为了应对全球气候问题,减少温室气体排放,发挥环境问题中的大国责任,2020年9月22日,我国在第七十五届联合国大会上提出:中国将提高国家自主贡献力度,采取更加有力的政策和措施,二氧化碳排放力争于2030年前达到峰值,努力争取2060年前实现碳中和。这是中国首次提出碳中和时间表,正式将碳中和作为国家发展的基本框架。
2021年3月5日,李克强总理在2021年政府工作报告中指出,要扎实做好碳达峰、碳中和各项工作,制定2030年前碳排放达峰行动方案,优化产业结构和能源结构。因此,能源作为我国碳排放的主要组成部分,能源行业的低碳转型既是实现碳中和宏伟目标关键环节,也是我国可持续发展的基础。
实现碳达峰、碳中和是一场广泛而深刻的经济社会系统性变革。加快构建清洁低碳安全高效的现代能源体系,探索能源转型升级模式,实现能源产业高质量发展,行业在行动。
我国双碳目标的能源实施路径
1、节能减排是首选
在所有能源中,节能减排已经被公认为是除了煤炭、石油、天然气、电力之外的“第五能源”。通过提高现有能源利用效率,充分从利用过后的“废弃能源”中回收能量,来满足能源需求,是比开发一次能源更可行的减碳方式。
我国目前是世界上最大的碳排放国家,同时与许多发达国家相比,我国碳排放强度偏高、能源利用效率相对偏低。我国制造业中占比较大的钢铁、水泥、化工等行业都是高排放行业,需要消耗大量的高位热能,因此加大这些高耗能行业的节能水平和提高能源利用效率是中国实现碳达峰目标的首要选择。
2、大力发展新能源
可再生能源主要包括水电、风电、光伏、生物质能发电、潮汐发电等,其中水电是重要的可再生能源,2020年我国水电装机达到3.7亿千瓦,是最大的清洁电力来源,但由于水电资源禀赋受限,我国水电开发难以实现跨越式增长。
近年来,以风电、光伏为主的新能源快速发展,我国风光发电度电成本已经实现了平价上网,而且从技术发展来看,风电和光伏的发电成本还有望进一步下降,以光伏为例,TOPcon技术、HJT技术的转换效率均高于目前的PERC技术,且HJT技术具有工艺步骤少等优点,加上光伏大组件技术带来的安装成本和土地面积减少,光伏发电在未来具有更大的降本空间。因此以风电、光伏作为主力能源来支撑我国巨大的能源消费增长是我国未来能源发展的主要策略。
3、需要迫切补齐储能环节
风电、光伏为我国能源转型和新型电力系统构建了广阔前景,但可再生能源发电也有自身的缺陷。可再生能源发电先天具有的间歇性和波动性特征,当其在电力系统中占比过高时势必会导致电力系统面临安全问题。例如,风力发电受风能资源的影响,风能的不稳定造成了风电的间歇性和波动性。另外,光伏受太阳光的影响,在不同时段会出现光照和发电的随机性,这些都给电网稳定运行提出了新的挑战。
而储能是解决可再生能源消纳和保证电网稳定运行的关键环节,在间歇性可再生能源发电比例提升的背景下,配置储能电站,不仅可以降低弃风弃光率,更重要的是可以平抑新能源波动,并参与系统调峰调频,增强电网的稳定性。
今年4月21日,国家发改委、国家能源局联合印发了《关于加快推动新型储能发展的指导意见(征求意见稿)》提出,到2025年,我国要实现新型储能从商业化初期向规模化发展转变,新型储能装机规模达3000万千瓦以上。到2030年,实现新型储能全面市场化发展,新型储能装机规模基本满足新型电力系统相应需求。
该指导意见的发布,是我国首次明确了新型储能的独立市场主体地位,说明储能环节已经成为我国构建新型电力系统的关键,促进储能发展的政策已经开始发力且未来还将进一步加码。此外,动力电池技术的进步可以为储能产业成本下降提供技术支撑。综合来看,储能行业经历了多年的积累,已经具备了快速发展的条件。
4、做好碳捕集封存技术储备
为了完成温室气体的大幅度减排,2005年IPCC专门推荐了碳捕捉与封存技术(CCS),随着技术发展,碳捕获、利用与封存(CCUS)逐渐取代CCS成为新的固碳技术。碳捕集封存和利用技术在中长期为许多减排难度大的工业企业降低二氧化碳排放提供了一个能够选择的技术方法。例如,碳捕集封存和利用技术是目前唯一可在水泥生产中实现深度减排的技术解决方案,在钢铁及化工行业的应用前景也较为广阔。
新能源,新未来
2021年3月15日,在中央财经委员会第九次会议上提出要构建以新能源为主体的新型电力系统。这意味着在全球能源行业在应对气候变化和中国碳达峰、碳中和的目标下,能源系统将发生广泛和深刻的变革。
可以预见,未来我国能源体系中可再生能源占比将不断提高,能源不断向分布式利用发展,而在分散化的能源供需匹配中,数字化技术对跨系统协调以及碳排放、碳足迹的记录和核定都将起到巨大的作用。
因此,在碳中和目标下,传统能源转型、国际间多元合作、构建新的能源安全观、可再生能源技术提升、能源数字化转型等正在成为未来能源发展的核心议题。而在技术和政策创新引导能源变革的进程中,合作与共享成为未来能源发展的必然趋势。