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中國工程院院士江億: 大比例電氣化是實現低碳發展的可靠路徑

作者:中國儲能網新聞中心 來源:中國能源報 發布時間:2019-12-11 瀏覽:
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2018年,我國單位國內生產總值二氧化碳排放強度同比下降4%,超出年度預期目標0.1%,比2005年累計下降45.8%,相當于減排二氧化碳52.5億噸——生態環境部近日發布《中國應對氣候變化的政策與行動2019年度報告》表示,我國已基本扭轉碳排放快速增長的局面。

《報告》還顯示,2018年,煤炭、石油、天然氣和非化石能源在能源消費中占比分別為59%、18.9%、7.8%、14.3%,較2017年分別下降1.4個百分點,提高0.1個百分點、0.8個百分點及0.5個百分點,我國能源結構進一步優化。

在此基礎上,如何保障實現2030年碳排放達峰的既定目標?中國工程院院士、中國節能協會理事長江億認為,以能源供給側和消費側革命為機遇,大比例提高可再生和零碳電力的比重,是一條實現低碳發展的可靠路徑。

“煤改氣對治理霧霾有好處,但對實現低碳發展基本沒貢獻”

應對氣候變化的關鍵,在于降低二氧化碳排放。為實現《巴黎協定》提出的“將全球升溫控制在2攝氏度以內”的目標,江億表示,到2050年,全球碳排放總量應小于1.5萬億噸。按照我國人口占全球總人口約20%的比例計算,所對應的碳排放總量不超過3000億噸。

“若進一步將升溫控制在1.5攝氏度,全球碳排放總量應小于0.5萬億噸,我國不能超過1000億噸。2015年以來,我國每年排放的二氧化碳已超100億噸,隨著社會、經濟等發展,用能總量仍在增加。如不及時調整能源結構,實現減排目標將非常困難。”江億指出,探索一條世界領先的低碳發展路線至關重要。

結合現狀,江億進一步表示,目前“全面走向天然氣的呼聲”較高,但該路線有待商榷。一方面,出于能源安全的考量,完全依靠進口天然氣并不現實;另一方面,即便將煤改為天然氣,仍未從根本解決碳排放問題。“傳統觀念認為,在放出同等熱量的情況下,天然氣碳排放量約為燃煤的50%。但現有研究已表明,天然氣開采、運輸到末端燃燒的全過程,同時伴有2%-3%的泄漏。泄漏氣體實際就是甲烷,進入大氣之后,GWP(一項全球變暖潛能指標,即各類溫室氣體對應的二氧化碳質量)等于25。”

GWP等于25,意味著每“泄漏”一個碳分子,與化石燃料燃燒產生的25個碳分子作用相同。“換句話說,天然氣中一個碳分子產生的溫室效應,相當于二氧化碳所含一個碳分子的25倍。綜合來看,使用天然氣導致的溫室效應,與燃煤大致相同。因此,煤改天然氣對治理霧霾有好處,但對實現低碳發展基本沒有貢獻。”江億稱。

“可再生和零碳電力至少占比60%以上,才能支撐能源結構調整”

究竟什么樣的路線才能真正實現低碳發展?江億提出,今后30年,應大力發展風電、光電、水電、生物質能及核電,以此構成低碳、乃至零碳能源的主要結構。

具體而言,江億表示,我國已是世界水電發展最好、用量最大的國家,在充分考慮環境影響的前提下,水電仍有一定提升空間。以風電、光電為代表的可再生能源,主要成本也已實現大幅下降,并有進一步壓縮的空間。而在核電裝機4000萬千瓦的基礎上,未來有望進一步增至1億千瓦。

“特別值得一提的是生物質能,作為目前唯一可見的零碳燃料,能夠直接替代化石能源。”江億強調,農業秸稈、林業枝條等生物質能,目前總量折合可達7-8億噸標準煤。但由于人均生物質資源量并不多,且利用程度過低,合理、高效的開發利用方式仍待挖潛。

按照上述規劃,江億認為,未來低碳能源的特點是以電力為主,依靠可再生能源通過電力形式輸出。基于此,可再生和零碳電力至少占電力總量的60%以上,才能支撐能結構調整,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。”江億補充,在發展水電等蓄能方式的同時,用于補充總電量及調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。“以北方地區為例,未來需要4-5億千瓦的燃煤電廠,既可為電力系統調峰,也能通過熱電聯產方式提供建筑熱源。按照4億千瓦熱電聯產機組的體量計算,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熱源,恰好解決北方地區城鎮供熱問題。”

“要求能源消費側推行相應革命,解決電力供給與需求間的不匹配”

江億同時指出,雖同為用電,未來的“電”卻有所不同。“過去是燃料燃燒,通過火出熱、熱做功、功再發電的形式,即直接發電,且燃煤電廠可調、可控。未來,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直接燃燒燃料的需求,風電、光電等可再生電力是主力。”

在江億看來,用好可再生能源的關鍵,不僅僅是裝機多少、消納多少,而要看其有效替代多少化石能源。“風、光等特性,帶來電源側的不穩定和不確定性,源與用的匹配成為關鍵。這就要求,能源消費側也要推行相應革命,以解決電力供給與需求間的不匹配。”

對此,江億提出,一要解決發、儲、輸、荷間的匹配,實現供與用之間柔性連接;二是推動能源消費由燃料轉為電力,迎接新一輪的電氣化;三是調整結構、節能優先,解決消費側用能的根本問題。

以能源消耗大戶——工業為例,江億表示,由于前期城鎮化及大規模基礎設施建設,帶動鋼鐵、建材等需求旺盛,工業用能最高占據我國能源消費總量的65%左右。進入新時期,城鎮化及建設速度放緩,量的增長隨之轉為質的提高。“下一步重點是調結構、改流程、提效率、促循環,推動以煤為燃料的行業,轉向以電為主要能源。工業用能方式的革命,正是低碳發展的重要途徑之一。”

再如交通行業,江億表示,大比例電氣化也是其結構調整的核心。針對物流,重點在于“公轉鐵”,減少長途重載運輸;針對客運,推行“油改電”,進一步提高電動汽車的使用比例。“實現交通電氣化,不僅是提高效率、減少排放。電動汽車所用的電池,還是難得的柔性用電裝置,配合智能充電樁系統合理使用,可有效改善用電結構,解決電力供需之間不匹配的問題。”

關鍵字:電力 電氣化

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