能源知识
热点透视星空综合(中国)官方网站,丨能源低碳转型“计”
近期包括石油、天然气、煤炭在内的能源大宗商品价格暴涨,中国部分地区再现拉闸限电,能源供给风险增加,中国正在大力推进的“30/60”低碳转型目标面临挑战,这使得构建以新能源为主体的新型电力系统显得尤其迫切。先行者有哪些可资借鉴的经验,应如何推进能源的低碳转型?敬请关注本期热点透视。
随着“30/60”低碳转型目标的提出,如何加快构建以新能源为主的新型电力系统,破解制约从煤电为主的能源消费结构向新能源为主的能源消费结构转型的因素,已影响到中国能源低碳转型进程。在新能源密集的地区,一些先行者已初步探索出一些经验,但大范围推广仍待时日,中国能源体系的绿色低碳转型需要各个环节的协同发力,才能如期达成低碳转型的目标。
清洁能源大省四川,当地能源禀赋特殊,省内有大小电厂3000多个,水电、光伏、风能等新能源和清洁能源占比较高,清洁能源(风光水)装机占比达86%,远高于全国平均水平的41%。清洁能源消纳对电网提出更高要求,当地的探索已取得积极进展,清洁能源消纳能力持续攀升。
中国经济时报记者获悉,四川电网除了满足自发自用外,还给华南、华东电力市场供电,形成了省内省外两个“西电东送”的格局(即国家能源战略层面的西电东送战略和满足省内负荷中心用电需求的西电东送战略)。为破解制约当地发展的问题,四川电网正在构建以新能源为主体的新型电力系统,将有利于破解影响新能源消纳的制约性问题。
以新能源为主体的新型电力系统,是以坚强智能电网为枢纽平台,以源网荷储多能互补为支撑的电力系统,供给主体是风光等新能源,基本前提是能源电力安全,首要目标是满足经济社会需求。
国网四川省电力公司董事长谭洪恩在接受本报记者采访时表示,构建新型电力系统是全链条的生态链,需要从各个层级、各个层面齐发力。其中,数字化转型是构建新能源系统的关键一招,能够实现快速响应和友好互动,将大电网和微电网结合在一起起作用,实现多电源协同。
华为技术有限公司企业BG副总裁、全球能源业务部总裁孙福友对本报记者表示,“能源”和“信息”一直都是推动着社会向前发展的两个关键要素,但发展也不可避免地带来严重的环境和气候治理问题,“双碳”目标的达成,需要能源转型和数字化转型深度结合,探索一条可持续发展的道路。
目前,全球与能源相关的碳排放占比超过70%。IRENA预计到2050年通过能源转型可减少全球70%的碳排放,其中结构优化将贡献66%,节能增效贡献24%,碳管理贡献10%。中国的电力和工业是最大的碳排放行业,2020年中国的二氧化碳排放量达113.5亿吨,约占全球总量的28%,其中能源和工业占比近80%。
谭洪恩坦言,在新型电力系统的构建中,电力的二次系统和一次系统如何更好地匹配是难点。要实现可靠、灵活、快捷的反应,就要大力推进数字化转型。“如果把电力一次系统比喻成人体的血管,二次系统就相当于感应神经系统,高比例的电力电子设备是神经元,必须要以数字化的方式来解决协同的问题。而企业的数字化转型是构建快捷、灵活的新型电力系统的先决条件,现在正处在从信息化向智能化转型的过程。”
本报记者获悉,在积极消纳新能源和全力保供电的同时,四川电网还通过对电力大数据的深度挖掘,服务地方发展,从四川省探索出来的“智慧环保检测平台”等经验做法已经在全国十几个省份推广。
近期全国多地拉闸限电,能源供给风险及不确定性因素正在增加,能源安全挑战凸显,但碳中和趋势不可阻挡,中国的能源转型需要兼顾绿色低碳、经济发展、能源安全等多方面的挑战。
在孙福友看来,“双碳”目标将倒逼能源转型与数字化转型的深度融合,是长期的、艰巨的、复杂的系统性工程,需要方法论的指引和生态化运营,也是迭代和试错的过程,需要新发展理念的指引,正确把握节奏和路径。
“我们设计构建了T立方三元发展模型,推动能源流、碳流、信息流和价值流逐步融合,通过生态维度的零碳转型、产业维度的能源转型和技术维度的数字化转型三个方面深度协同,逐步形成以数据为核心的零碳智慧能源体系,提升能源行业低碳化、智慧化、高效化服务水平。”孙福友说。
谭洪恩向本报记者坦言,经济性是构建新型电力系统需要考虑的因素。所有的转型都有相应的成本,要用最小的代价来构建新型电力系统。比如对储能设施建设的成本疏导、建立辅助服务市场,等等,从经济的角度为构建新型电力系统提供有力支持。
孙福友表示,华为助力能源转型,不做“互联网+”,而是做“+互联网”,用数字化技术帮助能源企业成为更好的自己。能源转型与数字化转型以及两者之间的深度融合,首先责任主体是能源企业,成功与否取决于有追求的团队,以及是否找到合适的办法,内因才是关键;其次,转型价值创造的锚点是软件和服务,必须要改变过去愿意为“看得见摸得着”的硬件买单,而不愿意为“看不见摸不着的知识——软件和服务”买单的习惯;最后必须加强数字人才的培育、数字素养的提升,掌控数字化业务规划、建设和运营的核心能力。能源与数字化的深度融合,需要能源企业和科技企业联合起来,通过业xingkong体育官网登录,务与技术双轮驱动,持续迭代发展星空综合(中国)官方网站,,逐步达成转型目标。
谭洪恩强调,低碳转型是系统工程,一定有其自身的规律性,波浪式前进不可避免,要做好打持久战的准备。电力系统是低碳发展的排头兵和主战场,要同步推进清洁能源的消纳和数字化转型的进程。省网公司是核定电价的主体、投资的主体、一省电力电量的平衡主体,省级公司要落实好国家电网的总体部署,主动承担起构建新型电力系统的主体责任。此外,相关部门要依据不同省区市的产业结构和能源结构和工业化、城镇化的进程,实施顶层设计。
应对气候变化、极端天气、新冠肺炎疫情等非传统安全风险需求的提升,正在成为引导全球科技创新的重要方向。创新突破新能源技术、新材料和新一代信息技术,既是新一轮全球科技革命和产业变革的主战场,也是应对非传统安全风险的必然选择。
国务院发展研究中心资源与环境政策研究所发布的《中国能源革命发展报告能源技术革命(2021)》(下称《报告》)认为,聚焦中国能源技术革命,在国家能源安全新战略和“30/60”战略目标的指引下,需要坚定不移地贯彻节约资源和保护环境的基本国策,坚定不移地构建清洁低碳、安全高效的能源体系,坚定不移地建设以新能源为主体的新型电力系统。为此,充分发挥中国数字技术优势和新能源产业优势,加快能源领域低碳化与数字化深度融合,持续深度优化能源结构、提升能源综合效率,是未来中国能源技术革命的主要方向。
随着全球应对气候变化的共识不断深化,世界能源将由传统化石能源为主导转向多元化发展新格局。IEA在《世界能源展望2020》中判断,传统化石能源在一次能源中的占比将不断下降,由2018年的85%降至2050年的40%左右。天然气的消费水平与当前相比变化不大,每年约3万亿-4万亿立方米;到2050年石油需求量比2020年下降约50%;煤炭消费也将下降80%以上。相比而言,清洁能源在一次能源消费中的占比将逐步增加。预计到2050年,可再生能源(包括风能、太阳能、地热和生物质能)在一次能源结构的比例将由2018年的5%升至40%以上,其消费量也将增加10倍以上,在技术持续进步、成本不断下降及碳价上涨的大趋势下,预计到2050年核能需求量将增长100%左右,氢能(不包括燃料的非燃烧使用)的占比将达到7%左右。
《报告》认为,未来数字技术(如冲击计算、AI、大数据分析等)可大大提升能源系统效率。尤其是数字化对可再生能源中具有重大产业变革前景技术的迭代加速作用正在不断凸显。
中国与发达国家的经济社会发展阶段不同,能源资源禀赋不同,存在资源时空分布与用能需求发展不均衡等现实问题。《报告》判断,未来中国能源革命不会也不能重复发达国家能源发展路线,必将以多元能源发展为方向,完成以煤炭为主向以非化石能源为主的绿色、低碳、安全、高效能源体系转型发展。为此,需要能源技术革命推动能源新技术、新能源技术加快突破,充分发挥数字技术优势,实现数字化与低碳化深度融合。未来在“30/60”战略目标指引下,中国能源技术革命向绿色低碳发展的方向更加清晰、步伐更加稳健,推动能源基础理论、技术链条和产业形态加速突破。在2060年前实现碳中和阶段,中国能源技术革命向纵深迈进,将引导创立新的绿色能源知识和技术体系。
新型电力系统是以新能源为生产、消费主体,多种电网形态协同发展,具有xingkong体育官网登录,绿色低碳、多元互动、柔性灵活、协同高效、数字智能、安全可控等特征的电力系统。《报告》指出,在中国能源革命的推动下,分布式新能源和电动汽车快速发展,加速配电、用电形态变化进程,大量电力电子设备入网。系统惯量大幅降低,安全稳定运行面临巨大挑战。为此,新型电力系统在技术上将围绕走多能融合、多网融合的发展路径,推动先进数字技术与能源技术高度融合。
《报告》强调,应以建设清洁低碳、智慧高效、经济安全的能源体系为目标,通过传统能源与数字技术的逐步融合,在智慧无人矿山、智慧油田、智慧工厂、智慧储运等技术领域加快突破,促进传统化石能源向绿色低碳转型;通过新能源技术与数字化、智能化技术深度融合星空综合(中国)官方网站,,在智慧发电、智慧电网、智慧储电、智慧用电等技术领域持续发力,构建以新能源为主体的新型电力系统。促使可再生能源占比增加,逐步提高能源综合效率,进一步提升能源系统运行安全水平,形成多能融合、产供储销协同的智慧能源系统。
在新发展阶段,数据作为新生产要素,与资本、人力、能源资源等要素相结合,推动能源产业数字化发展。利用数字技术、通信技术、AI技术等新一代信息技术与能源技术融合创新,着力解决能源领域的粗放式、低效率、高污染、高排放问题。
《报告》判断,未来能源绿色低碳转型发展要求加快能源技术变革,推动能源新技术、新能源技术与先进信息通信技术等深度融合,逐步形成智能化的能源生产、加工、输送、存储和利用技术体系,促使化石能源产供销体系更为智能和完善,非化石能源“源网荷储”更加智慧和协同,新能源在能源系统中的占比逐步提升到50%以上,能源综合利用效率不断提升,节能减排效果继续提高,为能源生产和消费变革提供有力的技术支撑。
中国的低碳转型之路注定曲折而漫长。近期在能源领域暴露出来的一系列问题表明,能源的绿色转型需要在能源安全和低碳发展中找到平衡点。对于电力行业而言,需要通过技术进步来实现电力系统的安全性和经济性,迫切需要构建新型电力系统,从而不断提高对高比例可再生能源的消纳,实现从以煤电为主的电力系统转型为以新能源为主的新型电力系统。
中国与发达国家所处的发展阶段不同,发达国家大多在工业化后期才大力推动减碳的进程,而中国仍处在工业化进程中,并没有可以借鉴的国际经验,此时要大力推进碳达峰和碳中和,面临巨大的压力。一方面,要防止低碳转型的进程过快导致的能源价格飙升和能源供给不足的问题,另一方面应鼓励能源领域创新发展相关技术,加大国内能源供应力度,降低供应成本,加速构建以新能源为主体的新型电力体系进程,以应对当前能源供给出现的危机。
“十三五”时期,中国通过深入实施创新驱动发展战略,构建绿色、低碳、智慧能源技术创新体系,着力提升能源科技和装备水平。大力推动能源技术与新一代信息技术和先进制造技术等深度融合,依托“互联网+”智慧能源建设,探索能源生产和消费方式创新的新路子。在试点示范项目和工程引领和带动下,各类能源新技术、新模式、新业态持续涌现,形成能源创新发展的“乘数效应”,为2030年前实现碳达峰奠定良好技术基础。
“十四五”期间,中国要大力推动能源产业向绿色低碳转型,降低煤炭在一次能源消费中的占比,大幅提升新能源的占比,需要在“十三五”奠定的基础上加大科技创新的力度,才能为2060年前实现碳中和奠定基础。可以预期,不管是在传统能源还是新能源领域,将有新的技术不断涌现,技术转化和应用水平将全面提升。但与之前不同,数字化或将在能源的绿色转型中发挥更重要的作用。
业内专家认为,要在数字化、低碳化的大潮下推进中国的能源技术革命,打破常规和惯性,通过理论突破、技术突破、应用突破和产业边界突破,深化能源和科技领域体制改革,统筹规划、高效建设、科学运营、数据使“能”,实现能源行业和企业“对象、过程、规则”数字化,推动数字产业化、产业数字化。创新能源科技支持政策,着力推动新一代信息技术和数字技术与能源清洁高效开发利用技术的融合创新,为向纵深推进能源技术革命铺设一条数字之路。
国际上,欧盟积极推动自身经济能源绿色转型及全球气候治理,绿色低碳技术发展处于全球领先水平。2019年发布的《欧洲绿色政纲》,能源领域包括发展可再生能源、淘汰煤电、建设智慧能源设施。率先在2017年实现碳达峰的美国,在拜登就职美国总统后,提出到2035年,通过向可再生能源过渡实现无碳发电,到2050年实现碳中和。未来将持续发展低碳技术,推动电动汽车等新能源技术发展。
中国可以在借鉴发达国家经验的同时,结合自身实际,让能源的低碳转型在中国现代化进程中发挥积极作用。一个不可否认的事实是,中国正在着力构建的现代能源体系是否能够如期完成,将影响到低碳转型的进程。
未来在“30/60”战略目标指引下,中国能源技术革命向绿色低碳发展的方向更加清晰、步伐更加稳健,推动能源基础理论、技术链条和产业形态加速突破。在2060年前实现碳中和阶段,中国能源技术革命向纵深迈进,将引导创立新的绿色能源知识和技术体系。但在当前阶段,摆在中国能源产业面前的迫切问题是,努力找到绿色转型与能源安全的平衡点,除了大力推动技术进步外,经济性也是绕不过去的话题,能源体制改革亟待加速推进。