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回眸2019能源格局正在變革
作者: 來源: 中國科學(xué)報 發(fā)布時間: 2019-12-30

  12月15日,比原計劃推后約兩天的聯(lián)合國氣候變化大會在西班牙首都馬德里落下帷幕。盡管與會各方經(jīng)歷了長時間的艱苦談判,但是大會仍未產(chǎn)生令人振奮的碳市場成果。

  不過,在中國工程院院士杜祥琬看來,這場鎩羽而歸的會議只是好事多磨?!暗吞及l(fā)展支撐應(yīng)對氣候變化的方向是改變不了的。這需要全球各方努力建設(shè),也離不開能源結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型?!?br/>
  回顧2019年能源行業(yè)的變革,中國在一輪又一輪政策與市場的浪潮中砥礪前行?!澳茉唇Y(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)型,一方面是加大對煤炭、石油等化石能源的高效清潔利用;另一方面,也更為重要的是,大力提高非化石清潔能源的一次消費(fèi)比重,如風(fēng)能、太陽能等。”杜祥琬告訴記者。

  化石能源:煤炭清潔高效利用是關(guān)鍵

  一直以來,在我國已探明的化石能源資源總量中,煤炭占據(jù)了大半壁江山。

  來自國家統(tǒng)計局的數(shù)據(jù)可證實這一論斷。2018年,全年能源消費(fèi)總量46.4億噸標(biāo)煤,比上年增長3.3%。煤炭消費(fèi)量占能源消費(fèi)總量59%。此外,原油對外依存度從2010年的53.8%迅速飆升到2018年的71%,天然氣也提升至43.9%。

  在這場化石能源的改革中,作為“主力軍”的煤炭首當(dāng)其沖。

  在杜祥琬看來,煤炭要“革命”,首先要替代散燒煤。

  相比于煤電廠,散燒煤燃燒效率低下且污染較大。應(yīng)用潔凈的供暖來替代散燒煤,可實現(xiàn)煤炭在全行業(yè)、全產(chǎn)業(yè)鏈的清潔、高效、可持續(xù)開發(fā)利用,最大程度降低排放和污染。

  通常來說,煤炭的去向是發(fā)電,中國煤電也是供電的中堅力量。每發(fā)1度電,全國平均燃煤量約309克。

  近年來,各種“減煤”舉措已初顯成效。

  例如,上海外高橋三廠有兩臺100萬千瓦發(fā)電機(jī)組的供電煤耗可低至276克標(biāo)煤/度,燃煤效率遙遙領(lǐng)先于世界水平。

  2019年9月15日,中國科學(xué)院大連化學(xué)物理研究所與陜西延長石油(集團(tuán))有限責(zé)任公司(以下簡稱“延長石油集團(tuán)”)合作,在陜西榆林進(jìn)行了煤經(jīng)合成氣直接制低碳烯烴技術(shù)的工業(yè)中試試驗,為我國實現(xiàn)煤炭清潔利用提供一條全新的技術(shù)路線。

  “煤炭的清潔高效利用會導(dǎo)致煤炭消耗量的減少,減煤是進(jìn)步?!倍畔殓f。

  縱向比較煤炭、石油、天然氣三類主要的化石能源,相對低碳的是天然氣。杜祥琬表示,需要提高天然氣的開發(fā)利用和儲備。

  2019年1月,中國首個深水自營氣田——陵水17-2氣田開發(fā)工程項目半潛式生產(chǎn)平臺在海洋石油工程青島制造場地開工建造,按照計劃,每年約生產(chǎn)30億至35億立方米天然氣。

  “我有一個自己的提法,中國的低碳能源有‘三駕馬車’,就是天然氣、可再生能源以及核能,要靠它們?nèi)齻€一起‘拉車’,把低碳能源的比例拉上去。”杜祥琬說。

  非化石能源:風(fēng)能、太陽能跟儲能結(jié)合

  盡管化石能源目前在我國一次能源中占據(jù)絕對優(yōu)勢,但如果將目光轉(zhuǎn)向非化石能源(可再生能源和核能),又會有新的發(fā)現(xiàn)。

  接受采訪時,杜祥琬提出了新的觀念。“我國的能源資源稟賦,通常的說法是‘富煤、缺油、少氣’。但是,這樣的理解已經(jīng)跟不上形勢的發(fā)展。”

  他進(jìn)一步指出,我國擁有豐富的非化石能源資源,特別是可再生能源資源,這也是資源稟賦的一種。確定這一點,對制定能源戰(zhàn)略極為重要。

  我國可再生能源大約有多少?他向記者展示了一組數(shù)據(jù):我國風(fēng)能資源技術(shù)可開發(fā)量約為35億千瓦,太陽能光伏資源技術(shù)可開發(fā)量為22億千瓦。

  截至2019年三季度,風(fēng)能裝機(jī)1.98億千瓦,太陽能裝機(jī)1.9億千瓦,風(fēng)機(jī)和太陽能開發(fā)量都不到技術(shù)可開發(fā)量的十分之一,其發(fā)展還有十多倍的空間。

  由于太陽能、風(fēng)能具有間歇性的特征,因此必須跟儲能結(jié)合起來。

  2019年11月,中國科學(xué)院院士董紹俊等在《美國化學(xué)會志》上發(fā)表論文,研究人員通過構(gòu)建基于水/氧循環(huán)的生物光電化學(xué)模型,實現(xiàn)了一體化體系下太陽能的連續(xù)轉(zhuǎn)化與存儲,為可再生能源的高效利用提供了一條新的研究思路。

  同月,湖南大學(xué)教授張泠等在《應(yīng)用能源》上發(fā)表研究成果,團(tuán)隊研發(fā)了一套可根據(jù)需求智能調(diào)節(jié)溫度的零能耗新型光伏熱電墻體系統(tǒng),不僅為傳統(tǒng)墻體的熱性能增加了靈活性,還大大降低了建筑供電的能耗。

  華中科技大學(xué)羅勇強(qiáng)博士告訴記者,這些研究不僅可以解決太陽能、風(fēng)能間歇性的問題,而且能夠有力推動電動汽車及小區(qū)建設(shè)微網(wǎng)。

  “需要強(qiáng)調(diào)的是,可再生能源資源的利用是我國自己可以掌控的?!倍畔殓嬖V記者,風(fēng)能、太陽能的開發(fā)不依賴于國際地緣政治的變換,也不用考慮對外依存度。

  構(gòu)建能源轉(zhuǎn)型新體系

  談及2019—2020年的能源轉(zhuǎn)型,杜祥琬用16個字概括了中國能源的現(xiàn)狀:多元體系、互補(bǔ)協(xié)調(diào)、此消彼長、低碳轉(zhuǎn)型。

  簡言之,面對高比例的化石能源和正在增長中的可再生能源,要處理好它們之間的互補(bǔ)關(guān)系和協(xié)調(diào)關(guān)系?!氨热缯f煤電,它還是發(fā)電的主力,同時我們還要對一些煤電做靈活性的改造。”

  如今,隨著能源轉(zhuǎn)型的深入展開,非化石能源的經(jīng)濟(jì)性、技術(shù)能力、制造能力及相應(yīng)的儲能技術(shù)也在進(jìn)步,光伏、風(fēng)電等成本已進(jìn)入化石燃料發(fā)電的成本區(qū)間。全球能源投資趨勢隨之從煤炭逐步轉(zhuǎn)向可再生能源。而這些得益于更好的戰(zhàn)略、規(guī)劃、政策等引導(dǎo)。

  杜祥琬透露,有關(guān)方面正在起草能源與電力“十四五”規(guī)劃和2050年能源發(fā)展戰(zhàn)略綱要。

  展望未來,對中國來說,長遠(yuǎn)的能源安全靠什么?

  杜祥琬認(rèn)為,關(guān)鍵要占領(lǐng)未來新能源技術(shù)的戰(zhàn)略制高點,高比例地發(fā)展非化石能源?!爸挥姓莆樟宋磥砟茉吹募夹g(shù),走在世界的前沿,中國未來的能源才是安全的?!?br/>