大比例電氣化是實(shí)現(xiàn)低碳發(fā)展的可靠路徑

大氣網(wǎng)訊:2018年，我國(guó)單位國(guó)內(nèi)生產(chǎn)總值二氧化碳排放強(qiáng)度同比下降4%，超出年度預(yù)期目標(biāo)0.1%，比2005年累計(jì)下降45.8%，相當(dāng)于減排二氧化碳52.5億噸——生態(tài)環(huán)境部近日發(fā)布《中國(guó)應(yīng)對(duì)氣候變化的政策與行動(dòng)2019年度報(bào)告》表示，我國(guó)已基本扭轉(zhuǎn)碳排放快速增長(zhǎng)的局面。

《報(bào)告》還顯示，2018年，煤炭、石油、天然氣和非化石能源在能源消費(fèi)中占比分別為59%、18.9%、7.8%、14.3%，較2017年分別下降1.4個(gè)百分點(diǎn)，提高0.1個(gè)百分點(diǎn)、0.8個(gè)百分點(diǎn)及0.5個(gè)百分點(diǎn)，我國(guó)能源結(jié)構(gòu)進(jìn)一步優(yōu)化。

在此基礎(chǔ)上，如何保障實(shí)現(xiàn)2030年碳排放達(dá)峰的既定目標(biāo)？中國(guó)工程院院士、中國(guó)節(jié)能協(xié)會(huì)理事長(zhǎng)江億認(rèn)為，以能源供給側(cè)和消費(fèi)側(cè)革命為機(jī)遇，大比例提高可再生和零碳電力的比重，是一條實(shí)現(xiàn)低碳發(fā)展的可靠路徑。

“煤改氣對(duì)治理霧霾有好處，但對(duì)實(shí)現(xiàn)低碳發(fā)展基本沒(méi)貢獻(xiàn)”

應(yīng)對(duì)氣候變化的關(guān)鍵，在于降低二氧化碳排放。為實(shí)現(xiàn)《巴黎協(xié)定》提出的“將全球升溫控制在2攝氏度以?xún)?nèi)”的目標(biāo)，江億表示，到2050年，全球碳排放總量應(yīng)小于1.5萬(wàn)億噸。按照我國(guó)人口占全球總?cè)丝诩s20%的比例計(jì)算，所對(duì)應(yīng)的碳排放總量不超過(guò)3000億噸。

“若進(jìn)一步將升溫控制在1.5攝氏度，全球碳排放總量應(yīng)小于0.5萬(wàn)億噸，我國(guó)不能超過(guò)1000億噸。2015年以來(lái)，我國(guó)每年排放的二氧化碳已超100億噸，隨著社會(huì)、經(jīng)濟(jì)等發(fā)展，用能總量仍在增加。如不及時(shí)調(diào)整能源結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)減排目標(biāo)將非常困難?！苯瓋|指出，探索一條世界領(lǐng)先的低碳發(fā)展路線(xiàn)至關(guān)重要。

結(jié)合現(xiàn)狀，江億進(jìn)一步表示，目前“全面走向天然氣的呼聲”較高，但該路線(xiàn)有待商榷。一方面，出于能源安全的考量，完全依靠進(jìn)口天然氣并不現(xiàn)實(shí)；另一方面，即便將煤改為天然氣，仍未從根本解決碳排放問(wèn)題?！皞鹘y(tǒng)觀念認(rèn)為，在放出同等熱量的情況下，天然氣碳排放量約為燃煤的50%。但現(xiàn)有研究已表明，天然氣開(kāi)采、運(yùn)輸?shù)侥┒巳紵娜^(guò)程，同時(shí)伴有2%-3%的泄漏。泄漏氣體實(shí)際就是甲烷，進(jìn)入大氣之后，GWP（一項(xiàng)全球變暖潛能指標(biāo)，即各類(lèi)溫室氣體對(duì)應(yīng)的二氧化碳質(zhì)量）等于25?！?/p>

GWP等于25，意味著每“泄漏”一個(gè)碳分子，與化石燃料燃燒產(chǎn)生的25個(gè)碳分子作用相同。“換句話(huà)說(shuō)，天然氣中一個(gè)碳分子產(chǎn)生的溫室效應(yīng)，相當(dāng)于二氧化碳所含一個(gè)碳分子的25倍。綜合來(lái)看，使用天然氣導(dǎo)致的溫室效應(yīng)，與燃煤大致相同。因此，煤改天然氣對(duì)治理霧霾有好處，但對(duì)實(shí)現(xiàn)低碳發(fā)展基本沒(méi)有貢獻(xiàn)?！苯瓋|稱(chēng)。

“可再生和零碳電力至少占比60%以上，才能支撐能源結(jié)構(gòu)調(diào)整”

究竟什么樣的路線(xiàn)才能真正實(shí)現(xiàn)低碳發(fā)展？江億提出，今后30年，應(yīng)大力發(fā)展風(fēng)電、光電、水電、生物質(zhì)能及核電，以此構(gòu)成低碳、乃至零碳能源的主要結(jié)構(gòu)。

具體而言，江億表示，我國(guó)已是世界水電發(fā)展最好、用量最大的國(guó)家，在充分考慮環(huán)境影響的前提下，水電仍有一定提升空間。以風(fēng)電、光電為代表的可再生能源，主要成本也已實(shí)現(xiàn)大幅下降，并有進(jìn)一步壓縮的空間。而在核電裝機(jī)4000萬(wàn)千瓦的基礎(chǔ)上，未來(lái)有望進(jìn)一步增至1億千瓦。

“特別值得一提的是生物質(zhì)能，作為目前唯一可見(jiàn)的零碳燃料，能夠直接替代化石能源。”江億強(qiáng)調(diào)，農(nóng)業(yè)秸稈、林業(yè)枝條等生物質(zhì)能，目前總量折合可達(dá)7-8億噸標(biāo)準(zhǔn)煤。但由于人均生物質(zhì)資源量并不多，且利用程度過(guò)低，合理、高效的開(kāi)發(fā)利用方式仍待挖潛。

按照上述規(guī)劃，江億認(rèn)為，未來(lái)低碳能源的特點(diǎn)是以電力為主，依靠可再生能源通過(guò)電力形式輸出。基于此，可再生和零碳電力至少占電力總量的60%以上，才能支撐能結(jié)構(gòu)調(diào)整，而目前該比例僅為30%左右。

“除了60%的可再生電力，我們還需40%左右的燃煤電廠。”江億補(bǔ)充，在發(fā)展水電等蓄能方式的同時(shí)，用于補(bǔ)充總電量及調(diào)峰的火電資源仍不可少，這也是今后火電功能及其必要性所在?！耙员狈降貐^(qū)為例，未來(lái)需要4-5億千瓦的燃煤電廠，既可為電力系統(tǒng)調(diào)峰，也能通過(guò)熱電聯(lián)產(chǎn)方式提供建筑熱源。按照4億千瓦熱電聯(lián)產(chǎn)機(jī)組的體量計(jì)算，全部回收其排放的乏汽余熱，可在冬季輸出6億千瓦以上熱量，為180億平方米建筑供暖的基礎(chǔ)熱源，恰好解決北方地區(qū)城鎮(zhèn)供熱問(wèn)題?！?/p>

“要求能源消費(fèi)側(cè)推行相應(yīng)革命，解決電力供給與需求間的不匹配”

江億同時(shí)指出，雖同為用電，未來(lái)的“電”卻有所不同?！斑^(guò)去是燃料燃燒，通過(guò)火出熱、熱做功、功再發(fā)電的形式，即直接發(fā)電，且燃煤電廠可調(diào)、可控。未來(lái)，一邊要大比例提高電力在終端用能的占比，一邊也要大幅度減少對(duì)直接燃燒燃料的需求，風(fēng)電、光電等可再生電力是主力。”

在江億看來(lái)，用好可再生能源的關(guān)鍵，不僅僅是裝機(jī)多少、消納多少，而要看其有效替代多少化石能源。“風(fēng)、光等特性，帶來(lái)電源側(cè)的不穩(wěn)定和不確定性，源與用的匹配成為關(guān)鍵。這就要求，能源消費(fèi)側(cè)也要推行相應(yīng)革命，以解決電力供給與需求間的不匹配?！?/p>

對(duì)此，江億提出，一要解決發(fā)、儲(chǔ)、輸、荷間的匹配，實(shí)現(xiàn)供與用之間柔性連接；二是推動(dòng)能源消費(fèi)由燃料轉(zhuǎn)為電力，迎接新一輪的電氣化；三是調(diào)整結(jié)構(gòu)、節(jié)能優(yōu)先，解決消費(fèi)側(cè)用能的根本問(wèn)題。

以能源消耗大戶(hù)——工業(yè)為例，江億表示，由于前期城鎮(zhèn)化及大規(guī)?；A(chǔ)設(shè)施建設(shè)，帶動(dòng)鋼鐵、建材等需求旺盛，工業(yè)用能最高占據(jù)我國(guó)能源消費(fèi)總量的65%左右。進(jìn)入新時(shí)期，城鎮(zhèn)化及建設(shè)速度放緩，量的增長(zhǎng)隨之轉(zhuǎn)為質(zhì)的提高?！跋乱徊街攸c(diǎn)是調(diào)結(jié)構(gòu)、改流程、提效率、促循環(huán)，推動(dòng)以煤為燃料的行業(yè)，轉(zhuǎn)向以電為主要能源。工業(yè)用能方式的革命，正是低碳發(fā)展的重要途徑之一?！?/p>

再如交通行業(yè)，江億表示，大比例電氣化也是其結(jié)構(gòu)調(diào)整的核心。針對(duì)物流，重點(diǎn)在于“公轉(zhuǎn)鐵”，減少長(zhǎng)途重載運(yùn)輸；針對(duì)客運(yùn)，推行“油改電”，進(jìn)一步提高電動(dòng)汽車(chē)的使用比例?！皩?shí)現(xiàn)交通電氣化，不僅是提高效率、減少排放。電動(dòng)汽車(chē)所用的電池，還是難得的柔性用電裝置，配合智能充電樁系統(tǒng)合理使用，可有效改善用電結(jié)構(gòu)，解決電力供需之間不匹配的問(wèn)題?！?/p>