黃震：碳中和目標下能源轉型的五大趨勢

 

　　2014年6月13日，在中央財經領導小組第六次會議上，習近平總書記提出了能源的四個革命，指出“能源安全是關系國家經濟社會發(fā)展的全局性、戰(zhàn)略性問題，對國家繁榮發(fā)展、人民生活改善、社會長治久安至關重要”。能源的轉型問題首先要關注整個人類能源的利用歷史。歷史上每一次能源轉型都是人類文明發(fā)展和進步的重要驅動力。從草木時代走向自然動力，用水車、牛來耕地，從自然動力再到煤炭為主，到現(xiàn)在以油氣為主的時代，我們可以看到能源的轉型過程推動了人類從舊石器時代到農業(yè)時代、到工業(yè)時代，也產生了農耕文明、工業(yè)文明，包括第一次工業(yè)革命、第二次工業(yè)革命、第三次工業(yè)革命。關于未來能源轉型，實際上大家已經有了一個共識，那就是未來要走向以新能源為主體的時代，即零碳時代，要實現(xiàn)零碳和碳中和。隨著科學技術的快速發(fā)展，包括新能源技術、新材料、人工智能、大數(shù)據(jù)等等的發(fā)展，人類正在逐步走向生態(tài)文明的時代，由此我們認為會引發(fā)第四次工業(yè)革命，第一次工業(yè)革命造就了大英帝國，第二、第三次造就了美國讓其稱霸世界，將來我們要走向零碳時代，而且會引發(fā)第四次工業(yè)革命，這將對中國、中華民族帶來什么機遇值得我們深思。

 

　　面向“雙碳”特別是碳中和，可以說我們正面臨著又一次新的能源轉型，這樣的能源轉型我把它歸納為五個大的發(fā)展趨勢：

 

　　第一，新能源從補充能源走向新主體能源。目前我國主要還是以化石能源為主，現(xiàn)在人類發(fā)電用的最大的形式是百萬機組的大發(fā)電，未來新能源會走向歷史的舞臺、變化主體的舞臺，實現(xiàn)脫碳的過程，未來會變化可再生能源，雖然可再生能源的波動性、隨機性、間歇性比較強，我國要走向主體能源除了建更多的光伏和風電廠之外，非常重要的是要重構能源體系，要建以新能源為主體的新型電力系統(tǒng)。首先，要大力發(fā)展可再生能源發(fā)電。這方面我國非常有底氣，我國可再生能源發(fā)展規(guī)模一直穩(wěn)居世界第一，去年可再生能源發(fā)電量占全社會用電量的30%，而且有非常好的科技和裝備業(yè)的優(yōu)勢，現(xiàn)在全球排名前十的光伏發(fā)電組件的企業(yè)有八家在中國。其次，要降低新能源成本。實際上可再生能源，特別是光伏和風能這些年發(fā)電成本下降非常大，在2021年國家電投報出了一個最低的上網價格——目前國內光伏電廠最低價是0.118元，以前光伏界有一個目標，希望盡早進入一美分的時代，現(xiàn)在看起來也是值得期待的，為時不遠。再次，要構建新型電力系統(tǒng)。從源、網、儲、荷生動協(xié)同的未來技術發(fā)展方向來構建新型電力系統(tǒng)。光伏發(fā)電有波動性和隨機性，要對光、風進行精確的預測使它成為主體性的發(fā)電系統(tǒng)；同時由于它的間歇性和波動性，儲能就變得很重要，不僅要中長期儲能，還要長期的儲能和能源轉換，在用戶處要建更多的可終端負荷和虛擬電廠，從網端來說需要更多的智能電網，同時要進一步發(fā)展電力交易市場和進行電力體制的改革。因此，使電力成為新能源主體是未來的發(fā)展方向，未來應該從現(xiàn)在的集中大發(fā)電的百萬機組的特高壓電網進一步發(fā)展到微電網分布式的發(fā)電系統(tǒng)，當然集中式還是必須要有的，但是更多的是需要分布式的能源系統(tǒng)。另外發(fā)展趨勢是會從原來生產和消費者相對獨立，以前能源生產和消費是各自獨立的，而未來是變化一個產銷者的概念，既是能源的生產者又是消費者，更多的是從原來的源隨荷動進一步發(fā)展到源網儲荷深度互動。

 

　　第二，化石能源從主體能源走向保障性能源。未來會有大量的可再生能源，形成更多的零碳電力，不僅是風電、光伏、水源，實際上除了可再生能源以外燃煤發(fā)電、天然氣發(fā)電也應該要走向零碳化。未來我們可以看到，比如說化石能源發(fā)電，包括燃煤發(fā)電和風電加上CCUS等技術會成為一種標配，由此實現(xiàn)大規(guī)模化石能源發(fā)電的零碳排放。但是化石能源依然非常重要，因為它可以補償獲得平衡可再生能源發(fā)電的波動性，具備靈活調整氣電、煤電的能力，是提高電網靈活性的重要手段，是保障性能源和保障性電力。將來新能源發(fā)電將作為主體能源，而化石能源將會從主體能源逐漸走向保障性能源，為保障能源供給，發(fā)揮重要作用。

 

　　第三，儲能將成為零碳電力不可或缺的技術組合。通過可再生能源獲得大量的零碳電力，但是零碳電力又有一定的波動性、隨機性，因此未來儲能變成了一個非常重要的技術組合。目前講到儲能，大家想到最多的是抽水蓄能，由于地理位置限制不是所有地方都能建，跟水庫資源、水利資源是相對的。實際上講到儲能就會講到鋰電池儲能等等，是電化學儲能的一種，但是對我們未來的發(fā)展，非常重要的一種儲能就是化學儲能，即可再生燃料的概念，儲能除了電化儲能以外，未來化學儲能、燃料儲能也是非常重要的，主要是利用這些儲能能夠轉化，克服風、光資源的波動性大的缺陷。關于化學儲能，目前我國出臺了氫能、燃料電池的產業(yè)政策，也在發(fā)展氫能經濟，氫作為化學儲能的一個方面，最重要的價值所在是儲能，它可以把可再生能源發(fā)的電存儲為電能。除了生產氫以外，由于氫的外在條件極低溫或者高壓，在輸運、儲放、安全性方面需要突破。近幾年，氨和二氧化碳制作合成的燃料受到關注，這些都是現(xiàn)在化學儲能用可再生綠電來做儲能的非常重要的方式，有了這些燃料我們可以驅動用到車、船、航空器上，變成儲能的重要形式，特別是對于未來電氣化行業(yè)的去碳化會發(fā)生重要的作用，所以我認為第三個發(fā)展趨勢就是儲能包括化學儲能會和零碳電力合在一起變成不可或缺的技術組合。關于化學儲能目前有一種源、網、荷、儲的強關聯(lián)，未來如果可以把燃料作為儲能的重要形式，就改變了源儲和離線可再生能源利用的全新形式，這種可再生燃料也包括了氫、氨和合成染料，可以就地消納富裕的綠電，可以把它做成合成燃料，大大提高消納水平，而且便于運輸和分享。

 

　　第四，電力逐漸走向零碳化。零碳的電力非常重要，有了大量的零碳電力以后，再電氣化就成為碳中和的極為重要的路徑。第二次工業(yè)革命、第三次工業(yè)革命中人類發(fā)明了電燈、電話、電動機、發(fā)動機等等，當時說第二次工業(yè)革命人類進入了電氣化時代，但是從數(shù)據(jù)來看，目前從終端能源消費的水平來說電氣化的水平不高，全球19%，我國是25%—26%之間，將來我們逐漸能走向電力脫碳以后，再電氣化就成為了碳中和的極為重要的路徑，前提是零碳電力的再電氣化，因此預計到2050年全球電氣化水平會提高到50%—70%。根據(jù)IEA的結果，2060年1/4的減碳主要是在電氣化的貢獻，未來一個非常大的趨勢就是進一步加大對電力供應、建筑交通再電氣化，提高能源效率。

 

　　第五，從基于自然稟賦的開發(fā)利用進一步走向基于技術創(chuàng)新的新能源開發(fā)。能源開發(fā)基于化石能源的開發(fā)和利用，而這些資源全球總量占前5位的國家占全球煤炭資源總量的75%，這些資源是全球少數(shù)國家所富有的，而未來會走向基于技術創(chuàng)新的新能源開發(fā)利用，因為所有的國家和地區(qū)雖然資源利用量有所不同，但是大家都有風、都有光，利用技術進步把太陽能、光和風轉換成新能源的電力是未來的重要發(fā)展方向，即從基于自然稟賦的資源開發(fā)走向基于技術創(chuàng)新的新能源的開發(fā)利用。

 

　　未來我們會構建一個發(fā)展趨勢就是零碳能源體系，它是以高比例可再生能源為主體，化學能源、核能為保障能源，構成以綠電為基礎的高效、清潔、安全的能源體系。我有一個愿景，太陽每天可以為我們提供無窮無盡的能源，過去的世界是依賴于上億年以前的陽光照耀的產物就是化石能源，我們想今后的世界每天的陽光都會為我們提供取之不盡、用之不竭的熱、電、可再生能源，通過技術的進步，通過光伏、風電把它轉化成電能，來提供熱、電和可再生的燃料。

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