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发展绿色能源 推动中国经济转型升级
2024-05-17 来源:社科院专刊总第688期 作者:刘强
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  ◇刘强(数量经济与技术经济研究所)


  今年是“四个革命、一个合作”能源安全新战略提出十周年,也是中国能源加速转型、能源产业快速发展的十年。习近平总书记强调,我们要顺势而为、乘势而上,以更大力度推动我国新能源高质量发展,为中国式现代化建设提供安全可靠的能源保障,为共建清洁美丽的世界作出更大贡献。在当前形势和长期趋势下,顺势而为的“势”,是能源产业的制造业化和借助新兴能源技术的快速发展快速提高绿色能源比例的新趋势,也是传统化石能源与新兴制造业技术、数字化新质生产力融合发展的新趋势。发展绿色能源新质生产力,是实现碳达峰、碳中和目标与保障能源安全的必由之路。

  我国绿色能源发展潜力巨大

  作为类似体量的大国,我国能源禀赋结构与多数国家相比并不占优势。作为能源供应的主体品种,我国煤炭资源储量总量低于美国、俄罗斯,人均占有量低于澳大利亚、南非,品质和开采成本也不占优势。每年要进口大量煤炭,石油和天然气更是严重依赖进口。我国能源发展仍面临需求压力巨大、供给制约较多、绿色低碳转型任务艰巨等一系列挑战。党的十八大以来,我国加快构建绿色能源体系,能源安全环境大幅改善。风电、光伏等资源丰富,发展绿色能源潜力巨大。发展绿色能源,提高绿色能源在能源总体结构中的比重,是改善我国能源供给安全的重要机遇。

  发展绿色能源,关键要处理好新能源与传统能源、全局与局部、政府与市场、能源开发和电网消纳及下游利用等关系,推动绿色能源高质量发展。这里的核心问题就是绿色能源的消纳,即能否在保障电力和能源体系安全稳定运行的前提下,最大限度地提高绿色能源在生产和消费中的比例。

  提高绿色能源电力消纳,目前采用的手段主要有燃煤发电灵活性改造、抽水蓄能和其他各种储能建设、风光富余电力制氢、燃气电力和核电的灵活性调峰、分布式和微网电力、虚拟电厂等。近年来,弃风、弃光现象大幅减少,风、光电力利用率和发电小时数有了较大幅度的提高。

  为顺利实现碳达峰、碳中和目标,有效实现绿色能源转型,需要进一步建设好能源基础设施网络,推进电网基础设施智能化改造和智能微电网建设,提高电网对绿色能源的接纳、配置和调控能力。其中,提高电力系统的灵活性是问题的核心。

  提高绿色能源比例

  受资源禀赋等因素限制,煤电是我国当前调峰辅助服务的“主力军”。我国新能源大规模快速发展,对电力系统的灵活调节能力要求越来越高,煤电由常规主力电源向基础保障性和系统调节性电源并重转型的步伐加快,“压低谷、顶尖峰”的“担子”越来越重。我国煤机深调能力“先天不足”,即使做了灵活性改造,其调节能力也有限。西北地区为解决绿色能源电力外送搭建了较多火电机组,实际上并没有提高绿色能源电力的比例。

  与欧盟、澳大利亚等先进国家和地区相比,我国的绿色能源电力总体比例仍然偏低。2023年,我国电力消费中风电和光伏电力的比例为12.3%,而欧盟和澳大利亚风光电力合计都在30%以上。要实现碳达峰、碳中和的目标,仅靠目前的燃煤电力灵活性改造和储能设施建设是远远不够的,必须有更高灵活性的电力容量来提高新能源电力的总体比例。

  随着现货市场的深入推进,诞生于21世纪初、具有明显行政特色的灵活性电力容量已不能支撑新型电力系统建设的需要。厘清煤电深调之困,推动灵活性电力容量融入现货市场,才能更好地规划设计建设我国新型电力系统。

  从技术和经济两个角度大规模储能并不现实,成本也高。因此,灵活性改造是提高绿色能源电力消纳的首选方向。从主流机组的技术特性看,燃气轮机发电机组无疑是最好的灵活性电力模式。

  由于我国天然气产量做不到美国那样充裕,目前尚需进口45%左右的消费量。因此,关于燃煤机组还是燃气机组提供灵活性电力的争论一直存在。从我国煤炭、天然气、水电和风光电力的综合禀赋看,在西部天然气产地附近和东部沿海地区建设燃气电厂作为灵活性电力容量,可以有效降低灵活性调节电力的成本,并大幅提高西部地区的风光电力上网和外输能力。

  目前,西部的川渝地区、陕甘宁青新地区天然气成本较低,如果采用井口价,就更有成本优势。建议掌握川渝和西北地区天然气资源的中石油、中石化公司可以参与燃气调峰电厂的建设,从而为能源行业开辟一条油气产业参与绿色能源电力发展的道路,这同时能够有效提高绿色能源电力消纳的能力。

  促进绿色能源技术发展

  能源是人类生产与生活活动的基础性需求,更是工业文明产生的基础性产业,融合新质生产力的绿色能源将是未来人工智能、数字经济、高端制造、智慧交通等所有新生业态的基础性支撑。依靠能源技术的进步与变革,后工业社会的一切美好前景都可以实现。

  在绿色能源技术和数字技术的带动下,能源产业尤其是绿色能源产业与制造业日益深度融合,共同推动了新质生产力的形成与发展。2023年,新能源汽车、太阳能电池新能源产品产量同比分别增长35.6%和44.5%;太阳能工业用超白玻璃、单晶硅等绿色材料产品产量均增长30%以上。

  在中国制造提质增效、转型升级的过程中,能源绿色化和经济数字化互为补充、相互促进。一方面,能源本身在绿色化的同时日益依赖数字化技术;另一方面,绿色能源需求推动了相关组件制造业的快速发展,形成了能源行业与制造业的良性互动。

  经过持续攻关和积累,我国多项绿色能源技术和装备制造水平已居全球领先水平。建成了世界上最大的清洁能源供应体系,新能源汽车、锂电池和光伏产品“新三样”也在国际市场上形成了强大的竞争力,绿色能源发展已经具备了良好基础。我国已成为世界能源发展转型和应对气候变化的重要推动者。

  我们要看到,这一切的基础是技术进步,能源行业逐渐摆脱资源约束的同时,对技术的依赖日益加深。重点绿色能源产业技术链条包括燃煤与燃气电力灵活性改造、绿色氢能技术、绿色甲醇技术、燃料电池核心材料、固态和化学储能技术、智能电网控制技术、分布式与微电网、气象大数据预测系统建设与应用、建筑等多场景多能融合、油气田与风光电力集成、能化共轨技术、高温超导电力传输等。

  我们要瞄准世界能源科技前沿,聚焦能源关键领域和重大需求,合理选择技术路线,发挥完整产业链的规模优势,加强关键核心技术联合攻关,强化科研成果转化运用,把能源技术及其关联产业培育成带动我国产业升级的新增长点,促进绿色能源新质生产力发展。

责任编辑:王春燕(报纸) 齐泽垚(网络)