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中国电力科学研究院李志宏:实现双碳目标要做这四方面工作

2021.12.29 来自:互联快报网

中共中央、国务院印发《关于完整准确全面贯彻新发展理念做好碳达峰碳中和工作的意见》,对碳达峰碳中和工作进行了系统性、全局性部署,提出“以能源绿色低碳发展为关键”,明确了碳达峰、碳中和目标下能源领域转型发展的总体方向和重点任务。日前,国务院印发《2030年前碳达峰行动方案》,明确将“能源绿色低碳转型行动”作为“碳达峰十大行动”之一。作为世界第一大排放国,中国通过宣布碳中和目标,主动承担起国际责任,既是一个负责任大国担当的表现,也是我国实现高质量绿色发展的内在要求。碳中和目标的实现,需要我们对经济社会各行业各部门实施更进一步的减排政策,电力行业总排放量巨大,是目标实现的关键。在此背景下,中国电力行业低碳转型发展现状是怎么样的呢?未来又会面临怎样的发展走向呢?


基于此,记者专访了中国电力科学研究院的电力行业技术专家李志宏,请他分析了我国电力行业低碳转型发展现状及面临的挑战,并就未来电力行业发展走向给出自己的见解。


目前中国电力行业低碳转型发展现状是怎样的呢?对于这个问题,李志宏提到中国拥有世界最大的电力供应系统,2019年底,我国总装机容量为19亿千瓦,总发电量约7万亿千瓦时,预计2060年总发电量将突破20万亿千瓦时。一方面,电力行业碳排放总量快速增长,中国发电相关的碳排放量在2000年至2017年间增长了两倍,其中,钢铁、化工和铝等能源密集型产业一直是电力需求快速增长的主要推动力,随着经济转型和向服务型产业的持续转变,服务业、居民消费以及潜在的交通用电消费在未来将更加突出。另一方面,中国燃煤发电系统的碳排放强度仍居高不下,为每千瓦时610克CO2,而美国则为每千瓦时410克CO2,欧盟为每千瓦时270克CO2。中国一次能源消费中最主要的是煤炭,其碳排放约占全国总排放的80%,其中煤电又占了煤炭消费的50%左右。2019年中国全社会排放总量的43%由电力行业贡献,为42.27亿吨。在IPCC1.5℃目标及我国承诺2030年实现碳达峰、2060年实现碳中和的背景下,电力行业的减排潜力巨大,其低碳转型发展对于中国实现碳中和战略目标至关重要。


电力行业实现碳中和目标面临哪些挑战?李志宏认为,碳中和目标的实现,是一个复杂的、涉及经济社会各部门联动的长期系统性问题。作为能源系统最大的碳排放部门,电力行业的减排动力和压力并存。我国电力行业经过几十年的发展,现有的发电技术条件、电网设施条件、配套产业条件等世界领先,是实现碳中和的基础保障和重要动力。但也要清楚地认识到,由于电力行业自身的客观条件和发展特点,未来实现碳中和目标还面临以下挑战:


1.煤电的“碳锁定”效应影响减排进程


近些年为了满足经济高速发展的需求,中国电力消费长期处在增长通道中,主要依靠新建大量火电机组来满足需求的增加。2020年中国新投运燃煤电厂3840万千瓦,占全球总量的76%,总装机高达10.4亿千瓦,约占全球煤电总装机的50%。中国煤电机组的平均运行年龄仅为12年,显著低于欧美国家平均运行40年的水平。大量的煤电设施如果提前加速淘汰,一方面会严重影响现有电力系统安全稳定运行,另一方面也是对固定资产投资的严重浪费,产生巨大的经济成本。同时,煤电相关行业的从业人数接近400万人,相关的决策也关联着关键的经济和就业问题。但如果不对煤电进行提前淘汰,电力行业现有的大量煤电装机至少还有15~20年的运行寿命,其未来锁定的碳排放总量,会严重影响碳达峰和碳中和目标的实现。针对煤电带来的经济支持作用和“碳锁定”影响,如何正确看待其辩证关系,是我们在电力行业低碳转型过程中面临的首要问题。


2.现有的技术和设备条件限制,制约大规模可再生能源发展


随着技术的不断进步,可再生能源发电成本持续下降,研究显示,2021年中国的光伏发电成本将低于燃煤发电成本,陆上风电也将很快达到这一水平。但成本的降低并不能直接推动高比例可再生能源发电的充分利用,我国近几年出现了严重的“弃风弃光弃水”现象,2018年全年的“三弃”电量超过同时期三峡电站的总发电量。虽然通过相关的政策引导,到2020年我国的可再生能源利用率大幅提高,但每年仍有近几百亿度的电力损失。问题的根源在于可再生能源发电受自然资源禀赋的影响,具有不可控和随机波动性,而电力供需的最大特点就是必须保证供需的瞬时平衡性,以现有的电力设施和技术条件,很难在短时间内解决两者之间的矛盾。分布式储能技术将会是未来发展的重点,但相关的电化学储能、压缩空气储能等技术研究目前处于起步阶段,未来大规模商业化应用具有不确定性。电网设施的扩容升级、储能技术的应用推广等都无法在短时间内实现,技术方向也存在不确定性,使现有能源、电力系统还难以承受无任何约束的新能源大规模发展,严重制约未来大规模可再生能源的发展。


3.现有的电力市场体系不适应大规模可再生能源发展需要


近几年出现的“弃风弃光”现象,虽然直接原因是可再生能源发电的波动性、间歇性特点与电力传输容量不足等,但更深层次原因则是我国现行的电力市场运行体系限制了大规模可再生能源并网发电。可再生能源发电与电网之间缺乏有效的协调机制,现有的电力调度机制仍由政府部门指导确定,限制了大规模可再生能源发电并网。


中国电力行业要实现碳达峰及碳中和应该怎么做呢?李志宏认为,电力行业碳达峰碳中和的重点是降低石化能源发电比例,构建多元化清洁能源供应体系。需要做以下工作:


第一,大力发展清洁能源,持续提高非石化能源发电比例


最大限度开发利用风电、太阳能发电等新能源,坚持集中开发与分布式并举,积极推动海上风电开发;大力发展水电,加快推进西南水电开发;安全高效推进沿海核电建设。力争2030年非石化能源占比超过25%,2040年占比超过50%。


第二,科学设定煤电达峰目标,加快煤电灵活性改造


首先,优化煤电功能定位,煤电充分发挥保供作用,更多承担系统调节功能,由电量供应主体向电力供应主体转变,提升电力系统应急备用和调峰能力;其次,限制现有燃煤电厂产能,识别并快速关停燃煤电厂中部分老旧、高污染且低效率的电厂;


最后是停止新建未应用CCUS技术的燃煤电厂,目前中国还有约1亿千瓦在建新煤电项目和0.5亿千瓦的获批煤电项目,因此有必要对新建电厂项目采取强制措施,必须采用CCUS技术,对于不采用CCUS技术的电厂坚决停止审批。


第三,打造清洁能源优化配置平台,推动电网向能源互联网升级


首先,加快构建坚强智能电网,推进各级电网协调发展,支持新能源优先就地就近并网消纳;其次加大跨区输送清洁能源力度,持续提升已建输电通道利用效率;另外是保障清洁能源及时同步并网,开辟风电、太阳能发电等新能源配套电网工程建设“绿色通道”,确保电网电源同步投产,最后是支持分布式电源和微电网发展,加强配电网互联互通和智能控制,满足分布式清洁能源并网和多元负荷用电需要。


第四,加快电力能源技术创新


首先,研发并全面掌握特高压核心技术和全套设备制造能力,实现清洁能源大规模、远距离输送;其次,提高新能源发电机组涉网性能,加快光热发电技术推广应用;另外是推进大容量高电压风电机组、光伏逆变器创新突破,加快大容量、高密度、高安全、低成本储能装置研制;最后是推动氢能利用,碳捕集、利用和封存等技术研发,加快C02资源再利用。




相关线下活动:


第十二届光热发电中国聚焦大会2022(2022年4月21-22日,中国北京)

第五届光热发电中东北非大会2022(时间待定,阿联酋迪拜)


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