加快規(guī)劃建設(shè)新型能源體系 推動(dòng)能源高質(zhì)量發(fā)展
文/羅必雄
作者系中國(guó)能建首席科學(xué)家,中國(guó)電力工程顧問(wèn)集團(tuán)有限公司黨委書(shū)記、董事長(zhǎng),電力規(guī)劃設(shè)計(jì)總院院長(zhǎng)
能源電力行業(yè)的發(fā)展始終攸關(guān)國(guó)家安全、經(jīng)濟(jì)發(fā)展和民生保障。在習(xí)近平總書(shū)記“四個(gè)革命、一個(gè)合作”能源安全新戰(zhàn)略指引下,我國(guó)能源電力行業(yè)發(fā)展取得舉世矚目的成就,有力支撐了我國(guó)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展。2025年和“十五五”時(shí)期是加快構(gòu)建新型能源體系、推動(dòng)能源高質(zhì)量發(fā)展的重要階段,能源電力行業(yè)面臨新形勢(shì)新挑戰(zhàn),也同樣蘊(yùn)含新機(jī)遇新發(fā)展。
一、深刻認(rèn)識(shí)能源電力行業(yè)發(fā)展新形勢(shì)
當(dāng)前,全球百年變局加速演進(jìn),能源電力行業(yè)的外部環(huán)境發(fā)生深刻變化。統(tǒng)籌安全與轉(zhuǎn)型,是新時(shí)代能源電力行業(yè)高質(zhì)量發(fā)展的必然要求。
保障安全供給的難度不斷增加。2023年,我國(guó)能源消費(fèi)總量57.2億噸標(biāo)準(zhǔn)煤(預(yù)計(jì)2024年能源消費(fèi)總量達(dá)59.7億噸標(biāo)準(zhǔn)煤),居世界第一,但我國(guó)人均能源消費(fèi)量?jī)H為經(jīng)合組織成員國(guó)的65%,美國(guó)的40%。“十五五”期間,我國(guó)能源剛性需求增長(zhǎng)態(tài)勢(shì)仍將延續(xù),受制于資源稟賦,能源供應(yīng)局部緊張問(wèn)題時(shí)有發(fā)生。電力系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行的壓力提升。我國(guó)新能源發(fā)電裝機(jī)規(guī)模已經(jīng)突破13億千瓦,占我國(guó)總裝機(jī)比例超過(guò)40%,未來(lái)仍將高速增長(zhǎng)。各類(lèi)靈活調(diào)節(jié)能力建設(shè)滯后,系統(tǒng)平衡問(wèn)題更加突出。我國(guó)石油、天然氣進(jìn)口量均居世界第一,對(duì)外依存度分別超過(guò)70%和40%,全球沖突風(fēng)險(xiǎn)居高不下,能源進(jìn)口安全風(fēng)險(xiǎn)顯著增高。
綠色低碳轉(zhuǎn)型的壓力前所未有。當(dāng)前我國(guó)生態(tài)環(huán)境保護(hù)結(jié)構(gòu)性、根源性、趨勢(shì)性壓力尚未根本緩解,生態(tài)文明建設(shè)仍處于壓力疊加、負(fù)重前行的關(guān)鍵期。而我國(guó)承諾實(shí)現(xiàn)從碳達(dá)峰到碳中和的時(shí)間只有30年,遠(yuǎn)遠(yuǎn)短于發(fā)達(dá)國(guó)家,碳排放強(qiáng)度下降幅度之大、難度之大,前所未有。能源轉(zhuǎn)型是生態(tài)文明建設(shè)的關(guān)鍵環(huán)節(jié),能源活動(dòng)是我國(guó)最主要的碳排放來(lái)源,電力行業(yè)承擔(dān)了最繁重的減排任務(wù)。建立以非化石能源為供應(yīng)主體的新型能源體系,既有助于實(shí)現(xiàn)“雙碳”目標(biāo),又能降低對(duì)化石能源的依賴(lài)。我們必須站在人與自然和諧共生的高度,全面謀劃能源高質(zhì)量發(fā)展,破解資源環(huán)境約束。
科技自立自強(qiáng)的需求時(shí)不我待。在當(dāng)前全球新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)變革方興未艾,能源綠色化趨勢(shì)加速演進(jìn)背景下,能源技術(shù)是新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)革命的突破口,先進(jìn)的低碳、零碳、負(fù)碳能源技術(shù)已經(jīng)成為國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)熱點(diǎn);同時(shí),數(shù)字化技術(shù)深刻影響能源電力行業(yè)發(fā)展,“云大物移智鏈”等先進(jìn)技術(shù)加速與能源領(lǐng)域深度融合發(fā)展。
但目前我國(guó)能源領(lǐng)域的一些核心材料、關(guān)鍵部件、底層軟件仍依賴(lài)進(jìn)口,大型燃?xì)廨啓C(jī)等技術(shù)裝備仍存在短板,行業(yè)發(fā)展面臨“卡脖子”風(fēng)險(xiǎn)。率先實(shí)現(xiàn)科技突破,才能搶占全球能源變革先機(jī),掌握先發(fā)優(yōu)勢(shì),引領(lǐng)世界能源低碳轉(zhuǎn)型,塑造國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)的新優(yōu)勢(shì),提升全球能源治理體系的話(huà)語(yǔ)權(quán)。
二、準(zhǔn)確把握能源電力行業(yè)發(fā)展新機(jī)遇
實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰碳中和是一場(chǎng)廣泛而深刻的經(jīng)濟(jì)社會(huì)系統(tǒng)性變革,是著力解決資源環(huán)境約束突出問(wèn)題的必然選擇?!笆逦濉睍r(shí)期,我國(guó)將從能耗“雙控”向碳排放“雙控”轉(zhuǎn)變,加速推進(jìn)新型電力系統(tǒng)建設(shè),著力培育能源電力行業(yè)新質(zhì)生產(chǎn)力。
多能互補(bǔ),構(gòu)建多元化綠色低碳電源供應(yīng)結(jié)構(gòu)。構(gòu)建新能源占比逐步提升的新型電力系統(tǒng),新能源逐步成為提供電力電量的主體電源。2030年,我國(guó)新能源裝機(jī)將突破26億千瓦,達(dá)到當(dāng)前規(guī)模的2倍。
傳統(tǒng)煤電作為我國(guó)電力供應(yīng)安全的重要支撐,逐步向基礎(chǔ)保障性和系統(tǒng)調(diào)節(jié)性并重轉(zhuǎn)型。綠色氫基燃料作為零碳原材料、高密度燃料、超長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能、高品位二次能源,是用能終端實(shí)現(xiàn)綠色低碳轉(zhuǎn)型的重要載體,預(yù)計(jì)到2030年,國(guó)內(nèi)綠色氫基燃料需求達(dá)到1000萬(wàn)噸/年。
跨區(qū)輸送,打造清潔能源區(qū)域供需協(xié)調(diào)新布局。大電網(wǎng)作為能源電力流動(dòng)的載體,具備跨省跨區(qū)資源優(yōu)化配置優(yōu)勢(shì),“十五五”期間,我國(guó)將進(jìn)一步擴(kuò)大“西電東送”“北電南送”規(guī)模,再增加跨省跨區(qū)輸電通道10回以上。另外,全國(guó)一盤(pán)棋規(guī)劃氫、氨、甲醇等能源長(zhǎng)輸管道中長(zhǎng)期布局面臨迫切需要,推動(dòng)“北氫南運(yùn)”“北醇南運(yùn)”等跨區(qū)域能源運(yùn)輸體系,集中布局中轉(zhuǎn)加注港口、機(jī)場(chǎng),將能減少能源流向交叉和迂回,提高管道利用率,構(gòu)建綠色氫基能源儲(chǔ)運(yùn)體系。
就地利用,拓展清潔能源全方位開(kāi)發(fā)利用新場(chǎng)景。在充分開(kāi)發(fā)利用和跨區(qū)消納新能源的同時(shí),更應(yīng)積極拓展分布式新能源開(kāi)發(fā)場(chǎng)景,深度挖掘消費(fèi)端清潔能源的就地開(kāi)發(fā),實(shí)現(xiàn)能源“從遠(yuǎn)方來(lái)”與“從身邊來(lái)”協(xié)同發(fā)展。其中,海洋是清潔能源的富集地,預(yù)計(jì)到2030年海上風(fēng)電累計(jì)裝機(jī)將超過(guò)2億千瓦,這需要統(tǒng)籌開(kāi)展國(guó)家級(jí)海洋能源整體規(guī)劃,強(qiáng)化海洋資源集約化利用。
三、科學(xué)謀劃能源電力行業(yè)發(fā)展新方向
新型能源體系將體現(xiàn)出“三新”顯著特點(diǎn)。一是能源結(jié)構(gòu)新,加速?gòu)母咛嫁D(zhuǎn)向低碳;二是供給體系新,構(gòu)建由新型電力系統(tǒng),綠色氫、氨等二次能源,低碳化石能源系統(tǒng)組成的能源供給體系;三是產(chǎn)業(yè)方向新,能源與數(shù)字化加速融合,提升能源智慧化水平?!笆逦濉逼陂g,可以圍繞以下四個(gè)方面,加快規(guī)劃建設(shè)新型能源體系。
集約高效,升級(jí)可再生能源開(kāi)發(fā)利用模式。為優(yōu)化能源生產(chǎn)結(jié)構(gòu),必須改變現(xiàn)有的可再生能源開(kāi)發(fā)利用模式,統(tǒng)籌協(xié)調(diào)可再生能源開(kāi)發(fā)規(guī)模、電網(wǎng)接納能力和土地資源約束,完善可再生能源改造升級(jí)和退役管理,推動(dòng)我國(guó)非化石能源發(fā)電從裝機(jī)占比過(guò)半提高至發(fā)電量占比過(guò)半,真正成為主體電源,加快實(shí)現(xiàn)我國(guó)新增用能全部由非化石能源提供。推動(dòng)深遠(yuǎn)海、高空等區(qū)域風(fēng)能利用。研究并示范應(yīng)用超大型風(fēng)機(jī)、漂浮式基礎(chǔ)、系泊系統(tǒng)等關(guān)鍵技術(shù),推動(dòng)海上風(fēng)電向深遠(yuǎn)海布局發(fā)展。推動(dòng)光熱發(fā)電規(guī)?;l(fā)展,充分發(fā)揮光熱電站連續(xù)發(fā)電和靈活調(diào)峰能力,規(guī)?;季执笮凸鉄犭娬?,滿(mǎn)足電力頂峰負(fù)荷需求,有力支撐新能源大基地電力外送。
多儲(chǔ)聯(lián)調(diào),提升能源電力系統(tǒng)彈性韌性。統(tǒng)籌多種類(lèi)型儲(chǔ)能系統(tǒng)建設(shè),多時(shí)間尺度、跨區(qū)域分布的儲(chǔ)能協(xié)同發(fā)力,提高能源系統(tǒng)調(diào)節(jié)能力,解決能源供給總量有余、頂峰不足的時(shí)間不平衡問(wèn)題。分場(chǎng)景加速布局電力系統(tǒng)儲(chǔ)能。發(fā)電端,大型新能源基地配置儲(chǔ)能,電力平穩(wěn)輸出,提高電網(wǎng)對(duì)可再生能源的接納能力;電網(wǎng)端,在負(fù)荷中心附近建設(shè)抽水蓄能、壓縮空氣儲(chǔ)能等大型儲(chǔ)能電站,為電網(wǎng)運(yùn)行提供調(diào)峰、調(diào)頻、備用、黑啟動(dòng)等多種服務(wù),緩解供電壓力,保障電網(wǎng)運(yùn)行安全;用電端,用戶(hù)側(cè)配儲(chǔ)保障極端情況用能安全,加強(qiáng)需求側(cè)響應(yīng)能力,降低用能成本。提高化石能源實(shí)物儲(chǔ)備能力。推進(jìn)煤炭、原油、天然氣應(yīng)急儲(chǔ)備能力建設(shè),提高化石能源儲(chǔ)備量,進(jìn)一步夯實(shí)化石能源兜底保障基礎(chǔ)作用。
智慧互聯(lián),系統(tǒng)優(yōu)化生產(chǎn)力布局。規(guī)劃建設(shè)輸電通道等能源互聯(lián)基礎(chǔ)設(shè)施,在更大范圍內(nèi)優(yōu)化資源配置,破解我國(guó)能源生產(chǎn)與消費(fèi)布局逆向分布問(wèn)題。堅(jiān)持全國(guó)“一盤(pán)棋”思維,統(tǒng)籌謀劃西電東送、北電南送,實(shí)現(xiàn)送受兩端最優(yōu)組合。統(tǒng)籌規(guī)劃陸地與海上電網(wǎng)結(jié)構(gòu),集約考慮海電登陸條件,集中規(guī)劃建設(shè)海上電網(wǎng)主網(wǎng)架和升壓站,創(chuàng)新管理方式,集中送出海上風(fēng)電、光伏、潮汐能等清潔電力。加快實(shí)施“東數(shù)西算”戰(zhàn)略,充分利用西部地區(qū)清潔能源優(yōu)勢(shì),服務(wù)東部算力需求。一方面,促進(jìn)能量流和數(shù)據(jù)流深度耦合,將“瓦特”高效轉(zhuǎn)為“比特”,以“比特”靈活驅(qū)動(dòng)“瓦特”;另一方面,利用算力用能時(shí)空可調(diào)特性,以區(qū)域電力供需為引導(dǎo),實(shí)現(xiàn)電力網(wǎng)和算力網(wǎng)協(xié)同調(diào)度,降低算力用能成本,提高可再生能源消納能力。
融合創(chuàng)新,助力終端能源消費(fèi)深度脫碳。優(yōu)化用能模式,以能源的轉(zhuǎn)型發(fā)展帶動(dòng)重點(diǎn)用能行業(yè)生產(chǎn)方式轉(zhuǎn)變,分布式能源、儲(chǔ)能、電動(dòng)汽車(chē)等交互式能源設(shè)施快速發(fā)展,能源消費(fèi)者逐步參與能源交易、傳輸甚至生產(chǎn)等環(huán)節(jié),形成產(chǎn)銷(xiāo)合一者。綠色電力與綠色氫能靈活轉(zhuǎn)換,并在終端用能領(lǐng)域廣泛應(yīng)用。
在工業(yè)、建筑、交通等重點(diǎn)行業(yè),加速推廣短流程電爐煉鋼、熱泵、電采暖、電動(dòng)汽車(chē)、港口岸電等電氣化設(shè)備,代替化石能源使用,加快擴(kuò)大電能使用范圍和規(guī)模。推進(jìn)氫能多元化示范應(yīng)用。加大綠色氫基燃料產(chǎn)業(yè)發(fā)展和科研創(chuàng)新,形成綠色氫基燃料供給體系。堅(jiān)持以市場(chǎng)應(yīng)用為牽引,合理布局、有序推進(jìn)在交通等領(lǐng)域的示范應(yīng)用。
結(jié)論
新型能源體系的構(gòu)建是全局性、系統(tǒng)性的,需要從認(rèn)識(shí)論、方法論、實(shí)踐論上整體把握。在“雙碳”目標(biāo)下,中國(guó)作為全球最大的能源消費(fèi)國(guó),面臨著戰(zhàn)略性能源資源短缺、應(yīng)對(duì)氣候變化約束不斷增強(qiáng)等諸多挑戰(zhàn)。系統(tǒng)研究新型能源體系目標(biāo)、趨勢(shì)、路徑和典型發(fā)展模式,切實(shí)打好主動(dòng)戰(zhàn),將有利于解決能源安全問(wèn)題、助力端牢能源飯碗目標(biāo)實(shí)現(xiàn),同時(shí)促進(jìn)我國(guó)建立新的能源供需消費(fèi)關(guān)系和培育能源領(lǐng)域新質(zhì)生產(chǎn)力,進(jìn)而促進(jìn)經(jīng)濟(jì)發(fā)展,助力中國(guó)現(xiàn)代化建設(shè)。