太陽能、風能是不穩(wěn)定的，具有間歇性的特征，必須跟儲能結(jié)合起來，而應(yīng)運而生的儲能也在快速發(fā)展，從物理儲能(抽水蓄能、壓縮空氣儲能)，到多種類型的電池所組成的化學儲能。獲益于材料科學的進步，化學儲能技術(shù)進步迅速而且成本持續(xù)下降。儲能不僅可以解決太陽能、風能間歇性的問題，而且能夠有力推動電動汽車及小區(qū)建設(shè)微網(wǎng)。
11月29日，中國工程院院士杜祥琬在能源年會暨第11屆中國能源企業(yè)高層論壇發(fā)表演講。杜祥琬表示，當化石能源在我國一次能源當中占絕對多數(shù)的時候，中國的能源資源稟賦是“富煤缺油少氣”是可以理解的，但是現(xiàn)在這樣的認識已經(jīng)跟不上時代發(fā)展了。
杜祥琬認為，分布式能源是能源發(fā)展的重要方向，分布式能源的技術(shù)進步和應(yīng)用推廣將極大改變傳統(tǒng)的能源生產(chǎn)和消費方式、消費模式。這不僅是能源、電力的重大變化，而且有助于城鄉(xiāng)一體化能源轉(zhuǎn)型。
說到能源資源的稟賦，常常會提及“富煤、缺油、少氣”。如果針對的概念是化石能源的話，這個說法并沒有錯。眾所周知，化石能源作用非常大，推動了工業(yè)革命，大大提高了勞動生產(chǎn)率。雖然化石能源并不是可再生，但是由于全球的化石能源資源比較豐富，到現(xiàn)在為止全球一次能源消費結(jié)構(gòu)中，化石能源仍然占據(jù)主導地位。
一個世紀以前，能源消費實際是以煤炭為主，煤炭占一次能源消費的70%，經(jīng)過幾十年的演變，全球的油氣占比已經(jīng)達到50%以上。中國和全球的差別在于，煤炭的占比至今仍高達近60%，而油氣的占比較低，且對外依存度比較高。
從全球能源結(jié)構(gòu)來看，非化石能源，包括可再生能源和核電，占全球一次能源22%，呈現(xiàn)快速穩(wěn)定增長的趨勢，在我國能源結(jié)構(gòu)當中已經(jīng)占到14.3%。
可再生能源資源基礎(chǔ)豐厚
2018年，在全球的一次能源結(jié)構(gòu)中，非化石能源(包括可再生能源和核能)占到了22%，非化石能源在我國能源結(jié)構(gòu)當中也已經(jīng)占到14.3%。非化石能源之所以能夠快速增長，是經(jīng)濟社會可持續(xù)發(fā)展的一種需求。
工程院在2007年開始做中國可再生能源發(fā)展戰(zhàn)略研究的時候，當時能源界有一個普遍的認識，非水可再生能源能源在當時仍微不足道，經(jīng)過研究以后認為，將來一定舉足輕重，現(xiàn)在已經(jīng)能夠明顯看出這一趨勢。
如何支撐非化石能源的增長?第一是自然資源稟賦，第二是技術(shù)能力的提高，第三是成本的下降。
我國可再生能源大約有多少?技術(shù)可開發(fā)的風能資源約為35億千瓦，技術(shù)開發(fā)的太陽能光伏資源為22億千瓦。截至2019年三季度，風能裝機1.98億千瓦，太陽能裝機1.9億億千瓦，風機和太陽能可開發(fā)量都不到十分之一，風能、太陽能的發(fā)展還有十多倍的空間。
除此之外，還有非常可觀的，水電、地熱、生物質(zhì)、海洋能、太陽能的熱利用以及固體廢棄物的資源化利用，把這些都考慮進去，我國可再生能源的資源量是足夠豐富的。可見，逐步發(fā)展可生能源，使其達到高比例是完全可能的。
可再生能源與化石能源不同，其特點是可再生的。太陽只要存在太陽能就仍可開發(fā)，開發(fā)量的大小又跟技術(shù)開發(fā)能力有關(guān)。比如風能資源，在70-80米的高空，和一百米以上高空的開發(fā)量是不一樣的，與開發(fā)能力息息相關(guān)，這一點和其他化石能源比不太一樣。
從經(jīng)濟性來看，可再生能源技術(shù)開發(fā)成本在下降，而且下降比較快。目前，光伏發(fā)電成本是8-10美分/kW·h，陸地風電的成本是6美分/kW·h，水電5美分/kW·h，地熱發(fā)電8美分/kW·h，生物質(zhì)發(fā)電6美分/kW·h，已經(jīng)進入化石燃料發(fā)電的成本區(qū)間。
就地發(fā)電與電力輸送的經(jīng)濟性比較，天津大學和華北電大各自獨立的研究得出的結(jié)論是：1千瓦時的電力，東部自發(fā)電的成本比西電東送的成本低。雖然分布式的個體量并不大，但星羅棋布，總量非常可觀。西電東送還是必要的，同時也要考慮到，東部開發(fā)可再生能源在經(jīng)濟上是可行的。
太陽能、風能是不穩(wěn)定的，具有間歇性的特征，必須跟儲能結(jié)合起來，而應(yīng)運而生的儲能也在快速發(fā)展，從物理儲能(抽水蓄能、壓縮空氣儲能)，到多種類型的電池所組成的化學儲能。獲益于材料科學的進步，化學儲能技術(shù)進步迅速而且成本持續(xù)下降。儲能不僅可以解決太陽能、風能間歇性的問題，而且能夠有力推動電動汽車及小區(qū)建設(shè)微網(wǎng)。
此外，值得強調(diào)的是，可再生能源資源的利用，是我國自己可以掌控的，風能、太陽能是在國土資源稟賦上的，我們的開發(fā)程度尚不到十分之一，它不依賴于國際地緣政治的變幻，不用考慮對外依存度。可再生能源在國家一次能源結(jié)構(gòu)中占比越多，能源體系的獨立性和安全性就越好。
分布式能源——“產(chǎn)消者”
長期以來行業(yè)習慣于集中式概念，比如“大電網(wǎng)”，但近些年分布式重要性日益受到人們的重視。為應(yīng)對氣候變化、保證能源安全，風電、光伏、地熱、生物質(zhì)、天然氣等均可進行分布式發(fā)展，構(gòu)建“天然氣+新能源”為主的發(fā)展模式也是可行的。
分布式能源是能源發(fā)展的重要方向，分布式能源的技術(shù)進步和應(yīng)用推廣將極大改變傳統(tǒng)的能源生產(chǎn)和消費方式、消費模式。這不僅是能源、電力的重大變化，而且有助于城鄉(xiāng)一體化能源轉(zhuǎn)型。建設(shè)低碳能源網(wǎng)絡(luò)，無論是農(nóng)村還是城市，都可以建立微網(wǎng)或者局域網(wǎng)，由集中式的大電網(wǎng)互動，也可以獨立運行。
分布式低碳能源網(wǎng)絡(luò)相應(yīng)推出一個概念，即能源的“產(chǎn)消者”。中國東部是中國能源的主要負荷區(qū)，東部、東南部主要是消費區(qū)，西邊、北邊是生產(chǎn)區(qū)。如果中東部這一經(jīng)濟高發(fā)達的地區(qū)，能夠把周圍的太陽能、風能、生物質(zhì)能等非化石能源開發(fā)出來，東部將不僅是能源的消費者，而且是能源的生產(chǎn)者，即“產(chǎn)消者”，不僅消耗能源，而且能夠生產(chǎn)能源。這一改變不僅是能源結(jié)構(gòu)本身的變化，也是空間格局的變革，對于企業(yè)以及戶用而言同樣適用。
產(chǎn)消者依托互聯(lián)網(wǎng)和現(xiàn)代信息通訊技術(shù)，把分布式電源、儲能、負荷等分散在電網(wǎng)各類資源聚合，進行協(xié)同化運行控制和市場交易，對電網(wǎng)提供輔助服務(wù)。如果我國有了高比例的產(chǎn)消者，中國能源局面將會發(fā)生革命性的變化。
重新認識資源稟賦
“十九大”目標指出，到2035年生態(tài)環(huán)境根本好轉(zhuǎn)，美麗中國目標基本實現(xiàn)。PM2.5應(yīng)顯著低于我國國家標準35微克/m3;此外還指出，2050年把我國建成富強民主文明和諧美麗的社會主義現(xiàn)代化強國，PM2.5達到國際標準10微克/m3。
根據(jù)巴黎協(xié)定的要求，溫室氣體排放絕對量，我國承諾到2030年碳排放達到峰值，并且逐步下降，2050年達到碳中和的目標。
這對我國能源結(jié)構(gòu)提出來了明確要求，2035非化石能源占比大于25%，可再生能源大于20%;2050年非化石大于50%，可再生能源達到40%。新增能源由可再生能源滿足，進一步由可再生能源替代化石能源的存量，實質(zhì)性改變能源結(jié)構(gòu)。2050年后和全球一道逐步完成由化石能源向非化石能源的過渡。
我國化石能源“富煤、缺油、少氣”的同時，擁有豐富的非化石能源資源，特別是可再生能源資源。逐步建成我國以非化石能源為主的低碳能源體系，其資源基礎(chǔ)是豐厚的，這一過程必然需要幾十年的功夫，但方向是需要肯定的。
非化石能源的發(fā)展，必然帶來很多分布式，這對于能源的產(chǎn)業(yè)形態(tài)也會有很大的改變。重新認識資源稟賦，不僅僅是資源的問題，而是對能源的變革有多方面、戰(zhàn)略性、方向性的影響。
由于能源資源稟賦認識的局限性，一些能源負荷很重的地區(qū)，長期以來認為“負荷重，資源缺”，卻沒有認識到身邊就有豐富的可再生能源資源可以開發(fā)，形成對外來電、外來煤的依賴。
重新認識國家能源資源稟賦，是正確認識本國國情的要素。對于確保國家長遠的能源安全，引導能源轉(zhuǎn)型具有方向性、戰(zhàn)略性的意義。
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