中國儲(chǔ)能網(wǎng)訊：未來，能源消費(fèi)將以電力為主體，電力消費(fèi)總量也有比較大的增長空間；在電力供應(yīng)側(cè)，非化石能源占比將快速增加；在電力需求側(cè)，終端部門電氣化水平將顯著提高；電力生產(chǎn)和輸送的布局將由大范圍資源優(yōu)化配置逐步過渡到大范圍資源優(yōu)化配置與分布式、就地平衡并舉；發(fā)電技術(shù)將實(shí)現(xiàn)突破性進(jìn)展，并與儲(chǔ)能技術(shù)、智能電網(wǎng)、能源互聯(lián)網(wǎng)、多能互補(bǔ)體系、分布式用能系統(tǒng)等新技術(shù)和新模式協(xié)同發(fā)展，促進(jìn)電力系統(tǒng)快速向信息物理深度融合、智能化演變?？稍偕茉吹慕尤?，會(huì)帶來跨區(qū)域輸電、儲(chǔ)能容里需求和投資規(guī)模的增加，同時(shí)可再生能源高比例滲透，存在不同時(shí)間尺度的挑戰(zhàn)，分布在電力系統(tǒng)規(guī)劃、運(yùn)行、穩(wěn)態(tài)、暫態(tài)等環(huán)節(jié)，不僅需要大量的投資，還需要?jiǎng)?chuàng)新性解決方案。
在《巴黎協(xié)定》框架下，1.5℃溫控目標(biāo)成為全球熱點(diǎn)，電力工業(yè)則承擔(dān)了最重的減碳任務(wù)，也應(yīng)該是最先實(shí)現(xiàn)低碳轉(zhuǎn)型的行業(yè)。
氣候變化是人類社會(huì)可持續(xù)發(fā)展面臨的最大威脅，《巴黎協(xié)定》是一個(gè)里程碑，它體現(xiàn)了全球的高度共識(shí)。
能源是影響氣候變化的重要因素，能源轉(zhuǎn)型對于應(yīng)對氣候變化十分重要。盡管源轉(zhuǎn)型有多種可能情景，本文主要介紹其中的兩種。一是漸變轉(zhuǎn)型的情景，就是按照當(dāng)前的技術(shù)、政策和產(chǎn)業(yè)的趨勢繼續(xù)發(fā)展。另外一個(gè)是碳排放迅速下降的快速轉(zhuǎn)型的情景，它所對應(yīng)的轉(zhuǎn)型路徑和《巴黎協(xié)定》規(guī)定的2℃目標(biāo)要求是一致的，但這個(gè)路徑需要強(qiáng)有力的政策干預(yù)和支持。
2018年， 全世界一次能源消費(fèi)總量是138.6億噸標(biāo)準(zhǔn)油，按照世界人口75億計(jì)算，每人平均消費(fèi)接近2噸標(biāo)準(zhǔn)油。從世界能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)來看，石油占比是“33.6%，煤炭占比27.2%，天然氣占比 23.9%，水電和核能分別是6.8%和4.4%，可再生能源是4%左右。
現(xiàn)實(shí)情況是，能源行業(yè)的發(fā)展面臨雙重挑戰(zhàn)，一方面是經(jīng)濟(jì)發(fā)展需要更多的能源，另一方面它需要更低的碳排放，因此技術(shù)進(jìn)步和產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整非常重要。與漸進(jìn)性情景的能源需求增長 30%相比，快速轉(zhuǎn)型情景由于能源效率提高和更精心的管理，能源需求增量相對 2017 年會(huì)增加20%，但是結(jié)構(gòu)會(huì)發(fā)生巨大變化。到2040年快速情昱之下煤炭比例甚至?xí)档?%，而可再生能源會(huì)從 2017 年的 4%升到29%，在整個(gè)能源結(jié)構(gòu)里非化石能源的比例會(huì)升到44%。對比漸進(jìn)情景和快速轉(zhuǎn)型情景的碳排放差額可以看6 到，電力工業(yè)承擔(dān)的減碳任務(wù)最重，同時(shí)它也應(yīng)該是最先實(shí)現(xiàn)低碳轉(zhuǎn)型的一個(gè)行業(yè)。之所以會(huì)轉(zhuǎn)型，主要是氣候變化驅(qū)動(dòng)的，氣候變化領(lǐng)域當(dāng)前最重要的文件就是《巴黎協(xié)定》，它為能源低碳發(fā)展甚至為整個(gè)社會(huì)的發(fā)展起到了塑型作用。
全球：1.5℃溫升成熱潮
氣候變化領(lǐng)域當(dāng)前最重要的文件就是《巴黎協(xié)定》，它為能源低碳發(fā)展甚至為整個(gè)社會(huì)的發(fā)展起到了一個(gè)塑型的作用。
《巴黎協(xié)定》之所以達(dá)成，根本原因在于氣候變化是人類社會(huì)可持續(xù)發(fā)展面臨的最大威脅，保護(hù)全球生態(tài)安全、實(shí)現(xiàn)綠色低碳發(fā)展，已成為世界可持續(xù)發(fā)展的核心議題。
《巴黎協(xié)定》重申了2℃的全球溫升的控制目標(biāo)，同時(shí)提出要努力實(shí)現(xiàn)1.5℃的目標(biāo)。兩者盡管只差0.5℃，但是需要付出的額外努力和成本非常大，對我們國家也有重要的影響。同時(shí)，它規(guī)定了未來實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)的步驟和輪廓：為了實(shí)現(xiàn)長期目標(biāo)，締約方應(yīng)該盡快達(dá)到溫室氣體排放的全球峰值，之后要求快速下降。到21世紀(jì)下半葉，實(shí)現(xiàn)溫室氣體源的人為排放與平衡，即所謂的碳中和，大約會(huì)在2070年左右實(shí)現(xiàn)。
與一般的“自上而下”分配指標(biāo)的方式不同，《巴黎協(xié)定》采取的是“自下而上”的方式，要求世界各國應(yīng)制定、通報(bào)并保持其“國家自主貢獻(xiàn)”，通報(bào)頻率是每五年一次，新的貢獻(xiàn)應(yīng)比上一次有所加強(qiáng)，并且反映出該國可實(shí)現(xiàn)的最大力度。
減緩方面，發(fā)達(dá)國家和發(fā)展中國家有所區(qū)別，要求發(fā)達(dá)國家繼續(xù)提出全經(jīng)濟(jì)范圍絕對量減排目標(biāo)，鼓勵(lì)發(fā)展中國家根據(jù)自身國情向全經(jīng)濟(jì)范圍絕對量減排或者限排目標(biāo)邁進(jìn)。資金方面，因?yàn)榘l(fā)達(dá)國家歷史的責(zé)任，要向發(fā)展中國家提供資金支持，鼓勵(lì)其他國家在自愿基礎(chǔ)上出資。
《巴黎協(xié)定》達(dá)成了“協(xié)定”加“決定”的法律形式，具有最大包容性，照顧了各方的核心關(guān)切；堅(jiān)持了《公約》下，公平、共同但有區(qū)別的責(zé)任和各自能力原則，考慮不同國情等根本原則，確立了“自下而上”的模式，形成各方結(jié)合國情自主決定貢獻(xiàn)（NDC）的局面；提出了將全球溫升控制在2℃以內(nèi)，并爭取控制在1.5℃以內(nèi)的長期目標(biāo)和全球低碳、氣候韌性和可持續(xù)發(fā)展的共同愿景。中國國家主席習(xí)近平和時(shí)任美國總統(tǒng)奧巴馬為巴黎協(xié)定的達(dá)成、簽署、生效和實(shí)施發(fā)揮了關(guān)鍵作用，做出了關(guān)鍵貢獻(xiàn)。
當(dāng)前，《巴黎協(xié)定》和實(shí)施細(xì)則已經(jīng)基本達(dá)成，2020年后各方合作應(yīng)對氣候變化的制度安排已經(jīng)基本確立，下一步主要的任務(wù)就是落實(shí)在行動(dòng)上和提高力度。其中，處理好2℃和1.5℃目標(biāo)的關(guān)系特別重要。現(xiàn)在呼吁1.5℃的熱潮不斷地涌現(xiàn)。今年9月份，聯(lián)合國秘書長古特雷斯召開聯(lián)合國全球氣候峰會(huì)，提升各國領(lǐng)導(dǎo)人的政治意愿，呼吁各方為實(shí)現(xiàn)溫升1.5℃提高力度。今年12月初，聯(lián)合國全球氣候變化大會(huì)將在西班牙召開，將完成《巴黎協(xié)定》第6條市場機(jī)制未決問題的談判，主席國智利擬將推動(dòng)各國提高力度作為本次大會(huì)的核心議題。
《IPCC1.5℃特別評(píng)估報(bào)告》認(rèn)為，氣候變化已經(jīng)不是未來的挑戰(zhàn)，而是眼前的威脅。實(shí)現(xiàn)1.5℃溫升控制目標(biāo)，需要從現(xiàn)在起就要采取大規(guī)模的減排措施。如果按照2℃溫控目標(biāo)，2030年減排二氧化碳和2010年相比要下降25%，1.5℃的目標(biāo)則要下降45%。2℃目標(biāo)要求在21世紀(jì)的下半葉，即2070年左右要達(dá)到凈零排放，而按照1.5℃的目標(biāo)，到2050年就要實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，這意味著要提前20年實(shí)現(xiàn)凈零排放。需要指出的是，發(fā)達(dá)國家的能源結(jié)構(gòu)是偏低碳的，實(shí)現(xiàn)碳中和條件遠(yuǎn)遠(yuǎn)好于我國，所以實(shí)現(xiàn)1.5℃目標(biāo)對我國的壓力會(huì)非常大。
明年是一個(gè)關(guān)鍵年份，各方將根據(jù)《巴黎協(xié)定》的要求，更新2020年后的自主貢獻(xiàn)目標(biāo)，提出到21世紀(jì)中葉的長期溫室氣體低排放發(fā)展戰(zhàn)略。
中國：電力引領(lǐng)轉(zhuǎn)型
發(fā)達(dá)國家的能源結(jié)構(gòu)是偏低碳的，實(shí)現(xiàn)碳中和條件遠(yuǎn)遠(yuǎn)好于我國，這會(huì)對我國產(chǎn)生非常大的壓力。
按照《巴黎協(xié)定》的要求，2020年中國要向聯(lián)合國遞交一個(gè)強(qiáng)化自主貢獻(xiàn)目標(biāo)，以及到2050年的長期溫室氣體低排放發(fā)展戰(zhàn)略。我國能源結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)決定了能源轉(zhuǎn)型具有天然的難度。從結(jié)構(gòu)角度來講，最顯著的特點(diǎn)就是煤炭長期占主導(dǎo)地位，近年在國家的引導(dǎo)之下逐漸下降。2018年煤炭消費(fèi)占比是59%。2018年我國一次能源消費(fèi)總量是46.4億噸標(biāo)準(zhǔn)煤，人均能源消費(fèi)大概是世界平均數(shù)的1.2倍，折合成標(biāo)準(zhǔn)油接近2.4噸。在習(xí)近平主席生態(tài)文明思想指導(dǎo)下，中國制定了積極、有力度的自主貢獻(xiàn)減排目標(biāo)，推動(dòng)能源革命，促進(jìn)經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)型升級(jí)，中國綠色低碳的轉(zhuǎn)型正在穩(wěn)步進(jìn)行。
能 源 生 產(chǎn) 和 消 費(fèi) 革 命 戰(zhàn) 略（2016~2030）勾畫了我國未來能源的大的輪廓，制定了包括2030年碳排放達(dá)峰，非化石能源的比例到2020年要達(dá)到15%，2030年要達(dá)到20%，2050年非化石能源占比要達(dá)到50%等一系列目標(biāo)。文件中也提出，電力工業(yè)到2030年要實(shí)現(xiàn)非化石能源發(fā)電占比達(dá)到50%，這是一個(gè)非常嚴(yán)格的要求。
漸進(jìn)轉(zhuǎn)型情景VS.快速轉(zhuǎn)型情景
要實(shí)現(xiàn)這樣的目標(biāo)難度很大，可以用任重道遠(yuǎn)來形容。首先，數(shù)字說起來很容易，但是每一個(gè)百分點(diǎn)都意味著巨大的裝機(jī)容量。按照上述規(guī)劃，中國發(fā)電容量的增加是以10億千瓦來計(jì)算的，所以將來可能是3倍甚至是4倍當(dāng)前的裝機(jī)容量。此外，即使按照2050年50%非化石占比的規(guī)劃，我們離《巴黎協(xié)定》目標(biāo)還是有差距的。
未來，能源消費(fèi)將以電力為主體，電力消費(fèi)總量也有比較大的增長空間；在電力供應(yīng)側(cè)，非化石能源占比將快速增加；在電力需求側(cè)，終端部門電氣化水平將顯著提高；電力生產(chǎn)和輸送的布局將由大范圍資源優(yōu)化配置逐步過渡到大范圍資源優(yōu)化配置與分布式、就地平衡并舉；發(fā)電技術(shù)將實(shí)現(xiàn)突破性進(jìn)展，并與儲(chǔ)能技術(shù)、智能電網(wǎng)、能源互聯(lián)網(wǎng)、多能互補(bǔ)體系、分布式用能系統(tǒng)等新技術(shù)和新模式協(xié)同發(fā)展，促進(jìn)電力系統(tǒng)快速向信息物理深度融合、智能化演變。
清華大學(xué)的研究顯示，能源清潔低碳轉(zhuǎn)型的行動(dòng)時(shí)機(jī)對碳排放軌跡會(huì)有很大的影響。越晚行動(dòng)，到2050年前剩余煤電/火電容量愈少，導(dǎo)致電網(wǎng)可調(diào)度調(diào)峰容量缺乏；而且晚行動(dòng)會(huì)導(dǎo)致煤電在短時(shí)間內(nèi)大規(guī)模退役，帶來的投資成本浪費(fèi)和社會(huì)成本可能會(huì)很高。因此，建設(shè)新的煤電項(xiàng)目需要格外慎重，要避免成為擱淺資產(chǎn)。
需要指出的是，煤電發(fā)展碳捕獲與封存（CCS）技術(shù)，捕碳率一般為90%，要實(shí)現(xiàn)凈零排放，還需要負(fù)碳排放（BECCS）技術(shù)，但是生物質(zhì)資源量是否足夠始終是有疑問的。另外，可再生能源的接入，會(huì)帶來跨區(qū)域輸電、儲(chǔ)能容里需求和投資規(guī)模的增加，同時(shí)可再生能源高比例滲透，存在不同時(shí)間尺度的挑戰(zhàn)，分布在電力系統(tǒng)規(guī)劃、運(yùn)行、穩(wěn)態(tài)、暫態(tài)等環(huán)節(jié)，不僅需要大量的投資，還需要?jiǎng)?chuàng)新性解決方案。
總之，低碳能源轉(zhuǎn)型已經(jīng)成為全球發(fā)展的共識(shí)和主格調(diào)，不可逆轉(zhuǎn)。我國能源綠色低碳轉(zhuǎn)型已經(jīng)在路上，但是以煤為主的能源結(jié)構(gòu)和經(jīng)濟(jì)持續(xù)增長使得能源轉(zhuǎn)型任重道遠(yuǎn)。1.5℃溫升控制目標(biāo)對我們國家的挑戰(zhàn)和壓力是巨大的。電力工業(yè)在全社會(huì)碳減排中擔(dān)負(fù)著特殊重要的作用，它是先行者，也是調(diào)節(jié)器。電力工業(yè)低碳轉(zhuǎn)型存在著許多技術(shù)和經(jīng)濟(jì)挑戰(zhàn)，一方面需要?jiǎng)?chuàng)新，搶占技術(shù)制高點(diǎn)，增強(qiáng)核 I心競爭力。另一方面也需要進(jìn)行前瞻性的研究和政策部署。
（作者系清華大學(xué)氣候變化與可持續(xù)發(fā)展研究院常務(wù)副院長、能源與動(dòng)力工程系教授）
原標(biāo)題:誰來引領(lǐng)能源轉(zhuǎn)型
