能源行业转型将朝“五个化”发展,主要体现在:
供给侧方面需实现电力零碳化与燃料零碳化
目前全球高达41%、中国高达51%的碳排放来自于电力行业,可见电力脱碳与零碳化是碳中和目标的关键。在向未来以新能源为主体的新型电力系统转型过程中,目前的“源随荷动”方式将转型为“源网荷储”深度互动的全新模式。新能源为主体的新型电力系统依赖于遍布全国分布式的光伏发电、风电、储能系统,需要大力发展虚拟电厂与智能微电网,使常规火力发电从目前积荷电力转变为调峰电力,实现电力脱碳与零碳化,这个过程还有大量的技术需要攻关,依赖于技术的进步。而实现燃料零碳化,可以通过可再生能源产出的零碳电力生产各种零碳燃料。如:可再生能源制氢,氮气和水合成氨制氢,二氧化碳和水、阳光合成燃料,这都是未来转型升级的方向。
需求侧需实现再电气化、高效化、智慧化
首先是电气化。全球的电气化水平或者电能占到终端能源消费的比重还并不高,大概不到20%,我们国家大概是25%~26%左右,下一步在电力脱碳、零碳基础上要大力提高全球,特别是我们国家自己的电气化水平,通过加速零碳电力的供应,来加快我们工业的电气化,建筑电气化、交通领域电气化。一方面是利用零碳电力,另一方面也要进一步提高能源利用效率,这也是未来能源转型非常重要的方向。其次,高效化。节能减碳是碳达峰、碳中和进程中最基础性的工作。我国GDP能耗比全球平均水平要高上50%,大概是英国和日本的3倍左右,所以这一块空间很大,要进一步推进工业、建筑、交通、公共领域的节能减碳。第三,能源智慧化。就是要实现能源流和信息流高度的融合,使电源、电网、负荷和储能进行深度协同,这里面目标有二:其一是提高能源的利用效率,其二最大限度就地消纳可再生能源。
CCUS是目前实现大规模化石能源零碳排放利用的关键
未来碳中和社会的能源一定是围绕着零碳电力来展开的,要尽最大努力提高非碳基电力发展速度和供给能力,构建新能源为主体的新型电力系统。中国可再生能源开发利用规模已经稳居世界第一,预测2030年、2050年风电和光电将发展非常快速。
面向碳中和的未来,化石能源尤其是煤炭将转变为一种保障性能源,其中CCUS是目前实现大规模化石能源零碳排放利用的关键技术,而且目前也是一个不可或缺的技术。未来结合CCUS的火电将会推动整个化石能源电力零碳排放,提供保障性电力和电网灵活性。未来将构成以新能源为主体、“化石能源+CCUS”、核能为保障的清洁零碳、安全高效能源体系。
有关能源行业转型所面临挑战的几点思考
中国能源行业转型面临诸多挑战,首先,中国要在40年内实现"30/60目标",时间紧、任务重。其次,面对碳中和与能源转型,中国从企业认同、技术储备、市场机制、法律法规等和欧美等发达国家相比还明显滞后,方面亟待完善。
面对这些挑战,须认清三点。
一、面向碳中和的能源转型,不是“赛道超车”而是“换赛道”。需要重新定义人类社会的资源利用方式,将从基于自然禀赋的能源开发利用,也就是利用煤炭资源就可以做地缘政治、地缘经济,要走向基于技术创新新能源的开发利用。能够把风和太阳光最大的利用效率转化成人类的能源,就能够充分利用好能源,所以这是一种挑战,更是一种机遇。
二、面向碳中和的能源转型,其核心是由一系列颠覆性、变革性能源技术作为战略支撑,形成的全新能源大系统。未来谁能够在零碳技术创新占据领先,谁就是新赛道上的领跑者,引领下一轮产业革命。
三、面向碳中和的能源转型,绝不仅仅是一个能源问题、环境问题,而是一个全局性、系统性的问题;不是一蹴而就的,而是要循序渐进,先立后破。所以能源转型路径研究除了需要基于技术以外,还有管理、政策法规、市场机制多个层面来进行科学设计与决策。