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“双碳”目标下能源电力绿色转型展望

“双碳”目标与能源高质量发展

    首先我们探讨一下“双碳”目标与能源高质量发展的关系,“双碳”目标对能源意味着什么呢?据统计, 80%~90%的温室气体来自于能源活动,也就是说双碳、绿色革命很大程度上是“能源+”革命,如果能源革命做好了,就可以为“双碳”目标的实现奠定基础。因此,能源是实现“双碳”目标的主战场。

    我国关于能源高质量发展包括安全发展、高效发展、绿色发展、智慧发展、开放发展和共享发展六个方向。其中,安全发展是指资源、通道、金融和环境的安全,是能源发展的底线;高效发展包括供需两侧效率和效益,是整个发展的生命线;绿色发展包括节能、环保和降碳,是绿线;智慧发展包括数字产业化和产业数字化;开放发展实现了国内、国际的双循环;共享发展使人们可以从中获得满足感和幸福感。在能源高质量发展的情况下,“双碳”是越来越重要的方向。

    从油气对外依从度来看,2020年石油对外依从度超过70%,天然气对外依从度超过40%,2021年依然是上涨趋势。在我国能源资源中,除了煤炭资源丰富之外,石油、天然气储存量并不多,所以在能源安全发展的纬度下,需要通过“双碳”逐步摆脱对化石能源的依赖。

我国在节能方面取得了巨大的成效,到 “十三五”末,我国单位GDP能源消耗量是世界的1.5倍,但与美国、英国和德国等发达国家相比还存在不少差距,所以我国的能源高效发展还在路上。

从能源绿色发展来看, 20世纪60年代,美国、欧盟等发达国家已进入油气时代,石油、天然气占比达到60%左右,而我国过去长期是以煤炭供给为主,经过很大努力,2020年我国煤炭消费比重还在56%左右。目前,要从以煤为主的能源结构向可再生能源转型,任务非常艰巨,因此要通过“双碳”目标的约束加快进程。

能源电力加速绿色转型展望

什么是绿色转型?我国过去以煤炭为主的能源形式向清洁低碳转型,能源电力绿色转型主要的推进方向为“3+3”关系,即结构方面有三个:①整个产业结构轻型化;②一次能源供应结构煤炭减量化;③电力供应结构可再生能源化。另外,能源供/用也包含三方面,即高效化、清洁化和低碳化。

能源绿色转型是非常综合、非常复杂的系统工程,未来推动转型驱动力的因素比较多,宏观战略上是四个方面:提升国家能源安全水平、提升国民经济竞争力、提升国内环境绿色生态水平以及提升国际气候治理领导力。具体来看,转型路上受多种因素相互交错影响,因此,转型快慢、转型的成效是多种因素共同作用的成果。

能源电力绿色转型的第一个路径是加快发展综合能源服务业。过去是装备制造业、能源生产和供应业比较重型,而服务型业态相对来说比较弱小,“十四五”在“双碳”目标下,这方面服务会呈现加快发展的趋势,服务内容非常丰富,主要包括综合供能服务、综合用能服务、能源系统服务、智慧能源服务及能源交易与金融服务五个领域。

    第二个转型路径是一次能源供给结构中煤炭进一步减量化。 “十三五”减煤取得巨大的效果,煤炭占一次消费比重从2015年的63.7%降到2020年的56.8%,但是我们的愿景是降到50%左右。

    第三个转型路径是电力供应结构加快可再生能源化。2021年,国家高层明确提出:“双碳”目标,能源是主战场、电力是主力军,构建以新能源为主的新型电力系统是推进“双碳”目标实现的主要方向。我国可再生能源已经取得长足发展,2020年可再生能源装机超过40%,发电量超过30%。我们的愿景是,到2025年,包括水电、太阳能、风能和生物质能在内的可再生能源发电装机容量达到人均1kW,如果做到这一点,那么我国的煤炭能源供给将大为提升。

另外,能源绿色电力转型还有三个路径,就是高效、清洁和低碳。从高效来说,未来大幅度提升能源利用效率是坚定不移的推进方向。从清洁来说,终端用能应进一步推进电气化,到2025年智能电气化率达到32%左右。能源绿色转型的路径就是加快发展储能,协力构建新能源为主的新型电力系统,最大程度实现低碳、零碳,但是韧性或者灵活性需要我们继续支撑。

2020年底,全国发电装机容量达22亿kW,储能装机容量仅为35.6GW,占比只有1.6%。未来五年,国家电力能源、发改部门将会出台若干政策,因此,很有可能实现储能占全口径电力装机比重翻一番到3%的目标,整体加起来达到1亿kW的装机规模。“十四五”储能总装机发展影响因素有很多,包括新能源电力装机规模及分布、煤电规模及分布、储能技术进步、能源互联网发展与应用、需求响应资源开发度、新基建及电力体制改革进展等。如果成本大幅度下降,那么根据国际机构预测,未来新兴储能成本也将呈快速下降的趋势,对储能应用非常利好。

储能技术未来发展,既要发展短时秒级的储能,也要发展长时间的储能,特别是跨季节的储能技术,未来储能技术处于“快车道”。能源电力绿色转型的路径就是大力发展电力需求响应,协力提升新型电力系统灵活性。从全国来看,“十四五”电力需求响应资源比较丰富,算下来有1亿kW的潜力,目前开发量比较少,国家要求“十四五”电力响应占调节能力的比重由过去的3%左右提高到5%,甚至更高,响应资源开发利用是电力表现非常重要有效的途径。

资源化是非常重要的方向,从国家层面讲,数字经济处于“快车道”,5G等技术在能源、电力上的应用越来越多,随着“新基建”的推进,网络、能源、算力、数据和应用五个“一体化”将为能源电力绿色转型提供越来越智慧化的基础设施支撑。

市场化也跟能源电力绿色转型相关,电力中长期交易市场、电力现货市场和电力辅助服务市场加快,碳交易市场在2021年开始投入运行,电力行业首先进入市场,未来多个行业也会逐步进入,还有节能服务市场、综合能源服务市场和用能权交易市场等,所以市场化的建设可以为能源电力转型提供越来越好的服务。

整体来看, 2025年,我国能源电力加速绿色转型主要有如下愿景:

  • 能源经济效率提升,未来五年GDP能耗年均下降约3个百分点,这是特别关键的一点。
  • 从结构上看,三产占比年均提高0.8百分点,煤炭在一次能源消费结构中的占比年均下降约1个百分点,可再生能源电力人均发电装机达1kW,这是三个结构性转型的愿景。
  • 从终端用能电气化率来看,未来五年年均电气化率提高1个百分点以上,而电能替代量做到年均1200亿kWh以上。
  • 从建设来看,储能装机总容量达1亿kW,电力需求响应资源开发有1亿kW潜在需求资源,能动性得到好的开发利用。

    从更长远来看,未来10年“碳达峰”到未来30年“碳中和”,这个路很漫长,发达国家早已进入油气时代,往可再生能源转相当于自上而下,转型难度挑战相对小,而我国从以煤为主的结构向可再生能源为主结构转型,相当于自上而下,未来的难度和挑战比发达国家大得多,相信经过努力,我国会顺利实现“双碳”目标。