中國儲能網(wǎng)訊：能源是經(jīng)濟社會發(fā)展的重要物質(zhì)基礎(chǔ)，也是碳排放的主要來源。在實現(xiàn)碳達峰、碳中和的過程中，推動可再生能源替代化石能源是重點、難點，能源轉(zhuǎn)型技術(shù)路徑選擇是關(guān)鍵。
《中共中央 國務(wù)院關(guān)于完整準(zhǔn)確全面貫徹新發(fā)展理念做好碳達峰碳中和工作的意見（2021》和《國務(wù)院關(guān)于印發(fā)2030年前碳達峰行動方案的通知》是新形勢下我國實現(xiàn)碳達峰、碳中和目標(biāo)的重要行動指南。因此，要根據(jù)國情、借鑒國際能源轉(zhuǎn)型經(jīng)驗，統(tǒng)籌能源安全、保障民生與低碳轉(zhuǎn)型的關(guān)系，實事求是分析不同能源的碳排放水平、能源效率、成本和安全性，因地制宜制定能源轉(zhuǎn)型技術(shù)路線，構(gòu)建綠色低碳、安全高效的能源體系。
“碳足跡”是謀劃能源體系的前提
未來能源需求的增量主要由低碳能源提供，同時要優(yōu)化存量。
以能源從生產(chǎn)到使用的全生命周期減碳為核心，作為評價低碳能源技術(shù)路徑的依據(jù)。如目前電動汽車不屬于低碳交通工具，因為充的電多來自化石能源，污染留在燃煤發(fā)電環(huán)節(jié)。同時，氫能受廣泛關(guān)注，但氫來自化石能源還是綠色能源，其碳排放和成本差異大。
厘清清潔能源、低碳能源的概念。應(yīng)明確以碳排放作為界定低碳能源的唯一標(biāo)準(zhǔn)，風(fēng)電、光伏、生物質(zhì)能和水電均屬于低碳能源。我國將天然氣劃分為清潔能源，與煤相比，碳排放低，且排放顆粒物少（氮氧化物高），但相較于可再生能源仍是高碳能源。國際上以碳排放作為衡量能源是否清潔的標(biāo)準(zhǔn)，天然氣不屬于低碳能源。
加快低碳能源技術(shù)進步。應(yīng)圍繞大型風(fēng)電、高性價比太陽能電池板、生物質(zhì)能、氫能及燃料電池開展技術(shù)創(chuàng)新，提高能效和可靠性，降低成本。要根據(jù)低碳能源技術(shù)開發(fā)進展和可靠性，明確不同時期低碳能源技術(shù)發(fā)展路線，實事求是、因地制宜確定風(fēng)電、光伏、生物質(zhì)能發(fā)展目標(biāo)。
此外，還需加快修改和出臺新的《可再生能源法》，完善低碳能源發(fā)展機制，盡快將非電耗能領(lǐng)域納入配額和碳稅交易范圍，通過提高化石能源的使用成本，鼓勵使用低碳能源，提高低碳能源在能源體系中的比重。
轉(zhuǎn)換效率是能源轉(zhuǎn)型的依據(jù)
能源轉(zhuǎn)型不僅指電力轉(zhuǎn)型，也包括供熱、工業(yè)蒸汽和交通等領(lǐng)域的能源轉(zhuǎn)型。其中，電氣化是現(xiàn)代化的標(biāo)志之一，電是未來能源的主力軍，但靠電“包打天下”是不科學(xué)的。在人類利用現(xiàn)代能源的歷史進程中，應(yīng)將不同能源轉(zhuǎn)換為電力、熱力、動力的效率作為能源轉(zhuǎn)型路徑選擇的依據(jù)。
加快現(xiàn)有低效燃煤機組改造，降低煤耗、提高能效，加強電廠余熱利用，降低碳排放；發(fā)揮天然氣調(diào)峰優(yōu)勢，優(yōu)化、提高天然氣能效，天然氣單純供熱能效低，是典型的“高品質(zhì)能源低效率運用”，因此應(yīng)多選用 熱、電、冷聯(lián)產(chǎn)的高效利用方式；硅太陽能電池理論效率約29%，應(yīng)加快光伏技術(shù)進步，提高光伏發(fā)電效率。
提高風(fēng)光的運行效率。鑒于化學(xué)儲能受技術(shù)和成本制約，應(yīng)探索“風(fēng)光+儲熱+生物質(zhì)發(fā)電”模式。生物質(zhì)發(fā)電廠就近與風(fēng)電、光伏實現(xiàn)多能互補，不僅可以提高風(fēng)電、光伏的穩(wěn)定性和運行效率，也能提高風(fēng)電、光伏的并網(wǎng)能力。
加快生物質(zhì)能發(fā)展，充分發(fā)揮生物質(zhì)鍋爐能效高、成本低等優(yōu)勢，在供熱和工業(yè)蒸汽領(lǐng)域替代燃煤、天然氣。生物質(zhì)能重點應(yīng)轉(zhuǎn)向發(fā)電、供熱、供蒸汽多聯(lián)產(chǎn)，滿足工業(yè)園區(qū)用能和北方鄉(xiāng)鎮(zhèn)供熱需求。此外，還要因地制宜推進垃圾焚燒發(fā)電余熱供熱項目。
經(jīng)濟性是能源轉(zhuǎn)型可持續(xù)的關(guān)鍵
能源轉(zhuǎn)型需政策引領(lǐng)，更要發(fā)揮市場作用。其中，經(jīng)濟性是推動能源轉(zhuǎn)型可持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵。
風(fēng)光發(fā)電系統(tǒng)高成本未體現(xiàn)。目前風(fēng)電、光伏發(fā)電成本低于平價，但波動性、隨機性大，需對火電機組進行調(diào)峰靈活性改造及發(fā)展智能電網(wǎng)、建設(shè)儲能，這將增加風(fēng)光發(fā)電的“系統(tǒng)成本”，而現(xiàn)有電價定價機制無法反映。
風(fēng)光大規(guī)模發(fā)展，儲能必不可少。儲能技術(shù)有待突破，投資大、成本高，而電網(wǎng)和新能源企業(yè)缺乏積極性，將制約風(fēng)光長遠發(fā)展。目前，作為儲能“主力”的抽水蓄能電站投資大、建設(shè)周期長，且選址受地理環(huán)境和水源制約。因此，應(yīng)加大儲熱技術(shù)研究和推廣。其中，儲熱技術(shù)相對成熟、建設(shè)周期短、成本低，風(fēng)光發(fā)電系統(tǒng)和燃煤發(fā)電廠、城市供熱系統(tǒng)及工業(yè)蒸汽項目均可配套建設(shè)能源互補的儲熱系統(tǒng)，提高發(fā)電效率和風(fēng)光上網(wǎng)電量，降低供熱（蒸汽）成本。
風(fēng)光制氫成本逐漸降低，但同時，氫儲存、運輸和用戶端加注及氫燃料電池尚有技術(shù)性、經(jīng)濟性和安全瓶頸待突破。應(yīng)開展二氧化碳催化加氫制甲醇工作，推動以甲醇為基礎(chǔ)能源的內(nèi)燃機、氫燃料發(fā)動機、甲醇燃料電池試點示范，實現(xiàn)氫能產(chǎn)業(yè)安全、可持續(xù)發(fā)展。
國際能源署相關(guān)報告顯示，全世界2050年前實現(xiàn)凈零碳排放的目標(biāo)，對鋰、銅、鈷、鎳和稀土元素的需求量將增至目前的6倍。電動汽車動力電池使用的銅、鋰、鎳、鈷等有色金屬依賴進口，資源稀缺和大規(guī)模發(fā)展需求之間的矛盾將日益突出。同時，與同體積燃油相比，動力電池能量密度低，且5-7年退役，如果現(xiàn)在不考慮動力電池退役回收的成本，將造成環(huán)境污染。
煤電低碳改造依賴高成本的CCS(碳捕獲與封存)或CCUS(碳捕獲、利用與封存)，短期內(nèi)不現(xiàn)實，應(yīng)將目標(biāo)轉(zhuǎn)向“生態(tài)吸碳”。 森林在生長中會通過吸收CO2將大氣中的碳固定在植物體內(nèi)，因此通過種植人工林和能源林（竹）增加碳匯，定期收獲的能源林（竹）可在“吸碳”“增綠” 的同時，實現(xiàn)“增收”，并促進人工林（竹）可持續(xù)發(fā)展。中國工程院院士倪維斗根據(jù)國家林業(yè)草原局的資料預(yù)測，近20年來，我國退耕還林、宜林地面積達35.6 億畝，如種植能源林后，以生物質(zhì)能替代化石能源的碳減排潛力每年可超百億噸。
此外，生物質(zhì)能供熱、供蒸汽成本比天然氣、電和燃煤低，特別是近期能源漲價，更加凸顯了生物質(zhì)能的成本優(yōu)勢。
系統(tǒng)謀劃能源體系的安全性
今年秋冬燃煤減產(chǎn)、風(fēng)光出力不足，導(dǎo)致能源供給失衡，造成一些省份供電不足，同時，個別地區(qū)受能耗雙控影響，限制用電。因此，構(gòu)建新的能源系統(tǒng)，必須立足國內(nèi)資源，按照能源發(fā)展規(guī)律，走出具有中國特色的能源轉(zhuǎn)型之路。
供給的安全性。我國70%以上的石油和40%以上的天然氣依靠進口，而未來國際市場存在很大的不確定性，同時內(nèi)地依靠核電替代煤電也面臨諸多問題。發(fā)達國家將天然氣作為從化石能源轉(zhuǎn)向非化石能源的“過渡能源”，隨著我國天然氣對外依存度不斷提高，需考慮能源的安全性、天然氣供應(yīng)的穩(wěn)定性和經(jīng)濟性。在這種情況下，應(yīng)重視沼氣對天然氣的補充作用。
沼氣是“負碳”能源，加快沼氣利用不僅可以補充天然氣的不足、提供低碳能源，還能減少甲烷排放。2020年我國天然氣消費3288億立方米，其中進口1400億立方米，占消費量的42.57%。國家能源局預(yù)計，到2025年我國天然氣消費量將達4300億-4500億立方米，到2030年將達5500億-6000億立方米，預(yù)計天然氣缺口達2000多億立方米。目前我國沼氣資源量近2000億立方米，到2050年將超過3000億立方米。同時，沼氣技術(shù)成熟，關(guān)鍵在于沼渣沼液利用和沼氣提純達標(biāo)后進入“三桶油”（中石油、中石化、中海油）加氣系統(tǒng)，因此，應(yīng)打破部門和行業(yè)壁壘，盡快將沼氣納入燃氣供給體系。
運行的安全性。能源轉(zhuǎn)型是一個長期過程，不能“一蹴而就”，要堅持先“立”后“破”，統(tǒng)籌考慮技術(shù)的成熟度、可靠性和經(jīng)濟性。我國將風(fēng)能和太陽能作為開發(fā)重點，但發(fā)展風(fēng)電、光伏不僅要看其低碳的一面，更要看電網(wǎng)的接受能力和對電網(wǎng)的“有效貢獻”。同時，風(fēng)電、光伏大規(guī)模發(fā)展有賴于智能電網(wǎng)和儲能技術(shù)突破，以及源網(wǎng)荷儲協(xié)調(diào)發(fā)展和示范總結(jié)并加以推廣，才能實現(xiàn)高質(zhì)量、協(xié)調(diào)發(fā)展。
生態(tài)的安全性。風(fēng)電、光伏只提供清潔能源，相比之下，生物質(zhì)能來自農(nóng)林剩余物、城鄉(xiāng)生活垃圾、畜禽糞污、城市污泥等廢棄物利用，對生態(tài)建設(shè)的貢獻遠大于對能源的貢獻，是風(fēng)電、光伏所不能比的。
同時，生物質(zhì)能是可再生能源中唯一可儲存、運輸且可隨時轉(zhuǎn)化為固態(tài)、液態(tài)、氣態(tài)的零碳能源，既可以發(fā)電，也可以在供熱和工業(yè)蒸汽領(lǐng)域替代燃煤，還可以在運輸行業(yè)替代燃油、在航空領(lǐng)域替代航煤。與天然氣、電和燃煤相比，生物質(zhì)能成本低、污染物排放少，在替代散煤和發(fā)展農(nóng)村清潔能源方面將發(fā)揮不可或缺的作用。我國具有豐富的生物質(zhì)資源和成熟的生物質(zhì)能開發(fā)技術(shù)，但遺憾的是，我國生物質(zhì)能發(fā)展落后于風(fēng)電、光伏，是可再生能源的“短板”。
究其原因，有關(guān)部門認為生物質(zhì)能作用有限、不好監(jiān)管，長期拖欠生物質(zhì)發(fā)電補貼，造成部分生物質(zhì)電廠停產(chǎn)、倒閉；平時疏于生物質(zhì)鍋爐監(jiān)管，但環(huán)保督察時卻“一刀切”“一關(guān)了事”。因此，要從提高我國能源安全、促進生態(tài)建設(shè)的高度認識生物質(zhì)能，糾正對生物質(zhì)能的誤解，理性、客觀看待生物質(zhì)能在促進生態(tài)安全、推進能源低碳轉(zhuǎn)型等方面的重要作用，補齊拖欠的補貼，為生物質(zhì)能創(chuàng)造良好的發(fā)展環(huán)境。
如前所述，在實現(xiàn)碳達峰、碳中和目標(biāo)和能源轉(zhuǎn)型的過程中，要切實按照能源發(fā)展規(guī)律，堅持“橫向多種能源互補、縱向源網(wǎng)荷儲協(xié)調(diào)”的原則，以低碳技術(shù)創(chuàng)新為動力，不斷優(yōu)化能源結(jié)構(gòu)，開展智能電網(wǎng)、儲能等關(guān)鍵核心技術(shù)攻關(guān)，積極推進風(fēng)能、太陽能、生物質(zhì)能多能互補和可持續(xù)協(xié)調(diào)發(fā)展，構(gòu)建具有中國特色的綠色低碳、安全高效的能源體系。
（作者系吉林省能源局原調(diào)研員）
