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新能源占主導是能源轉型的主要標志

  • 來源: 總經理工作部
  • 作者:
  • 發布時間: 2018-10-30

高智溥、臧寧寧、李振、黨群、馬雨薇

發表在2018年第10期《中國電力企業管理》“名家”專欄

能源轉型主要體現在主導能源的轉換或更替、能源結構發生根本性轉變,本次能源轉型主要是化石能源轉向新能源,水電和核能以及風能和太陽能為代表的可再生能源成為階段性標志能源。為推進我國能源轉型,2014年6月,習近平總書記從國家發展和安全的戰略高度,提出推動“四個革命、一個合作”的重大戰略思想。2017年,黨的十九大提出“兩步走”新戰略,強調到2035年確保生態環境根本好轉,美麗中國目標基本實現,并要求推進能源生產和消費革命,構建綠色低碳、安全高效的能源體系,為我國能源發展改革指明了戰略方向。

一、能源革命的目的在于推進我國能源轉型

本次能源轉型主要受能源安全、環境污染、氣候變化等問題驅動。進入21世紀以來,全球經濟面臨能源安全、環境污染、氣候變化等三大問題挑戰,以發展可再生能源、減少傳統化石能源、降低碳排放量為主要目標的能源轉型,成為全球能源發展主要趨勢,截止2017年底,全球超過150個國家制定了國家層面可再生能源發展目標和能源效率提升目標。目前我國經濟發展面臨能源粗放式開發利用導致環境污染問題嚴重、能源系統效率總體偏低導致碳排放水平較高、石油與天然氣對外依存度過高影響能源安全等突出問題,亟需通過能源轉型實現系統性解決。

我國能源革命的目的在于推進和實現我國能源轉型。十八大以來,我國經濟能耗水平有了長足改善,但受經濟結構等因素影響,我國能耗水平仍明顯高于世界平均水平,GDP單位能耗是美國等發達國家的2~3倍,2017年我國GDP占世界經濟比重約為15.2%,但能源消費占世界能源消費比重為23.2%。目前我國經濟已由高速增長階段轉向高質量發展階段,推進經濟發展質量變革、效率變革和動力變革,需要進一步調整和優化經濟結構,推動能源供給端和消費端能源結構轉型,并在能源技術創新、市場化體制機制上有所突破,為能源轉型提供堅實的技術和制度保障。

 

 圖 1. 2017年全球主要國家單位GDP能耗水平(噸油當量/萬美元)

注:根據BP世界能源統計年鑒以及各國GDP數據計算得出

 

圖 2. 2000年-2017年我國GDP及能源消耗占全球比重變化情況(%)

注:根據BP世界能源統計年鑒計算得出

 二、新能源占主導是我國能源轉型的主要標志

本次能源轉型的主要標志是新能源在能源結構中占主導。新能源的主導地位主要體現在兩個方面:一是在數量上,新能源在一次能源消費結構中的占比超過煤炭、石油和天然氣,成為單一最大能源來源;二是在地位上,新能源處于新型能源系統的核心位置,在能源生產和消費中處于優先地位,化石能源作為新能源的有效補充,處于從屬地位。實現新能源在能源結構中的主導地位需要具備“三個前提條件”:

(一)新能源的裝機和發電量必須達到一定的規模

全球主要國家雖然在能源轉型的路徑存在差異,但在提高新能源的比重上具有共識。歐盟計劃到2020年可再生能源占能源消費總量比重達到20%,2050年達到50%。預計2040年,全球能源將形成煤炭、石油、天然氣、新能源四分天下的格局。我國《能源生產和消費革命戰略(2016-2030)》明確提出:2020年、2030年、2050年我國非化石能源在能源消費總量中的占比分別達到15%、20%和50%以上。基于風光等可再生能源發電是非化石能源增長的主要方式,為實現上述目標,2030年、2035年、2050年我國非化石能源發電裝機占比將分別達到 57.82%、65.11%和84.23%,年發電量占比將分別達到49.23%、55.72%和78.16%,2050年風光等非水可再生能源電力裝機占比、年發電占比將分別達到71.75%和53.35%。

(二)新能源具有市場競爭力,實現“同網、同質、同價”

受裝備水平提升和規模化發展驅動,我國風電開發利用成本在過去五年下降了約30%,光伏組件價格差不多每五年下降一半,風電、光伏發電的經濟性和競爭力不斷提高,目前青海光伏領跑者項目最低中標價格已低至0.31元/千瓦時,但新能源還需要進一步降低成本、提高市場競爭力。一是通過技術進步提升效率,主要體現可再生能源技術和信息技術發展上,如:陸上風電風機葉片長度從116米提高到160米,年發電量將增加一倍,度電成本將下降30%;通過信息化技術實現風電場智能化運行,整體出力可增加11%;二是進一步降低非技術成本,目前我國光伏電站建設的土地、并網等非技術成本已占到項目總投資成本的20%以上,比重過高。2017年國家發改委出臺《關于全面深化價格機制改革的意見》,明確提出實施風電、光伏等新能源標桿上網電價退坡機制,2020年實現風電與燃煤發電上網電價相當、光伏上網電價與電網銷售電價相當,從風光電發展趨勢看,該進程有望進一步加快。

(三)新能源發展的配套體制機制需落實到位

2017年底中國累計風電裝機1.64億千瓦,光伏裝機1.3億千瓦,均穩居全球第一,當前中國可再生能源形成以風電、光伏為重點,兼顧地熱、潮汐、生物質等多種形式,陸上和海上并重,集中式和分布式相結合的開發格局,但目前體制機制是制約新能源進一步發展的關鍵因素,并網上網困難、棄風棄光等問題仍比較突出,亟需通過能源體制革命打通“最后一公里”,為新能源發展提供良好的內外部環境。

三、實現我國能源轉型的前提條件

我國能源革命的目的在于推進我國能源轉型,能源轉型是一個長期漸進、不斷改善的過程,是一個由量變到質變的過程,是一個綜合性概念、系統性工程,需要落實其實現條件:

(一)能源轉型的基礎是推動我國能源消費結構轉型,落實能源消費革命

我國能源轉型的關鍵在于能源消費結構轉型,用能端結構調整比供給端結構調整更加重要和迫切。一是調整能源消費結構的根本在于轉方式、調結構,推動產業轉型升級。產業結構決定能源結構,能源結構影響產業結構,貫徹新發展理念,建設現代化經濟體系,需要以產業結構調整促進能源消費結構優化,以能源消費結構調整推動產業轉型升級,將高耗能產業在國民經濟中的比重降下來,將單位GDP能耗水平降下來,提高經濟發展質量;二是調整能源消費結構有效手段是開源、節流,落實全民節能。黨的十八大以來,我國單位GDP能耗累計下降了14.6%,但我國仍是世界上最大的能源生產國和消費國,也是世界主要的能源進口國,石油對外依存度接近70%,天然氣對外依存度接近40%,影響我國能源安全,需要進一步落實全民節能,充分挖掘工業、建筑、交通等重點領域節能降耗潛力,抑制不合理能源消費;三是實施能源梯級利用,實現能源高效利用。實現消費端的能源梯級利用意義重大,分布式、區域供能是終端能源梯級利用的重要方式,要因地制宜推廣區域綜合供能、分布式再生能源發電、地熱能供暖制冷等供能模式,推進能源綜合梯級利用改造,加強熱、電、冷、氣等能源生產耦合集成和互補利用。通過重塑能源消費體系,中國完全有可能以技術可行、經濟合理、社會可接受的方式實現到2050年經濟6倍增長,但一次能源需求量和2010年基本持平。

(二)能源轉型的關鍵是構建新型電力系統、發展現代能源服務,落實能源供給革命

實現能源供給結構轉型需要做好以下六方面工作:一是構建新型電力系統。新能源占主導是本次能源轉型的主要標志,未來新增能源需求主要通過發展新能源來滿足,而發電是新能源最主要的使用方式,能源供給結構調整的基礎是構建適應可再生能源大規模發展的新型電力系統;二是實現新能源、可再生能源的智能化發展。大力推進光伏、光熱、風能、儲能、地熱、可控核聚變等新能源發展,創新新能源智能化管控模式,不斷提高可再生能源消納比重,突出新能源的主體地位;三是實現煤電高效清潔利用。考慮到我國國情,煤炭的高效清潔利用是能源轉型的重要環節,但不是能源轉型的最終目;四是推進分布式、多能互補、智能微網等創新業務模式發展。新型電力系統明顯特征就是去中心化、傳統集中式電站與分布式電源相結合、長距離主干網輸送與區域就地消納相平衡,未來新能源、分布式、多能互補應該是一個完整的概念,需通過分布式、新能源、多能互補等的發展實現有功的就地平衡,無法就地平衡再考慮遠距離統籌優化;五是推進工業化與信息化的深度融合,推進互聯網+智慧能源建設。互聯網+智慧能源既是技術手段,也是管理手段,需實現能源流、信息流、價值流的雙向交互,推進大數據、云計算、人工智能等先進技術的應用,打造新型能源運營商業模式和服務業態;六是打造現代能源服務。在新型能源電力系統中,能源生產和能源消費并不是孤立的,而是相互聯系的,其聯系的紐帶就是現代能源服務,以終端客戶為中心,創新能源服務模式,滿足用戶多層次、個性化的用能需求。

(三)能源技術革命在推動我國能源轉型中起決定性作用

能源技術革命在實現能源安全和可持續發展、促進能源轉型中發揮關鍵作用。目前能源行業正經歷繼蒸汽、電氣和自動化革命之后的第四次工業革命,數字化和能源系統的深度融合將改變能源業態,需要站在未來發展的高度推進能源技術創新應用:一是推進傳統化石能源技術進步,提高煤炭、石油、天然氣等傳統化石能源的清潔高效利用水平;二是推進新能源技術進步,進一步提高光伏、光熱、風能、可控核聚變、地熱、氫能、儲能等新能源技術的效率,降低用能成本,提高市場競爭力水平;三是推進信息通信技術在能源行業的應用,傳感器、超級計算、自動化、人工智能等數字化技術對現有能源市場、商業模式帶來顛覆性影響,要打造智慧電廠,推進能源系統與互聯網技術深度融合;四是推進多能互補、智能微網、智能化新能源等創新用能技術應用。

(四)能源體制革命是推動我國能源轉型的重要保障

需通過能源體制革命打通能源鏈條最后一公里,還原能源商品屬性,重構能源機構,重構能源格局,重構能源業態,重構能源市場,建立與新能源規模化發展相匹配的外部環境,完善電力市場化交易機制,完善風光等資源市場化配置,完善可再生能源配額制、綠證等政策工具,建立可再生能源市場化消納機制,為工業化與信息化的深度融合、打造互聯網+智慧能源提供制度保障,積極推動分布式能源、多能互補、互聯網+智慧能源、新能源微電網等創新業務模式的發展。

四、主要觀點和結論

能源轉型是一個長期漸進、不斷改善的過程,是一個由量變到質變的過程,是一個綜合性概念、系統性工程,我國能源革命的目的就是推進和實現我國能源轉型。

本次能源轉型主要受能源安全、環境污染、氣候變化等問題驅動,主要目標在于推進化石能源轉向可再生能源、推進新能源在能源結構中占主導。

我國能源轉型成功的標志是新能源在能源結構中占主導,但需要三個前提條件,即:新能源的裝機和發電量必須達到一定的規模,新能源必須具有市場競爭力,實現“同網、同質、同價”;新能源發展的配套體制機制需落實到位。

能源轉型的基礎是推動我國能源消費結構轉型,落實能源消費革命,其根本在于轉方式、調結構,推動產業轉型升級;其有效手段是開源、節流,落實全民節能,實施能源梯級利用,實現能源高效利用。

能源轉型的關鍵是構建新型電力系統,發展現代能源服務,推動能源供給革命,主要集中在六個方面:一是構建新型電力系統;二是實現新能源、可再生能源的智能化發展;三是實現煤電高效清潔利用;四是推進分布式、多能互補、智能微網等創新業務模式發展;五是推進工業化與信息化的深度融合,推進互聯網+智慧能源建設;六是打造現代能源服務。

能源技術革命推進技術創新、產業創新和商業模式創新,在推動我國能源轉型中起決定性作用,能源體制革命打通能源鏈條最后一公里,還原能源商品屬性,是推動我國能源轉型的重要保障。


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