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技術革命是打贏碳中和攻堅戰的關鍵因素

來源于:學習時報 日期:2021-10-15 瀏覽:900

習近平總書記在中央全面深化改革委員會第二十次會議上強調,加快構建新發展格局,是一場需要保持頑強斗志和戰略定力的攻堅戰、持久戰。中央財經委員會第九次會議強調,我國力爭2030年前實現碳達峰,2060年前實現碳中和,是黨中央經過深思熟慮作出的重大戰略決策,事關中華民族永續發展和構建人類命運共同體。實現碳中和目標,其中必然伴隨著大量的技術進步和創新,人民的生產生活也將因此發生深刻變化。作為構建新發展格局的一項重要內容,推動實現碳中和必將是一場考驗我們意志和定力的攻堅戰。

技術進步提速碳中和進程

當前,第四次工業革命催生了新能源、新材料、物聯網等關鍵技術,正在重塑世界能源供需格局。完成清潔能源對傳統化石能源的替代,是一場新的能源革命,將經歷從化石能源為主、清潔能源為輔,到化石能源與清潔能源并重,再到清潔能源為主、化石能源為輔三個階段,最終由清潔能源取代化石能源。在技術創新驅動下,這次能源革命將從化石能源通過燃燒產生高溫高壓做功發電的“火藥時代”,邁向風、光為主的非化石能源僅通過“捕獲”風、光來產生電的“冷兵器時代”。目前,我國在新能源、特高壓、智能電網、儲能、電動車、5G等領域均已具備世界領先的技術、產業優勢,覆蓋能源供應、輸送、消費、存儲、轉換、控制的全過程。

傳統電力系統有兩個顯著特點,“就地平衡”和“發輸用”同時完成。新能源為主的非化石能源取代化石能源需要解決量價和不穩定性兩個主要問題。以新能源為主體的新型電力系統可以通過電的“空間轉移”和“時間轉移”,根本上破解新能源和傳統電力系統的時空矛盾,對傳統電力系統實現變革。

我國自然資源十分豐富,隨著新能源技術和裝備制造能力不斷提升,西部、北部地區風、光資源富集區每度電成本已低至0.2元,僅柴達木盆地20萬平方公里土地,理論上可裝光伏100億千瓦以上,年發電量20萬億千瓦時。通過特高壓送到東部負荷中心,成本與當地火電相比具備競爭優勢,可以實現電的大范圍“空間轉移”。

在供需兩側大力布局儲能資源,可以實現電力系統由“發輸用”向“發輸儲用”轉變。同時,信息技術進步和數字化進程加速,可以對每個發、用電單元進行精準控制,實時調整用電出力,構建荷隨源動、源荷互動的運行機制,實現電的“時間轉移”,從而提供新能源間歇性問題的解決路徑。在新技術支持下,電動車充放電、熱泵+儲罐儲冷/熱等新模式,相較于電池、抽蓄等傳統儲能方式,將大大降低儲能成本,更利于充分發揮我國新能源資源稟賦和技術優勢。

隨著大容量儲能、新能源材料、氫燃料電池、海水淡化等技術不斷進步突破,電能將與冷、熱、氫等各類能源形式深度聯系,與交通、制造、養殖等其他產業跨界融合,孵化出一批新模式新業態。技術進步將和碳中和進程相互促進、相互提升,形成快速的階躍和突變。

技術創新推動終端用能去碳化

電動車、儲能、熱泵、儲熱等技術快速發展,交通、供暖等用能終端再電氣化進程加快,是一場效率革命、成本革命。電動車能耗僅為燃油車的1/4,使用低谷電充電時,成本僅為10%。熱泵在提供相同的熱量情況下,能耗僅為燃氣、燃煤鍋爐的30%,使用低谷電供熱時,成本僅為燃氣鍋爐的1/3,與燃煤鍋爐相當。電力在能源終端需求側的能效、成本和環保優勢日趨明顯。

與歐美發達國家相比,我國居民用電增長仍有較大空間,亟須加快推進再電氣化進程,實現終端用能去碳化。如民用交通、建筑用能等全部由電動車、熱泵等方式實現電能替代,至少需增加3萬億—4萬億千瓦時電量,大約占當前終端消費電量7.5萬億千瓦時的50%。

未來能源體系中,電是核心,儲是關鍵。“儲”一定不是簡單的儲電,而是綜合利用儲冷/熱、電動車、氫能等多元化儲能方式,充分挖掘需求側現有資源和潛力,關鍵在于發動每家每戶推廣再電氣化,增強需求側彈性。

家庭中一些用能量較大的電器都可以做到“時間轉移”,一天中某些時段集中使用即滿足生活需求。如電動車可充可放;熱水器、空調等設備可通過數字技術控制使用時間,對沖新能源不穩定性。新能源大發時,家庭用電設備大用或將電能轉化“儲存”;新能源不足時,用電設備停用,電動車反向放電。熱泵配合儲熱罐實現供冷/熱,新能源大發時制冷/熱并用儲罐存儲,這樣效率更高,最具有經濟性。

為實現碳中和注入不竭動力

傳統能源體制下,煤、油、氣、電、熱、核等各類能源相互割裂,無法做到在“大能源”格局下,全盤謀劃,統一調度;省際間資源配置和市場流通困難,市場作用無法充分發揮;福利性、民生性導向的電價體制,無法還原居民用電的商品屬性和供求關系,對用電行為引導性不強。

推動碳中和進程除了在理念、行為上引導,更需配套同步推進體制機制改革,組織起全社會力量。一是打破省際間壁壘,讓要素、資源在更大范圍內自由流動,發揮市場的主體作用。二是破除行業壁壘,重構我國傳統能源體系,明確以“電”作為核心,對各行業各領域做好總體規劃,統籌推進。三是實施促進新能源消納的價格政策,研究制定居民用電峰谷電價體系,制定推動電能替代的價格政策。四是實施促進商業模式創新的價格和補貼政策,鼓勵V2G、熱泵、儲冷/熱、智慧控制技術應用,推動新技術、新產業、新模式快速發展。

我國幅員遼闊,資源分布和經濟社會發展狀況不均衡,決定了實現碳中和進程的高度不均衡性,要在考慮全局性和科學性的前提下,讓一些資源條件好、發展水平高、轉型速度快的地域、城市和行業率先實現碳中和。

實現碳中和,對我國而言是一場攻堅戰,是能源革命逐步邁向深入的過程,能源行業必然是主戰場。要從發展全局出發,對實現碳中和的復雜性、艱巨性建立充分認識。同時也要看到,我國在資源、技術、市場等各方面均已建立優勢。只要深入貫徹落實習近平總書記提出的“四個革命、一個合作”能源安全新戰略,找準科學的路徑模式,舉全社會之力共同推進,就一定能夠打贏碳中和這場攻堅戰!