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杜祥琬院士:中國能源的發展與轉型

2019-01-14 10:26:27 中能智庫

2019年1月12日,原中國工程院副院長、中國工程院院士杜祥琬在2018中國能源企業創新力榜單發布會上發表了題為“中國能源的發展與轉型”的主旨演講。

杜祥琬:大家早上好,感謝論壇的安排,有機會跟大家做一次交流。企業是推動中國能源發展和轉型的主力軍,今天用中國能源發展與轉型這個標題來和大家做一些交流。

中國能源快速增長支撐了經濟的高速增長,首先是能效有了明顯提高,但是中國能效差距也比較大,能源結構有改善,但是改善還不夠革命性,粗放的增長表現在產業偏重、能效偏低、結構高碳,使環境問題日趨尖銳,也推動了可以轉變方式和能源革命的決心。

從2000到2017年從能耗、電進展都很大。說一個數據,電力里邊火電是很重要的,煤電每一個千瓦時的發電消耗多少煤炭呢?在1978年要471克煤炭到2017年我國的煤電廠平均的水平一千瓦時的發電消耗309克的煤炭,做的最好的企業一千瓦時的供電只消耗266克煤炭,這是國際上最好水平,所以中國的煤電做的比較好,其他的數據不一一贅述了。

1980年以來能源強度下降了80%,能效的提高大約五倍,現在經濟社會發展進入了新階段,能源發展也進入新階段。新階段主要的支點是從高速增長轉向高質量發展。從外延擴張型的增長、平面的發展,走向質量型的增長,也就是不能滿足平面的發展,而是要立體的發展。各種生產力要素的變化是我國潛在的經濟增長率發生了變化,盲目的追求高增長率并不符合經濟規律,所以要抑制那些對我國人民長遠發展不利不良效果的增長。我們并不一定要非常在意GDP的百分數,而要在意它的質量。

這幾年年經濟增長率大體上會在6.5左右,而年能耗總量的增長率大約是每年1%到3%,這樣的情況下,改善環境和生態文明建設已經提到了國家戰略目標的前位,這種情況下呼喚著能源結構的綠色低碳化,大家在北京生活也有體會,大面積的霧霾是有違以人為本的發展初衷,PM2.5中三分之二源于高碳的能源,而應對氣候變化的溫室氣體排放也是重大的環境問題,溫室氣體四分之三源于高碳能源,這個意義上講污染排放和溫室氣體排放雖然是兩個概念,但是它們基本上同根同源,所以現在提出綠色低碳加上了美麗兩個字,這就不是平面的概念了而是立體的概念有深度的發展理念,也是兩山理論和以人為中心的思想體現,是新的增長點也是新時代的要求。新型發展要靠新的動力、新的增長點就要靠創新驅動,包括科技的創新、管理創新、產業模式創新、金融創新等等。

高質量對能源的要求,首先呼喚著優化能源的結構,能源的增長1%到3%這樣的新常態是優化能源結構的機遇期,這樣比較低的能源增長、這樣的增量有可能由低碳能源,低碳包括可再生能源、核能和天然氣,天然氣是相對低碳的化石能源,由它們幾個的增長就能夠滿足這樣一個增量的要求,可以提高終端能源當中電力的占比。高質量發展還呼喚改變能源發展不平衡、不充分的問題,我國西北能源的密度比較高、東南是耗能密度、負荷密度比較高的地區,發展不平衡不充分的問題如何解決,從宏觀來說,發展西部的經濟和電力的負荷,而發展中東部的供給側的能源,要東部增加能源的供給、西部要增加消納,優化能源的空間格局,當然是在一定程度上來的。

中東部能源是我國能源的主要負荷區,中東部能源如何解決,我認為是靠西電東送,但是現在考慮中東部的能源可以遠方來、身邊來相結合,中東部要用能源,我們有西部的條件,西電東送、北煤南運這是國情是需要的,但是中東部自己有沒有能源可以挖掘呢,有沒有潛力呢、有什么身邊來的能源而我們沒有用好呢,這個問題也值得思考。大家對西電東送已經有了足夠的重視,對遠方來大家都有這個概念,包括我自己。而現在要強調身邊來這一頭是不是應該加強,比如中東部沿海幾個省自己有沒有太陽能和風能可以充分的發展起來,我不展開贅述,大家不妨跟德國比較一下?,F在要重視和強調中東部自己的自發電,不僅是能源的消耗者而且是能源的生產者,這個概念能不能建立起來,中東部是產銷者,可以既是生產者又是消費者,既是消費者又是生產力,如果是分布式的中東部的大量能源發展起來會節約多少大電網的電,這個潛力是很值得考慮和。

我去東部幾個地區,比如江蘇北部的郾城,自己提出要把可再生能源發電站到電力的一大半,現在靠能源電,他們是自己提出的,而且分析了自己的資源量是可以達到的。

質量發展還呼喚解決跟能源有關的三大城市病,包括城市霧霾、堵車、垃圾圍城等等都很能源有關,實施城市能源革命,使之更加社會化和低碳。高質量通過不同的線條在推動低碳試點、智慧城市試點、固廢城市試點,要和城市結合在一起意義深遠。

高質量發展還呼喚著農村能源革命,農村也有三大問題,散燒煤替代,要用潔凈能源來替代,二是農村用了很多生物質但是很多是原始形態燒柴火的情況比較多,還有固廢合理化利用,包括垃圾等等利用的比例也比較低。京津冀散燒煤替代花了很多錢,每年成本157億,而健康效益是165億元,做這件事是絕對劃算的。

第一部分是能源發展和新形勢新階段面臨能源轉型的需求。第二部分是能源向高效、綠色、低碳轉型。能源轉型的驅動力是什么?是要改善環境治理、應對氣候變化、培育新的動能新的增長點,實現經濟社會可持續發展,這幾個需求都要求盟員轉型。在這個過程中,政策的引導、剛剛發布的報告體現了政策的作用,能源結構的優化政策是很起作用的,能源結構向綠色低碳轉型是中國能源的核心也是能源供給側改革的特征。

首先節能提效,中國能源先不說什么能源,首先是節能提效,對中國是第一位的戰略之首。過去15年中國能源強度下降了30%,主要耗能行業提效19%,這是進步,但是現在能源強度仍然是偏高,就是比世界平均水平,中國每年生產全球15%的GDP消耗全球大約23%的能源,也就是說中國能源強度是世界平均水平的1.55倍,是日本的4.9倍,所以還有很大改進的空間。

能效提高的目標,能源強度2020年要比2015年再降15%、2030年達到世界平均水平,到2050年要達到世界先進水平,這是大體上的想法。

靠什么來提高能效、節能?首先最大的潛力在于要調整產業結構,高效能產業的占比不應該持續擴張,前三四十年發展在很大程度上靠的是高耗能產業、房地產拉動的高耗能產業,水泥產能達到每年二十五六億噸,達到全球的60%,國家是需要水泥,但是是不是需要這么多水泥?!中國的水泥是不是生產的太多了呢?這樣一些高耗能產業不應該再持續擴張。建設型的能耗當中的浪費應該減少,這一句話包含很多內容,中國大量的建設是必須的,但是建設中有多少浪費呢?譬如說住建部給出中國房子平均壽命大約是二三十年,看看西歐美國是上百年的房子是主要的,光是這一條浪費有人做過計算,是非常大的。

房子蓋起來是各個省是水泥森林,但是有多少是空置房,房子的空置率非常高,這又是一個浪費。蓋這些房子里頭一小半是公共建筑,一多半的居民生活用房,但是房子的能源消耗、公共建筑還稍大于民用的住房。說平均數,每平方米公共建筑的能耗是民用建筑的2.3倍,公共建筑像會展中心、賓館是公家買單的,能源消耗強度非常高,像這些地方很有改進的空間。

產能過剩導致系統性的能源浪費,煤電做的不錯,煤電行業的整體情況是在低效運行,現在全國只有四千多小時的樣子。煤電廠每年可以運行到五千多小時甚至六千小時,這么多煤電廠用不了都開足馬力,因為大家得吃飯,所以是70%的開工率,這種情況下煤電的裝機還在增長,所以這種情況要防止新的產能過剩。

現在經濟情況下,有可能還會采取一些刺激的措施,會不會帶來產能過剩,還會有新的增長是值得警惕的一件事。要抑制不合理的需求,包括奢侈性的消費,中國在很多方面是需要改進的。產業結構是最大的潛力,可以來提高中國的能效,產業結構有上有下才是進步,有些去產能、去庫存就要去,有人說去產能、去庫存有一些工人失業了怎么辦,與此同時,有些要上,比如戰略性新興產業、第三產業、現代服務業,有上有下是正常情況,是由新常態走向新型發展的必然過程,像新興服務業既有利于節能又可以吸納就業。金融提效是世界各國共同的方向,中國也需要借鑒各國的經驗。

中國畢竟在一次能源當中煤炭占60%的樣子,做到煤炭清潔高效利用的大文章,這幾年煤炭消化量總體來說進入下降的階段,經常有人說我們經濟下滑,百分比從八點幾降低到六點幾了,實際上經濟總量是在增長的,我不太贊同下滑的說法,經濟一直在增長,煤炭的消耗量2013年以后幾年都沒有超過2013年,有幾年的下降,2017年比2016年有所增長,2018年可能又有所增長,2019、2020年又進一步的增長起來這是值得注意的,經濟增長和煤炭的消耗是不是一致,經濟可以進一步增長,但是煤炭的消耗量開始下降這是進步,新能源開展上來,這種情況是值得關注的。

煤炭高效利用首先需要煤電,現在每年煤炭消耗只有一半是發電的,國際上煤炭消耗主要是發電,百分之八九十來用來發電的,中國只有一半是發電的,另外一半是散燒煤和工業用電,這塊是應該減少的,減少是進步,說起來減煤搞煤的同志覺得不好聽,實際上煤炭用得好一定是會減少的,因為散燒煤肯定是要減的。工業用煤,煉鋼要耗費煤,每煉一噸鋼消耗的煤炭的數量每年按照2%在下降,這是進步,煉一噸鋼消耗半噸的煤炭,用較少的煤炭煉出同樣的鋼是個進步,工業用煤炭和散燒煤下降,讓煤炭主要用于發電,這樣煤炭消耗總量肯定要降低下來,這是正常的。

煤電除了要供給電以外,還可以用于適當的調峰和支持可再生能源的發展,有選擇發展煤化工,鼓勵碳捕獲利用和儲存。逐步降低煤耗總量和占比是進步,如果是潔凈高效利用,不用這么多煤炭就可以滿足國家的需要,百分比不是我自己算出來的,2020年小于58%這是發改委發布的,2050年小于30%是國家發布的2030年能源發展戰略中的一段話,在一次能源占比小于30%。

低碳能源是改善今天并且擁有未來,用一個形象的說法,低碳能源三匹馬,可再生能源包含太陽能、風能、水能、地熱等等,核能、天然氣,包括非常規天然氣,三套車而一匹馬不夠呢,因為60%的煤炭要想實現較快、較高比例的替代,它們三者用足了近也還不夠,所以要努力讓它們三個一塊拉車。天然氣特別提出,包括非常規天然氣,最近報道的可燃冰它是非常規天然氣,是以固態形式存在的天然氣,這些是相對低碳的化石能源,要著力的進行發展。美國Net Power公司在做零碳天然氣的技術。

高質量高比例要發展非化石能源,非化石能源按照國際能源署發布的2020年可再生能源對溫室氣體減排貢獻2%,加上核能、非化石能源對減少溫室氣體貢獻大于40%,現在非化石能源經濟性、技術能力、制造業能力和與之相關的儲能技術,相關的產業鏈是完全有可能發展的,我國這幾年發展的也比較快。可再生能源發電的成本在下降,這是根本點,在市場上更有競爭力才能發展起來,國際上給出光伏、水電、風電、成本下降的情況,到2035年會進一步的下降,現在這些都已經進入了光伏、風電、水電、地熱,進入了化石燃料電站的成本區間,現在海上風電和光熱發電還有必要進一步的降低成本。與之配合的必須發展儲能,儲能技術推動能源革命,儲能用途非常多,既可以助推間歇性的可再生能源大規模發展,又可以推動交通能源電氣化,需要高能量密度的儲能,比如電池儲能,還可以推動分布式能源和微網的發展,所以儲能是非常有意義的。如圖,現在貢獻大頭還是抽水蓄能是主要的,但是化學儲能,電池儲能進步的非???,成本降得也很快。

國際上發布的一個數據,全球能源投資的趨勢從煤炭逐步轉向可再生能源,2017年全球可再生能源投資超出其他能源總數的兩倍以上。德國制定了自己國家明確的嶄新的能源轉型的目標,到2025年電力40%多要來自于可再生,到2035年占到60%樣子。目前這個數據德國整個領土平均值,一個平方公里有150千瓦的風機(分散式),我國東南幾個省平均值是每平方公里20千瓦,比如江蘇、山東風能的資源并不比德國差,如果跟德國比我們的風電裝機容量潛力還有七八倍,按照德國現在的水平,當然德國也還要發展。

日本是缺能源的國家,它也要轉型,最近發布了能源革新戰略,提出多元化、脫碳化、分散化、數字化,靠一個APP(虛擬電場),是一大片分布式的光伏、風電把它們聯合起來用儲能配合,再用大數據管起來,一個智能的管家,所以是虛擬電場,要做大量這樣的APP,加上富瓦特(節能),靠這兩者實現這個戰略。

美國的數據也很值得思考,美國一共三億人,大概一億個家庭有十分之一,一千萬的家庭用上自發電,太陽能供電達到一千萬戶,各個州政府非常有積極性做這件事,這件事也值得我們思考,如果我們有十分之一的家庭用到了自發電我國是什么會是面貌,這是很值得思考的。

我國可再生能源進展比較快,需要從戰略、規劃、政策上更好的進行導向。分布式是今后發展重要的方向,看了新疆吐魯番有一個新能源小區,他們有五萬人在小區中,住在五六層房子中,他們小區整個的能源就靠太陽能和地熱,太陽能沿著墻壁(能量墻)加上地熱,因為太陽能不穩定所以做了儲能,有個儲能站,進行大數據的管理,我平常是紙上談兵,他們已經把光、地、儲、管一體化已經落地了,覺得很有啟發。

河北雄縣用地熱,提出開發大熱庫、利用地熱能建設無煙城,不是口號已經是顯示了。薄膜太陽能電池幾家公司很有貢獻,甚至在做太陽能汽車,太陽能建筑一體化也在做,以及很多甚至是移動式的,在惠州、廣州做了銅銦加錫建筑廣漠一體化,非化石能源加天然氣到2020年比例達到25%,2035年達到35%,2050年接近60%。電力當中非化石電力的占比目前是30%,2020年能夠接近35%,以后還會提高到四分之三的樣子。終端能源當中電力占比在現在25%基礎上會大幅度提高,提高主要是把非發電的終端能源降下來,非發電的比如散燒煤,再比如說開車的油,如果發展電動汽車包括氫、燃料電池車,這樣會把油的比例降低下來。

新一代的電力系統有四個特征,非化石電力的高比例、集中式和分布式的結合,現在是習慣于一個大集中式的將來是分布式會舉足輕重了、多能互補、儲能和智能控制的結合,這樣的應用在電力系統是未來幾個特點。

能源結構的轉型我國承諾在2030年碳排放達到峰值,能源的轉型是基礎。全球氣候和經濟委員會最近發布了一份報告《開啟21世紀包容性增長的共識》應對氣候變化的行動并不影響經濟的增長,相反可以創造新的經濟,到2030年可以創造26億美元經濟利益。

結束語,我們的能源轉型和新型發展具有長期性、艱巨性和復雜性,剛才說的趨勢,但是并不容易,要經過幾十年努力才能實現,但是轉型的方向是清晰、既是國家的目標也是老百姓的訴求,也是全球的大勢,所謂要抓住新常態新機遇,實現經濟環境的雙贏和健康可持續的發展,今天講到這里,不當之處請大家指正,謝謝!




責任編輯: 張磊

標簽:能源發展與轉型