人人书

杂志

保存到桌面 | 繁体人人书 | 手机版
传记回忆文学理论侦探推理惊悚悬疑诗歌戏曲杂文随笔小故事书评杂志
人人书 > 杂志 > 从全球角度调整中国能源结构

从全球角度调整中国能源结构

时间:2024-10-28 03:33:24

在中国国际能源峰会上,中国可再生能源学会理事长石定寰发表了主题演讲,他认为:“应对中国可再生能源所面临的挑战,实现中国能源革命的发展目标,一是要全行业达成共识;二是解决庞大的系统工程问题;三是大力加强创新;四是加大实践力度;五是加强行业协作与国际合作。”他这样说

经过短短几十年,中国可再生能源有了很大发展。全球可持续、绿色低碳发展的大趋势表明,全球能源正在向非化石能源领域转化,以化石能源为主体逐渐向非化石能源为主体的时代过渡。其中,主要因素是由于全球气候变化的影响,在此影响下,中国2005年通过了可再生能源法,有法律依据的事情做起来才能持久,无论是对于业内、业外的投资者都有长期效应,立法说明要长期做,这对推动整个可再生能源的发展起到了巨大作用。可再生能源法出台至今10年间,也是中国可再生能源发展取得巨大变化的10年,可再生能源的水能、风能、太阳能、生物质能源、地热和海洋能源都取得了长足进步。比如可广泛应用的生物质能,除了发电还可以转换成气体燃料和液体燃料。现在北欧很多国家都是通过生物质能源解决了原油短缺问题,瑞典已明确到21世纪20年代实现全部用生物质能替代传统化石燃料。中国目前对石油依存度超过60%,未来不可能长期靠国外石油满足需求,而各种清洁能源和生物质能取得的液体和气体燃料可以弥补这方面不足,克服这方面短板。

风能产业应开发低风速地区资源和解决就地消纳问题

风能发电已经构成中国电力的主力之一,总发电量已超过核电发电量,是继火电、水电之后的第三大电源,过去很难想象风能会如此迅猛发展,靠一个个风机积少成多就可以起到如此大的作用。风电在中国并网已经达到1.4亿千瓦,完整形成了创新体系和产业体系。中国最早以浙江机械应用开始发展风力发电公司,起初风机是18千瓦,叶片是用直升机叶片做的。今天,类似这样的企业已经发展到两兆瓦、三兆瓦、甚至五兆瓦做海上风电的装备。四千多台风机在中国各地以及世界各地正常运行,技术也从过去没掌握技术到现在掌握了核心技术。从设计、空气动力学的基础理论到设计、制造以及各种原材料的配套研发,成本造价也已大幅度下降,目前风电的千瓦造价为四千元,清洁煤的火电机组造价约为五千元,风电千瓦造价降到四千元已接近高效火电机组水平,可以更大规模、经济性地接入风电系统。并且,现代风机随时可以看到自己的风机运行情况,通过大数据管理、远程通讯等技术,信息化水平、数字化水平大幅度提升。

但是,风电发展有个很大的问题,以前风电主要集中在风力资源丰富的中国西北地区,集中建立了“陆上三峡”千万千瓦级项目,但特高压、超高压的线路从规划到建设需要几年的时间,这就造成了整个电网建设和电源建设相互间的制约和脱节,产生大量弃风现象。随着近年来整体电力水平的发展,受电力需求有所减缓的影响,弃风仍然是突出问题。目前,业内正在开发适合中国低风速地区使用的装备,可以解决东部地区弱风、少风尚待利用问题。东部风力资源没有西部好,但通过技术进步,加大扫风面积等方式使得风力设备可以更多进入到东部、中部低风速地区,这是技术进步的重要作用,如果仅仅把好的资源用了,而差的资源不利用,那不行。技术进步增加塔的高度,从过去80~90米提到120米,按照风资源来看,70米的风资源和120米风资源相差很大量级,提高风能利用效率,提高塔高是很重要的方面。当然也会有一系列问题,诸如:制造、运输、安装、运行等方面还有待研究。

中国已掌握了产业链的核心技术,包括质量保障的地面测试台站的各种实验手段以及各种材料应用,也在向海上风电站方向发展,虽然难度更大、对风机要求更高、成本相对也更高,但为了适应海上风电要求,行业也正在迈出重要步伐。目前,中国有几家风电公司已在开展五兆瓦、六兆瓦适合海上风电机组的实验示范,海上风电五兆瓦塔高170米,叶片超过170米,建设过程中的制造、安装难度进一步提高,这方面跟国际上还有差距。以欧洲为例,欧洲陆上面积不大,想要发展风电只能向海上发展,欧洲的北海已经成为欧洲安装海上风电的主要地区,如果去北欧旅游,可以看到丹麦沿海、英国沿海和挪威沿海大量的海上风电在兴建和发展。中国有比较丰富的海上风电资源,海上风电整合在经济发达地区具有输电的比较性优势。虽然发展中国的海上风能会遇到更加复杂的问题,目前也尚属于起步阶段,但到2020年,风力发电的目标要达到两亿千瓦,根据现在进展的速度和装机情况是完全有可能实现的。如何进一步解决好弃风问题,进一步解决好消纳问题,进一步解决好低风速地区的发展,提高电网消纳和配电网输送效率,以避免长距离输送,尽量就地消纳是下一步需要妥善解决的问题。

技术进步支撑了中国光伏产业的发展

近几年,光伏发电在中国取得了大踏步发展。中国在2011年确定了上网电价补贴,自此,中国的发电包括发电装机每年呈多倍增长,从2015年开始超过德国,总装机容量达到4300万千瓦,2016年约超过70G瓦,照此速度,到2020年实现预定的1.5亿千瓦的装机容量目标完全可能实现。同时,光伏发电产业也具有传统产业链的全面发展优势,从原始的多晶硅材料的制备到电池晶片生产,直至太阳能电池的组件以及安装,中国产业链中的主要环节都是世界第一位。目前产能除了供应中国国内使用,每年还有近三分之二用于出口,中国装机年平均装机容量超过两万千瓦,2015年15G瓦,2016年达到30G瓦,仅仅靠中国国内市场产能无法消化,需要大量出口。

光伏技术的进步支撑了整个产业的发展。单晶硅、多晶硅效率过去是16%、17%、18%,近两年采用了很多新技术,包括单晶硅的成本降低也使得单晶硅更好地发挥效率,效率产能可以提高到20%以上,甚至达到22%的水平,已处于世界先进水平。太阳能电池每一个转化效率增长1%都会带来巨大效益,也进一步降低了造价。2007年,中国国家发改委给示范电站规定一度电四块钱的造价都不够成本,而2016年成本已降到八毛钱,很难有某一个能源的份额能够在短短几年里出现成本大幅度下降现象。2017年的“领跑者计划”中,有单位报出很低的电价,五至六毛钱也完全可能,这样到2020年,通过技术进一步进步,实现用户侧平价上网完全可能做到。目前,光伏每千瓦造价降低到约六千元、高效火电五千元、风电四千元。很多人认为光伏新能源比较贵,但实际情况在大幅度变化,随着技术进步、规模化、国产化发展,成本可以大大降低。同时,技术创新、商业模式创新也会大大增加利用效率,比如利用热能,搞高温热发电。中国已经在甘肃、青海建立了若干个热发电站,包括槽式和塔式。热发电的最大优势是通过储能延长没有太阳照射后的发电时间,解决了太阳能光伏的弱项。国家能源局已经安排了一批不同类型的热发电站进行示范电站建设,储能技术突破以后会进一步补充太阳能光伏发电不足的问题。

在光伏技术进步过程中,产业科技工作者和职工都做出了重大的贡献。2014年,国务院在有关光伏发展的文件中明确确定:“光伏产业是战略新兴产业中为数不多具备了较强国际竞争力的产业。”该评价很高,恰如其份,中国具备国际竞争力的产业不多,但是新能源中已经出现了具备较强国际竞争力的产业。中国的光伏产业不仅为中国做了贡献,对全球也做了贡献。近年来,无论是德国人、美国人包括前任美国副总统艾伯特·戈尔都认为没有中国这几年可再生能源的发展也就不会有全球的发展。德国的太阳能所所长多次提到,德国是中国之前全球装机容量最多的国家,德国能源转型主要是靠太阳能和风能,如果没有中国产业的发展以及大量的中国产品进入到德国市场中,德国不可能实现今天的目标,这是中德共同努力的结果,直接肯定了中国所做出的成绩。

当前,太阳能最重要的方面是要解决好分布式问题,扩大在各种不同形式上的应用。目前重点放在建设西部地区戈壁滩上的光伏电站,跟水光互补。黄河上游的一些公司通过水光互补利用水电站建设一大批光伏电站,大大提升了光伏发电的输出质量,也有效保护了水资源,这是中国在国际上首先做出的成功案例。东部地区更多通过分布式,因为没有大面积土地,更多通过工业厂房、民用建筑、农业、渔业水利、公共设施和交通系统,把已经占了土地面积的设施能够加上光伏产生第二次效应,这是比较常用的方式,现在正进一步加强一些在工业设施和农业上的发展。原来有说法认为,农业上不能再占有土地,如果设施可以有助于农业的发展,增加了土地的有效收入、给农民增加收益是好事情,因此光伏通过新的创新方式正在跟农业结合。同时,现在光伏的建设方式已是柔性的,用钢丝绳形成一个整体,第一个示范电站是浙江台州的一家污水处理厂,整个污水处理厂所有的污水处理上空和厂区全面覆盖了光伏发电,可以就地供应生产,如果用原来的钢性支架不可能建设,有了柔性支架方式大大突破了原有建设光伏电站模式,甚至可以和农业结合,75%的阳光可以照射到作物上,机械作业也不会受影响。因为柔性光伏跨度较大,也给未来发展创造了更大空间,比如与道路结合,这么多高速公路会占用大量土地,如果在高速公路上空和两侧构建光伏设施就突破了东部地区没有更多土地建设光伏的制约。

中国可再生能源面临的挑战及建议

中国可再生能源的主力是风能和太阳能,因为可以构成电能利用新形势,但同时也遇到一些问题和挑战。比如弃光、弃风现象严重,有地区弃光、弃风率甚至达到50%。技术要不断进步以便更好地提高效率、降低成本、和储能相结合,解决好可再生能源不稳定、间歇性问题。过去,可再生能源发电因为不稳定被认为是垃圾电,现在已经变成清洁电了,通过智能电网、储能、多能互补克服弱项使其得到了更好的发展。

中国对世界承诺,到2020年非化石能源占比达到15%,到2030年实现超过20%,实现这个任务很艰巨。到2050年,中国的发展目标是赶上中等发达国家水平,如果中等发达国家以欧洲作为标志,欧洲在能源问题上要实现2050年主体能源全部转可再生能源。德国、丹麦、法国、英国等国亦如此,火电站要逐步退出历史舞台。中国到2050年要达到中等发达国家水平,应该在能源结构上也实现这样的目标,完成低碳绿色目标,明确确定在2050年力争使化学能源占50%以下,可再生能源占50%以上,清洁发电占80%以上。替代化石能源,目标宏伟且必须要做。实现目标还有很多工作尚待完成,同时需要技术不断进步和创新,比如太阳能发电、风机如何逐步部署?在哪里安装?如何安装和使用?如何和电网更好地结合、消纳都需要进一步研究和创新解决。对此,我有以下五方面思考及建议:

第一,能源革命的基本动力来自于全球气候变化,提出了全球共同目标,在21世纪保证温升控制在两度以内。关于二氧化碳的排放问题在中国还没有形成全国共识,很多人认为发展清洁技术就可以了,可是很多清洁技术解决不了二氧化碳排放。过去有过所谓的地下封存,但迄今为止还没有成功案例可以实现,且所需代价很大,大量二氧化碳在地下封存或者利用,即使地方够用利用率也非常有限,根本上还需转变能源结构。

中国已向国际作出承诺,开始实施巴黎协定,2017年的任务是行动,中国作为负责任大国,既然做了庄严承诺实现2020年以及2030年的既定目标,就要按照要求来指导整个能源革命进程。中国能源结构调整不仅是受到中国自身需求而出发的,也是以全球性角度作出的思考。中国碳排放占全球主要部分,如果中国不为减排做出努力,全球的气候变化、温室气体排放问题就无法解决,中国必然要承担责任,这也是中国的压力和挑战。中国各级政府部门领导要了解,解决温室气体问题并不是清洁二氧化硫和氮氧化物,也不是粉尘雾霾,而是更严重的温室气体排放现象,只有统一了能源界的认识才能知晓我们面临的挑战和压力源自于哪里,大趋势应顺向何方?

第二,能源革命要解决庞大的系统工程问题,该过程相当复杂,既要提高能效、降低能源消费总量,同时又要有产业结构调整,需更多发展高附加值、高科技产业,减少高耗能低附加值产业。要使2030年温室气体达到峰值,之前的化石能源就要达到峰值,然后逐步开始下降,现在欧美国家已经达到峰值开始出现下降,中国要从战略上、规划上确定不断减排的目标以及如何分解分配,进而能够更好地满足现在绿色、低碳、安全、高效、经济的要求,这也是未来的边界条件。至于如何按照边界条件的制约做好行动规划、做好总体布局属于系统工程,故而要协同创新、协同发展,同时建议中国政府进一步加强这方面工作。

第三,大力加强创新。解决问题的基础在于创新,没有新技术、新工艺、新材料和新能源的产生就很难实现转变。中国可再生能源之所以出现大幅度发展,就是通过技术进步把成本降低、效率提高、应用范围更广、应用手段更多,技术创新是根本,再进一步加大清洁能源在技术进步上的贡献。同时,政策机制的创新、劳动力的就业、煤矿工人的转行、火电厂和电站的效益下降、地方收益降低等问题的妥善解决也是系统工程,解决好这些社会风险问题也需要整体从制度创新、政策创新的综合性进行研究,而不是单打一。最重要的问题是把技术创新放在重要的基础位置,没有这个基础其他都无从谈起。

第四,加大实践力度,加强各种新技术应用的示范力度,诸如:智能电网、互联网都是将来解决这些问题很好的出路。过去的电网是越大越好,现在通过分布式系统要解决智能互联、消纳的问题,不仅满足民用需求也要满足工业的应用。面临这么多的挑战都要通过技术创新和应用做各种不同示范,解决区域性矛盾。比如京津冀就为矛盾集中地区,需要解决产业结构调整、能源结构调整、可再生能源利用、传统能源消纳等问题。围绕更多区域范围解决应用示范问题需要“十三五”期间进一步加大各种示范力度,包括把各种理论、技术创新的成果应用到实践中去,检验哪些方法可以帮助中国实现能源革命的具体目标。

第五,加强协作,能源领域内的每一个从业者都是一个舞台上的伙伴,不能争相只图自己的发展,而是相互间要协调。整个产业是多元化结构,其中比例有所不同,如何更加有效地成为一个系统,需要所有人一起协作和跨界创新、相互支持。同时,要加大国际合作力度,发达国家取得了更多经验,包括他们先走一步获得的教训,比如德国能源转型中就有很多经验和教训值得中国吸取。中国应该充分加强国际交流吸取别国的成功经验和失败教训,通过技术交流找到更好的协作机会,进而找到中国自己的路径。

(国际融资记者曹越报道,杜秋摄影)
   

热门书籍

热门文章