建立以低碳、可再生能源為主導(dǎo)的能源系統(tǒng),實現(xiàn)能源、資源、環(huán)境的協(xié)調(diào)可持續(xù)發(fā)展,是能源轉(zhuǎn)型的核心要求。構(gòu)建適應(yīng)高比例可再生能源的新型電力系統(tǒng),是能源轉(zhuǎn)型的重心和關(guān)鍵。預(yù)計到2050年,中國80%以上的非化石能源將轉(zhuǎn)化為電力。 中國提出到2030年非化石能源要占一次能源消費比重20%,這意味著我國發(fā)電能源占一次能源比重將由當(dāng)前45%左右,提高到55%以上。同時,電能占終端的比重將由當(dāng)前的22%,提高到32%以上。 電力系統(tǒng)不論從供給側(cè)還是從消費終端看,都將起到重要作用。在這樣的背景下,電力轉(zhuǎn)型面臨四大挑戰(zhàn):一、如何確保高比例可再生能源的電力系統(tǒng)運行可靠;二、如何優(yōu)化轉(zhuǎn)型路徑,實現(xiàn)盡可能低的清潔電力供應(yīng)成本;三、如何滿足互聯(lián)網(wǎng)時代各利益相關(guān)方的多元化訴求;四、如何推動實現(xiàn)轉(zhuǎn)型發(fā)展所需要的技術(shù)進(jìn)步與創(chuàng)新。 理清以下十個問題的思路,對能否成功應(yīng)對上述四大挑戰(zhàn)意義重大。
一、未來較長時期內(nèi),我國電力需求還有較大增長空間。到2040年,隨著工業(yè)化、城鎮(zhèn)化進(jìn)程逐步完成,以及人口總量等要素變化,電力需求將從較快增長逐步進(jìn)入低速增長階段。
2040年后,電力需求會進(jìn)入增長飽和階段,每年增速將低于2%。 到2040年以后,根據(jù)我們的初步分析,全國用電量大約是11萬億-14萬億千瓦時,人均用電量是8000-10000千瓦時,電能占終端消費要提升到45%,對于人均用電的數(shù)據(jù),有很多爭議。比如,現(xiàn)在歐洲人均用電才8000千瓦時,那我們?nèi)司驳?000千瓦時,是不是偏高呢? 但要注意,到2040年,電能占終端消費的比重達(dá)到了45%,F(xiàn)在歐洲的電能占終端的比重還不到30%。電能在未來的終端消費比例增大了。 電力需求增長減速,從地域上看,會先東部后西部;從產(chǎn)業(yè)來看,會呈現(xiàn)先工業(yè)后服務(wù)業(yè)的局面。
二、電力結(jié)構(gòu)從增量調(diào)整到存量調(diào)整,逐步實現(xiàn)清潔化,2030年前后,非化石能源成為主導(dǎo)發(fā)電能源。
2040年以前,電力需求還在增長,供應(yīng)能力也要增長,還需要大量投資。在能源結(jié)構(gòu)調(diào)整的背景下,電源結(jié)構(gòu)也要做出相應(yīng)的調(diào)整。電源結(jié)構(gòu)的調(diào)整具有階段性的特點。2030年之前,電源結(jié)構(gòu)的調(diào)整,主要在增量里實現(xiàn)。2030年以后,非化石能源將成為電主導(dǎo)能源。 煤電裝機(jī)峰值大概在2025年前出現(xiàn)。總的峰值規(guī)模是12億千瓦。2030年后,隨著現(xiàn)有存量機(jī)組的逐步退役,煤電裝機(jī)呈總量遞減趨勢。 未來,煤電將逐步從電量供應(yīng)主體,轉(zhuǎn)為容量供應(yīng)主體。電力行業(yè)是一個需要瞬時平衡的系統(tǒng),屆時,煤電在瞬時平衡的電力支撐方面將扮演重要的角色。
三、電力行業(yè)在助力能源行業(yè)實現(xiàn)碳減排目標(biāo)的過程中扮演著特殊角色,承擔(dān)著更多責(zé)任。
對電力行業(yè)來說,煤炭還有發(fā)展的空間,F(xiàn)在中國發(fā)電用煤的比例在50%左右,而世界平均水平是62%,歐美發(fā)達(dá)國家是80%以上。 煤炭最好的利用方式是發(fā)電。煤炭的其他用途,在煤炭需求達(dá)到峰值后,非發(fā)電領(lǐng)域的煤炭消費將轉(zhuǎn)移到電力行業(yè)用于發(fā)電;所以電力行業(yè)的碳排放峰值會略晚于整個能源行業(yè)。 根據(jù)現(xiàn)有需求水平,和到2050年非化石能源的占比達(dá)到80%左右的設(shè)定來分析,2025年前,電力行業(yè)將達(dá)到碳排放峰值。在這之后,電力行業(yè)的碳排放強(qiáng)度會快速下降,預(yù)計2030年、2050年碳排放強(qiáng)度較2015年的下降幅度將分別超過25%和80%。
四、電網(wǎng)是構(gòu)建高比例可再生能源供應(yīng)系統(tǒng)的優(yōu)化配置平臺,要以高可靠性、高靈活性確保能源電力供應(yīng)安全。
中國的常規(guī)能源分布不均衡,但實際上,從資源的豐富度來講,可再生能源也存在不均衡。這樣的能源格局,不僅需要我們在更大范圍去優(yōu)化配置,還需要更遠(yuǎn)距離的能量輸送。 我們采用一個指標(biāo)叫能源距,即能源跨地區(qū)輸送的量,與它輸送距離的乘積,稱為能源距。 到2050年,可再生能源發(fā)電能源的能源距,占整個能源距比重達(dá)到90%,屆時跨區(qū)輸送的能源絕大多數(shù)將是可再生能源。 這也對電力系統(tǒng)的高可靠性、高靈活性提出更高要求。我們未來的電網(wǎng),必須具備故障“彈性可愈”、資源“靈活可調(diào)”、潮流“柔性可控”三大能力。
五、電力用戶將進(jìn)入以“互動化”、“智慧化”和“泛在化”為特征的“電氣化2.0”時代。
電氣2.0時代,我們會增加一些用電技術(shù)需求,也會增加一些現(xiàn)代化信息技術(shù)。互聯(lián)網(wǎng)時代下用戶的參與精神和分享精神,也會拓展到能源電力行業(yè)中。 在這樣的外部環(huán)境下,我們的用電會隨用戶的行為模式進(jìn)入2.0時代。并與電力系統(tǒng)進(jìn)行更多的互動,產(chǎn)生更多的訴求,實現(xiàn)綠色發(fā)展理念。 供氣、供熱、供電、交通以及電力等多系統(tǒng)的耦合,會成為一個更綜合的體系。丹麥燃煤供熱機(jī)組之所以能實現(xiàn)10%-100%的靈活性呢,就是因為把電力的供應(yīng)與熱能供應(yīng)緊密結(jié)合,這也將成為我們未來用電系統(tǒng)的特征。
六、新一輪能源電力轉(zhuǎn)型呈現(xiàn)“技術(shù)驅(qū)動”特征,技術(shù)的不斷創(chuàng)新和突破成為實現(xiàn)轉(zhuǎn)型發(fā)展的重要引擎。
未來是以可再生能源為主體的供應(yīng)系統(tǒng)?稍偕茉礋o處不在,永不枯竭,但這個資源能不能方便、高效、低廉利用?必須有技術(shù)才能實現(xiàn)。這一次能源轉(zhuǎn)型的最大特征是技術(shù)依賴。 化石能源在助力能源轉(zhuǎn)型中還扮演一個重要的角色;茉匆獙崿F(xiàn)清潔高效發(fā)展,也需要技術(shù)的依托,沒有技術(shù)創(chuàng)新提升,煤炭的清潔高效利用,是無法實現(xiàn)的。 這個技術(shù)應(yīng)該體現(xiàn)在各個方面,包括可再生能源發(fā)電效率提升、電力系統(tǒng)高效運行等方