《中國能源轉型展望2024》簡要分析了全球氣候變化和全球能源轉型形勢,回顧了近十年中國能源生產(chǎn)和消費體系的巨大變化,并利用模型對2060年前實現(xiàn)碳中和目標愿景下我國能源系統(tǒng)的轉型前景進行分析,旨在為我國和全球制定能源戰(zhàn)略規(guī)劃及重大政策提供有益參考。執(zhí)行摘要指出,能源轉型將為我國實現(xiàn)2060年前經(jīng)濟社會系統(tǒng)的碳中和作出決定性貢獻,并從五個方面提出了我國能源轉型的核心路徑和結論。本版選取部分內(nèi)容進行分享,敬請關注。
本版文字由 本報記者 魏佳琪 整理
全球氣候變化是當今世界面臨的最大挑戰(zhàn)之一。2023年,全球氣溫已經(jīng)比工業(yè)化之前上升了1.45攝氏度,應對氣候變化的形勢日趨緊迫。能源活動貢獻了全球二氧化碳排放量的86%,能源轉型是應對氣候變化的最重要途徑之一。但是,能源轉型并非一蹴而就,必須要突破綠色、經(jīng)濟、安全三重制約,統(tǒng)籌考慮經(jīng)濟發(fā)展、產(chǎn)業(yè)轉型、安全保供、穩(wěn)定就業(yè)等各種因素,才能持續(xù)推進。作為全球最大的發(fā)展中國家,我國努力推動能源革命,取得了一系列成效,為未來能源轉型奠定了重要基礎,但能源發(fā)展仍面臨需求壓力巨大、供給制約較多、綠色轉型任務艱巨等諸多挑戰(zhàn),持續(xù)推進能源轉型依然任重道遠。
《中國能源轉型展望2024》在深入分析全球氣候變化和國際政治經(jīng)濟態(tài)勢的復雜性后,提出了基準碳中和情景(BCNS)和理想碳中和情景(ICNS)兩種預測模型。報告指出,經(jīng)過巨大努力,能源轉型能為我國實現(xiàn)2060年前經(jīng)濟社會系統(tǒng)的碳中和作出決定性貢獻。到2060年,我國經(jīng)濟規(guī)模將增長為2020年水平的3.3~3.6倍。按當量熱值計算,一次能源消費總量先增加后下降,到2060年,一次能源消費總量比峰值下降1/3左右。BCNS和ICNS兩種情景下,隨著能源轉型技術(包括碳捕集等負碳技術)和相關產(chǎn)業(yè)加快發(fā)展,我國能源系統(tǒng)可以在2060年前實現(xiàn)凈零碳排放,助力2060年前實現(xiàn)經(jīng)濟社會系統(tǒng)的碳中和。
節(jié)能和提高能效是能源轉型的前提,持續(xù)的電氣化是邁向碳中和的有效途徑
如果不能有效節(jié)約能源,則能源轉型對綠色能源的需求量更大,實現(xiàn)能源轉型難度更大、速度更慢。因此,節(jié)能和提高能效是能源轉型的前提和基礎。
在節(jié)能和提高能效方面,狹義的節(jié)能和提高能效,是指提高能源技術效率;廣義的節(jié)能和提高能效,是指提高能源經(jīng)濟效率,即降低經(jīng)濟發(fā)展對能源消費的依賴程度。預計我國一次能源消費量(按電熱當量法計算,下同)將先上升后下降,2060年,一次能源消費量比峰值下降1/3左右。
在電氣化方面,狹義電氣化是指終端用能部門直接用電;廣義電氣化是指終端用能部門使用電力、由電制備的合成燃料,以及用電產(chǎn)生的商品熱。2023年,我國的狹義電氣化率和廣義電氣化率為28%左右,預計2060年我國的狹義電氣化率提高為59%~62%,廣義電氣化率提高為79%~84%。交通運輸部門的電氣化率提升最快,建筑部門電氣化可達到的比例最高。2060年,終端用能領域中工業(yè)、貨運、航空等領域仍然需要一些化石能源作為支撐,是最難減排的領域。加強能源轉型國際合作,有利于最新的高效節(jié)能技術和電氣化技術在我國和全球推廣,加快工業(yè)、建筑、交通領域的低碳轉型步伐。
建設風光為主的新型電力系統(tǒng),是能源轉型的必然選擇
能源供應低碳化是能源供應側轉型的主要途徑,非化石能源電力替代化石能源電力是核心要務。2023年,我國發(fā)電裝機結構中,非化石能源發(fā)電裝機容量占53.9%、化石能源發(fā)電裝機容量占46.1%。到2060年,我國發(fā)電總裝機容量需要105.3億~118.2億千瓦,是2023年的4倍左右。其中,可再生能源發(fā)電裝機容量占比將在96%左右,可再生能源發(fā)電量占比在93%~94%。預計2060年,核電和抽水蓄能裝機容量分別達到1.8億千瓦和3.8億千瓦,加裝碳捕集與封存設備的生物質發(fā)電裝機容量超過1.3億千瓦。
能源轉型要始終堅持“先立后破”。在新能源和可再生能源發(fā)電能力增長與電力系統(tǒng)控制能力逐步增強的基礎上,煤電一邊從基荷電源向調(diào)節(jié)電源、備用電源逐步轉型,一邊自然退役。加強能源轉型國際合作,有利于我國進一步提高非化石能源供應能力和電網(wǎng)安全。
構建高度智能化的電網(wǎng)新形態(tài),是新型電力系統(tǒng)建立的核心要義
構建新型電力系統(tǒng)是我國能源轉型的核心舉措,必須堅持全國一盤棋,統(tǒng)籌好“源、網(wǎng)、荷、儲、氫”各類資源的發(fā)展,形成“大互聯(lián)、小平衡”電網(wǎng)形態(tài)。
一是優(yōu)化電網(wǎng)格局。到2035年基本形成“西電東送、北電南送、區(qū)域互濟”的電網(wǎng)結構,利用數(shù)字化智能化技術,使電網(wǎng)像“海綿”一樣靈活應對電力供需變化;到2060年,西北、東北、華北地區(qū)的電力外送規(guī)模合計比2022年提高140%~150%。
二是持續(xù)加強配電網(wǎng)建設。適應大規(guī)模分布式新能源發(fā)展,推動配電網(wǎng)從“無源”的單向輻射網(wǎng)絡向“有源”的雙向交互系統(tǒng)轉變;以工業(yè)、農(nóng)業(yè)、商業(yè)、居民可再生能源自發(fā)自用為重點,形成海量零碳配電網(wǎng)支點,為超過50億千瓦分布式光伏、分散式風電發(fā)展提供有力支撐。
三是推進多網(wǎng)融合。借鑒國際合作經(jīng)驗,構建以電氫為樞紐、電力熱力交通全面融合的能源網(wǎng)絡新形態(tài)。到2060年,我國綠氫規(guī)模3.4億~4.2億噸標準煤,電制氫和電制合成燃料將成為支撐電網(wǎng)負荷平衡、促進電網(wǎng)跨季節(jié)調(diào)節(jié)的重要補充手段。電化學儲能能力在2.4億~2.8億千瓦/年,電動汽車保有量在4.8億~5.4億輛,相關的車網(wǎng)互動能力在8.1億~9億千瓦/年,為電力系統(tǒng)提供即時響應能力。
科技創(chuàng)新是能源轉型的動力來源,能源新質生產(chǎn)力孕育著廣闊的市場空間
發(fā)展新質生產(chǎn)力是我國能源轉型的鮮明特點,能源生產(chǎn)和消費相關的低碳零碳負碳新技術、新裝備、新產(chǎn)業(yè)具有廣闊的市場空間,孕育著巨大的投資機遇。
從能源裝備需求看,2060年我國風電、光伏裝機合計在100億千瓦左右,我國風電光伏設備的資金需求將從2023年2萬億元左右增長為2060年6萬億元左右,未來30多年投資需求累計超過160萬億元。從用能設備需求看,能源轉型需要我國在未來30年間對工業(yè)、建筑、交通運輸?shù)雀鱾€領域的用能設備進行更新或改造,電爐鋼、氫基豎爐煉鋼、綠氫化工、超低能耗建筑、高效熱泵采暖、電動汽車、燃料電池汽車等低碳零碳用能設備孕育著前所未有的市場需求。從實現(xiàn)碳中和的零碳、負碳技術看,發(fā)展碳捕集與封存(CCS)、工業(yè)二氧化碳循環(huán)利用等技術是實現(xiàn)碳中和不可或缺的重要手段,必須要從當前著手研發(fā)和規(guī)劃。
未來30年,我國能源系統(tǒng)的設備更新和改造將全面進入加速期,能源設備更新改造需求規(guī)模持續(xù)擴大,將為我國經(jīng)濟增長提供持續(xù)的內(nèi)生動力。加強能源轉型國際合作,有利于我國與世界各國攜手降低能源轉型新技術的制造成本、服務成本和使用成本,推動全球和我國更早實現(xiàn)碳中和。
能源體制機制改革需不斷深化,同時構建推動能源轉型的法律制度體系
能源轉型的順利推進,必須有能源體制機制的改革作為保障。
從能源法律制定和修訂看,化石能源主導時期建立的能源法律法規(guī)標準已難以滿足能源轉型的需要,要建立與碳達峰碳中和目標愿景相匹配的能源法律制度,明確責任主體、強化法律義務、制定獎懲措施。從能源市場改革看,要打破區(qū)域壁壘,建立全國統(tǒng)一的電力市場,逐步推動構建適應高比例可再生能源特性的電力市場體系。從能源價格改革看,要發(fā)揮碳定價對能源活動的“指揮棒”作用,持續(xù)推進電力、煤炭、石油、天然氣等能源價格改革。從能源統(tǒng)計等基礎制度看,要提高可再生能源電力和熱力、生物質能、氫能等非化石能源的統(tǒng)計能力,完善綠色電力證書制度,建立綠氫、綠氨、綠醇等綠色能源證書制度。加強能源轉型的國際合作,有利于與世界各國在立法和能源治理方面深入交流,為我國能源轉型提供更好的政策保障。
兩個情景
基準碳中和情景(BCNS)描述的前景是:經(jīng)過一系列巨大努力,我國中長期經(jīng)濟社會發(fā)展愿景與碳達峰碳中和目標愿景如期實現(xiàn)。但是,未來國際政治經(jīng)濟形勢日趨復雜,地緣沖突時有發(fā)生,應對氣候變化在某些國家退居次要位置,甚至產(chǎn)生“退群現(xiàn)象”;氣候變化相關的貿(mào)易壁壘紛爭較多,達成一致難度大;低碳零碳技術研發(fā)合作、產(chǎn)業(yè)合作難度大;新技術因全球市場分割而成本降低難度大。在這種國際形勢下,我國要堅持做好自己該做的事,以2030年前實現(xiàn)二氧化碳排放達峰、2060年前經(jīng)濟社會系統(tǒng)實現(xiàn)碳中和為目標,推動我國中長期能源轉型,為我國實現(xiàn)2060年前經(jīng)濟社會系統(tǒng)的碳中和作出決定性貢獻。
理想碳中和情景(ICNS)描述的前景是:經(jīng)過一系列巨大努力,我國中長期經(jīng)濟社會發(fā)展愿景與碳達峰碳中和目標愿景如期實現(xiàn),全球氣候變化的嚴峻形勢喚醒了各國采取行動的強烈意識,各國決定把加快能源轉型作為本國發(fā)展的優(yōu)先事項,雖然政治經(jīng)濟沖突在個別地區(qū)、個別時間段發(fā)生,但各國愿意為應對氣候變化,加強能源轉型的政治合作、經(jīng)濟合作、貿(mào)易合作、產(chǎn)業(yè)合作、技術合作、資金合作、人才合作、知識共享和數(shù)據(jù)共享,形成合力,使低碳、零碳、負碳技術研究開發(fā)的成本更低,各國都能更早、更低成本地大規(guī)模使用低碳零碳技術,幫助能力不足的發(fā)展中國家提高應對氣候變化能力。我國作為“地球村”的一員,在力所能及的基礎上,為其他國家提供技術、裝備、能力建設等支持,攜手推動全球能源轉型,共同保護地球家園。
能源轉型面臨挑戰(zhàn)和不確定性
雖然我國能源轉型已取得積極進展,但能源發(fā)展仍面臨著諸多挑戰(zhàn),持續(xù)推進能源轉型依然任重道遠。一是經(jīng)濟結構偏重。鋼鐵、水泥、化工等高耗能工業(yè)在我國經(jīng)濟中占據(jù)重要地位,經(jīng)濟結構調(diào)整和產(chǎn)業(yè)轉型難度大、任務重。二是能源結構偏煤。我國是世界上能源消費量最大的國家,煤炭占我國能源消費量一半以上。如何跨越“油氣時代”直接用新能源和可再生能源大規(guī)模替代煤炭,在人類歷史上尚無先例。三是電力系統(tǒng)一邊高速發(fā)展一邊加快轉型難度大。近年來,我國電力需求快速增長,既要綠色低碳,又要保障安全,還要價格可承受。特別是近幾年我國電力需求出現(xiàn)高速增長,但可再生能源發(fā)展面臨著國土空間保障不足、系統(tǒng)消納能力不強、儲能成本高等現(xiàn)實制約,進一步加快發(fā)展難度大。四是能源轉型的市場驅動力亟待增強。長期以來,我國高碳能源價格低、低碳能源價格高,各地區(qū)能源價格差異較大,利用市場手段推動能源轉型,任務相當艱巨。
展望未來,我國能源系統(tǒng)低碳轉型面臨的不確定性需要高度關注。一是未來產(chǎn)業(yè)結構調(diào)整仍存在較大不確定性,鋼鐵、水泥、電解鋁、化工等高耗能產(chǎn)品的產(chǎn)量變化對我國能源供需規(guī)模和轉型前景影響巨大,目前很難準確預測。二是數(shù)字化、智能化對我國電力需求增長的影響力度和數(shù)智化相關的電力消耗規(guī)模,目前很難準確判斷。三是零碳技術和負碳技術在中長期的成熟度、安全性、經(jīng)濟性,目前仍很難把握。四是與能源轉型國際合作相關的產(chǎn)業(yè)發(fā)展、國際貿(mào)易和產(chǎn)業(yè)鏈供應鏈發(fā)展前景,目前仍存在一定的不確定性。
總之,我國能源轉型是一項長期而艱巨的社會工程。我國需要在不到40年的時間里先越過碳排放峰值,再實現(xiàn)碳中和,挑戰(zhàn)大、任務艱巨。這更需要決策者直面挑戰(zhàn)并找到解決辦法,從各種不確定性中尋找確定性,時刻確保我國能源轉型在正確道路上行穩(wěn)致遠。