中国新能源与传统能源的产业协调发展路径研究
2024-12-31王枫
摘要:近年来,新能源产业已成为全球能源转型和产业竞争的战略制高点,我国新能源发展成就斐然。但是,我国能源低碳转型仍处于攻坚期,新能源与传统能源“双轮驱动”格局尚待进一步优化。在发展过程中,两大产业既存在互补性,又存在竞争性。结合我国新能源与传统能源的产业发展现状,分析二者未来5年面临的环保挑战与机遇,提出新能源与传统能源协调发展的绿色转型路径,以推动中国能源产业高质量发展。总体来说,要加强顶层设计,优化新能源开发布局,加快消纳基础设施建设,推进绿色转型,最终实现新能源产业与传统能源产业的协调发展。
关键词:新能源;传统能源;产业协调;发展路径
中图分类号:F426.61 文献标识码:A 文章编号:1008-9500(2024)09-0-05
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Research on the Coordinated Development Path of China’s New Energy and Traditional Energy Industries
WANG Feng
(United Energy (Beijing) Co., Ltd., Beijing 100020, China)
Abstract: In recent years, the new energy industry has become a strategic high ground for global energy transformation and industrial competition, and China’s new energy development has achieved remarkable results. However, China’s low-carbon energy transformation is still in a tough period, and the “dual wheel drive” pattern of new energy and traditional energy still needs further optimization. In the process of development, the two major industries have both complementarity and competitiveness. Based on the current development status of China’s new energy and traditional energy industries, the environmental challenges and opportunities are analyzed which they will face in the next five years, and the green transformation path is proposed for the coordinated development of new energy and traditional energy, so as to promote the high-quality development of China’s energy industry. Overall, it is necessary to strengthen top-level design, optimize the layout of new energy development, accelerate the construction of consumption infrastructure, promote green transformation, and ultimately achieve coordinated development between the new energy industry and the traditional energy industry.
Keywords: new energy; traditional energy; industrial coordination; development path
能源是经济社会发展的重要物质基础。当前,中国正处于能源生产和消费革命的关键时期,新能源与传统能源的协调发展成为推动能源转型的核心议题。在碳达峰碳中和目标引领下,新能源产业蓬勃发展,传统能源产业加速转型,两大产业呈现出既互补又竞争的复杂关系。如何破解发展瓶颈,把握战略机遇,推动新能源与传统能源产业协调发展,是当前急需深入研究的重要课题。
1 我国新能源与传统能源的产业发展现状
2022年,我国能源产业呈现新能源快速崛起、传统能源稳中有进的发展态势。传统能源方面,原煤、原油、天然气和电力生产均实现不同程度的增长,煤炭在保障能源安全中发挥压舱石作用。新能源产业则展现出蓬勃发展的势头,凭借产业规模、制造技术和成本等综合优势,中国风电、光伏发电和新能源汽车产业高歌猛进。2020年,无论是新增装机容量还是累计装机容量,我国风电、光伏发电均跃居全球第一。新能源产业已成为全球能源转型和产业竞争的战略制高点,中国新能源发展成就斐然。能源结构调整和新能源快速发展则为中国应对气候变化和改善环境质量带来积极影响[1]。但是,中国能源低碳转型仍处于攻坚期,新能源与传统能源“双轮驱动”格局尚待进一步优化。在发展过程中,两大产业既存在互补性,又存在竞争性。
1.1 互补性
新能源与传统能源在资源属性、技术特点和应用场景等方面存在显著差异,但在能源供给体系中相辅相成、互为补充。从能源供应的时空分布来看,传统能源可为新能源发展提供坚实的电力支撑。风能、太阳能资源禀赋在时间和空间上的波动性、间歇性导致新能源发电不稳定,仍需要传统能源电站(特别是煤电)作为调峰电源,保障电网安全稳定运行。因此,新能源与传统能源互补耦合、动态协调发展已成为大势所趋。统筹谋划两大产业发展,发挥各自比较优势,推动能源系统整体绿色低碳转型,将是中国能源革命的重要任务[2]。
1.2 竞争性
新能源与传统能源既有互补性,也存在一定的竞争性。目前,新能源对传统能源的市场空间产生一定挤占。近年来,在可再生能源配额制、绿证交易等政策推动下,风电、光伏发电上网电价快速下降,已在部分地区具备与传统能源竞价上网的条件。随着电网平价目标的逐步实现,新能源发电将在电力消费市场占据越来越大的份额,传统能源发电的市场空间将受到明显挤压。
2 新能源产业未来5年面临的环保挑战与机遇
未来5年,我国新能源产业既面临两大环保挑战,也迎来两大机遇。
2.1 挑战
2.1.1 电网消纳能力不足导致弃风弃光
2021年,全国弃风电量为206.1亿kW·h,弃光电量为67.8亿kW·h,合计达273.9亿kW·h,相当于浪费数百万吨标准煤。2022年,情况有所好转,但局部地区弃风弃光问题仍较为严重。2024年一季度,华北地区合计弃风电量高达42.6亿kW·h,平均弃风率为7.2%;合计弃光电量为6.3亿kW·h,平均弃光率为3.1%。由此可见,“十四五”初期,电网消纳能力不足导致的新能源浪费现象仍未得到根本扭转。
从风光资源利用率来看,2021年,全国风电利用率为96.9%,光伏发电利用率为97.9%,均保持较高水平。2022年的风电利用率与2021年基本持平,光伏发电利用率小幅提升至98.3%。但分区域看,资源富集地区弃风弃光现象仍较为普遍。2022年,青海省、新疆维吾尔自治区、内蒙古自治区西部等地风电利用率同比显著提升,但仍低于全国平均水平[3]。
2.1.2 储能技术与成本制约新能源大规模应用
新能源的间歇性和波动性特征决定其大规模、高比例应用离不开储能等调节手段的有力支撑。当前,电化学储能、压缩空气储能、重力储能等技术蓬勃发展,但现有储能技术的经济性短板仍较为明显,已成为制约新能源规模化发展的瓶颈。
虽然锂离子电池等主流储能技术的单位成本持续下降,但是与传统化石能源发电相比,其经济性仍有待提高。据中国电力科学研究院有限公司预测,如图1所示,2030年,锂离子电池储能的单位成本将达到0.15元/(kW·h),与当前水平相比有大幅下降,但在平价上网压力下,储能成本高企问题仍难根本缓解。
对于钠离子电池等新兴储能技术而言,其成本优势更加明显,但技术成熟度不足,规模化应用仍需时日。从长时储能技术来看,压缩空气储能、重力储能等技术的每千瓦时平均成本更是高达数百美元,经济性严重不足,难以在市场中形成有效竞争力。
2.2 机遇
2.2.1 技术进步带来环境效益持续提升
在碳达峰碳中和目标的引领下,我国新能源产业发展正迎来前所未有的战略机遇期。未来5年,绿色低碳转型将成为我国能源革命的主旋律,为风电、光伏、氢能等新能源产业带来广阔的发展空间。把握新形势下的机遇,着力破解发展瓶颈,推动新能源产业高质量发展,将是助力实现碳达峰碳中和目标的关键[4]。可以预见,在碳达峰碳中和目标的牵引下,新能源发展将迎来新的历史机遇。
2.2.2 分布式光伏等新兴领域减少输电损耗
随着新一轮电力体制改革的深入推进,发用电计划、电价机制等领域改革不断深化,为新能源发电项目参与市场竞争扫清障碍。近年来,多个省级行政区相继开展新能源发电市场化交易试点,取得积极成效。电力现货市场、辅助服务市场建设有序推进,为新能源发电提供更加灵活多元的市场化消纳渠道。在储能等柔性资源参与电力调峰的商业模式逐步成熟的情况下,新能源企业参与电力市场竞争的积极性将进一步提高。
3 传统能源产业未来5年面临的环保挑战与机遇
未来5年,与新能源产业类似,我国传统产业既面临两大环保挑战,也迎来两大机遇。
3.1 挑战
3.1.1 碳达峰碳中和目标下的减排压力
随着碳达峰碳中和目标的提出,中国正加快推进以煤炭为主的传统化石能源低碳清洁转型。作为碳排放的最大来源,煤炭行业未来5年将面临巨大的节能减排压力。根据国家统计局数据,2021年中国原煤产量达到41.3亿t,煤炭消费量占一次能源消费总量的56%左右。而在煤电装机容量方面,如图2所示,近5年煤电仍在电力供应中占主导地位。
在碳达峰碳中和目标驱动下,煤炭行业不得不加快转型升级步伐,从严控制煤炭消费强度和污染物排放。石油天然气行业同样面临不小挑战,能源利用效率和清洁生产水平持续提高,对石化企业提出更高的节能减排要求,迫使炼油企业实施节能技术改造,淘汰高耗能落后装置。
3.1.2 化石能源开发环境风险
在碳达峰碳中和目标的倒逼下,煤炭、石油等传统化石能源行业将加快转型发展步伐。但是,化石能源开发过程的环境风险仍不容忽视,其负面影响有可能进一步加剧。随着中国煤层气、致密油气等非常规油气资源勘探开发力度的不断加大,水力压裂、稠油热采等生产工艺大规模应用,将给地下水、土壤等环境带来不确定影响[5]。以水力压裂为例,该技术需要消耗大量淡水资源,同时产生大量废水,若处理不当,则极易造成地表水、地下水污染。一旦某些化学助剂泄漏,会污染土壤和农作物,危害生态环境。
3.2 机遇
3.2.1 非常规油气资源开发减少常规化石能源消耗
尽管传统化石能源产业面临种种环保挑战,但危中有机,危可转机。未来5年,非常规油气资源的规模化开发利用有望成为传统能源企业实现绿色转型的重要突破口。与常规油气资源相比,非常规油气资源具有储量大、分布广等特点。随着非常规油气资源开发利用水平的不断提升,中国能源消费结构将进一步优化,化石能源清洁低碳转型将迈出关键一步。
3.2.2 参与新能源产业发展,实现绿色转型
未来5年,积极参与新能源产业发展,实现产业链向清洁能源延伸,将成为传统化石能源企业把握绿色发展新机遇的重要抓手。事实上,不少煤炭、石油石化企业已经开始谋划新能源转型。2022年以来,多家上市煤炭企业发布氢能、风电、光伏和生物质能等新能源项目公告。中国石油化工集团有限公司、中国石油天然气集团有限公司等央企纷纷加大新能源领域投资,优化布局。可以预见,抢抓新能源崛起机遇,将成为传统能源企业转型发展的必由之路。
4 新能源与传统能源协调发展的绿色转型路径
4.1 加强顶层设计,制定能源低碳转型总体规划
实现能源行业低碳转型发展,必须加强顶层设计,制定科学合理的总体规划。未来,要将能源低碳转型上升到国家战略高度,纳入国民经济和社会发展规划,明确提出能源革命的时间表、路线图和施工图。“十四五”时期,各省(自治区、直辖市)新能源装机目标如图3所示。与此类似的目标可以进一步拓展到其他产业,确保新能源能够与传统能源实现协同发展的理想效果。
要充分发挥国家发展和改革委员会、国家能源局等决策部门的统筹协调作用,加强能源规划、环保规划和产业规划等的衔接配套,确保规划目标、任务措施等有机统一。要细化落实碳达峰碳中和目标,分解到各地区各领域,将其作为推动能源高质量发展的“牛鼻子”。另外,还要结合能源行业发展实际,分层分类制定低碳转型专项规划。在新能源领域,要紧紧抓住风电、光伏发电平价上网的有利时机,出台相关专项规划,为风电、光伏发电等新能源大规模开发利用扫清障碍。
4.2 因地制宜优化新能源开发布局,提高资源利用效率
大力发展新能源是推动能源绿色低碳转型的关键举措。未来5年,要立足资源禀赋,因地制宜优化新能源开发布局,着力提高新能源利用效率。在新能源开发方面,要突出分区分类施策,实行差异化发展。对于风能、太阳能资源丰富的东北地区、华北地区和西北地区,要重点建设大型风电和光伏基地,打造新能源开发利用主战场。在风电开发上,要合理布局陆上风电与海上风电,加快推进平价风电项目建设。未来,应推动新型电力系统建设,大力培育新能源消纳市场,创新绿色电力交易机制,探索新能源电力企业直供、虚拟电厂等新模式,如图4所示。
4.3 加快新能源消纳基础设施建设,减少资源浪费
新能源大规模开发利用离不开消纳基础设施的有力支撑。首先,要加快电网基础设施建设,提高电网对新能源的消纳和输送能力。“十四五”时期,要以特高压电网为骨干,加快建设以新能源为主体的新型电力系统。要加大特高压跨区输电通道建设力度,推动陆上百万千瓦级风电基地、千万千瓦级光伏发电基地外送通道建设。另外,要加快储能设施建设,提高新能源消纳和并网水平。储能是保障新能源大规模开发利用的关键环节。要把储能作为新型基础设施,纳入新基建范畴,因地制宜推进不同类型储能项目建设,加快发展长时储能、新型储能技术。在新能源集中分布的地区,要重点布局电化学储能设施,提高新能源就地消纳能力。在负荷中心,要大力发展分布式储能,推动源网荷储一体化发展。要加大新能源发电侧储能配套力度,鼓励新能源发电企业自建或合建储能设施。未来,我国要立足国情、放眼全球,加强能源国际合作,积极参与全球能源治理,推动构建更加公平合理、互利共赢的全球能源新秩序。
5 结论
新能源产业与传统能源产业关系密切,两大产业既存在互补性,又存在竞争性。系统分析我国新能源与传统能源的产业发展现状,指出二者未来5年面临的环保挑战与机遇,然后提出新能源与传统能源协调发展的绿色转型路径。为了推动两大产业协调发展,要加强顶层设计,优化新能源开发布局,加快消纳基础设施建设。未来,中国能源产业发展应坚持新能源和传统能源并重,为实现碳达峰碳中和目标和经济社会绿色转型做出积极贡献。
参考文献
1 李丕东,肖鑫利.我国能源绿色低碳转型现状与趋势分析[J].现代金融导刊,2023(12):23-27.
2 李金泽,张国生,刘 合.能源产业新能源和传统能源业务融合与绿色发展[J].科技导报,2023(19):132-137.
3 李 庆,李润宽.能源结构转型的全要素能源效率研究[J].阅江学刊,2023(6):59-66.
4 冯晓航.能源投资对绿色经济发展的影响[J].科技和产业,2023(1):100-107.
5 卞万霞,姜 娟.传统能源和新能源产业技术效率的比较研究:基于Super-SBM-Malmquist指数实证研究[J].经营与管理,2023(1):178-186.