我国能源革命的新思路

个人简介

杜祥琬，应用物理、强激光技术和能源战略专家。1997年当选为中国工程院院士，2002年当选中国工程院副院长。主持了我国能源中长期发展战略研究和多个能源重大工程的战略咨询，提出了系列创新思想，为我国能源战略研究和推动能源可持續发展作出了重要贡献。现任国家能源专家咨询委员会副主任，第三届国家气候变化专家委员会名誉主任。获国家科技进步特等奖一项、一等奖一项、二等奖两项，部委级一、二等奖十多项。2000年获何梁何利基金科学与技术进步奖。

能源是国民经济和社会发展的基础，构建一个可持续发展的能源体系是长远之计，是经济和环境共赢的保证，是生态文明建设的战略要素，也是社会发展进步的必然要求，能源转型是可持续发展的必由之路。习近平总书记2014年提出的关于“能源革命”的论述意义重大，从战略高度指明了中国能源发展的方向。“革命”意味着不是一般的量的变革，更重要的是质的转型。“能源革命”的思想也正在指导着我国能源2035年和2050年中长期发展战略的制定及可持续发展。

新思路：“远方来”和“身边来”相结合

中国的经济社会发展已经进入一个新阶段，正从高速增长走向高质量发展，即从一种外延扩张型的平面发展走向更注重质量的立体发展。近些年来，国家能源主管部门出台了一系列推动能源转型的政策文件;我国的节能为世界节能做出了举足轻重的贡献;1980年以来，我国的能源强度下降了80%，能效提高了约5倍;我国已提前超额完成2020年的低碳发展目标;化石能源洁净化利用进展显著;非化石能源较快增长、势头良好;能源科技不断涌现创新成果;在复杂的国际形势下，能源的国际合作有了新的发展。随着社会经济的不断发展，我国能源转型成效显著，已具备了一定的基础，但在能源供应、结构格局、环境影响和管理体制等方面仍面临着严峻的挑战。

长期以来，我国的能源生产和消费格局是：西电东送、西气东输、北煤南运。中东部地区是经济社会相对发达的地区，这里人口密度高，人均环境容量有限，同时也是能源负荷很重的地区。然而，中东部地区化石能源禀赋差、能源消耗强度高、可再生能源发展不充分，形成了对“西电东送”和“北煤南运”的较强依赖性。新形势下，该如何推动我国能源转型？中东部能源发展能不能有一点“革命”的思路？中东部的能源能否把远方的和身边的能源相结合？概括起来就是——“远方来”和“身边来”相结合，集中式和分布式相结合。

中东部能源高比例自给具有可行性

实现这一构想的前提，是中东部的新增电力（能源）可以高比例自给。中东部发展自己的电源，西部发展经济和电力负荷，以此来缓解我国发展不平衡、不充分的问题，并以电源的新形态发展助推电网的新格局，进而逐步改变中东部长期以外来电为主、自发电用煤基本来自北煤南运的局面。

下面从资源、技术、经济可行性三个方面来简要论证中东部新增电力（能源）高比例自给可行性。

资源可行性：风电方面，在考虑低风速区域资源的潜力下，东部地区陆上风能资源技术可开发量是8.96亿千瓦，水深在5-25米范围内海上风能资源达2.11亿千瓦，合计11亿千瓦;光伏方面，集中式光伏电站可开发的潜力是3.58亿千瓦，分布式光伏装机潜力是5.3亿千瓦，合计近9亿千瓦。

由于东部各省比较发达和先进，应是节能提效的先行区。核能明确以沿海地区优先发展，东部是核能发展优先区，也是海上风电、海洋能发展优势区;东部还是天然气（含非常规）、LNG进口接收区;东部地区工业发达，有丰富的工业余热可以利用，再加上太阳能、部分水电、生物质（含固废资源化）、地热等资源，把这些都算起来，东部的资源相当丰富，它们为东部能源的高比例自给提供了资源基础。至于这个“高比例”具体能达到多高，则要根据各地的实际情况做出定量的规划。而目前东部地区可再生能源的已开发利用量仅占可开发资源量的百分之几，还不到1/10。

国际比较研究也能说明问题：德国计划到2025年电力45%来自于可再生能源，2035年要提到55%到60%。目前德国每平方公里风电装机容量约为156千瓦，每平方公里光伏装机容量约为120千瓦，而中国东部14个省的平均值只有这两个数据的11%。因此，中国相比德国现在的水平还有将近10倍的提高空间，而德国现在的水平还在进一步提高。美国太阳能供电自发电已经达到1000万户，美国有3亿人口，大概就是现在美国1亿个家庭中有1000万个家庭做到了自发电，这样的规模对我们还是很有启发的。

实际上，我国很多地方已经在大力开发身边的能源。比如，浙江湖州靠10万座家庭屋顶光伏行动，要在2020年把煤电在电力中的占比降到37%;浙江嘉兴风、光和核三类发电量已经占到电力的62.5%。这两个城市应该说在浙江是具有代表性，如果这两个城市可以做到，那其他的城市也应该可以做到。当然也有一些特殊的地方，比如上海、苏州等，人口密度、工业密度、负荷密度都很高，必须要有一定的外来电。但是这两个城市自产自用的可再生能源也已经启动，它们自产低碳能源的潜力有多大，值得好好研究。

技术可行性：风电和光伏等可再生能源技术可行性已经基本解决，这些年发展相当快，技术也在不断进步。风电和光伏都需要储能的配合，随着材料与技术的不断创新进步，储能技术进步也很快，可能会有颠覆性的突破，化学储能成本下降很快，已经接近抽水蓄能的价格水平;火电在东部继续发挥供电作用的同时，其调峰技术也在不断进步。另外，东部地区的网络与信息技术、智能化、大数据与云计算等技术迅速发展，以及“虚拟电厂”的兴起和发展，节能、提效技术也有很好的基础。这些都为东部地区发展可再生能源提供了技术基础。

东部的电力格局是否能考虑将集中式的智能电网和分布式的微网网络结合起来？二者可双向互动，后者也可以独立运行。分布式可以使东部既是电力的消费者，也是电力的生产者，促使东部从能源“消费者”变为“产消者”。

经济可行性：高成本曾是制约可再生能源发展的因素之一，但是近年来成本在不断下降。从1980年到2013年，风电成本下降了90%，到2020年将与煤电相当;光伏发电成本也在快速下降。国际数据显示，从2010年到2017年，光伏发电成本从0.36美元/千瓦时降到了0.1美元/千瓦时，下降幅度达到了73%，且还将进一步下降，在我国也是这样的情况。囯际可再生能源署（IRENA）研究表明，与化石燃料发电相比，生物质发电、水力发电、地热发电和陆上风力发电现在都能提供具有竞争力的电力。有关专家组的研究表明：东部1千瓦时的自发电成本，低于特高压西电东送1千瓦时的电力成本。

通过以上对资源开发潜力、技术可行性、经济可行性以及国内外的经验分析可以看出，我国中东部地区完全有可能做到能源较高比例自给。随着中东部电源的发展，对“西电东送”和“北煤南运”的压力会减少，西电东送的增量有可能会出现一个拐点，这一点是非常重要的能源转型的标志。至于拐点出现的具体时间，取决于国家规划和政策引导等因素。所以說，能源转型不仅是调整能源结构，空间的结构和格局也会有重要的变化。

事关中国能源革命的成败

中东部能源发展战略是中国能源生产和消费革命的重要部分，中东部地区能源结构的调整和优化，事关中国能源革命的成败。中东部地区能源要从现在的“外供为主、煤电为主”逐步转变为“高比例自给、多元并举”，把西电东送这种“远方来”模式和自发自用这种“身边来”模式相结合。上述中东部能源发展的新思路符合电力转型和能源革命的方向，有利于电力更平衡、充分地发展，有利于电力系统本身的经济性、安全性和灵活性，同时也符合绿色、低碳、高效、智慧这一方向和趋势，体现从“政府办电、大企业办电”向“政府+大企业+人民办电”的转变，有利于社会进步。这个新思路对中国能源的供需安全和能源的环境安全，具有重要意义。

实现上述能源格局的转型，是我国“能源革命”的重要战略举措，是一项低碳、美丽而艰巨的事业，需要转变观念、转变习惯、下定决心、确定战略，认真规划全国和中东部地区的电力和能源（包括源、网、荷、储、管、服），坚持付出巨大努力。

能源转型具有长期性、艰巨性，但方向是清晰的，趋势是明确的。希望我国中东部带头确立能源高比例自给的观念，坚持“远方来”和“身边来”相结合并强化后者，在行动上为全国能源转型和可持续发展做出示范。

本文由中国工程物理研究院崔磊磊执笔整理

编辑|王秋蓉  qiurong.wang@wtoguide.net