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杜祥琬:可再生能源的可持续性,也是资源的可再生性 2023-09-17 13:53:50

摘要:能源新闻网讯,昨天上午,2023全球能源转型高层论坛在昌平区未来科学城开幕。论坛期间,还将举行主论坛、九大专题分论坛、签约和揭牌仪式等活动。

能源新闻网讯,昨天上午,以“能源安全 绿色转型”为主题的2023全球能源转型高层论坛在昌平区未来科学城开幕。
 

开幕式后,与会领导来到华为、国家能源集团、隆基等展区,参观了论坛举办的科技成果展览展示。论坛期间,还将举行主论坛、九大专题分论坛、签约和揭牌仪式等活动。
 

下面是九大专题分论坛之能源“可能三角”实现路径论坛活动中中国工程院原副院长、中国工程院院士杜祥琬先生的发言:

 

在党的二十大报告里,总书记说到“立足我国能源资源禀赋,坚持先立后破”,这句话很重要,说明我们的能源资源禀赋里面有可立的,先立后破。

 

首先,我们说一下如何来认识我国的能源资源禀赋。我们要准确理解我国的能源资源禀赋,这样才能够为我们能源转型奠定准确的基础性认知。说到我们国家的能源资源禀赋常常听到六个字“缺油、少气、富煤”这个认识并不错,但是现在这样的认识已经跟不上发展了。应该认识到经济社会可持续发展的需求,“双碳”目标的实现,在牵引着可再生能源快速的增长。同时我们国家自然资源技术能力发展和它们成本的下降,也在支撑着可再生能源快速增长,使它从微不足道到了目前举足轻重,将来还会走向担当大任。

 

值得指出的是,可再生能源它的可持续性,也就是资源的可再生性,它是伴随着太阳的存在而自然存在的,像风能、太阳能这样,而它的量值大小和技术开发能力有关。比如风能大家就很容易理解。

 

目前拿2022年的数据来说,我们的水、风、光、生物质发电的装机规模都是世界第一,全国的可再生能源装机已经达到了12亿千瓦,占全国发电装机总量的47%。而可再生能源的发电量已经到了2.7万亿千瓦时,占全社会用电量的31.6%,可见可再生能源的发电已经占了非常重要的位置。所以丰富的可再生能源是我们国家能源资源禀赋的重要组成部分,我们已经开发的可再生能源不到技术可开发资源量的十分之一,所以我们讲能源低碳转型,它的资源基础是丰厚的,有这个基础我们才能够把能源低碳转型作为国家战略。

 

而太阳能、风能这类可再生能源本身是可再生的,但是要让太阳能、风能发电好用,而这个发电就需要装备,比如说太阳能电池、风机,而这些装备本身需要一些材料。譬如除了基本材料之外,还有一些矿物质,而这些材料是不可再生的。所以要风电、光电可持续地被利用,要做好对这些材料矿物质的回收和循环利用,或者在材料方面发明创新,换一些材料。

 

由于对能源资源禀赋认识的局限性,一些能源负荷很重的地区长期以来认为自己负荷重——电力能源负荷很重,但是资源很缺。这些地区就没有看到自己身边的太阳也是能源,没有认识到自己身边有丰富的可再生能源资源可以开发,就形成了对外来煤、外来电的依赖。这是一个影响能源政策和能源战略的实际问题,所以对能源资源禀赋的认识问题,是影响能源政策和能源战略的实际问题。

 

能源转型和能源安全是并行不悖的,因为能源转型是先立后破。而且可再生能源越多,我们自己可以掌控的能源就越多,因为可再生能源是可以自己掌控的,不依赖国际地缘政治变换的影响,有利于能源体系的独立性和安全性,所以越转型越安全,它们两个是不矛盾的,并行不悖。

 

正确、准确地认识能源资源禀赋是正确认识本国国情的要素,是影响我国能源政策、能源战略的关键点,对于确保国家长远的能源安全,引导能源转型具有方向性、战略性的意义。对于能源资源禀赋要有一个全面的认识。

 

化石能源由于它的经济性、便利性、稳定性,从它一开始被发现就迅速成为人类能源的主角,推动了城市化,并且使人类由农耕文明进入了工业文明。所以我们首先要肯定化石能源的巨大功劳,200多年来工业化的进程带来了巨大的社会进步,但是人们也逐步认识到化石能源大量使用带来的环境问题和气候变化问题。二氧化碳是化石能源燃烧所出现的,二氧化碳这些分子辐射物理特性的认识是现在气候变化的核心,由于二氧化碳的温室效应,这就提出了气候变化的理论,提出了低碳经济学的概念,这是本世纪初提出的概念。也就导致了比较定量的全球意义上的碳中和概念,也就导致了应对气候变化的《巴黎协定》的达成,所以碳中和、《巴黎协定》都是直接来自于对气候变化的认识。

 

下面我们说一说相对于油气,我们煤炭储量较为丰富。在一次能源结构当中,现在煤炭是第一贡献者。但是我们对于富煤要有一个清醒的认识,中国是相对富煤,也就是说对比全球,我国的人均煤炭储量是世界平均值的67%。中国的煤炭技术可开发资源量是1710亿吨,大约储采比是四十年。所以煤炭是富含碳元素的宝贵资源,是长期的财富,但它不可再生,所以当代人首先要用好煤,同时也要为未来早做准备。

 

我们说说煤炭的用途。煤炭有多方面的用途,首先是发电。在世界燃煤发电厂当中,能效最高的燃煤电厂在中国。十几年前我们发一个千瓦时的电要消耗400克标准煤,但是现在已经进步到平均大概是300克标准煤就可以发一度电,而最高效的电厂可以降到248克标准煤就能够发一度电。如果全国的煤电厂都到这个水平,用于发电的煤炭消耗量就可以减少10%以上,所以我们说煤炭是工程,减煤是进步,这二者要同时说。

 

各种化石能源,除了煤之外还有油和气,它们都是碳和氢不同比例的化合物。这些化石能源利用物理和化学的方法,基于氢和二氧化碳可以制造不同的化石燃料,也可以用于化工的各种原料。所以这些化石能源不仅是能源,而且还是原料,可以制造石油、甲醇、乙醇、锡晶(音)等等,还不断有很多清洁高效的创新发展,比如说煤炭的分支利用技术等等这些方面。

 

因为中国有丰富的可再生能源资源,有这样的资源禀赋,才使我们有底气在中共中央、国务院在2060年《意见》里面写明了,到那个时候我们非化石能源消费比重可以达到80%以上,现在百分之二十几,到那时候80%以上,为什么会这样?跟我们能源资源禀赋是密切相关的。

 

一个能源体系要安全可靠又要经济可行,又要绿色低碳,这三条同时具备几乎是不可能的,所以过去常常被称为“不可能三角”。但是经济的高质量发展要求高质量的能源,正确认识能源资源禀赋,怎么来认识现在这样一个可再生能源的三角,可能还是不可能?我们说安全可靠这一条是对能源系统的基本要求,而经济可行的能源社会才会接受,而绿色低碳是能源的大方向。所以碳达峰、碳中和互换的新型能源系统,必须逐步做到满足这三个目标,使之成为“可能三角”,这样才是高质量的能源系统,所以我们要把它变成“可能三角”,这三条缺一不可。

 

下面我们说一下中国中东部能源。中国中东部过去有一种思想,只认识到西电东送,好像中国的中部和东部就靠西电东送,现在要强调中东部的能源提高自给率,这个概念很重要。中国中东部的能源首先要身边取,不够的地方再加上远方来,比如说西电东送。首先是身边取,身边就有非常丰富的非化石能源,所以要提高中东部的能源自给率,不够的部分再由远方来,比如西电东送来补充。这样做经济性如何?我们在做这个课题的时候分别请天津大学和华北电大的专家们分别做了计算,他们得出的结果是东部自发电成本,发一度电比西电东送的成本低,这样经济性上就划算,就使得这个东西可以推广。也就是说我们中国的中部和东部不仅需要消费能源,而且可以生产能源,这样就成了能源的产销者,中国要培养一大批,就像右边这个图——屋顶太阳能,这家人不仅用电而且可以发电,这就成了能源的产销者。所以能源生产消费的方式,能源的产销者这个方式的转变就要培养一大批产销者,这样每个家庭和企业可以自发自用,也可以和集中式电网互动,这个认识非常重要。

 

碳达峰是经济增长与碳排放增长脱钩的进一步拐点,我们把这个概念再说一下。有一个图,这个图请大家看一下,横坐标是人均GDP,表示一个国家的发达水平,而纵坐标是人均二氧化碳排放。大家看的这个曲线这是能源经济学的原始数据,是世界银行发布的数据。不管是欧洲还是美国,它们在发展的初期曲线都是爬坡形的,也就是说随着人均GDP的提高,人均排放也在增加。但是大家看看欧洲也好、美国也好,它们发展到一定程度这个曲线都变平了,也就是说经济会继续发展,但是二氧化碳排放不再增加。经济在发展,而二氧化碳不再增加,为什么会这样?这就是产业结构的变化和能效提高,这个拐点就是经济继续发展,二氧化碳不再增加,这两个脱钩了,这两个脱钩的拐点就是达峰。

 

这个红点点就是中国的,中国正在走向欧盟的上限,再过几年我们差不多也就是这样子,人均排放8吨二氧化碳,但是人均不再增加是什么意思?就是达峰,达峰以后就不会再增加也不再需要增加,这是美国和欧洲等发达国家的普遍规律。

 

下面说一下能源安全问题,首先说一下能源供给安全——保供。目前是化石能源为主,煤炭是第一贡献者,目前中国的情况年产能煤炭41吨左右,储采比40年,石油的储采比是18年,天然气的储采比30年。所以化石能源要强调它的重要性,但是要认识到它的重要性、有限性、不可再生性。而非化石能源是可再生的,包括水、风、光、生物质、地热、海洋能、核能加在一块叫非化石能源。技术可开发资源量这也写了,我们的水电有5亿千瓦,风电有63亿千瓦的资源量,光是屋顶光伏这一项就大于22亿千瓦,整个的光伏资源量还要大,还有生物质、地热、海洋能等等。所以逐步、稳步地由以煤为主转向以可再生能源为主,这是长远的能源安全之策,也是走向碳中和的必由之路。

 

怎么保证一边走,一边转型又一边安全?首先我们目前做的是先立后破,这就保证了现阶段能源安全,也就是新房子没盖好不动老房子。对于要破的也要有序转型,这是现阶段能源安全靠先立后破来保证,而长远的能源安全实现的“双碳”目标。我们的整个能源要依靠非化石能源,这样它的安全性和独立性就更为清楚,保证长远的能源安全。所以能源转型是做加法而不是减法,是先立后破。当然它具有长期性、艰巨性,但是方向性是国家目标、全球大势。

 

上面讲的几个关键,创新和工作的开展将引领能源革命,共同成就我国能源的新常态、高质量、新体系。

 

最后我想强调一点,2060年实现碳中和这是一个重要的里程碑,但是它也只是一个里程碑,不是终点。2060年,中国也好、世界也好、人类社会都还要发展,人类社会要靠未来能源的支撑。而从未来能源的角度,我们可以更好地理解双碳目标的意义和历史地位,到那个时候我们有未来能源,比如说核聚变。回头看一看我们曾经实现的“双碳”目标,这是非常必要的,它的历史地位是不可少的,我们首先要实现“双碳”目标然后走向未来能源。

 

大概就是这样一个概念,向大家汇报一下,请大家参考并且供指正。谢谢!

 

本文系能源新闻网整理自杜祥琬在全球能源转型高层论坛中九大专题分论坛之能源“可能三角”实现路径论坛演讲实录,未经本人审阅。