清洁电力的“现实主义”

2019-05-28

2021年1月1日开始,新核准的陆上风电项目将全面实现平价上网,国家不再予以补贴。

5月24日,国家发展改革委发布的这则“关于完善风电上网电价政策通知”的背后,是近年来风电产业度电成本大幅下降的现实,也意味着可再生能源发电成本已逐渐逼近化石能源发电的成本区间。

然而,虽然从2015年起全球可再生能源新增装机就首次超过新增化石能源装机,但就中国而言,化石能源发电占比居高不下仍是不争的事实。对此,中国工程院原副院长、中国工程院院士谢克昌的总结是,“中国能源的形势用一句话来讲,就是化石能源的地位在可预见的未来不可动摇,构建清洁、低碳、高效、安全的能源体系仍面临严峻挑战。”

与此同时,联合国政府间气候变化专门委员会(IPCC)在去年韩国仁川的会议上提出,应将地球2100年前所升高的温度控制在1.5摄氏度以内,而不是此前巴黎协定达成共识的2摄氏度。这意味着对二氧化碳减排的要求将进一步提高。作为二氧化碳排放最重要的来源,煤电、气电等化石能源如何与风能、太阳能等可再生能源协调发展、优势互补,尽快形成应对这一压力的“现实主义”方案,也成为迫在眉睫的问题。

“减排野心与碳排放现实间的脱节”

目前,全球能源变化的节奏和方向释放出不同的信号:北美进入了新的油气富足时代,页岩气对其油气市场产生了重大影响;日本则“押宝”氢能,正在向2050年让氢能成为其主要能源的目标努力;太阳能光伏发电已成为很多国家最廉价的发电方式之一……在这些表象背后,是电力需求的持续强劲增长。国际能源署署长法蒂赫·比罗尔在近日于京举行的2019年清洁电力国际工程科技高端论坛暨国家能源集团清洁能源国际高端论坛上透露,在经济增长和数字化的推动下,全球电力需求增长的速度是能源需求增长速度的两倍,也就是说,能源的世界越来越受到电力的影响。

另外,与节能减排形成强烈反差的是,近两年来,对化石能源较高的需求不断抬高全球碳排放量。即便采取了提高能效,应用可再生能源、煤转气和核能等多种手段,避免了6.4亿吨碳排放,2018年与能源相关的碳排放量仍旧达到了历史新高。

对中国来说,这一问题更加严峻。谢克昌表示,煤炭在中国一次能源中的比例长期以来都在70%左右,经过“十二五”“十三五”的努力,2018年这一比例已下降到了59%,非化石能源占比也达到了14.3%。因此,此前我国政府所作出的到2020年非化石能源消费比重达到15%的国际承诺一定可以兑现。即便如此,我国能源发展仍旧面临低碳利用、提高能效、供应安全等诸多方面的挑战。

例如,比较各个国家的能源强度(单位国内生产总值能耗)可以发现,中国能源强度虽然呈下降趋势,但依然是世界平均水平的1.5倍左右、先进发达国家的2倍左右。“这表明我们还有很大的进步空间。”谢克昌说。

更值得注意的一点是,2000年以来,我国的石油和天然气对外依存度不断攀升。2018年石油对外依存度达到70.8%,天然气依存度达到43.2%。“而未来较长一段时间内,中国能源消费将持续增长,届时过高的石油天然气对外依存度将会对能源供应安全以及社会经济发展形成巨大的挑战。”谢克昌告诉记者。

针对现状,法蒂赫·比罗尔的结论是,“目前气候及减排方面的野心同现实碳排放之间的脱节越发严重。减排没有单一的解决方案:可再生能源、能效及其他包括储能、CCUS(碳捕获、利用与封存)和氢能利用在内的技术创新都必不可少。”

“清洁高效利用的煤炭也是清洁能源”

国际能源署(IEA)的数据显示,目前燃煤电厂产生了总体碳排放的三分之一,且半数电厂的厂龄都不超过15年,因此需要更多政策来支持CCUS、电厂高效运转及技术创新。“CCUS为气候目标利用及封存技术提供了重要的‘操作空间’”。法蒂赫·比罗尔说。

谢克昌更是旗帜鲜明地提出:“清洁高效利用的煤炭也是清洁能源”。他告诉记者,如果把天然气碳排放比作1的话,那石油是1.3,煤炭是1.5。所以从碳排放角度讲,天然气、石油和煤炭都是高碳能源。然而,“现在燃煤发电通过采用超低排放技术,碳排放已然小于天然气发电,那既然天然气能被称为清洁能源和过渡性清洁能源,实现了清洁高效利用的煤炭为什么不能叫作清洁能源?”

国家能源集团是全球最大的煤炭生产、火力发电、风力发电和煤制油化工企业。该集团副总经理米树华介绍,截至目前,集团91%以上的燃煤机组已实现了超低排放;建成了世界首台百万千瓦二次再热超超临界燃煤机组,综合指标全球最优;还建成了世界首个10万吨/年煤化工全流程的CCS(碳捕捉与封存)示范项目。

“发电主力军和灵活发电主力军”

2018年全球能源投资达1.8万亿美元。几年前,美国还是最大的投资目的地,而现在中国已经超越它成为最大的能源投资市场。不过,数据显示,由于新的燃煤电厂的支出下降,中国的能源投资越来越受低碳电力供应和网络的推动。

在法蒂赫·比罗尔看来,灵活性是未来能源系统的基石。随着风能、太阳能在发电中所占比重越来越大,更高的可变可再生能源占比将需要更多的投资以提高灵活性,而这也将成为今年10月1日在柏林举行的可再生能源系统整合部长级会议的焦点。

在此情况下,煤电作为在过去历史长河中作出过巨大贡献的功臣,怎样扮演好“革命者”和“被革命者”的角色?中国工程院院士黄其励告诉记者,煤电将来会由发电的主力军变成发电主力军和灵活发电的主力军,以支持诞生时间还不太长、不太听话的可再生能源,以弥补它的不足,并支持能源转型。

他认为,燃煤发电可用于提高电网调峰能力和对可再生能源的消纳能力。“我国有10亿千瓦燃煤发电机组,提升其灵活性的潜力高、改造成本低。在未来电力市场中,在调峰电源和蓄能满足需要之前,煤电既是发电的主力军,又可为可再生能源发展提供支撑和保障。”

“我相信煤电的未来是美好的。”黄其励说,“如果把燃煤电厂变成能源综合利用的清洁能源电厂,就可以柳暗花明又一村。”

来源:科学网 作者:本站编辑 浏览次数:

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