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中国能源报 2019年09月23日 星期一

中国工程院原副院长、中国工程院院士杜祥琬:

让中国东部能源大用户从能源消费者变为能源“产销者”

《 中国能源报 》( 2019年09月23日   第 33 版)

  过去几十年,我国经济社会高速发展,呈现出平面的、外延扩张型的增长,现在走向追求质量和效益的立体式增长。1980年以来,我国能源强度下降80%,能效提高5倍,能源转型结果十分显著,具体表现在以下四方面:

  一是节能减排成效明显。2010年,中国单位GDP能耗也就是能源强度是世界平均水平的2倍。

  为节能降耗,“十一五”和“十二五”期间淘汰大量落后产能,其中炼钢淘汰1.7亿吨、水泥淘汰10.3亿吨、炼铁淘汰2.1亿吨。近二十年来,中国节能总量占到全球节能总量的1/2。

  二是化石能源洁净化进程显著。散煤替代在国内已形成共识并有实质性进展。煤电厂清洁高效利用改造成效全球领先,天然气在一次能源消费中占比显著提高。

  三是非化石能源快速增长,特别是风电和光伏装机迅速增加,弃电率与成本显著下降,其他种类的非化石能源新技术不断涌现,发展势头良好。核电克服了重重困难,保持较好发展势头。

  四是电力系统有明显的技术进步,特别是分布式发电开始受到重视且有较大发展。此外,储能成为重要、关键的发展方向,技术创新活跃,进步明显,或将有颠覆性突破。而电力技术和信息智能技术的结合也显示出良好势头。

  国家西电东送,北煤南运发挥重要作用,日后依然需要。但作为我国能源负荷的主要地区,东部是否可以发展自己的电源,让新增电力需求实现高比例自给,西电东送为辅,节能提效优先,以此来解决问题?

  东部新增能源高比例自给靠什么?靠“远方来”和“身边来”相结合、集中式和分布式相结合。北煤南运叫“远方来”,自己身边自发电光伏和风电,叫做“身边来”。

  要靠发展中、东部地区电源,同时发展西部的经济和电力负荷,以缓解我国东、西部发展的不平衡和不充分。由此一来,使中、东部既是电力的消费区,又是电力的生产区,并以电源的新形态发展助推电网的新格局,逐步改变东部地区以外来电为主、外来电以煤电为主、自发电用煤基本来自北煤南运的局面。

  首先从资源方面来看,数据表明,在考虑低风速区域资源潜力的条件下,中、东部地区的陆上风能资源技术可开发量8.96亿千瓦,水深5到25米范围内的海上风电技术可开发量约2.1亿千瓦,合计约11亿千瓦的可开发资源量。集中式光伏发电站可开发潜力3.58亿千瓦,分布式光伏装机潜力5.31亿千瓦,再加上光伏建筑一体化近9亿千瓦的潜力。中、东部房屋建筑面积10万平方公里,如果2050年总用电量的25%由光伏产生 ,需要安装的跟建筑物结合的建筑面积只占现有占地面积的1/4。

  此外,除太阳能、风能外,东部各省也是节能提效的先行区,是海上风电、海洋能发展的优势区,是天然气特别是LNG进口的接收区。加上分布式光伏、生物质能、地热、工业余热和部分水电,这些都是东部可以利用的能源。中国东部长期以来被认为需要用能但是没有能源、资源的观念应该改变。

  目前,德国平均每平方公里土地安装156千瓦的风电、120千瓦的光伏,而中国分别是17千瓦和14千瓦。我国中、东部地区已经开发的风电和光伏,只占其可开发资源总量的不到1/10,潜力巨大。

  其次是技术可行性。光伏和风电等可再生能源的技术可行性问题已经基本解决,储能技术进步较快。目前,中国东部已经建成的火电厂应继续发挥好供电作用,同时做好灵活性改造,来支持可再生能源的调峰。再加上网络和信息技术、智能化、大数据、云计算等新技术的迅速发展,这些都为中国东部地区发展可再生能源提供了基础。

  在此基础上,中国东部的电力格局,是否可以向集中式智能化电网加上分布式发电为基础的微网的模式发展?微网可能是星罗棋布的网络,与集中式电网之间双向互动;也可以独立运行,产生新的格局。也就是说,让中国东部能源大用户从能源消费者变为能源的“产销者”,既可以自发自用,也可以和集中式电网互动,这将是一个深刻的变革。

  而综合智能能源系统的建立,也是分布式发电的协调控制手段,并且可以把燃气轮机、制热(冷)发电及负荷调控起来,使整个区域内多种能源子系统之间相互协调,平抑随机能源波动,提升能源利用效率。

  最后是经济的可行性。高成本曾经是制约可再生能源发展的关键因素之一,但近年来成本正在不断下降。从1980年到2013年,风电成本下降90%,到2020年可以与煤电相当。从2010年到2017年,国际上光伏发电成本从每千瓦时0.3美元降至每千瓦时0.1美元,降幅73%且仍在下降。

  纵观国内,浙江省湖州得益于室外屋顶光伏计划,煤电占比仅37%,嘉兴风、光、核占比达到62.5%,以此为例,高比例非化石能源自给,在中国东部完全可行。

  将“远方来”和“身边来”结合后,随着中东部电源的发展,西电东送、北煤南运的压力会逐步减少,西电东送的增量可能会出现拐点。拐点的出现与国家规划和政策引导及行业努力息息相关,这是非常重要的能源转型标志,意味着能源格局的转型跟能源结构的转型可以紧密联系。能源转型不光是调整能源结构,空间结构和格局也会变化,会有积极的相互作用。

  能源格局的转变,首先要转变观念。中、东部能源发展的思路,符合我国能源电力转型和能源革命的方向。

  首先,有利于电力发展趋于平衡和充分;其次,有利于电力系统的经济性,身边发一度电比远方来一度电要便宜,把可掌控的可再生能源充分发展起来也更为安全。除石油煤炭外,高比例发展可再生能源对中国能源安全、灵活、经济性至关重要,同时也符合绿色、低碳、高效、智慧的方向。

  从政府办电、大企业办电转向政府办电、大企业办电加上人民办电的思路,也有利于社会进步,让我们广大的东部用户们都成为发电的主人,这样对中国能源的供给安全和环境安全都具有重要的意义。

  能源转型具有长期性、艰巨性特点,但是方向清晰,中东部作为发达地区要带头,首先确立能源高比例自给的观念,并在行动上为全国能源转型和可持续发展做出贡献。

让中国东部能源大用户从能源消费者变为能源“产销者”
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