——專訪中國工程院院士、國家能源咨詢專家委員會副主任杜祥琬
2020年9月,習近平總書記在聯(lián)合國向世界承諾中國2030年“碳達峰”與2060年“碳中和”目標。自此,“雙碳”目標成為引領我國能源與經(jīng)濟社會轉型的頂層戰(zhàn)略。三年前,在我國剛剛提出“雙碳”目標時,本刊記者曾對中國工程院院士、國家能源咨詢專家委員會副主任杜祥琬進行專訪,他表示,要樹立新的能源安全觀,重新認識中國的能源資源稟賦,突破過去對于我國“富煤、缺油、少氣”這種認識的局限性,逐步建成以非化石能源為主的低碳能源體系。如今,我國在邁向“雙碳”的道路上已行進三年有余,全社會、全行業(yè)降碳理念深入人心,實踐探索可圈可點,其中有挑戰(zhàn)、有成效、有偏差、有修正。近日,杜祥琬院士再次接受本刊記者專訪,一方面重申在重塑能源格局的背景下,更應強化能源的多元化利用,尤其是東部地區(qū)更需挖掘身邊資源,大力推動“電從身邊來”,另一方面,強調以生物質能為代表的“身邊的資源”仍未被充分利用,呼吁業(yè)內高度重視生物質能在能源轉型中的戰(zhàn)略地位。
問:今年是習近平總書記提出“四個革命、一個合作”能源安全新戰(zhàn)略十周年,也是實現(xiàn)“十四五”規(guī)劃目標、推進能源轉型與低碳發(fā)展的關鍵之年。當前,我國能源電力發(fā)展面臨著哪些更加復雜的新形勢和新挑戰(zhàn)?如何評價我國自“雙碳”目標提出以來的減碳行動?
答:2014年,習近平總書記提出能源消費革命、能源供給革命、能源技術革命、能源體制革命、全方位加強國際合作的能源安全新戰(zhàn)略。如今,站在全球碳中和已成大勢、我國碳達峰時間點迫近、能源轉型進入“深水區(qū)”的歷史節(jié)點上回望“四個革命、一個合作”的提法,更加能夠體會到其中的深刻內涵和深遠影響。當前,從不可再生能源向可再生能源轉型,從化石能源為主向以非化石能源為主轉型,是全球能源轉型的共識和方向。尤其是在我國經(jīng)濟高質量發(fā)展、能源需求持續(xù)增長的情況下,更加需要保持轉型的戰(zhàn)略定力、明晰戰(zhàn)略方向。我國面向世界的“雙碳”承諾,宣告了中國綠色轉型的決心與雄心,標志著工業(yè)革命以來形成的發(fā)展模式正在落幕,新的發(fā)展范式的興起將創(chuàng)造人類新的現(xiàn)代化模式,為中國和世界帶來可持續(xù)的綠色繁榮。
以“雙碳”戰(zhàn)略為指引的能源轉型是一個全球性挑戰(zhàn),也是一個需要長期努力的過程。我國能源以煤為主導,降碳壓力尤甚。煤炭是不可再生資源,我國煤炭技術可開發(fā)資源量為1710億噸,按照目前我國每年的采掘量測算,采儲比大約為40年,因此,必須要做好煤炭逐漸減少的準備。2021年國務院印發(fā)的《2030年前碳達峰行動方案》中指出,加快煤炭減量步伐,“十四五”時期嚴格合理控制煤炭消費增長,“十五五”時期逐步減少。但實際上,近年來煤炭消費持續(xù)上升,增幅無明顯下降趨勢,甚至出現(xiàn)反彈,這其中存在一些客觀的需求,但也反映出轉型降碳任務的艱巨性。
在這里,需要重申一個觀點,即重新認識我國的能源資源稟賦,“富煤、貧油、少氣”這一描述忽略了我國可再生能源資源豐富的特點,需要根據(jù)最新實踐和研究數(shù)據(jù)完整準確理解我國能源資源稟賦,為我國能源轉型奠定準確的基礎認知。
經(jīng)濟社會可持續(xù)發(fā)展的需求,以及“雙碳”目標的剛性約束,都推動著我國可再生能源快速增長。在本世紀初,中國工程院開展可再生能源研究時,認為其發(fā)展將經(jīng)歷三個階段,從本世紀初的“微不足道”,到第二個階段的“舉足輕重”,直至第三個階段的“擔當大任”。當前,我國水電、風電、光伏、生物質發(fā)電裝機規(guī)模穩(wěn)居世界第一,截至2023年底,全國可再生能源裝機達到15.16億千瓦,占全國發(fā)電總裝機51.9%,其中風電裝機4.41億千瓦,太陽能發(fā)電裝機6.09億千瓦,風電、太陽能發(fā)電量達到1.47萬億千瓦時,占全社會用電量的15.9%,可再生能源發(fā)電量近3萬億千瓦時,接近全社會用電量的1/3。從自然資源、技術能力、成本下降等方面來看,新能源都已展現(xiàn)出了充分的潛能??梢哉f,當前可再生能源的發(fā)展已經(jīng)走過了“舉足輕重”這個階段,正在邁向“擔當大任”的新的歷史發(fā)展階段。豐富的可再生能源資源是我國能源資源稟賦的重要組成部分,我國已開發(fā)的可再生能源不到技術可開發(fā)資源量的 1/10。當然,可再生能源,尤其是風電、太陽能發(fā)電存在諸如波動性、隨機性等特點,要“擔當大任”仍然需要攻克許多技術和成本方面的問題。
問:長期以來,我國能源資源與負荷逆向分布,遠距離送電是保障我國能源安全的重要方式。如今,在構建新型電力系統(tǒng)的背景下,您強調東部地區(qū)要提升能源自給率,對于“電從身邊來”是否有一些典型的案例可以為當前的實踐所借鑒?
答:東部是我國能源的主要消耗區(qū),西北部是我國能源富集區(qū)。“西電東送,北煤南運”是長期國情,但實際上東部自身的能源并未被充分利用。在能源以煤為主轉向以可再生能源為主的背景下,提高東部能源的自給率,不僅是必要的,也是可行的。要充分認識到資源的可用性,發(fā)展能源多元全產(chǎn)業(yè)鏈利用模式。比如河南的蘭考,是我國農(nóng)村能源革命建設首個試點縣,作為一個典型的農(nóng)業(yè)縣,農(nóng)林廢棄物、畜禽養(yǎng)殖廢棄物等資源較為豐富,開展農(nóng)村能源革命試點建設具備較好的基礎和條件。
自2018年成為試點縣以來,蘭考大力布局推動開發(fā)風能、太陽能、生物質能等清潔能源,并推廣地熱能、生物質能供熱和電動汽車應用等清潔能源綠色消費,構建多能互補分布式能源系統(tǒng),依靠生物天然氣、光伏發(fā)電、風電、垃圾發(fā)電等,全面淘汰了薪柴和散燒煤,與2016年相比,全縣非化石能源消費占比從22%提高到75%,電能占終端能源消費比重從37.5%提高到66.3%,可再生能源發(fā)電量占全社會用電量比重從21%提高到95%,全縣生活垃圾無害化處理率達到94%以上,農(nóng)作物秸稈、畜禽糞便資源化利用率達到90%以上,農(nóng)村人居環(huán)境明顯改善,收入顯著增加,充分證明了我國廣大縣域可以依托本地資源提高清潔能源當?shù)乇U夏芰?,實現(xiàn)能源從“遠方來”到“身邊取”。
結合蘭考縣在能源轉型方面取得的成效,我認為,中東部的能源發(fā)展在供給側應以自給為主、外受為輔,在負荷側實施綠色消費、節(jié)能增效的戰(zhàn)略,促進產(chǎn)消一體化,以電源發(fā)展新形態(tài)助推大電網(wǎng)與微電網(wǎng)相結合的電網(wǎng)新格局,推動東部重點發(fā)展本地電源、西部發(fā)展本地負荷,甚至將東部的一些產(chǎn)業(yè)向西部轉移,改變中國經(jīng)濟、能源發(fā)展不平衡的現(xiàn)狀。
問:從蘭考縣的實踐中可以看出,生物質能是能源清潔發(fā)展中的重要力量,您如何看待生物質能在能源轉型中的戰(zhàn)略定位和市場前景?
答:高比例可再生能源是能源轉型的基本方向之一,生物質能是可再生能源家族的重要成員,在全球綠色轉型的大背景下,生物質能戰(zhàn)略地位亟待提升,并需通過深入的技術研究和產(chǎn)業(yè)模式創(chuàng)新來推動產(chǎn)業(yè)蓬勃發(fā)展。
當前,國內外智庫機構對生物質能的發(fā)展前景均持樂觀態(tài)度。根據(jù)國際能源署(IEA)預測,到2060年,生物質能在全球終端能源消費中的占比將達到17%。在瑞典,生物質能占一次能源消費的34%,對碳減排貢獻度達到25%左右,“垃圾就是能源”的理念深入人心,“4噸垃圾等于1噸石油”,其世界領先的焚燒和處理技術讓垃圾得到充分利用。
在我國,生物質能的發(fā)展同樣備受期待。根據(jù)《全球能源和氣候展望》報告預測,到2030年,生物質能在我國終端能源的比重可達到10%。同樣,其在二氧化碳減排方面也有巨大潛力。根據(jù)《3060零碳生物質能發(fā)展?jié)摿λ{皮書》中預測,到2060年生物質能產(chǎn)業(yè)可為全社會貢獻20億噸的二氧化碳減排量。
盡管國內外對生物質能的發(fā)展寄予厚望,但當前,我國生物質能的發(fā)展仍然處于蹣跚起步的初級階段。目前,我國主要生物質資源年產(chǎn)生量為34.94 億噸,作為能源的可開發(fā)潛力為4.6 億噸標準煤,但目前實際利用量僅0.6 億噸標準煤。
生物質能技術包括固體成型燃料技術、液體燃料技術、氣化技術、發(fā)電技術,其中固體成型燃料技術可替代煤炭,實現(xiàn)供電及供熱,具有減污降碳、成本低的特點;液體燃料技術可轉化為燃料生物油、生物航空燃油、纖維素乙醇等;氣化技術可轉化為沼氣、合成氣,即低碳醇醚,亦可用于發(fā)電;特別需要注意的是“生物質制造有機化學品”這一應用方向,可替代化石原料制造,推動生物經(jīng)濟的發(fā)展。由此可見,生物質能是唯一一種能夠以多種形態(tài)對能源作出貢獻的非化石能源,在未來的高比例可再生能源中,生物質能是一支穩(wěn)定、連續(xù)、易操作的基荷品種,同時,生物質能的一部分非能源形態(tài),也同樣具有經(jīng)濟效益,如做肥料等,因此,發(fā)展生物質能兼具經(jīng)濟效益、環(huán)境效益、社會效益和氣候效益,在我國中東部“電從身邊來”的實踐中,應高度重視生物質能的發(fā)展和應用。
問:當前,生物質能在我國能源市場中仍然屬于“小眾能源”,您認為發(fā)展生物質能的制約因素有哪些?對于推動生物質能的進一步發(fā)展您有怎樣的建議?
答:從頂層設計來看,我國有關生物質能戰(zhàn)略定位缺失,生物質能的職能管理部門多頭分散,缺少明確的政策支持及長效機制,不利于產(chǎn)業(yè)培育和規(guī)模發(fā)展;從技術經(jīng)濟角度看,生物質能分布分散且不均衡,收購、加工、儲運原材料成本較高,原材料質量參差不齊影響能量轉化效率等等,均是當前生物質能發(fā)展面臨的制約。
在我國能源資源體系中,生物質能仍然是一個“小角色”,但在“雙碳”目標的推動下,生物質能在能源轉型中的戰(zhàn)略地位亟需提高,應該把生物質能的重要性提升到像風光新能源一樣的高度,讓生物質能像新能源一樣從“微不足道”逐漸走向“舉足輕重”乃至“擔當大任”,并以此為目標制定發(fā)展戰(zhàn)略。在此基礎上,摸清生物質能資源底數(shù),做好基礎統(tǒng)計,打造幾類典型的企業(yè)樣板,以頭部企業(yè)帶動產(chǎn)業(yè)鏈的完善與壯大;鼓勵技術創(chuàng)新,提高生物質發(fā)電的穩(wěn)定性和轉化效率,降低利用成本;加大政策扶持力度與產(chǎn)業(yè)模式創(chuàng)新,健全收儲體系,把分散的生物質和有集中度的工業(yè)加工手段結合起來,促進產(chǎn)業(yè)整體高質量發(fā)展。
本文刊載于《中國電力企業(yè)管理》2024年5期
杜祥琬:中國工程院院士、中國工程院原副院長、中國工程物理研究院高級科學顧問、應用物理、強激光技術和能源戰(zhàn)略專家。1964年畢業(yè)于蘇聯(lián)莫斯科工程物理學院,1997年當選為中國工程院院士,2002年當選中國工程院副院長,2006年當選為俄羅斯國家工程院外籍院士。曾主持我國核試驗診斷理論和核武器中子學的精確化研究;曾任國家863計劃激光專家組首席科學家,是我國新型強激光研究的開創(chuàng)者之一。為我國能源戰(zhàn)略研究和推動能源可持續(xù)發(fā)展作出了重要貢獻,現(xiàn)任國家能源專家咨詢委員會副主任;為我國應對氣候變化的國內外兩個大局作出了突出貢獻,現(xiàn)任國家氣候變化專家委員會顧問;首倡“無廢城市”試點,現(xiàn)任國家無廢城市建設試點專家委員會主任。獲國家科技進步特等獎一項、一等獎一項、二等獎兩項,部委級一、二等獎十多項。2000年獲何梁何利科技進步獎。
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