能源轉(zhuǎn)型變革已行至何處?

出路何在?

可再生能源裝機(jī)首次超過(guò)煤電，光伏、風(fēng)電、生物質(zhì)能發(fā)電技術(shù)領(lǐng)跑全球，超額兌現(xiàn)二氧化碳減排第一階段國(guó)家自主貢獻(xiàn)承諾……

2020年9月22日，中國(guó)首次提出“二氧化碳排放力爭(zhēng)于2030年前達(dá)到峰值，努力爭(zhēng)取2060年前實(shí)現(xiàn)碳中和”的國(guó)家目標(biāo)。從此，這片960萬(wàn)平方公里的土地迎來(lái)一場(chǎng)廣泛而深刻的經(jīng)濟(jì)社會(huì)系統(tǒng)性變革。

新能源革命意義非凡

2023年底，人類(lèi)歷史上最大規(guī)模的氣候大會(huì)——第28屆聯(lián)合國(guó)氣候變化大會(huì)所達(dá)成的《阿聯(lián)酋共識(shí)》按下了逐步終結(jié)化石燃料時(shí)代的啟動(dòng)鍵，也提出了“全球新能源轉(zhuǎn)型的兩大具體目標(biāo)”：2030年前實(shí)現(xiàn)全球可再生能源裝機(jī)增至三倍，全球能效提高年均速率增至兩倍。

能源轉(zhuǎn)型是人類(lèi)文明發(fā)展和進(jìn)步的重要驅(qū)動(dòng)力，從《巴黎協(xié)定》到《阿聯(lián)酋共識(shí)》，新能源革命受到全球矚目的同時(shí)，也成為中國(guó)實(shí)現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)的關(guān)鍵所在。

中國(guó)國(guó)家能源局最新數(shù)據(jù)顯示，2023年全球可再生能源新增裝機(jī)5.1億千瓦，其中中國(guó)的貢獻(xiàn)超過(guò)了50%。中國(guó)風(fēng)電機(jī)組等關(guān)鍵零部件產(chǎn)量占到全球市場(chǎng)70%以上，光伏多晶硅、硅片、電池片和組件產(chǎn)量占全球比重均超過(guò)80%。中國(guó)新能源正為全球能源綠色低碳轉(zhuǎn)型注入強(qiáng)勁動(dòng)力。

以光伏產(chǎn)業(yè)為例，隨著中國(guó)光伏產(chǎn)業(yè)規(guī)模不斷擴(kuò)大，技術(shù)持續(xù)迭代升級(jí)，光伏發(fā)電成本大幅降低。工信部發(fā)布的最新數(shù)據(jù)顯示，2023年中國(guó)多晶硅、硅片、電池、組件產(chǎn)量再創(chuàng)新高，行業(yè)總產(chǎn)值超過(guò)1.75萬(wàn)億元。在此背景推動(dòng)下，光伏發(fā)電成本在過(guò)去十年內(nèi)降低了80%-90%，并已低于傳統(tǒng)的燃煤發(fā)電，達(dá)到0.3元/KWh以內(nèi)，未來(lái)還將持續(xù)降低。

中國(guó)制造極大推動(dòng)了可再生能源替代的進(jìn)程，中國(guó)新能源企業(yè)成為全球能源轉(zhuǎn)型的主要推動(dòng)力量。全球光伏行業(yè)首家世界500強(qiáng)企業(yè)通威集團(tuán)亦誕生于中國(guó)，其高純晶硅產(chǎn)銷(xiāo)量居全球第一，太陽(yáng)能電池出貨量連續(xù)七年蟬聯(lián)全球第一。

“中國(guó)制造的光伏、風(fēng)電產(chǎn)品和相應(yīng)的資本走向世界，一方面支撐并大大加快了發(fā)達(dá)國(guó)家的能源轉(zhuǎn)型速度，另一方面幫助‘一帶一路’共建國(guó)家及廣大的欠發(fā)達(dá)國(guó)家和地區(qū)跨過(guò)先污染后治理的老路，踏入到可持續(xù)發(fā)展的快車(chē)道”，全國(guó)人大代表、全國(guó)工商聯(lián)副主席、通威集團(tuán)董事局主席劉漢元曾如是說(shuō)。

全國(guó)人大代表、全國(guó)工商聯(lián)副主席、通威集團(tuán)董事局主席劉漢元。供圖/通威

根據(jù)國(guó)際能源署測(cè)算，到2050年，全球要實(shí)現(xiàn)凈零排放，近九成的發(fā)電量將來(lái)自可再生能源。而綜合對(duì)比分析，光伏發(fā)電可能是未來(lái)一次能源的主要來(lái)源，最高占比可達(dá)60%-70%。未來(lái)30年左右，以汽車(chē)電動(dòng)化、能源消費(fèi)電力化、電力生產(chǎn)清潔化為代表的綠色轉(zhuǎn)型，將在中國(guó)形成百萬(wàn)億元人民幣、在全球形成百萬(wàn)億美元的產(chǎn)業(yè)規(guī)模。

中國(guó)和中國(guó)的光伏產(chǎn)業(yè)，是牽引和驅(qū)動(dòng)全球能源轉(zhuǎn)型的主力軍。“客觀地講，離開(kāi)中國(guó)制造，去推動(dòng)人類(lèi)不到30年的碳中和，幾乎不太現(xiàn)實(shí)。”劉漢元說(shuō)，如果美國(guó)要在可再生能源產(chǎn)業(yè)與中國(guó)脫鉤，關(guān)起門(mén)來(lái)打造自己的供應(yīng)鏈，10年到15年時(shí)間不一定能夠完成;歐洲如果要做同樣的事，15年到20年時(shí)間不一定能夠完成。

業(yè)內(nèi)預(yù)計(jì)，2030年之前，全球光伏新增裝機(jī)量將突破1000GW(即1太瓦)，這意味著，未來(lái)包括中國(guó)市場(chǎng)在內(nèi)的全球光伏新增裝機(jī)需求的高增速還將維持較長(zhǎng)一段時(shí)間。

電力系統(tǒng)遭遇前所未有的挑戰(zhàn)

然而，中國(guó)新能源的快速發(fā)展，也讓電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定遭遇前所未有的挑戰(zhàn)。尤其在中國(guó)西部、北部等新能源資源富集地區(qū)，清潔能源資源總量巨大但現(xiàn)有調(diào)節(jié)能力不足的矛盾尤為突出。

相較于傳統(tǒng)燃煤發(fā)電，光伏風(fēng)電受氣候環(huán)境影響較大。例如，日照、溫度、濕度等天氣因素都會(huì)對(duì)光伏組件的發(fā)電功率產(chǎn)生影響。隨著光伏風(fēng)電的大規(guī)模發(fā)展，并逐漸成為主流能源，這種間歇性、不穩(wěn)定性將讓整個(gè)電力系統(tǒng)的平衡面臨挑戰(zhàn)。

在過(guò)去的2023年，中國(guó)光伏行業(yè)在階段性周期影響下，產(chǎn)業(yè)鏈價(jià)格波動(dòng)式下跌，疊加電池技術(shù)迭代提速，光伏裝機(jī)呈現(xiàn)前所未有的快速增長(zhǎng)，同時(shí)也讓消納難題異常凸顯。

通威天津楊家泊漁光一體產(chǎn)業(yè)園。供圖/通威

根據(jù)國(guó)家能源局?jǐn)?shù)據(jù)，2023年全國(guó)新增光伏裝機(jī)216.88GW，同比大幅增長(zhǎng)148%,幾乎是近四年光伏新增裝機(jī)量之和。而大量的分布式光伏發(fā)電項(xiàng)目，因當(dāng)?shù)嘏_(tái)區(qū)可開(kāi)放容量不足、消納困難導(dǎo)致并網(wǎng)困難，或因當(dāng)?shù)毓┬璨黄胶獍l(fā)電被限制。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，截至目前全國(guó)已有超過(guò)150個(gè)地區(qū)分布式光伏無(wú)新增接入空間。湖北、遼寧等地甚至因?yàn)椴⒕W(wǎng)消納等問(wèn)題，出現(xiàn)了發(fā)文鼓勵(lì)分布式光伏發(fā)展后政策“急剎車(chē)”。

在快速增長(zhǎng)的光伏產(chǎn)業(yè)遭遇“成長(zhǎng)的煩惱”背后，是我國(guó)傳統(tǒng)電力系統(tǒng)“即發(fā)即用”的模式已不適應(yīng)以可再生能源為主體的能源結(jié)構(gòu)。“中國(guó)過(guò)去為‘集中發(fā)、集中送’建立的電網(wǎng)和傳統(tǒng)的‘源隨荷動(dòng)’模式已不能適應(yīng)大比例可再生能源接入，風(fēng)光大基地配套的特高壓外送能力也存在不足，讓構(gòu)建新型電力系統(tǒng)迫在眉睫”。作為中國(guó)新能源領(lǐng)域的全國(guó)人大代表，劉漢元曾多次在其提交的議案中呼吁，加快構(gòu)建清潔低碳、安全可控、靈活高效、智能友好、開(kāi)放互動(dòng)的新型電力系統(tǒng)，是實(shí)現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)的關(guān)鍵載體。

傳統(tǒng)的電力系統(tǒng)中缺乏儲(chǔ)能環(huán)節(jié)的調(diào)節(jié)，就像沒(méi)有調(diào)節(jié)水庫(kù)的徑流式水電站，來(lái)水發(fā)電，沒(méi)水罷工。這在以火電為主的電源結(jié)構(gòu)下游刃有余，因?yàn)殡S用隨發(fā)的火電能保證“河里始終有水”，電力系統(tǒng)能保證基本的平衡和基礎(chǔ)電力支撐。但未來(lái)隨著雙碳戰(zhàn)略的深入實(shí)施，以光伏風(fēng)電為主的可再生能源占比提高到一定程度，發(fā)展配套儲(chǔ)能在高峰時(shí)段消納新能源電量，并在無(wú)風(fēng)無(wú)光時(shí)段支撐系統(tǒng)安全運(yùn)行，將真正成為“清潔電量的搬運(yùn)工”。

應(yīng)對(duì)挑戰(zhàn)，出路何在?

“實(shí)現(xiàn)‘雙碳’目標(biāo)，構(gòu)建新型電力系統(tǒng)，是破解經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展過(guò)程中能源、資源與環(huán)境制約的關(guān)鍵舉措”。中國(guó)工程院院士、全國(guó)工程勘察設(shè)計(jì)大師張宗亮指出，在諸多調(diào)節(jié)電源和儲(chǔ)能品種之中，抽水蓄能技術(shù)成熟、壽命期長(zhǎng)、綠色環(huán)保。

抽水蓄能在新型電力系統(tǒng)中可發(fā)揮穩(wěn)定器、調(diào)節(jié)器、平衡器的作用。建設(shè)抽水蓄能項(xiàng)目不但能有力支撐我國(guó)新型電力系統(tǒng)建設(shè)，助力能源轉(zhuǎn)型，還能有效拉動(dòng)水泥、鋼材、電氣設(shè)備等相關(guān)產(chǎn)業(yè)發(fā)展，為穩(wěn)增長(zhǎng)、穩(wěn)就業(yè)、促投資提供堅(jiān)實(shí)支撐。

雅礱江道孚抽水蓄能電站效果圖。供圖/雅礱江流域水電開(kāi)發(fā)有限公司

根據(jù)相關(guān)機(jī)構(gòu)預(yù)測(cè)，我國(guó)要實(shí)現(xiàn)碳中和目標(biāo)，按最保守估算，到2025年抽水蓄能電站裝機(jī)規(guī)模需達(dá)到130GW，2030年達(dá)到250GW。而國(guó)家能源局?jǐn)?shù)據(jù)顯示，截至2022年我國(guó)抽水蓄能累計(jì)裝機(jī)容量?jī)H約45GW。

劉漢元曾多次對(duì)抽水蓄能進(jìn)行專(zhuān)題調(diào)研。他指出，電價(jià)制度不夠完善，缺乏合理的回報(bào)機(jī)制，建設(shè)周期長(zhǎng)，生態(tài)環(huán)境及地質(zhì)條件要求嚴(yán)格，審批困難等，是制約中國(guó)抽水蓄能發(fā)展的主要不利因素。

事實(shí)上，我國(guó)抽水蓄能站點(diǎn)資源并不稀缺，2020年12月啟動(dòng)的新一輪抽水蓄能中長(zhǎng)期規(guī)劃資源站點(diǎn)普查，共篩選出資源站點(diǎn)1500余個(gè)，總裝機(jī)規(guī)模達(dá)1600GW。此外，我國(guó)常規(guī)水電站改造資源也很豐富，在劉漢元看來(lái)，通過(guò)對(duì)梯級(jí)水電及不同規(guī)模的常規(guī)水電進(jìn)行改造，可形成混合抽水蓄能電站，不僅改造周期短、投資小，還能提高現(xiàn)有電網(wǎng)利用率，是未來(lái)抽水蓄能發(fā)展的重要方向之一。

重慶蟠龍抽水蓄能電站。供圖/綦江發(fā)改委

“此外，隨著近年來(lái)電池價(jià)格不斷降低，以鋰電為主的新型儲(chǔ)能獲得快速發(fā)展，新增裝機(jī)規(guī)模大幅提升，系統(tǒng)建設(shè)成本不斷降低，同樣具備了大規(guī)模應(yīng)用的經(jīng)濟(jì)性。”劉漢元指出，另一方面，如能有效利用電動(dòng)汽車(chē)大量閑置時(shí)間和冗余充放電次數(shù)，作為分布式儲(chǔ)能單元接入系統(tǒng)，用電高峰時(shí)向電網(wǎng)反向售電，用電低谷時(shí)存儲(chǔ)過(guò)剩電量，不但為電網(wǎng)穩(wěn)定作出貢獻(xiàn)，還能以市場(chǎng)化方式通過(guò)充放電價(jià)差獲得相應(yīng)收益，分?jǐn)傎?gòu)買(mǎi)整車(chē)或電池包的成本，實(shí)現(xiàn)電動(dòng)汽車(chē)和電網(wǎng)的良性互動(dòng)。

“未來(lái)，儲(chǔ)能所扮演的角色不能與現(xiàn)在進(jìn)行簡(jiǎn)單類(lèi)推類(lèi)比，應(yīng)當(dāng)成為智慧電網(wǎng)、新型電力系統(tǒng)中一個(gè)獨(dú)立且重要的組成部分，維持發(fā)電端與用電端之間的平衡，成為市場(chǎng)機(jī)制下的一項(xiàng)重要產(chǎn)業(yè)。”劉漢元認(rèn)為。

人類(lèi)社會(huì)應(yīng)對(duì)氣候變化的過(guò)程注定道阻且長(zhǎng)。作為世界上最大的發(fā)展中國(guó)家與全球第二大經(jīng)濟(jì)體，中國(guó)克服重重阻力，不遺余力踐行綠色低碳轉(zhuǎn)型。

發(fā)展儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)、構(gòu)建新型電力系統(tǒng)只是中國(guó)持續(xù)推進(jìn)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展全面綠色轉(zhuǎn)型的舉措之一。未來(lái)中國(guó)還將繼續(xù)兌現(xiàn)承諾，為全球可再生能源發(fā)展繼續(xù)做出最大的努力，助力“雙碳”目標(biāo)如期實(shí)現(xiàn)。

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