大唐時(shí)家林署名文章《餞別“碳中和”方針：加速構(gòu)建綠電為中心的現(xiàn)代動(dòng)力系統(tǒng)》
2021-02-26
2020年9月22日，習(xí)近平主席在第75屆聯(lián)合國(guó)大會(huì)一般性辯論中提出，我國(guó)的碳排放要力求在“2030年前到達(dá)峰值”“2060年前完結(jié)碳中和”這一方針。2020年12月12日，習(xí)近平主席在氣候大志峰會(huì)進(jìn)步一步清晰了完結(jié)“碳中和”的2030年階段性方針，在世界范圍內(nèi)引起了巨大反響。為了完結(jié)“碳中和”方針，我國(guó)急需加速摒棄原先粗放型、高污染的展開(kāi)道路，加速推動(dòng)動(dòng)力范疇深度革新，逐漸構(gòu)建綠電為中心的現(xiàn)代動(dòng)力系統(tǒng)，走出動(dòng)力轉(zhuǎn)型升級(jí)的“我國(guó)形式”。
提出“碳中和”方針的技能條件現(xiàn)已老練
技能立異驅(qū)動(dòng)動(dòng)力范疇加速革新。當(dāng)前，以新動(dòng)力、新材料、物聯(lián)網(wǎng)等技能為首要驅(qū)動(dòng)力的第四次工業(yè)革新重塑全球動(dòng)力供需格式，新動(dòng)力、智能電網(wǎng)、儲(chǔ)能、電動(dòng)車和氫能工業(yè)的展開(kāi)和落地加速完結(jié)，傳統(tǒng)動(dòng)力出產(chǎn)和消費(fèi)方式將產(chǎn)生革新性革新。
從供應(yīng)側(cè)看，風(fēng)能驅(qū)動(dòng)葉片做功產(chǎn)生電能，光伏經(jīng)過(guò)半導(dǎo)體直接將光能轉(zhuǎn)化成電能；從需求側(cè)看，電動(dòng)車、電制冷/熱等電氣化技能不斷老練推廣。這是一個(gè)從量變到質(zhì)變的進(jìn)程，新動(dòng)力代替化石動(dòng)力，終端電氣化水平不斷提高，動(dòng)力使用從“高碳”轉(zhuǎn)向“無(wú)碳”、從“黑色”轉(zhuǎn)向“綠色”，供需兩端的能量轉(zhuǎn)化都在逐漸脫離“高溫高壓”，動(dòng)力范疇即將從“火藥年代”邁入“冷兵器年代”，完結(jié)“碳中和”方針的藍(lán)圖已呈現(xiàn)在眼前。
動(dòng)力供應(yīng)側(cè)加速無(wú)碳化進(jìn)程。我國(guó)風(fēng)、光等新動(dòng)力裝機(jī)已打破4億千瓦，相當(dāng)于英、法兩國(guó)電力裝機(jī)總和。青海、西藏、內(nèi)蒙古等西部、北部地區(qū)風(fēng)、光資源豐富。青海柴達(dá)木盆地24萬(wàn)平方公里的土地，理論上光伏裝機(jī)可達(dá)100億千瓦以上，年發(fā)電量可達(dá)20萬(wàn)億千瓦時(shí)以上，完全可以滿足全國(guó)終端動(dòng)力需求（現(xiàn)在終端消費(fèi)電量約7萬(wàn)億千瓦時(shí)，若交通、建筑用能等全部由電能代替，消費(fèi)總量約10萬(wàn)億千瓦時(shí)）。
現(xiàn)在，新動(dòng)力裝機(jī)年增量約為6000萬(wàn)千瓦。若增量按10%增速增加，到2030年，新動(dòng)力總裝機(jī)將到達(dá)15億千瓦，可以超額完結(jié)2030年12億千瓦方針；若隨后30年保持年增量不變，到2060年新動(dòng)力總裝機(jī)約60億千瓦，每年可供給12萬(wàn)億千瓦時(shí)清潔電量。新動(dòng)力裝機(jī)以復(fù)利方式增加，“碳中和”戰(zhàn)略方針可以加速完結(jié)。
動(dòng)力消費(fèi)側(cè)加速電氣化進(jìn)程。電動(dòng)車、氫能、儲(chǔ)能、熱泵、儲(chǔ)熱等技能快速展開(kāi)，交通、供暖等用能終端電代油、代氣、代煤的步伐不斷加速。全面電氣化進(jìn)程將引起動(dòng)力消費(fèi)結(jié)構(gòu)的巨大革新，是一場(chǎng)功率革新、本錢革新，電力與傳統(tǒng)化石動(dòng)力相比，能效、本錢和環(huán)保優(yōu)勢(shì)逐漸閃現(xiàn)。
同時(shí)，大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)、5G等信息與數(shù)字技能不斷進(jìn)步，可以對(duì)每個(gè)發(fā)、用電單元進(jìn)行精準(zhǔn)控制，以數(shù)字化手段構(gòu)建需求側(cè)智慧動(dòng)力管控系統(tǒng)，完結(jié)荷隨源動(dòng)、源荷互動(dòng)的運(yùn)行機(jī)制，供給了新動(dòng)力間歇性問(wèn)題的處理途徑。
堅(jiān)持系統(tǒng)思想，構(gòu)建綠電為中心的現(xiàn)代動(dòng)力系統(tǒng)
傳統(tǒng)動(dòng)力系統(tǒng)下，煤、油、氣、電、核等各類動(dòng)力方式相互分裂、各自為戰(zhàn)，行業(yè)與行業(yè)之間壁壘嚴(yán)重，動(dòng)力系統(tǒng)的全體布局仍是脫離不了缺煤找煤、缺油找油、缺氣找氣的思想形式，造成了綜合功率的低下。完結(jié)“碳中和”方針，急需打破行業(yè)壁壘，堅(jiān)持系統(tǒng)思想，立足整個(gè)動(dòng)力系統(tǒng)大局，一致謀劃，全盤(pán)考慮，經(jīng)過(guò)電的“空間搬運(yùn)”和“時(shí)刻搬運(yùn)”，構(gòu)建綠電為中心的“發(fā)輸儲(chǔ)用”一體化現(xiàn)代動(dòng)力系統(tǒng)。
動(dòng)力供應(yīng)側(cè)，構(gòu)建清潔化的動(dòng)力供應(yīng)系統(tǒng)，以風(fēng)、光等非化石動(dòng)力代替油、氣、煤等傳統(tǒng)化石動(dòng)力，逐漸成為電力系統(tǒng)的主導(dǎo)一次電源。特別是在風(fēng)、光資源優(yōu)勢(shì)杰出的西部、北部地區(qū)建造清潔動(dòng)力基地，將廉價(jià)清潔動(dòng)力送出，完結(jié)我國(guó)清潔動(dòng)力更大范圍、更大規(guī)模的“空間搬運(yùn)”。
動(dòng)力消費(fèi)側(cè)，構(gòu)建高彈性的動(dòng)力消費(fèi)系統(tǒng)，加速推進(jìn)動(dòng)力消費(fèi)終端的電氣化進(jìn)程，從需求側(cè)改革做文章，經(jīng)過(guò)合理電價(jià)機(jī)制引導(dǎo)需求側(cè)可中止、可調(diào)理負(fù)荷有序調(diào)整，一致調(diào)度分布化的需求側(cè)資源，變散兵游勇為集團(tuán)軍作戰(zhàn)。加速儲(chǔ)能、儲(chǔ)熱/冷、電動(dòng)車及氫能的展開(kāi)，在風(fēng)、光等新動(dòng)力出力頂峰、電價(jià)較低時(shí)，將電能轉(zhuǎn)化各種方式動(dòng)力“貯存”，在風(fēng)、光等新動(dòng)力出力缺乏、電價(jià)較高時(shí)，使用貯存的動(dòng)力供能，從而完結(jié)動(dòng)力的“時(shí)刻搬運(yùn)”。
此外，在推動(dòng)新動(dòng)力基地建造時(shí)，同樣要堅(jiān)持系統(tǒng)思想，統(tǒng)籌動(dòng)力、經(jīng)濟(jì)、生態(tài)的協(xié)同展開(kāi)。如在內(nèi)蒙古地區(qū)展開(kāi)新動(dòng)力，1億千瓦的風(fēng)電裝機(jī)每年可供給3000億千瓦時(shí)清潔電量，可代替1.5億噸產(chǎn)能的煤礦，減排二氧化碳2.3億噸。同步開(kāi)發(fā)新動(dòng)力基地與現(xiàn)代農(nóng)牧業(yè)基地，展開(kāi)荒漠治理、治沙，可以減輕草原放牧強(qiáng)度，革新農(nóng)牧民出產(chǎn)生活方式，完結(jié)“生態(tài)優(yōu)先、綠色展開(kāi)”。
以綠電為中心，加速完結(jié)電力系統(tǒng)大革新
人類社會(huì)展開(kāi)至今，現(xiàn)已閱歷了從薪柴到煤炭、從煤炭到油氣兩次動(dòng)力革新，其間蒸汽機(jī)、內(nèi)燃機(jī)、電氣化等嚴(yán)重技能立異，直接驅(qū)動(dòng)了動(dòng)力行業(yè)產(chǎn)生革新?，F(xiàn)在來(lái)看，第四次工業(yè)革新帶來(lái)的新動(dòng)力、新材料、物聯(lián)網(wǎng)、5G等嚴(yán)重技能革新，現(xiàn)已為完結(jié)“碳中和”奠定了根底。歷史經(jīng)驗(yàn)告訴咱們，嚴(yán)重技能立異給行業(yè)帶來(lái)的革新往往是漸進(jìn)進(jìn)程中的一個(gè)驟變。咱們要充分看到技能進(jìn)步與立異給新動(dòng)力、電氣化展開(kāi)帶來(lái)的“加速度”。
綠電為中心的現(xiàn)代動(dòng)力系統(tǒng)對(duì)傳統(tǒng)“發(fā)輸用”同時(shí)完結(jié)的電力系統(tǒng)而言是一次革新，將帶來(lái)若干嚴(yán)重改變。
系統(tǒng)向“發(fā)輸儲(chǔ)用”改變。系統(tǒng)中的電制氫、電制熱/冷、電動(dòng)車充放電等不僅承擔(dān)著代替煤、油、氣等化石動(dòng)力的效果，更是系統(tǒng)負(fù)荷調(diào)理的“蓄能器”，使電力系統(tǒng)由“發(fā)輸用”向“發(fā)輸儲(chǔ)用”形式改變，需求側(cè)的各個(gè)用能、儲(chǔ)能單元可以實(shí)時(shí)呼應(yīng)發(fā)電側(cè)出力，讓負(fù)荷跟隨發(fā)電側(cè)調(diào)理，適應(yīng)新動(dòng)力出力特點(diǎn)，徹底處理間歇性問(wèn)題。預(yù)計(jì)2030年，我國(guó)電動(dòng)車保有量或超1億輛，可達(dá)50億千瓦時(shí)以上的儲(chǔ)能規(guī)模，相當(dāng)于北京市半個(gè)月的用電量，需求側(cè)將具有海量“儲(chǔ)能”資源。
社會(huì)總體用能本錢下降。電能代替增量可以經(jīng)過(guò)“時(shí)刻搬運(yùn)”完結(jié)在低谷時(shí)段消納，不會(huì)過(guò)多新增電網(wǎng)投資本錢。新動(dòng)力的規(guī)模化展開(kāi)帶來(lái)供能本錢的下降，終端電氣化的推進(jìn)帶來(lái)動(dòng)力使用功率的提高。這樣，現(xiàn)代動(dòng)力系統(tǒng)不會(huì)推高動(dòng)力使用本錢，社會(huì)總體用能本錢會(huì)呈下降趨勢(shì)。
變總量平衡為時(shí)空平衡。曩昔動(dòng)力系統(tǒng)往往更重視動(dòng)力供應(yīng)與需求之間量的匹配問(wèn)題，即發(fā)即用，就地平衡?，F(xiàn)代動(dòng)力系統(tǒng)將經(jīng)過(guò)電的“時(shí)刻搬運(yùn)”“空間搬運(yùn)”，打破原有動(dòng)力供應(yīng)的時(shí)空約束，推動(dòng)多種動(dòng)力互補(bǔ)使用，完結(jié)更大時(shí)刻、空間標(biāo)準(zhǔn)的系統(tǒng)性平衡。
從未來(lái)展開(kāi)途徑看，我國(guó)現(xiàn)在以煤為主、貧油少氣的動(dòng)力結(jié)構(gòu)，決定了動(dòng)力轉(zhuǎn)型不可能像西方國(guó)家那樣，依次完結(jié)由煤炭到油氣，再到可再生動(dòng)力的兩次更迭，而應(yīng)直接向可再生動(dòng)力改變，完結(jié)跨越式、創(chuàng)造式展開(kāi)。為此，應(yīng)分兩個(gè)階段推進(jìn)“碳中和”方針：第一階段：到2030年，著力推動(dòng)綠電對(duì)油、氣等化石動(dòng)力的代替，存量火電全面參加調(diào)峰，消費(fèi)側(cè)很多布局儲(chǔ)熱/冷、電動(dòng)車、電制氫等靈活性工業(yè)，可再生動(dòng)力份額和終端電氣化率持續(xù)快速提高，大幅減少對(duì)國(guó)際油、氣資源依靠。第二階段：到2060年，著力推動(dòng)綠電對(duì)煤炭的代替，儲(chǔ)能、氫能技能完結(jié)大規(guī)模老練使用，綠電為中心的動(dòng)力系統(tǒng)成為我國(guó)動(dòng)力優(yōu)化配置的首要渠道，存量火電替換基本完結(jié)。
“碳中和”方針的完結(jié)進(jìn)程便是我國(guó)動(dòng)力革新逐漸邁向深入的進(jìn)程。加速構(gòu)建“綠電為中心的現(xiàn)代動(dòng)力系統(tǒng)”，對(duì)內(nèi)而言，是處理我國(guó)動(dòng)力安全和生態(tài)環(huán)保問(wèn)題的重要行動(dòng)，非化石動(dòng)力將進(jìn)入“倍速”展開(kāi)階段，帶動(dòng)新動(dòng)力、儲(chǔ)能、制氫等新技能、新工業(yè)展開(kāi)進(jìn)入“快車道”，加速完結(jié)動(dòng)力范疇新舊動(dòng)能轉(zhuǎn)化和工業(yè)升級(jí)，加速經(jīng)濟(jì)展開(kāi)方式改變，逐漸篩選落后產(chǎn)能，拉動(dòng)內(nèi)需，擴(kuò)大消費(fèi)，為推動(dòng)構(gòu)建新展開(kāi)格式注入新動(dòng)能。對(duì)外而言，可以展現(xiàn)我國(guó)對(duì)全球生態(tài)環(huán)境及人類社會(huì)可持續(xù)展開(kāi)的職責(zé)與擔(dān)任，進(jìn)一步增加在全球治理系統(tǒng)中的話語(yǔ)權(quán)，引領(lǐng)全球動(dòng)力共同體建造。
