、存量替代、全面转型。化石能源开发利用的外部影响特点是,有限的资源、破坏生态环境、危害公众身体健康和排放温室气体,化石能源制约了社会经济可持续发展和人民生活质量水平的提高。

摆脱煤炭的依赖

近年来,世界煤炭消耗量开始下降。煤炭消费从高效清洁的利用加快向减量、替代和退出的方向转变,并已形成不可逆转的世界潮流。中国作为世界上煤炭生产和消费最大的国家,已深切地感受到这种变化。长期以来煤炭占据 70% 以上的能源供应的主体地位,已发生动摇。

2012―2013 年冬春季,中国爆发了历史上面积最广、时间最长、危害程度最重的空气污染事件,触发了一场声势浩大的蓝天保卫战,锋芒首指煤炭消费。我国在“十三五”规划中,首次将煤炭消费在总能耗占比 58% 和煤电供电煤耗310 克标煤 / 千瓦时列为约束性指标,开展了高煤耗部门和重点地区的煤炭消费总量控制的工作。

煤炭的开发利用破坏生态环境和威胁公众身体健康。据中国煤控项目估算,汞的直接和间接排放及二氧化硫(SO2)、氮氧化合物(NOX)、PM2.5 和 PM10 空气污染物的排放中,煤炭开采和利用的贡献率都在 55% 以上。煤炭消费产生的二氧化碳(CO2)占能源活动的 75% 以上,有关的甲烷排放量占总排放量的80% 以上,黑碳排放占排放总量的 80% 以上。煤炭开发利用对水资源和土地资源破坏很大。废水和固废年排放量很高。煤炭开发和利用造成的环境和健康成本, 以及气候变化风险估算,2012 年总外部单位成本是 463 元 / 吨煤,总外部成本占当年GDP 的 3.7%。随着时间的推移, 总外部的单位成本会逐年提高。

煤耗的主要部门按消费量顺序排列, 有电力、钢铁、建筑、水泥、煤化工、有色金属、其它建材部门等。煤电装机容量、钢铁及水泥产量近几年都占到全世界煤电装机总量和产量的 50%、60% 和 40% 以上。煤电装机容量过剩造成投资搁浅,增加企业的经济亏损,降低企业的竞争力。在“十四五”煤电规划中, 争取煤耗和煤电装机容量达到峰值,分别为 13.4 亿吨标准煤和 11.5 亿千瓦。煤化工的增长主要依赖廉价的煤炭。煤炭的能源转换(煤制油、煤制气、煤制氢、煤制甲醇等)需要控制在示范项目的范围内。煤化工的经济性、环保要求和碳排放约束着煤化工的发展。在高耗煤部门实施煤控措施,加强部门煤炭、水、电的节约和减排减碳。预计高耗煤部门主要产品的产量在 2025 年左右达峰,并在此后逐步下降。

我国煤炭消费高、空气污染严重的地区,例如山西、内蒙、山东、河南、陕西等省份,与世界上煤耗高的国家和地区进行排名,都在世界前十名的行列。在我国经济高速发展时期,发展高耗能的产业和煤炭生产,促进了地区的经济发展。在经济高质量发展的新形势下, 依赖当地煤炭资源和高耗能产业,高投入、高污染、低效率、低产出,不仅使经济发展滞慢,也固化了思维。发展新型产业和新生态,新旧动能转换,跳出煤炭资源依赖的枷锁,在煤炭减量、替代和退出的过程中,注重社会和能源转型中的就业问题,实现转型正义。

“十三五”煤炭消费利用清洁化、减量化和替代取得显著的进展。2019 年煤耗占比达到 57.7%,预计 2020 年下降到 56.5%。2019 年煤电供电煤耗为 306 克标煤/ 千瓦时,预计 2020 年会降到 305 克标煤/ 千瓦时。这两个约束性的指标都超额完成了国家规定的目标。2015 年全国散煤消费总量约为7.5 亿吨实物量。“十三五” 时期削减约 2.1 亿吨,预计“十四五”再削减 2 亿吨,2030 年解决散煤问题。空气质量的约束性指标到 2020 年都能超额完成,其中全国 337 城市平均PM2.5 从 2015 年的 72 微克/ 立方米下降到 2019 年的 36 微克/ 立方米。2025 年 PM2.5 可以下降到 30 微克 / 立方米。

在“十四五”规划中,建议继续实施煤炭消费总量控制。煤耗在总能耗占比下降到 50% 以下,突破煤炭是主体能源的心理防线。煤电供电煤耗下降到 300 克标煤 / 千瓦时以下。煤耗占比 2035 年下降到 35% 以下,2050 年下降到 7% 以下。

跨越石油时代

全世界能源消费目前处于石油时代。我国能源消费应该可以跨越“石油时代”、快速融入可再生能源电气化的未来。2015 年石油在开采、运输、生产和消费对环境的单位外部成本估算为 347 元 / 吨,加上气候变化的风险,单位外部成本为 507 元 / 吨。我国是世界上最大的塑料生产和消费国,对海洋和陆地污染造成的损失单位成本为 17.4 元 / 吨石油。在空气污染治理中,化工和交通用油导致的臭氧(O3)逆势上升,成为城市和夏季空气中的主要污染物,威胁公众身体健康。石油消费总量控制是中国建设安全、清洁、低碳、高效的现代能源体系的有力手段。保障能源安全需要在需求侧和供给侧同时发力,保障石油供应安全尤为突出。2019 年我国石油对外依存度已经超过 70%。如果逆全球化愈演愈烈, 对外依存度越高意味着风险越高。除了扩大本国石油供应能力、多元化石油进口来源,建设应急战略石油储备等措施外,我国还应在供应侧和需求侧提高石油使用效率,减少石油消费量。在交通、石化、耗油设备等领域推动石油的电力替代,是经济效益高的重要措施。

石油消费总量控制对经济增长的拉动作用明显。在石化领域,推动塑料的替代和节能技术发展。在交通与电力互动领域,如交通领域的电动化和电动汽车,电池蓄能系统对电网消纳可再生能源能力和调峰调频能力的提升,充电桩对电力系统的智慧运营等都有助于经济增长。促进石油消费在“十四五”达峰。如果“十四五”时期我国石油消费能够达峰,加上煤炭在 2013 年就已达峰,到2025 年我国就有望提前实现巴黎承诺的碳排放达峰目标。

石油消费总量控制的三大抓手是禁燃、净塑、定标。禁燃主要是针对交通部门。在交通部门石油消费中,道路、国内水面航运、国内航空分别占 83%、8%、8%,铁路及管道占比约 1%。从电动汽车禁燃时间表和路线图分析结果看, 2050 年禁燃可以减少约 1.5 亿吨的石油消费量。净塑主要针对石化部门的塑料生产。如果我国能够禁塑、限塑、循环利用塑料,每年可节省 1900 万吨的石油消费量。定标主要指提高汽柴油发动机的能效标准和排放标准,也可以采用电动化水平作标准。

道路交通作为石油消费的主要方式,是禁燃的主要对象。应分区域、分车型、分时段在一些地区针对不同车型实施燃油持续退出制度。2025 年新能源汽车在新车销售中占比达到 25%;到 2050 年全国范围内传统燃油汽车在新车市场上完全退出;公共交通领域燃油车在 2030 年前后退出。燃油车可以先在东部沿海地区退出,然后中部,再西部。“十四五” 时期重点推动公共交通电动化,同时为私人和运营领域电动化应用打下基础。

市场正成为中国交通电动化发展的驱动力。一是消费者对电动车的接受程度越来越高。二是电动车企从供给侧主动发力。越来越多的大型车企在向电动化转型,给消费者提供了更多选择。三是中小城市和农村机动化出行需求越来越强烈。未来我国提升千人保有量很大一部分要靠中小城市和农村。四是供应链和新技术发展为提高电动汽车竞争力奠定了基础。

我国道路的燃油消费量在 2023 年左右就能达到峰值,这个峰值很可能推动整个石油消费的峰值在 2025 年左右到来。2050 年基本实现汽车全面电动化的目标, 全国城市(一级城市到四级城市)石油消费量较 2025 年峰值均下降 80% 以上, 减油效益将会非常明显。生命周期内温室气体排放结果显示,在 2050 年增量基本实现全面电动化的情况下,各层级省市的道路交通(主要指汽车)所引起的温室气体达峰时间在 2025 年左右。

建议石油消费占一次能源的比重在2025 年应控制在 20% 以下,这是一个指导性指标,在 2035 年、2050 年分别下降到约 15% 和 11%;石油对外依存度建议到 2025 年控制在 72% 以内,这是一个预警性指标,在 2035 年、2050 年分别控制在 67% 和 48% 以内;能源效率应作为约束性指标在 2025 年、2035 年均采用双积分标准。在化工部门,“十四五”应实施禁塑、限塑、塑料回收以及塑料替代,2030 年应实施全面从生产端禁塑。“十四五”其他部门各类汽柴油发动机均执行约束性能效标准和排放标准。

发展和替代天然气

天然气目前是世界第三大一次能源, 占比 24%。多数发达国家天然气消费早已达峰。中国 2019 年天然气消费占比 8.1%, “十三五”天然气占比 15% 的目标不能实现。在推动煤控和油控的同时,应适度发展天然气,增加天然气在能源消费中的占比,在“十四五”时期提高到 13% 左右。

在近期和中期增加天然气在燃料方面替代煤炭和石油。首先针对煤炭替代, 在电力领域加大天然气调峰的比例,替代现有的煤电调峰,助推可再生能源高比例利用,保证电网运行安全高效。其次,在产品质量要求严格的玻璃、陶瓷等行业,使用天然气替代煤炭。再次, 在建筑民用领域,在城市近郊、镇和中心村推广“煤改气”,但在分散的村落, 更多是采用“煤改电”,可以减少天然气基础设施投资。从长期来说,大力推广电气化,置换建筑部门、民用领域和工业部门的天然气消费。

在公交、出租、长途货运和水运等交通运输领域,推动天然气使用在短期具有一定发展空间。尽管天然气车船可以减少燃油车船所产生的环境污染,但是由于天然气用于机动车会增加氮氧化物的排放,天然气在该领域的应用应该只是过渡性质,长期来看仍然需要加强交通电气化发展。

除了从消费端推动天然气对煤炭和石油的替代,在供给端建议在开发常规天然气的基础上,开发非常规天然气, 增加国内天然气的供应比例。从中、长期来看,天然气的未来定位不是作为燃料,而是作为原料。在发挥天然气的原料属性方面,应加强天然气作为原料在化工领域的应用,加强气基原料对煤基和油基原料的替代。化工原料的多元化、轻质化和高效清洁化工艺发展是近几年国际的大趋势。


版权声明 | 此内容版权属于《能源高质量发展》杂志,如转载须注明“文章来源:《能源高质量发展》杂志”

订阅回执表下载



*凡本网注明来源为“中国能源报/中国能源网"”的所有文字、图片和音视频资料,版权属于中国能源报社所有,未经授权,不得转载;凡本网注明来源非“中国能源报/中国能源网”的作品,版权归原创者所有,并不代表本网立场和观点,如有侵权,请联系删除。
24小时热榜