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“十四五”,能源革命迈出坚实一步

2020-09-03杜祥琬

中国石油石化 2020年16期
关键词:风能十四五气候变化

文/杜祥琬

“十四五”期间,我国煤电厂既要当好发电主力,又要协助可再生能源上马。

专家简介

杜祥琬,应用物理、强激光技术和能源战略专家。1964 年毕业于苏联莫斯科工程物理学院。曾任中国工程院副院长、中国工程物理研究院研究员、高级科学顾问、中国科协荣委。我国新型强激光研究的开创者之一,推动我国氧碘化学激光等新型强激光技术跨入世界先进行列。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年获何梁何利科技进步奖。

1997 年当选为中国工程院院士,2006 年当选为俄罗斯国家工程科学院外籍院士,2002 年当选中国工程院副院长。主持“中国可再生能源发展战略研究”等我国能源发展战略重大咨询研究项目,现任国家能源专家咨询委员会副主任。

参加了我国应对气候变化减排承诺的科学论证,主持了“应对气候变化的科学技术问题研究”,现任国家气候变化专家委员会名誉主任。

●“十四五”期间,我国能源结构转型是一个方向性的战略选择问题。

我国要建设社会主义生态文明,不仅要发展好经济,而且要保护好环境,还要积极应对气候变化。所以,“十四五”期间,我国能源结构转型是一个方向性的战略选择问题。

人类社会从石器时代走向铁器时代,并不是因为没有石头了。当前,全球范围内要逐渐减少煤炭消费的比例,也不是因为没有煤炭了。“十四五”高质量发展阶段,我国的煤炭消耗量会逐步下降,这是煤炭技术进步的结果。

中国承诺

人类活动造成的气候变化对我国的影响是很复杂的。对此,专家们的讨论认为有利有弊,但是弊大于利。

两年前,我曾经考察过位于我国北疆的国家一号冰川。当爬到海拔3860 多米高时,我亲眼看到了国家一号冰川物理量(冰雪覆盖的厚度、冰雪的量)的流失:冰川在化,水在往下流。本来,这里山顶上、山坡上和山谷里都是白雪覆盖,一片白。但是,我看到的时候,山顶上的白雪已经没有了,露出来石头,只剩下两边的山谷还是白色的。这表明,国家一号冰川已经碎片化了。对此,我印象很深刻。在位于当地的冰川研究所,一直对冰川变迁进行研究的专家们介绍说,几十年来,国家一号冰川的物理量在一个劲儿地下降,下降的曲线非常清楚。而且,他们说,如果这个趋势继续下去,再过几十年,这个一号冰川还有没有、还有多少都是一个很大的问题。

近几年,我国西北地区的一些河流的径流量在增加,一些湖泊的水位升高、水存量增加。很重要的一个原因,就是冰川的融化引起的。虽然现在这些河流的水流量在增加,但是如果这样发展下去,将来它们会失去水源。国家一号冰川是北疆这些河流的源泉,没有了这个源泉,将来就会产生问题了。随着气候的变化,这是必须引起高度重视的问题。

气候变化对于人类的影响有两个方面。一方面是长期积累的,比如温度变化、气候变暖,是逐渐变化的。另一方面,气候变化也会造成一些突发性的、短时间的、冲击性的影响,比如一些地方发生的可能影响到上百万甚至上千万人的洪灾、干旱,这种气候变化对社会、经济和对百姓造成的生死存亡的影响是具有冲击性的。

我国自2006 年成为全球二氧化碳第一大排放国,目前碳排放量高于美国和OECD国家的总和。我国的二氧化碳排放对于全球的影响是很巨大的。全球每年消耗的煤炭,我国占了50%还要多。

在气候谈判中坚持了这样一种观点:在人类发展史上,欧洲和美国的发达国家先排放,中国作为发展中国家后排放。所以,我们在谈判中贯穿了“共区”责任精神,即承诺承担“共同而有区别的责任”。现在,国际上对发达国家的要求是做到“绝对量减排”,即排放的绝对量要下降。我国根据实际能力和发展阶段承诺,到2030 年碳排放达到峰值后再下降。也就是说,我国的二氧化碳排放虽然会继续增加,但增加的幅度会逐渐下降,在趋于饱和达峰后排放量会下降。

2018 年10 月,联合国政府间气候变化专门委员会在韩国仁川发布“全球升温1.5℃特别报告”,呼吁为把全球温升控制在1.5℃而努力。1.5℃这个目标是激进的,但我个人觉得这可能不太现实。因为现在地表气温已经升高了1.1℃,到1.5℃可能很难打住。因此,当前,对中国来说,踏踏实实地做好把温升控制在2℃、到2050 年实现碳中和的目标,是我们要履行的承诺。

煤炭要清洁高效利用

重视气候变化对环境的影响,需要调整我国的能源结构。

目前,煤炭在全国一次能源消费中占比为57%。为做好煤炭的大文章,我国制定了清洁高效利用煤炭的战略方针。如何清洁高效利用?就是要控制那些不清洁、不高效的部分。

当前,煤炭在我国有三个去处。一是散烧煤。散烧煤最污染、最低效,所以要把这一块减下来。二是工业用煤。我们的工业部门,特别是几个高耗能行业消耗着相当多的煤炭。在我国,像钢铁这样一些多年来被房地产所拉动的高耗能产业,现在已处在一个比较饱和的阶段,也就是产能已经达到甚至跃过了峰值。当前,国内钢铁年产能达到10 亿吨,已经超过了我们国内的实际需求。因此,钢铁产量不会再增加也不应该再增加。另外,随着技术进步,国内吨钢煤耗已在逐年下降,而且还有进一步下降的空间。三是煤电。当前,我国煤电装机规模约11 亿千瓦,国内燃煤电厂年均运行时数为4300 ~4400 小时。而正常情况下,一个煤电厂运行时数可以达到6000 小时(至少5000 多小时)。这样看来,现在中国的煤电厂已经不是太少。

对于“十四五”期间,该不该再建设一些煤电厂,当前有不同呼声。有些同志提出,有些地方、有些时候用电的尖峰需求还不能满足,所以应该再建设一些煤电厂。我认为,这个问题要用新的思维来解决。比如,能不能通过需求侧管理来解决。另外,在那些耗能比较多的地区,短周期内可以发展分布式光伏,用分布式光伏发电来解决尖峰时刻的用电问题,也可以分担一部分大电网的负担。

电从身边来

我到东部沿海的一些省份调研时,有同志说,我们这个地方能源负荷很重,但是没有能源的来源。所谓的“没有能源”,就是没有煤、油、气资源。

我国东部有些省确实是缺煤、缺油、缺气。我说,咱们身边有很多可再生能源,它也是能源。我们把它们先用起来、先开发起来,就可以减少对外来电、外来煤的依赖。为此,我提出电自“远方来”和“身边来”相结合的想法。

目前,我国东部各省的可再生能源资源,比如风电和太阳能,已经开发的占可开发资源量的不到10%。这就是说东部各省有资源,并且还有很大的发展空间。而且,太阳能、风能、生物质能和地热能,无论从技术上还是经济上,当前都已经获得市场认可,具备可行性。这跟十年、二十年前相比已经大不一样了。例如,原来,大家认为可再生能源成本很高,装不起太阳能和风能设施。这些年,包括太阳能、风能在内的可再生能源成本降低得很多、很明显。

天津大学和华北电大两个专家组曾独立算了一笔账。这些非常内行的专家计算了各种因素,将电自“身边来”和“远方来”的成本做了比较。那么,东部地区用自己的资源发一度电跟“西电东送”一度电的成本,到底哪个高?他们算出的结果是一致的:东部地区用自己身边的资源发一度电的成本更低。所以,首先要把自己身边的能源用够。不足的部分,再求助于“远方来”。

再以河南省和中国工程院进行的一项河南省能源革命发展战略项目为例。项目选择了兰考县为示范县。兰考县有80 万人口,经济以农业和轻工业为主。3 年前刚开始试点的时候,兰考县的自发电只占本地用电量的7%。经过3 年努力,该县自发电的比例已经上升到60%。变化如此之大!他们靠什么做到自发电比例达到60%?答案是靠分散式的风能、分布式太阳能、生物质能(主要是沼气),还有地热和垃圾发电。上述这些都属于可再生能源。兰考县下一步的计划是,到2021 年,要把自发电比例从60% 提高到90%。

其实,与国内其他一些地方相比较,兰考县的太阳能、风能资源的密度并不是最好的,不如内蒙古、甘肃能源资源密度那么高,太阳能也不是最强的地方。但是,就是这样的地方才具有试点的可推广性。很多类似的地方都可以借鉴这个数据,让自己地区的能源结构靠着身边的能源带来这样显著的变化。兰考县给我们的启示是,中国的能源转型,不是一个只讲理论、只是纸上谈兵的问题,而得是可以实践、可以落到地面的问题。

新的使命

我国能源行业承担的重要使命是2030年达到碳排放峰值,而且还有一句话,“争取提前达峰”。为此,我国的能源消费现在就要做到让增量部分由低碳能源来满足,在这个基础上,进一步再逐步地替代存量,来改变能源结构。

预计“十四五”期间,我国每年能源增量约为2%或者还不到。这样的一个增量,从电力和整个能源系统来看,完全可以由非化石能源的增长加上一点天然气的增长来解决。如果能做到的话,我国煤炭消耗量完全可以稳定住,最终会逐步下降。

在我国的电力供应中,煤电仍然是“大头”。“十四五”期间,国内煤电厂要继续发挥好发电主力的作用。同时,它还有一个新的使命——一部分电厂要灵活性改造,要辅助、助推太阳能、风能上马。所以,“十四五”期间,煤电厂既有发电的使命,又有协助可再生能源上马的新的历史使命。

当然,可再生能源要解决或者缓解间歇性问题,储能的配合就是为了解决这个问题。还以河南省为例,尽管可以依靠本地的太阳能、风能提高自发电比例,不过如果能够从西部输来一定比例的外来电也是很好的。但是,要注意太阳能、风能有间歇性,所以有些特高压在输送太阳能、风能的同时都要捆绑一些煤电。所以,在输送可再生能源的同时,如何做好储能相结合,让特高压能够输送的主要是可再生能源,这一点是我们在今后的工作中需要注意的。

青豫(青海到河南)线是一条比较好的输送可再生能源的特高压直流输电线。为什么电网能够比较平稳地通过这条线把电送过来呢?因为它的源头有水电、风电,还有太阳能。水电跟太阳能、风电一块来平衡,使这条线成为输送可再生能源发电比较平稳的一个典型。

绿色复苏

调整我国的能源结构,积极应对气候变化,体现了中国的担当。但调整能源结构,也不仅仅是为了应对气候变化,还为了发展新经济。只有发展新经济、发展可持续发展的绿色经济,才能让我们这一代和下一代人都能享受到“美丽中国”,让世界变得更加美好。

十九大制定了我国2035 年和2050 年两个阶段性的发展目标:到2035 年基本实现社会主义现代化;2050 年,把我国建成富强民主文明和谐美丽的社会主义现代化强国。这两个目标、这两个阶段体现的不仅事关中国的形象,也关系到中国老百姓的实惠,即他们实际的生活水平、所能享受到的实惠和获得感。

比如,人们每天都要呼吸,大气的质量与每个人息息相关。这些年,经过很多努力,特别是通过能源转型,国内PM2.5 已经有所下降。到目前,全国PM2.5 的平均数是40 几微克/立方米,但离我国制定的小于35 微克/立方米的标准还有距离,离国际标准15 微克/立方米还有很大距离。试想到了2035 年,中国进入了创新型国家前列,我们应该至少要达到自己国家定的标准,再进一步达到国际标准。这样,才能成为发达国家、现代化国家,建设“美丽中国”也需要达到这一标准。而且,这对于实现“十四五”期间我国的发展目标也是非常重要的。

我国已经非常明确地提出,中国现在的发展已经不是追求量的扩张、不是“摊大饼”式的发展,而是要向高质量发展。能源,也要高质量发展。在这个过程中,“十四五”的能源发展要走出高质量发展的坚实一步,这一点是非常清楚的。

当前,欧洲以“绿色新政”为主导发展思想,对当前的疫情、以后经济的复苏、应对气候变化,都给予高度的重视。不管是欧洲、中国,还是世界的经济发展,现在都强调“绿色复苏”。经济要能够可持续地发展,这是全球都在重视的问题。可持续发展的能力,不仅体现在将来能够更有效地应对像此次疫情及以外的其他公共事件,而且要能够引导人类的可持续发展。所以,在发展问题上、应对疫情问题上,一定要重视“绿色复苏”。要发展一个对这一代人和子孙后代都可持续的“绿色发展”式的复苏。

●“美丽中国”,绿色电力。 供图/视觉中国

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