能源是國民經(jīng)濟和社會發(fā)展的重要基礎(chǔ)，攸關(guān)國計民生和國家安全。作為當(dāng)今世界上最大的能源生產(chǎn)消費國和能源利用效率提升最快的國家，我國宣布力爭2030年前實現(xiàn)碳達峰、2060年前實現(xiàn)碳中和。
“雙碳”目標(biāo)時間緊、壓力大，可再生能源能否挑起能源變革的大梁?
可再生能源替代化石能源是關(guān)鍵
碳達峰是指二氧化碳排放不再增長、達到峰值之后逐步降低。碳中和是指通過節(jié)能減排、技術(shù)創(chuàng)新等途徑，抵消排放的二氧化碳，實現(xiàn)“零排放”。
3月15日召開的中央財經(jīng)委員會第九次會議(下稱“會議”)提出，要把碳達峰、碳中和納入生態(tài)文明建設(shè)整體布局，拿出抓鐵有痕的勁頭，如期實現(xiàn)2030年前碳達峰、2060年前碳中和的目標(biāo)。這次會議，更為“十四五”期間做好碳達峰、碳中和工作謀劃了清晰的“施工圖”，從能源體系、重點行業(yè)、綠色低碳技術(shù)、綠色低碳政策和市場體系、綠色低碳生活、生態(tài)碳匯能力、國際合作等七方面進行了部署。
國網(wǎng)新疆經(jīng)濟技術(shù)研究院院長趙志強表示，現(xiàn)在到碳達峰只有不到10年，從碳達峰到碳中和也只有30年，時間緊、壓力大，“十四五”必須取得實質(zhì)性進展，才能保障碳達峰及后續(xù)的碳中和目標(biāo)如期實現(xiàn)?？梢哉f，“十四五”是落實“雙碳”目標(biāo)的關(guān)鍵期、窗口期。
能源的清潔低碳化，是會議對碳達峰部署的第一項重點工作。會議指明，“要構(gòu)建清潔低碳安全高效的能源體系，控制化石能源總量，著力提高利用效能，實施可再生能源替代行動，深化電力體制改革，構(gòu)建以新能源為主體的新型電力系統(tǒng)。”
實現(xiàn)碳達峰目標(biāo)，為什么要建立以新能源為主體的新型電力系統(tǒng)?廈門大學(xué)中國能源政策研究院院長林伯強解釋，我國資源稟賦的特點是“富煤、貧油、少氣”，可再生能源開發(fā)利用較晚，化石能源消費量占比約85%。由此，“電力系統(tǒng)真正去碳、低碳化，最終實現(xiàn)非化石能源占大多數(shù)的比例”成為多名受訪專家的共識。
可再生能源減碳潛力大
我國通過優(yōu)化能源結(jié)構(gòu)來減少碳排放已有探索且成效顯著。去年底發(fā)布的《新時代的中國能源發(fā)展》白皮書顯示，2019年我國碳排放強度比2005年下降48.1%，超過2020年碳排放強度比2005年下降40%-45%的預(yù)定目標(biāo)，扭轉(zhuǎn)了二氧化碳排放快速增長的局面。這背后，是能源供給側(cè)和消費側(cè)的持續(xù)優(yōu)化。
在能源供給側(cè)，水電、風(fēng)電、光伏發(fā)電、生物質(zhì)發(fā)電裝機容量分別連續(xù)16年、11年、6年和3年穩(wěn)居全球首位。另一方面，能源消費結(jié)構(gòu)向清潔低碳加快轉(zhuǎn)變。白皮書顯示，2019年我國煤炭消費占能源消費總量比重為57.7%，比2012年降低10.8個百分點;非化石能源占能源消費總量比重達15.3%，比2012年提高5.6個百分點。
未來，新能源在減少碳排放中起到的作用將更加顯著。我國風(fēng)電制造頭部企業(yè)之一——新疆金風(fēng)科技股份有限公司董事長武鋼介紹，今年1月，金風(fēng)科技和全球權(quán)威的第三方機構(gòu)瑞典環(huán)境科學(xué)研究院合作，完成GW155-4.5和GW136-4.2兩款風(fēng)機的全生命周期環(huán)境影響評估，發(fā)布我國首個風(fēng)機環(huán)境產(chǎn)品聲明：兩款風(fēng)機在整個生命周期的單位發(fā)電量對應(yīng)二氧化碳排放分別為7.25克/度和8.04克/度，不到火電的1%。而且，兩款風(fēng)機分別運行6個月和6.4個月后所產(chǎn)生的能源量，便可抵消其在全生命周期中所消耗的能源量。
我國光伏制造頭部企業(yè)之一——協(xié)鑫集團執(zhí)行總裁沈承勇介紹，光伏產(chǎn)業(yè)需要的原材料多晶硅純度達99.9999%以上。目前，世界上絕大部分廠家生產(chǎn)的硅料，均采用傳統(tǒng)的改良西門子法，這是最為成熟、應(yīng)用最廣泛的工藝技術(shù)。但該集團旗下保利協(xié)鑫歷經(jīng)10年探索與創(chuàng)新，推出完全自主創(chuàng)新工藝——硅烷流化床法(FBR)制備顆粒硅，去年下半年萬噸級生產(chǎn)線正式量產(chǎn)。
在整個光伏產(chǎn)業(yè)鏈，分別對FBR顆粒硅和改良西門子法多晶硅生產(chǎn)的多晶硅組件進行碳足跡溯源后發(fā)現(xiàn)，僅硅料環(huán)節(jié)生產(chǎn)1吉瓦顆粒硅可減排13萬噸二氧化碳，較改良西門子法降低74%;從整個產(chǎn)業(yè)鏈來看，生產(chǎn)1吉瓦組件至少可降低二氧化碳排放量47.7%。
探尋“風(fēng)光”發(fā)展趨勢
國家能源局?jǐn)?shù)據(jù)顯示，截至2020年底，我國可再生能源發(fā)電裝機總規(guī)模達9.3億千瓦，占總裝機比重達到42.4%，其中水電3.7億千瓦、風(fēng)電2.8億千瓦、光伏發(fā)電2.5億千瓦、生物質(zhì)發(fā)電2952萬千瓦。
國家能源局主要負(fù)責(zé)人表示，未來將制定更積極的新能源發(fā)展目標(biāo)，錨定2030年非化石能源消費比重25%、風(fēng)電光伏裝機12億千瓦以上的目標(biāo)，構(gòu)建清潔低碳、安全高效的能源體系。12億千瓦是當(dāng)前新能源裝機的兩倍多，也超過當(dāng)前煤電近11億千瓦的體量。
新能源發(fā)展動力和趨勢如何，業(yè)內(nèi)人士從各自領(lǐng)域出發(fā)提出了他們的觀點。
——長期來看，海上風(fēng)電發(fā)展?jié)摿Υ?。新疆金風(fēng)科技股份有限公司旗下天潤新能創(chuàng)新經(jīng)理劉昊分析，隨著風(fēng)機技術(shù)進步和特高壓輸電工程建設(shè)，西北風(fēng)電的大基地平價項目將有新的發(fā)展空間;中東部地區(qū)以分散式風(fēng)電形式發(fā)展;海上風(fēng)電、海上工程和海上裝備的成本預(yù)計在未來幾年明顯下降，為海上風(fēng)電高速發(fā)展做好準(zhǔn)備。
——光伏成本大幅降低。我國光伏產(chǎn)業(yè)經(jīng)過20年發(fā)展，已實現(xiàn)光伏制造業(yè)產(chǎn)量、裝機量和發(fā)電量三個世界第一，成為一張閃亮的“中國名片”。作為我國光伏產(chǎn)業(yè)頭部企業(yè)之一，隆基綠能科技股份有限公司副總裁李文學(xué)認(rèn)為，“雙碳”目標(biāo)的提出，為光伏產(chǎn)業(yè)發(fā)展帶來前所未有的歷史機遇。
李文學(xué)介紹，光伏產(chǎn)業(yè)多年來技術(shù)進步很快，甚至超過人們預(yù)期。就成本來說，2008年，我國單晶硅片市場價格約100元/片，現(xiàn)在已降低至3元多;組件當(dāng)年30多元/瓦，現(xiàn)在1.8元/瓦。目前，光伏發(fā)電在全球絕大多數(shù)國家和地區(qū)是最便宜的電力能源，隨著技術(shù)不斷進步未來成本還會繼續(xù)降低。同時，光伏設(shè)備沒有轉(zhuǎn)動部件，運行維護簡單，大規(guī)模應(yīng)用后，運維成本較低，“將來技術(shù)進步空間還很大，成本還可能進一步降低。”
進一步提升水電靈活性
因開發(fā)規(guī)模最大、技術(shù)最成熟、經(jīng)濟性最強，水電是我國目前最重要的清潔能源種類。根據(jù)國家能源局?jǐn)?shù)據(jù)顯示，截至今年3月底，全國水電裝機容量約3.71億千瓦。我國不僅是水電大國，還是水電裝備大國，水電裝備國產(chǎn)化水平較高。
四川、云南水電裝機規(guī)模靠前。目前，正在建設(shè)中的白鶴灘及已建成投運的烏東德、溪洛渡、向家壩等四座水電站，將在金沙江下游河段形成4646萬千瓦裝機的水電集群。形成梯級滾動開發(fā)之勢后，金沙江下游水電站還將與三峽、葛洲壩電站聯(lián)合調(diào)度，發(fā)揮出巨大綜合效益，這標(biāo)志著世界上最大清潔能源走廊初步建成。
當(dāng)前，我國水電開發(fā)項目多位于川滇兩省，不過兩省水電發(fā)展也面臨一系列“新愁舊困”，特別是自“十二五”以來出現(xiàn)水電大規(guī)模“棄水”問題。據(jù)國家能源局統(tǒng)計，2020年全國水電“棄水”主要發(fā)生在四川，四川又主要集中在大渡河干流，約占全省“棄水”電量的53%。
與此同時，四川也面臨缺電隱憂。“一邊在‘棄水’，一邊又缺電，這種矛盾反映出四川電力行業(yè)結(jié)構(gòu)性問題。”四川省能源局有關(guān)負(fù)責(zé)人解釋，“棄水”主要發(fā)生在汛期，缺電是由于水電先天不足、“豐余枯缺”導(dǎo)致的冬季季節(jié)性缺電，以及成渝地區(qū)雙城經(jīng)濟圈加快建設(shè)帶來的區(qū)域性缺電。
國網(wǎng)四川電力副總工程師、調(diào)度控制中心主任李鎮(zhèn)義介紹，近年來，通過著力提升外送能力、促進本地消納、加大市場化交易力度等舉措，四川省花大力氣使“棄水”電量連續(xù)四年同比下降，水能利用率在2020年底達到了國家《清潔能源消納行動計劃(2018-2020年)》要求的目標(biāo)。“十四五”時期，隨著成渝地區(qū)雙城經(jīng)濟圈建設(shè)國家戰(zhàn)略加快實施，川渝地區(qū)將成為高質(zhì)量發(fā)展的重要增長極，電力供需形勢將在未來兩三年出現(xiàn)“拐點”。當(dāng)前，急需加快推動連接川西水電群和成都負(fù)荷中心的1000千伏四川特高壓交流電網(wǎng)落地開建。
大連理工大學(xué)水利工程學(xué)院教授程春田認(rèn)為，如何利用好世界獨一無二的水電資源稟賦，利用水電基地干流梯級多個龍頭水電站梯級杠桿效應(yīng)，通過梯級水電功能再造加建季節(jié)性抽水蓄能電站，進一步提升水電靈活性，構(gòu)建以水電基地為核心的國家、區(qū)域靈活性調(diào)節(jié)樞紐風(fēng)光大規(guī)模集中消納技術(shù)體系，將是未來很長一段時間內(nèi)實現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)的選擇。
也有不同觀點認(rèn)為，水電受技術(shù)可開發(fā)量限制，由于前期國家對水電大規(guī)模集中開發(fā)較多，剩余水電可開發(fā)量空間有限，隨著水電開發(fā)難度增加，綜合造價逐步上升，水電開發(fā)規(guī)模逐漸趨緩，加之生態(tài)、民生等因素，水電裝機增長空間有限。
林伯強認(rèn)為，可再生能源發(fā)電與儲能技術(shù)相結(jié)合，是推動其大規(guī)模應(yīng)用的關(guān)鍵。這種結(jié)合不僅可以有效提升可再生能源發(fā)電的可靠性和穩(wěn)定性，同時可以降低電力系統(tǒng)碳排放，推動“雙碳”目標(biāo)實現(xiàn)。
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