低碳電力為何擁有未來(lái)？
未來(lái)中國(guó)乃至全球的可持續(xù)發(fā)展，都需要實(shí)現(xiàn)由工業(yè)文明向生態(tài)文明轉(zhuǎn)變。其中，發(fā)展方式轉(zhuǎn)變的基礎(chǔ)是新的能源革命，即能源生產(chǎn)革命和能源消費(fèi)革命，即由黑色、高碳向綠色、低碳轉(zhuǎn)，由粗放、低效走向節(jié)約、高效。國(guó)家氣候變化專家委員會(huì)主任、原工程院副院長(zhǎng)杜祥琬在近日舉辦的中國(guó)清潔電力峰會(huì)上提出，中國(guó)綠色、低碳能源戰(zhàn)略的三個(gè)支柱，是節(jié)能優(yōu)先，煤炭和石油的高效、清潔化利用，發(fā)展非化石能源(包括可再生能源與核能)改善能源結(jié)構(gòu)。
但是，高碳與污染有強(qiáng)相關(guān)性，清潔電力在我國(guó)被一般地理解為“低污染排放”，認(rèn)為污染排放和溫室氣體排放是兩個(gè)截然不同的概念。但是，在中國(guó)能源具體情況下，污染排放和溫室氣體排放基本同根同源，環(huán)境后果已經(jīng)踩到紅線，粗放發(fā)展難以為繼，向低碳轉(zhuǎn)型已是時(shí)不我待。
“新型城鎮(zhèn)化”能否“低碳”，是我國(guó)面臨的“大考”。
我國(guó)發(fā)展的高碳特征
中國(guó)單位GDP的能耗比世界平均值高出近一倍，杜祥琬給出的數(shù)據(jù)顯示，2013年中國(guó)GDP是全球總量的12.3%，卻消耗了全球21.5%的能源。目前，我國(guó)每年人均二氧化碳排放量已達(dá)6噸，逼近歐洲、日本的水平，且呈現(xiàn)持續(xù)增長(zhǎng)態(tài)勢(shì)，在一些發(fā)達(dá)地區(qū)則大于10噸，已經(jīng)觸及歐洲、日本等發(fā)達(dá)國(guó)家處在發(fā)展峰值時(shí)的排放量，但這一數(shù)字在我國(guó)增長(zhǎng)較快地區(qū)不僅已經(jīng)達(dá)到且在增長(zhǎng)。
究其原因是高耗能產(chǎn)業(yè)發(fā)展的太大、太快，形成了過(guò)剩產(chǎn)能，加之諸多浪費(fèi)、不合理需求以及煤為主的能源結(jié)構(gòu)。中國(guó)每年消耗的煤炭占全球的50.4%，在我國(guó)的東部地區(qū)每年就要消耗全球煤炭的40%，東部地區(qū)單位國(guó)土面積上消耗的煤炭即“煤耗空間密度”是全球平均值的12倍。而煤炭消耗中，高達(dá)一半是直接燃燒(非發(fā)電)的，這是最污染的利用方式，杜祥琬分析認(rèn)為。
據(jù)悉，2013年我國(guó)共耗煤39億噸，其中發(fā)電18.3億噸，直接燃燒的超過(guò)20億噸。“油耗空間密度”已是全球平均值的3倍;我國(guó)東部“碳排放的空間密度”是全球平均值的6倍，我國(guó)目前每千人汽車擁有數(shù)雖不及美國(guó)的1/5，但中國(guó)東部的“汽車空間密度”已超過(guò)了美國(guó)。
杜祥琬表示，東部人口密度是全球均值的5倍，考慮到我國(guó)的能耗和能源狀況，東部的環(huán)境負(fù)荷已比世界均值高出5倍以上。因此我國(guó)最基本的國(guó)情是：環(huán)境容量顯著小于世界平均值，我國(guó)發(fā)展的高碳特征已十分顯著。
化石能源需高效、潔凈化利用
由于化石能源不會(huì)很快枯竭，今后幾十年，煤炭和石油在一次能源機(jī)構(gòu)中的占比會(huì)逐步下降，仍將是主導(dǎo)能源之一。因此，中國(guó)需要有“天花板”的概念，節(jié)能優(yōu)先、控制總量。
杜祥琬認(rèn)為，“中國(guó)富煤”的認(rèn)識(shí)需要重新審視。他指出，相對(duì)缺油少氣而言，說(shuō)富煤有一定的道理，但相對(duì)世界均值并不富煤，中國(guó)人均探明可采儲(chǔ)量是世界均值的67%，儲(chǔ)采比中國(guó)為35，而世界為118。因此杜祥琬認(rèn)為：“用煤也得悠著點(diǎn)，控量、高效、潔凈、低碳、控制不合理需求。”
煤炭總量控制煤炭消耗總量五年內(nèi)見(jiàn)頂，煤炭消耗中，增加發(fā)電比例，氣、電和余熱的利用，替代沒(méi)有用來(lái)發(fā)電的煤炭使用。只有污染物和溫室氣體都減下來(lái)，才能叫“低排放”。在煤炭的勘采、洗選、加工、運(yùn)送和終端利用的各個(gè)環(huán)節(jié)中，有一系列的提高能效、較少污染的技術(shù)，燃煤電廠的節(jié)煤減排尚有明顯潛力，低碳有待創(chuàng)新突破。
終端能源中煤改電或氣，汽車的油改電也是有益的方向，有關(guān)的技術(shù)、標(biāo)準(zhǔn)、監(jiān)管都很重要。杜祥琬評(píng)價(jià)這方面的進(jìn)步可使高碳能源可低碳利用，是重要的能源變革。
當(dāng)前，包括頁(yè)巖氣、煤層氣、致密氣、天然氣水合物在內(nèi)的非常規(guī)天然氣都是相對(duì)潔凈的化石能源，對(duì)緩解環(huán)境污染和應(yīng)對(duì)氣候變化會(huì)做出貢獻(xiàn)。杜祥琬認(rèn)為要努力提高天然氣(含非常規(guī)天然氣)在一次能源結(jié)構(gòu)中的占比，但他同時(shí)指出，也需要清醒的認(rèn)識(shí)到，中國(guó)的頁(yè)巖氣雖然儲(chǔ)量不少，但因埋藏深、缺水和天然氣管道的制約，我國(guó)開(kāi)發(fā)頁(yè)巖氣的開(kāi)采成本會(huì)比較高，收支比偏低。因此，要因地制宜科學(xué)發(fā)展。
因此，在今后的幾十年間，天然氣將作為低碳能源支柱和重要的過(guò)渡性替代資源。但僅靠天然氣不可能完成對(duì)煤炭的高比例替代，所以在中國(guó)“頁(yè)巖氣革命”或“頁(yè)巖氣時(shí)代”的口號(hào)并不恰當(dāng)。
非化石能源逐步成支柱
作為低碳能源“三匹馬”，可再生能源、核能、天然氣(含非常規(guī))，杜祥琬認(rèn)為三者并不是互相排斥的關(guān)系，而是互相補(bǔ)充，這有這樣才有可能較早的實(shí)現(xiàn)對(duì)煤炭的高比例替代。
在可再生能源中，比較成熟的水電尚有一定的發(fā)展?jié)摿Γ谝淮文茉唇Y(jié)構(gòu)中的貢獻(xiàn)可達(dá)近10%。非水可在生能源，包括太陽(yáng)能、風(fēng)能、生物質(zhì)能、海洋能、地?zé)崮艿龋谖覈?guó)和全球資源足夠豐富，技術(shù)上沒(méi)有原理性的障礙，近年來(lái)發(fā)展較快。
對(duì)于如何提高間歇性風(fēng)能和太陽(yáng)能并網(wǎng)率，杜祥琬表示要規(guī)模化、多地域的發(fā)展風(fēng)、光能源，增強(qiáng)相互間的互補(bǔ)和平滑作用，使其發(fā)電出力的行為顯現(xiàn)較為平緩的特性，有可能利于提高并網(wǎng)率。同時(shí)，要加強(qiáng)可再生能源、儲(chǔ)能技術(shù)(包括物理儲(chǔ)能和化學(xué)儲(chǔ)能)、電網(wǎng)技術(shù)與互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、信息技術(shù)的融合起來(lái)，提高電網(wǎng)的智能化程度，加強(qiáng)對(duì)電源側(cè)和需求側(cè)的智能管理，提高電力系統(tǒng)對(duì)可再生能源的消納能力。此外，還要發(fā)展分布式用能技術(shù)、資源循環(huán)利用技術(shù)、垃圾分類資源化利用技術(shù)、微網(wǎng)技術(shù)和不并網(wǎng)用電、峰電的直接利用(如用于海水淡化、制氫等)。
核能是未來(lái)的可持續(xù)發(fā)展的能源。日本和事故后，核電發(fā)展受到一定影響，但各主要核電國(guó)家通過(guò)認(rèn)真分析，都確定了繼續(xù)發(fā)展核電的方針，全球核電發(fā)展格局基本穩(wěn)定。杜祥琬認(rèn)為原因首先是對(duì)核事故進(jìn)行科學(xué)的分析、總結(jié)、吸取經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)，核電安全的技術(shù)水平和管理水平進(jìn)一步提高，棄核的做法并不理智;其次，核電作為潔凈、低碳、穩(wěn)定、高能量密度能源，其基本優(yōu)點(diǎn)并未改變;此外，人類對(duì)低碳能源的客觀需求，需要輸出穩(wěn)定的核電與間歇式的可再生能源相結(jié)合，是核電發(fā)展的動(dòng)力。
目前，我國(guó)已運(yùn)行核電機(jī)組21臺(tái)，裝機(jī)容量1902萬(wàn)千瓦，年發(fā)電量?jī)H占全國(guó)發(fā)電總量的約2%，在建核電機(jī)組27臺(tái)，裝機(jī)容量2953萬(wàn)千瓦。因此，“安全、穩(wěn)步、規(guī)模發(fā)展核電”是我國(guó)的理性選擇。從目前的核裂變電站到未來(lái)的受控核聚變電站，是一個(gè)必然的科學(xué)發(fā)展方向和歷史過(guò)程，在未來(lái)的綠色地球上，核能將成為一個(gè)可持續(xù)發(fā)展的能源支柱。
未來(lái)必將倚重非化石能源，中國(guó)工程院建議：在我國(guó)一次能源結(jié)構(gòu)中，非化石能源2020年將占到15%，2030年應(yīng)能超過(guò)20%。幾十年后，非化石能源占比將超過(guò)化石能源，可視為能源革命的一個(gè)標(biāo)志。
低碳電力擁有未來(lái)
杜祥琬表示，電力發(fā)展水平要用發(fā)電量來(lái)衡量，裝機(jī)容量的多少與電源結(jié)構(gòu)有關(guān)，最終需要是電量，用發(fā)電量指標(biāo)來(lái)衡量才是科學(xué)的。
電力在終端能源中的比例要提高，直燃煤和直燃油的使用盡量用電能替代。因此，應(yīng)調(diào)整電力結(jié)構(gòu)，使非化石發(fā)電達(dá)到高比例，人類未來(lái)必須依靠可再生能源，這是世界發(fā)展的共同趨勢(shì)，也是我國(guó)擁有未來(lái)的戰(zhàn)略選擇。
同樣發(fā)達(dá)水平，低能耗才是先進(jìn)指標(biāo)，說(shuō)明能效高，說(shuō)明國(guó)家倡導(dǎo)節(jié)能。杜祥琬進(jìn)一步分析時(shí)表示，能源電力的消耗，不是越多越好：如果以歐洲、日本國(guó)家為參照，我國(guó)還有不到1倍的人均發(fā)電量增長(zhǎng)空間，而從歐洲、日本等國(guó)的發(fā)展經(jīng)驗(yàn)來(lái)看，等到一定發(fā)達(dá)程度后，經(jīng)濟(jì)繼續(xù)發(fā)展，但人均能耗、電耗不再提高且基本穩(wěn)定，甚至還能下降，得益于產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整和能效提高。
杜祥琬認(rèn)為，要倡導(dǎo)比較高效、節(jié)能、低碳的生產(chǎn)和生活方式，或者社會(huì)發(fā)展方式。
原標(biāo)題:低碳電力為何擁有未來(lái)？
來(lái)源:中國(guó)能源網(wǎng) 作者:杜祥琬，揚(yáng)州君昊電氣 m.rqjl.com.cn 轉(zhuǎn)載此文。
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