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双碳十问④丨问能源——清洁能源大省,能否成为减碳先锋?

2021-11-24 转载:川观新闻

川观新闻记者 李欣忆

  【采访嘉宾】

  刘 毅 清华四川能源互联网研究院副院长

  杨富强 北京大学能源研究院特聘研究员

  赵金洲 西南石油大学党委副书记、校长

  四川能源基础数据

  能源生产端

  2020年四川一次能源生产中原煤占比8.5%,原油占比0.1%,天然气占比30.2%,以水电为主的一次电力占比58.7%

  能源消费端

  2020年四川能源消费总量中煤炭占比27%,石油占比17.6%,天然气占比16.5%,以水电为主的一次发电占比35.5%

  能源资源量

  水能资源技术可开发量1.48亿千瓦,占全国22.4%,居全国第2位;四川盆地天然气资源量38.84万亿立方米,居全国第1位;太阳能技术可开发量8000万千瓦;风能技术可开发量1800万千瓦

  “开会不讲碳,档次降一半”,最近,一位嘉宾在碳中和高峰论坛的致辞环节打趣,台下观众发出会心的笑声。

  记者本期所采访的几位能源领域专家学者,都谈到他们的共同感受——双碳“出圈”了。

  成都兴隆湖畔,刘毅所在的清华四川能源互联网研究院门槛快被踏破了。自2020年9月双碳目标提出后,能源企业、市州政府、交通建筑企业、互联网企业、风险投资公司等纷至沓来。

  校长职务之外,赵金洲最近又多了一个头衔:西南石油大学碳中和研究院首席科学家。今年7月挂牌成立的这所碳中和研究院,是我国能源、地矿类高校中的第一个,学校还在抓紧申报全国首批碳中和新学科、新专业。

  坐标四川的能源类高校和研究机构,之所以能在双碳领域受到热捧、走在前面,很大程度得益于四川的能源资源禀赋和低碳能源结构。

  实现双碳目标,能源扮演什么样的角色?作为清洁能源大省的四川,能否成为减碳先锋?

  A、能源对双碳意味着什么?

  从全球、全国和四川的情况来看,能源(包括能源供给和能源消耗)都是目前碳排放的主要来源,占比不尽相同,大数达到八成左右。

  能源种类,包括化石能源(煤炭、石油、天然气)、非化石能源(水电、太阳能、风电、核电、氢能、生物质等)。对四川来说,资源最富集的是水电和天然气,水电装机总量、发电量均居全国第一,天然气资源量和产气量也居全国第一。

  记者:前段时间,限电、煤荒席卷全国,欧洲能源危机、全球能源危机的说法不绝于耳。人们突然意识到,原来像空气一样无处无在的能源如此重要。双碳目标之下,怎么来认识能源扮演的角色问题?

  赵金洲:能源是经济命脉,而能源活动又是碳排放的主要来源。因此,实现双碳目标,能源扮演着决定性角色,发挥着决定性作用。

  杨富强:全球温室气体排放,能源占比达到75%左右。减碳,能源领域首当其冲。国家2030年碳达峰行动方案提出的十大重点行动中,能源绿色低碳转型行动也是位列第一位。因此,能源减碳是双碳目标实现关键中的关键。

  记者:对四川来说,实现双碳目标的能源路径是什么?四川所具有的清洁能源优势,是否能在双碳发展中先人一步?

  赵金洲:根据四川“富气贫煤少油多水”的能源资源禀赋,我认为,实现双碳目标,要把用能增量瞄准清洁能源,使未来经济发展与碳排放增量脱钩。能源结构转型的路径应该是:减煤、稳油、增气,大力发展可再生能源。

  2020年四川零碳低碳能源消费占比约53%,远高于全国平均水平23.4%,得益于我们的清洁能源资源,具有在全国超前实现碳达峰碳中和的独特优势。所以,我认为四川应该响亮提出,打造全国减碳的先锋省。

  杨富强:打造“减碳先锋省”,我认为四川是很有希望的,四川的天然气和水电资源,在全国来说都是稀缺的,具有比较优势。但清洁能源资源优势只是一个维度,减碳先锋,还要平衡经济发展、民生改善与能源需求增长的关系,着力做好产业低碳化和低碳产业化两件大事,这对四川仍然是很大的挑战。

  B、碳中和是否不需要化石能源?

  双碳背景下,全世界都在退煤、退油,控制天然气的消费。天然气尽管是化石能源,但是由于其碳排放大幅低于煤炭和石油,被广泛看作是过渡性清洁能源。作为天然气资源大省和产量大省的四川,发展天然气还有多久的窗口期?

  记者:如何看待双碳目标之下天然气的角色?天然气的窗口期预计有多久?

  赵金洲:双碳进程,逐步减少化石能源的使用,这是必然趋势和要求。但碳中和并不意味着完全不使用化石能源。目前,我们的能源结构,化石能源和非化石能源大的比例是八二开,到2060年,比例关系将变为二八开,化石能源预计仍然占20%左右。

  化石能源具有一些独特的作用和价值,决定了它很难被完全替代。例如,石油是重要的化工原料,可以制成乙烯、丙烯、苯等,还可生产出塑料、合成纤维、化肥等成百上千种化工产品。新能源虽然可以替代石油作为汽车燃料,但却很难替代石油生产化工产品。

  杨富强:从实现碳中和的能源转型路径来看,天然气是一种过渡能源的总体定位。尽管大方向是非化石能源替代化石能源,但在化石能源内部,也同时有替代,那就是天然气替代煤炭和石油。目前,普遍的观点认为,天然气消费大约会在2035年达到峰值,达峰之后,也会有相当长的一段时间维持一定消费水平。因此,天然气消费在未来10多年还处在上升期,之后也不会迅速下降。

  但是对天然气的使用要逐步转换思路。目前天然气主要用于居民取暖和做饭,以及工业部门,今后这部分将被电气化替代。而天然气更多用作化工原料,比石油和煤炭化工更清洁更有经济竞争力,将大大降低化工行业碳排放。另外,天然气发电提供灵活性电源,支持高比例可再生能源发展。

  赵金洲:提高非化石能源的比重任重道远,任务相当艰巨。在非化石能源成为主力能源之前,天然气将是我国实现能源从高碳向低碳转型的最现实能源,加快天然气发展是实现双碳战略目标的最现实的需要。

  从2020年世界能源消费的数据可以看出,全球处于油气时代(全球原油和天然气消费占比超过50%),而我国还处于煤炭时代(煤炭消费占比超过50%),天然气替代煤炭,还有很大的空间。预计我国煤炭、石油、天然气消费量将分别在2025年、2030年、2040年左右达峰。天然气至少还有20年左右大发展的窗口期。

  碳中和并不等于完全摒弃化石能源,二氧化碳也是一种资源。例如,我们正在研究二氧化碳封存之后注入页岩气井,以提高页岩气产量。我们完全不必谈碳色变。川渝地区有丰富的天然气资源,正在携手建设千亿立方米天然气产能基地,这将成为国家能源安全重要的战略支点,对减碳也将做出重要贡献。

  C、 水电价值挖得够不够?

  在全国清洁能源版图中,四川水电具有重要地位。四川水电装机量全国第一,连续5年外送水电超过1400亿千瓦时。但同时,如何将资源优势转化为产业和经济优势,也是四川清洁能源发展亟需解决的问题。

  记者:有观点认为,外送水电的减碳价值没有对资源输出地得到体现,建议可以在外送电价中加上减碳价值。您认为是否可行?

  刘毅:在双碳背景下,四川应该主张这一权利。实现双碳目标会带来政府行为、企业行为和个人行为的根本变化,其中,水电价值也应该得到重估。

  几年前,一条起点在四川的特高压直流输电工程因为落点问题,迟迟没有开工建设,受端省份因为想自己搞火电站而不愿意消纳四川水电。在双碳目标之下,这样的情况将不会重演,未来受端省份肯定会“抢”水电。

  “指挥棒”变了,水电作为零碳能源,其减碳价值也必然遵循市场经济规律,通过经济指标——也就是价格来得以体现。

  最近,我国已经开展绿色电力交易试点,首个交易日,体现环境价值的交易价格在风电、光伏现价基础上平均提高了2.7分/千瓦时。

  下一步,水电怎么纳入绿色电力交易试点范围,点对点外送的水电又怎么来体现,具体操作上怎么落地,这些问题都需要一一破解。建议要做好前瞻性谋划和政策储备研究,可以和大型能源央企合作,将水电的减碳价值算清楚、说清楚,并建立相应的标准。

  记者:要更好地挖掘水电等清洁能源的价值,您认为四川还需要做什么?

  刘毅:双碳目标提出之后,能源,特别是清洁能源的价值,需要重新审视,这对资源富集区是极大的利好。四川应该好好利用清洁能源资源优势,聚集做大相关的产业。

  赵金洲:更好地挖掘水电等清洁能源的价值,让资源输出地获益更多,也可以换个思路。西电东送、西气东输,我们为全国作出了重要贡献,未来是不是可以考虑少一些外送,多留一点本地消纳。

  双碳背景下,未来东部地区耗能比较高、碳排放量比较大的产业难以生存,会向清洁能源资源富集地区转移和重新布局,这给资源输出地带来新的发展机遇。四川现在就可以开始谋划,在符合产业政策前提下,根据自身条件引入部分具有比较优势的产业,让清洁能源资源优势更好转化为产业和经济优势。

  D、新能源靠不靠谱?

  风电和太阳能,是被寄予厚望的新能源。近期欧洲爆发能源危机,主要原因是迅速发展的风电,受天气等不确定性因素影响较大,使得欧洲整体能源结构较为脆弱,一旦供给出现问题就会产生较大负面影响。这也引发关于新能源靠不靠谱的广泛讨论。

  记者:四川也将大力发展风电、太阳能,在能源结构中,新能源占比大幅提高,将带来哪些挑战?

  刘毅:想实现双碳目标,目前在能源领域能做的主要是两件事:一是生产端可再生能源替代,二是消费端做电气化。

  理想状态是所有能源都是电,电都来源于风电和太阳能。我们可以铺设这么多光伏板,建大量的风电场,但还没有足够的技术手段让电网安全稳定运行。

  这是因为风电和太阳能不可控。风速变小,风机出力就降低;天空飘过来一片云,太阳能出力就会变化。前段时间,中部一个省份风电场结冰,导致缺电。风电和太阳能发电,让电网的极端不确定性加大,而我们对这种不确定性的认知还不够,还没有能力在没有火电厂支撑的情况下,让电力系统稳定运行。

  杨富强:构建以新能源为主体的新型电力系统,是实现双碳目标的基本路径和必然要求。风电、光伏等新能源的确有间歇性、波动性和随机性等不足,但我们应该讨论的不是“靠不靠谱”,而是如何让新能源又快又好发展,与能源电力系统如何双向适应、如何更好融合。四川太阳能资源技术可开发量8000万千瓦;风能资源技术可开发量1800万千瓦。跟西北地区相比,可能新能源资源没有那么丰富,但对四川自身来说,大力发展风电光伏、尽量挖掘新能源的发展空间也是必然选择。

  在新能源加快发展过程中,对电力系统调节能力提出更高要求。四川以水电为主的能源结构,受丰枯季节性影响大,而风电光伏加进来之后,电力系统稳定运行的压力进一步加大。火电作为基础支撑电源和调峰电源,对电网稳定安全运行具有重要作用。在减煤的目标之下,可以考虑建设一些天然气调峰电站,替代火电调峰。

  刘毅:还有一大挑战是生态约束的问题。如果考虑生态保护红线,四川风电光伏的可开发资源量可能会有所降低。发展风电光伏,必须考虑开发过程对生态环境的影响问题,既要拓展新能源开发空间,也要坚守生态保护红线,协同推进高水平保护和高质量发展。

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