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實現(xiàn)碳達峰碳中和,能源轉(zhuǎn)型技術(shù)路線四項基本原則是什么?

中國爐具網(wǎng)    作者:佟繼良    來源:生物質(zhì)能觀察    日期:2021-12-07 09:43:12    瀏覽:1101
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        爐具網(wǎng)訊:《中共中央國務院關(guān)于完整準確全面貫徹新發(fā)展理念做好碳達峰碳中和工作的意見(2021》和《國務院關(guān)于印發(fā)2030年前碳達峰行動方案的通知》,提出了碳達峰碳中和目標與實現(xiàn)的路徑,成為新形勢下指引我國實現(xiàn)雙碳目標的重要行動指南。要實現(xiàn)雙碳目標,需要根據(jù)我國國情、借鑒國際能源轉(zhuǎn)型的經(jīng)驗,統(tǒng)籌能源安全、保障民生與低碳轉(zhuǎn)型的關(guān)系,“實事求是”分析不同能源的碳排放水平、能源效率、成本和安全性,“因地制宜”制定我國能源轉(zhuǎn)型技術(shù)路線,構(gòu)建綠色低碳、安全高效的能源體系。

        一、要系統(tǒng)謀劃綠色低碳的能源體系

        能源是經(jīng)濟社會發(fā)展的重要物質(zhì)基礎(chǔ),也是碳排放的主要來源。在實現(xiàn)碳達峰與碳中和的過程中,大力發(fā)展可再生能源替代化石能源,是實現(xiàn)碳達峰碳中和的重點和難點,而能源轉(zhuǎn)型技術(shù)路徑的選擇,事關(guān)“雙碳”目標能否順利實現(xiàn)。

        (一)以能源從生產(chǎn)到終端使用的全生命周期減碳為核心,作為評價選擇低碳能源技術(shù)路線的依據(jù),算清楚從能源生產(chǎn)到使用過程中產(chǎn)生碳排放的“前世和今生”——即“碳足跡”。比如,目前電動汽車不屬于低碳交通工具,因為現(xiàn)在充的電多來自化石能源,而污染留在燃煤發(fā)電環(huán)節(jié)。氫能受到廣泛關(guān)注,但是氫是來自化石能源還是綠色能源,碳排放和成本差異很大。

        (二)要“厘清”低碳能源的概念,加快低碳能源發(fā)展。明確以碳排放作為界定低碳能源的唯一標準,風電、光伏、生物質(zhì)能源和水電屬于低碳能源。我國將天然氣劃為清潔能源,只是其碳排放比煤低,但與可再生能源比仍屬高碳能源,只是燃燒排放顆粒物少(但是氮氧化物高)。而國際上是以碳排放作為衡量能源是否低碳的標準,天然氣不屬于低碳能源。

        加快風光、生物質(zhì)低碳能源發(fā)展。特別是近年來,國際上加快生物質(zhì)能的應用,巴西和芬蘭的生物質(zhì)能消費占能源消費總量的30%以上,瑞典的沼氣(生物天然氣)占天然氣使用量的20% 以上,在巴西和瑞典,使用生物質(zhì)液體燃料已經(jīng)相當于石油使用量的 15% 以上。我國有豐富的生物質(zhì)資源和成熟的技術(shù),生物質(zhì)能源發(fā)展?jié)摿Υ蟆?/p>

        (三)加快低碳能源技術(shù)進步。圍繞大型風力發(fā)電、高效率太陽能光伏電池、生物質(zhì)能、氫能及及燃料電池技術(shù)開展技術(shù)創(chuàng)新。要根據(jù)低碳能源技術(shù)開發(fā)的可靠性和經(jīng)濟性,明確不同時期的低碳能源技術(shù)發(fā)展路線,實事求是、因地制宜確定風電、光伏、生物質(zhì)能發(fā)展目標。

        要加快修改和出臺新的《可再生能源法 》,為低碳能源發(fā)展提供法律支撐。要完善低碳能源發(fā)展機制,盡快將非電耗能領(lǐng)域納入配額和碳稅交易范圍,通過提高化石能源使用成本,鼓勵使用低碳能源,不斷提高低碳能源在能源體系中的比重。

        二、要系統(tǒng)謀劃高效率的能源體系

        能源轉(zhuǎn)型不僅是電力轉(zhuǎn)型,也包括供熱、工業(yè)蒸汽和交通等領(lǐng)域的能源轉(zhuǎn)型。電氣化是現(xiàn)代化標志之一,電是未來能源的主力軍,但靠電“包打天下”也是不科學的。在人類利用現(xiàn)代能源歷史進程中,應將不同能源在實現(xiàn)電力、熱力、動力轉(zhuǎn)換中的效率,作為評價選擇能源轉(zhuǎn)型路徑的依據(jù),按照能源的轉(zhuǎn)化效率選擇不同的利用方式。

        (一)加快現(xiàn)有低效率燃煤機組改造,降低煤耗、提高能源效率;加強電廠余熱利用,提高能源效率、降低碳排放。

        (二)發(fā)揮天然氣調(diào)峰啟動快的優(yōu)勢,優(yōu)化、提高天然氣能源效率。用天然氣單純供熱,能源效率太低了,屬于“高品質(zhì)能源、低效率運用”,應該多采用“熱、電、冷”多聯(lián)產(chǎn)的高效利用方式。

        (三)提高風電光伏的運行效率。鑒于化學儲能技術(shù)和成本“瓶頸”有待突破,應探索風電光伏+儲熱+生物質(zhì)發(fā)電的模式。生物質(zhì)發(fā)電廠就近與風電和光伏實現(xiàn)多能互補,可以提高風電、光伏的穩(wěn)定性和運行效率,也是提高風電光伏上網(wǎng)能力的重要措施。

        (四)加快生物質(zhì)能源替代燃煤和天然氣。充分發(fā)揮生物質(zhì)鍋爐能源效率高、成本低、排放好的優(yōu)勢,在供熱和工業(yè)蒸汽領(lǐng)域替代燃煤、天然氣,特別是近期能源漲價,更加“凸顯”生物質(zhì)能源的成本優(yōu)勢。生物質(zhì)發(fā)電重點應轉(zhuǎn)向發(fā)電、供熱、供蒸汽的多聯(lián)產(chǎn),滿足工業(yè)園區(qū)的用能和北方鄉(xiāng)鎮(zhèn)供熱需求。因地制宜開展垃圾焚燒發(fā)電廠余熱供熱。

        三、要系統(tǒng)謀劃經(jīng)濟性好的能源體系

        能源轉(zhuǎn)型需要政策引領(lǐng),更要發(fā)揮市場作用。能源轉(zhuǎn)型技術(shù)的經(jīng)濟性是推動能源轉(zhuǎn)型可持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵。但目前存在以下問題:一是風光發(fā)電系統(tǒng)成本高。目前,雖然風光發(fā)電成本低于平價,但風光的波動性、隨機性大,需要對火電機組進行調(diào)峰靈活性改造、發(fā)展智能電網(wǎng)、建設(shè)儲能等設(shè)施,這些都將增加風光發(fā)電“系統(tǒng)成本”,只是現(xiàn)有的電價定價機制無法反映。二是儲能環(huán)節(jié)技術(shù)有待突破,且投資大、成本高,目前電網(wǎng)和風光發(fā)電企業(yè)缺乏積極性,將制約風電光伏的長遠發(fā)展。比如作為儲能“主力”的抽水蓄能電站不僅投資大,建設(shè)周期長,而且選址受地理環(huán)境和水源制約。三是隨著風光制氫的成本逐步降低,但氫的儲存、運輸和用戶端加氫,氫燃料電池的技術(shù)進步,有很多技術(shù)性、經(jīng)濟性和安全“瓶頸”都有待突破。四是電動汽車和電池使用銅、鋰、鎳、鈷等有色金屬依賴進口,稀缺資源和大規(guī)模發(fā)展的矛盾將日益突出。電動汽車動力電池能量密度與同體積燃油比,能量密度低,而且 5到7年退役,現(xiàn)在不考慮動力電池退役回收成本,屆時將造成環(huán)境災難,全社會也將付出高昂的代價。五是煤電的低碳改造依賴高成本的CCS(碳捕獲與封存)或CCUS(碳捕獲、利用與封存),短期內(nèi)是不現(xiàn)實的,應該將目標轉(zhuǎn)向“生態(tài)固碳”。

        我國“生態(tài)固碳”潛力大,中國工程院倪維斗院士根據(jù)國家林業(yè)草原局的資料預測,近20年來,我國退耕還林、宜林地面積35.6 億畝,如種植能源林后,以生物質(zhì)能替代化石能源減排的潛力每年可超百億噸。利用人工林和能源林(竹)開發(fā)生物質(zhì)能源,在“固碳”“增綠” 的同時實現(xiàn)“增收”,促進人工林(竹)種植的可持續(xù)發(fā)展。風電、光伏要實現(xiàn)大規(guī)模發(fā)展,儲能必不可少,關(guān)乎風光發(fā)電的未來。在研究儲能技術(shù)的同時,應加大儲熱技術(shù)研究和推廣。儲熱技術(shù)相對成熟、建設(shè)周期短、成本低,風電光伏發(fā)電系統(tǒng)和燃煤發(fā)電廠、城市供熱系統(tǒng)和工業(yè)蒸汽項目用戶,都可以配套建設(shè)能源互補的儲熱系統(tǒng),提高發(fā)電效率和風光上網(wǎng)電量、降低供熱(蒸汽)成本。以“綠氫” 為發(fā)展方向,推動氫能產(chǎn)業(yè)安全、可持續(xù)發(fā)展。開展二氧化碳催化加氫制甲醇,以甲醇為基礎(chǔ)能源的內(nèi)燃機、氫燃料發(fā)動機、甲醇燃料電池試點示范。

        四、要系統(tǒng)謀劃安全的能源體系

        能源安全關(guān)系國家安全。今年秋冬燃煤減產(chǎn)、風光出力不足,能源供給失衡,造成全國范圍的供電不足,加之個別地區(qū)受“雙控”指標影響限制用電,嚴重影響社會的正常運行。如何構(gòu)建新的能源系統(tǒng),必須立足國內(nèi)資源,按照能源發(fā)展規(guī)律,走出具有中國特色的能源轉(zhuǎn)型之路。

        (一)供給的安全性。中國已經(jīng)是全球化石能源的最大進口國,70%以上的石油和40%以上的天然氣靠進口,未來國際市場存在很大的不確定性,而在內(nèi)地依靠核電替代煤電也有諸多問題。發(fā)達國家將天然氣作為從化石能源轉(zhuǎn)向非化石能源的“過渡能源”,但是我國對外依存度不斷提高,不得不考慮能源的安全性、天然氣供給的穩(wěn)定性和成本的經(jīng)濟性。

        要重視沼氣對天然氣的有效補充作用。沼氣是“負碳”能源,加快沼氣利用,不僅補充天然氣不足、提供低碳能源,還減少甲烷排放。2020年我國天然氣消費3288億立方米,其中進口1400億立方米,占消費量的42.57%。國家能源局預計2025年我國天然氣消費量4300-4500億立方米,2030年達到5500-6000億立方米,預計天然氣缺口將達到2000多億立方米。原科技部長萬鋼曾提出煤制氣解決1500億立方米,沼氣彌補500億立方米。歐洲多國有利用沼氣的悠久歷史和很多成功范例,瑞典提出到2050年沼氣將全部取代天然氣。目前我國沼氣資源量近2000億立方米,到2050年,將超過3000億。目前沼氣技術(shù)成熟,關(guān)鍵在于沼渣沼液的利用和沼氣提純達標后進入“二桶油”加氣系統(tǒng),應打破部門和行業(yè)的“壁壘”,盡快將沼氣納入我國天燃氣供給體系。

        (二)運行的安全性。能源轉(zhuǎn)型是一個漫長過程,不能“一蹴而就”,要堅持先“立”而后“破”,需要統(tǒng)籌考慮技術(shù)的成熟度、可靠性和經(jīng)濟性。我國將風能和太陽能作為開發(fā)重點,但發(fā)展風電和光伏不僅看其低碳的一面,更要看電網(wǎng)接受能力和對電網(wǎng)的“有效貢獻”,風電、光伏要依靠智能電網(wǎng)和儲能技術(shù)的“突破”,“源”“網(wǎng)”“荷”“儲”同步推進,通過示范不斷總結(jié)經(jīng)驗并加以推廣,才能實現(xiàn)高質(zhì)量、協(xié)調(diào)發(fā)展。

        (三)生態(tài)的安全性。風電光伏只是提供清潔能源,而生物質(zhì)能源來自農(nóng)林剩余物、城鄉(xiāng)生活垃圾、畜禽糞污、城市污泥等廢棄物的利用,生物質(zhì)能源對生態(tài)建設(shè)的貢獻遠大于對能源的貢獻,也是風電光伏不可比的。生物質(zhì)能源是可再生能源中唯一可儲存、運輸,可以隨時轉(zhuǎn)化為固態(tài)、液態(tài)、氣態(tài)的“零碳”能源,既可以發(fā)電,也可以在供熱和工業(yè)蒸汽領(lǐng)域替代燃煤,在運輸行業(yè)替代燃油,甚至在航空領(lǐng)域替代航煤。生物質(zhì)能源與天然氣、電和燃煤相比,成本低、污染物排放少,在替代散煤和發(fā)展農(nóng)村清潔能源方面將發(fā)揮“不可或缺”的作用。我國具有豐富的生物質(zhì)資源和成熟的開發(fā)技術(shù),但遺憾的是生物質(zhì)能源發(fā)展遠落后于風電光伏,成為可再生能源的“短板”。原因是:有關(guān)部門認為生物質(zhì)能源作為有限、不好監(jiān)管,還長期拖欠生物質(zhì)發(fā)電補貼,造成部分生物質(zhì)電廠停產(chǎn)、倒閉?;蛘咂綍r疏于生物質(zhì)鍋爐監(jiān)管,甚至將生物質(zhì)能源“列為”高污染燃料,環(huán)保督察時“一刀切”“一關(guān)了事”,傷了從業(yè)者和投資者的心。有關(guān)部門要從提高我國能源安全、促進生態(tài)建設(shè)的高度,提高認識、立行立改,糾正對生物質(zhì)能源行業(yè)的誤解,理性、客觀看待生物質(zhì)能源在促進生態(tài)安全、發(fā)展低碳能源的重要作用,盡快補齊拖欠生物質(zhì)發(fā)電的補貼,為生物質(zhì)能源創(chuàng)造更好的發(fā)展氛圍。

        習總書記指出:“實現(xiàn)碳達峰、碳中和是我國向世界作出的莊嚴承諾,也是一場廣泛而深刻的經(jīng)濟社會變革,絕不是輕輕松松就能實現(xiàn)的。”因此,在實現(xiàn)“雙碳”目標和能源轉(zhuǎn)型過程中,切實按照能源發(fā)展規(guī)律,堅持“橫向多種能源互補、縱向源網(wǎng)荷儲協(xié)調(diào)”的原則,以低碳技術(shù)創(chuàng)新驅(qū)動為動力,不斷優(yōu)化能源結(jié)構(gòu),抓緊智能電網(wǎng)、儲能等關(guān)鍵核心技術(shù)攻關(guān),積極推進風能、太陽能、生物質(zhì)能多能互補、可持續(xù)協(xié)調(diào)發(fā)展,一定能構(gòu)建起具有中國特色的綠色低碳、安全高效的能源體系。

        (吉林省能源局原調(diào)研員,佟繼良)

        原標題:【專家觀點】佟繼良:低碳、能源效率、經(jīng)濟性和安全性是選擇能源轉(zhuǎn)型技術(shù)路線的四項基本原則

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