能源轉型變革已行至何處?

出路何在?

可再生能源裝機首次超過煤電，光伏、風電、生物質(zhì)能發(fā)電技術領跑全球，超額兌現(xiàn)二氧化碳減排第一階段國家自主貢獻承諾……

2020年9月22日，中國首次提出“二氧化碳排放力爭于2030年前達到峰值，努力爭取2060年前實現(xiàn)碳中和”的國家目標。從此，這片960萬平方公里的土地迎來一場廣泛而深刻的經(jīng)濟社會系統(tǒng)性變革。

新能源革命意義非凡

2023年底，人類歷史上最大規(guī)模的氣候大會——第28屆聯(lián)合國氣候變化大會所達成的《阿聯(lián)酋共識》按下了逐步終結化石燃料時代的啟動鍵，也提出了“全球新能源轉型的兩大具體目標”：2030年前實現(xiàn)全球可再生能源裝機增至三倍，全球能效提高年均速率增至兩倍。

能源轉型是人類文明發(fā)展和進步的重要驅(qū)動力，從《巴黎協(xié)定》到《阿聯(lián)酋共識》，新能源革命受到全球矚目的同時，也成為中國實現(xiàn)“雙碳”目標的關鍵所在。

中國國家能源局最新數(shù)據(jù)顯示，2023年全球可再生能源新增裝機5.1億千瓦，其中中國的貢獻超過了50%。中國風電機組等關鍵零部件產(chǎn)量占到全球市場70%以上，光伏多晶硅、硅片、電池片和組件產(chǎn)量占全球比重均超過80%。中國新能源正為全球能源綠色低碳轉型注入強勁動力。

以光伏產(chǎn)業(yè)為例，隨著中國光伏產(chǎn)業(yè)規(guī)模不斷擴大，技術持續(xù)迭代升級，光伏發(fā)電成本大幅降低。工信部發(fā)布的最新數(shù)據(jù)顯示，2023年中國多晶硅、硅片、電池、組件產(chǎn)量再創(chuàng)新高，行業(yè)總產(chǎn)值超過1.75萬億元。在此背景推動下，光伏發(fā)電成本在過去十年內(nèi)降低了80%-90%，并已低于傳統(tǒng)的燃煤發(fā)電，達到0.3元/KWh以內(nèi)，未來還將持續(xù)降低。

中國制造極大推動了可再生能源替代的進程，中國新能源企業(yè)成為全球能源轉型的主要推動力量。全球光伏行業(yè)首家世界500強企業(yè)通威集團亦誕生于中國，其高純晶硅產(chǎn)銷量居全球第一，太陽能電池出貨量連續(xù)七年蟬聯(lián)全球第一。

“中國制造的光伏、風電產(chǎn)品和相應的資本走向世界，一方面支撐并大大加快了發(fā)達國家的能源轉型速度，另一方面幫助‘一帶一路’共建國家及廣大的欠發(fā)達國家和地區(qū)跨過先污染后治理的老路，踏入到可持續(xù)發(fā)展的快車道”，全國人大代表、全國工商聯(lián)副主席、通威集團董事局主席劉漢元曾如是說。

全國人大代表、全國工商聯(lián)副主席、通威集團董事局主席劉漢元。供圖/通威

根據(jù)國際能源署測算，到2050年，全球要實現(xiàn)凈零排放，近九成的發(fā)電量將來自可再生能源。而綜合對比分析，光伏發(fā)電可能是未來一次能源的主要來源，最高占比可達60%-70%。未來30年左右，以汽車電動化、能源消費電力化、電力生產(chǎn)清潔化為代表的綠色轉型，將在中國形成百萬億元人民幣、在全球形成百萬億美元的產(chǎn)業(yè)規(guī)模。

中國和中國的光伏產(chǎn)業(yè)，是牽引和驅(qū)動全球能源轉型的主力軍。“客觀地講，離開中國制造，去推動人類不到30年的碳中和，幾乎不太現(xiàn)實。”劉漢元說，如果美國要在可再生能源產(chǎn)業(yè)與中國脫鉤，關起門來打造自己的供應鏈，10年到15年時間不一定能夠完成;歐洲如果要做同樣的事，15年到20年時間不一定能夠完成。

業(yè)內(nèi)預計，2030年之前，全球光伏新增裝機量將突破1000GW(即1太瓦)，這意味著，未來包括中國市場在內(nèi)的全球光伏新增裝機需求的高增速還將維持較長一段時間。

電力系統(tǒng)遭遇前所未有的挑戰(zhàn)

然而，中國新能源的快速發(fā)展，也讓電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定遭遇前所未有的挑戰(zhàn)。尤其在中國西部、北部等新能源資源富集地區(qū)，清潔能源資源總量巨大但現(xiàn)有調(diào)節(jié)能力不足的矛盾尤為突出。

相較于傳統(tǒng)燃煤發(fā)電，光伏風電受氣候環(huán)境影響較大。例如，日照、溫度、濕度等天氣因素都會對光伏組件的發(fā)電功率產(chǎn)生影響。隨著光伏風電的大規(guī)模發(fā)展，并逐漸成為主流能源，這種間歇性、不穩(wěn)定性將讓整個電力系統(tǒng)的平衡面臨挑戰(zhàn)。

在過去的2023年，中國光伏行業(yè)在階段性周期影響下，產(chǎn)業(yè)鏈價格波動式下跌，疊加電池技術迭代提速，光伏裝機呈現(xiàn)前所未有的快速增長，同時也讓消納難題異常凸顯。

通威天津楊家泊漁光一體產(chǎn)業(yè)園。供圖/通威

根據(jù)國家能源局數(shù)據(jù)，2023年全國新增光伏裝機216.88GW，同比大幅增長148%,幾乎是近四年光伏新增裝機量之和。而大量的分布式光伏發(fā)電項目，因當?shù)嘏_區(qū)可開放容量不足、消納困難導致并網(wǎng)困難，或因當?shù)毓┬璨黄胶獍l(fā)電被限制。據(jù)不完全統(tǒng)計，截至目前全國已有超過150個地區(qū)分布式光伏無新增接入空間。湖北、遼寧等地甚至因為并網(wǎng)消納等問題，出現(xiàn)了發(fā)文鼓勵分布式光伏發(fā)展后政策“急剎車”。

在快速增長的光伏產(chǎn)業(yè)遭遇“成長的煩惱”背后，是我國傳統(tǒng)電力系統(tǒng)“即發(fā)即用”的模式已不適應以可再生能源為主體的能源結構。“中國過去為‘集中發(fā)、集中送’建立的電網(wǎng)和傳統(tǒng)的‘源隨荷動’模式已不能適應大比例可再生能源接入，風光大基地配套的特高壓外送能力也存在不足，讓構建新型電力系統(tǒng)迫在眉睫”。作為中國新能源領域的全國人大代表，劉漢元曾多次在其提交的議案中呼吁，加快構建清潔低碳、安全可控、靈活高效、智能友好、開放互動的新型電力系統(tǒng)，是實現(xiàn)“雙碳”目標的關鍵載體。

傳統(tǒng)的電力系統(tǒng)中缺乏儲能環(huán)節(jié)的調(diào)節(jié)，就像沒有調(diào)節(jié)水庫的徑流式水電站，來水發(fā)電，沒水罷工。這在以火電為主的電源結構下游刃有余，因為隨用隨發(fā)的火電能保證“河里始終有水”，電力系統(tǒng)能保證基本的平衡和基礎電力支撐。但未來隨著雙碳戰(zhàn)略的深入實施，以光伏風電為主的可再生能源占比提高到一定程度，發(fā)展配套儲能在高峰時段消納新能源電量，并在無風無光時段支撐系統(tǒng)安全運行，將真正成為“清潔電量的搬運工”。

應對挑戰(zhàn)，出路何在?

“實現(xiàn)‘雙碳’目標，構建新型電力系統(tǒng)，是破解經(jīng)濟社會發(fā)展過程中能源、資源與環(huán)境制約的關鍵舉措”。中國工程院院士、全國工程勘察設計大師張宗亮指出，在諸多調(diào)節(jié)電源和儲能品種之中，抽水蓄能技術成熟、壽命期長、綠色環(huán)保。

抽水蓄能在新型電力系統(tǒng)中可發(fā)揮穩(wěn)定器、調(diào)節(jié)器、平衡器的作用。建設抽水蓄能項目不但能有力支撐我國新型電力系統(tǒng)建設，助力能源轉型，還能有效拉動水泥、鋼材、電氣設備等相關產(chǎn)業(yè)發(fā)展，為穩(wěn)增長、穩(wěn)就業(yè)、促投資提供堅實支撐。

雅礱江道孚抽水蓄能電站效果圖。供圖/雅礱江流域水電開發(fā)有限公司

根據(jù)相關機構預測，我國要實現(xiàn)碳中和目標，按最保守估算，到2025年抽水蓄能電站裝機規(guī)模需達到130GW，2030年達到250GW。而國家能源局數(shù)據(jù)顯示，截至2022年我國抽水蓄能累計裝機容量僅約45GW。

劉漢元曾多次對抽水蓄能進行專題調(diào)研。他指出，電價制度不夠完善，缺乏合理的回報機制，建設周期長，生態(tài)環(huán)境及地質(zhì)條件要求嚴格，審批困難等，是制約中國抽水蓄能發(fā)展的主要不利因素。

事實上，我國抽水蓄能站點資源并不稀缺，2020年12月啟動的新一輪抽水蓄能中長期規(guī)劃資源站點普查，共篩選出資源站點1500余個，總裝機規(guī)模達1600GW。此外，我國常規(guī)水電站改造資源也很豐富，在劉漢元看來，通過對梯級水電及不同規(guī)模的常規(guī)水電進行改造，可形成混合抽水蓄能電站，不僅改造周期短、投資小，還能提高現(xiàn)有電網(wǎng)利用率，是未來抽水蓄能發(fā)展的重要方向之一。

重慶蟠龍抽水蓄能電站。供圖/綦江發(fā)改委

“此外，隨著近年來電池價格不斷降低，以鋰電為主的新型儲能獲得快速發(fā)展，新增裝機規(guī)模大幅提升，系統(tǒng)建設成本不斷降低，同樣具備了大規(guī)模應用的經(jīng)濟性。”劉漢元指出，另一方面，如能有效利用電動汽車大量閑置時間和冗余充放電次數(shù)，作為分布式儲能單元接入系統(tǒng)，用電高峰時向電網(wǎng)反向售電，用電低谷時存儲過剩電量，不但為電網(wǎng)穩(wěn)定作出貢獻，還能以市場化方式通過充放電價差獲得相應收益，分攤購買整車或電池包的成本，實現(xiàn)電動汽車和電網(wǎng)的良性互動。

“未來，儲能所扮演的角色不能與現(xiàn)在進行簡單類推類比，應當成為智慧電網(wǎng)、新型電力系統(tǒng)中一個獨立且重要的組成部分，維持發(fā)電端與用電端之間的平衡，成為市場機制下的一項重要產(chǎn)業(yè)。”劉漢元認為。

人類社會應對氣候變化的過程注定道阻且長。作為世界上最大的發(fā)展中國家與全球第二大經(jīng)濟體，中國克服重重阻力，不遺余力踐行綠色低碳轉型。

發(fā)展儲能產(chǎn)業(yè)、構建新型電力系統(tǒng)只是中國持續(xù)推進經(jīng)濟社會發(fā)展全面綠色轉型的舉措之一。未來中國還將繼續(xù)兌現(xiàn)承諾，為全球可再生能源發(fā)展繼續(xù)做出最大的努力，助力“雙碳”目標如期實現(xiàn)。

本文僅代表作者觀點，不代表本刊立場。

免責聲明：本網(wǎng)轉載自其它媒體的文章，目的在于弘揚科技創(chuàng)新精神，傳遞更多科技創(chuàng)新信息，宣傳國家科技政策，展示國家科技形象，參與國際科技輿論競爭，并不代表本網(wǎng)贊同其觀點和對其真實性負責，在此我們謹向原作者和原媒體致以崇高敬意。如果您認為本網(wǎng)文章及圖片侵犯了您的版權，請與我們聯(lián)系，我們將第一時間刪除。