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    王志軒:中國式現代化與新型能源體系建設

    《電力企業管理》發布時間:2023-05-26 10:50:58  作者:王志軒

      黨的二十大擘畫出實現中國式現代化的宏偉藍圖,在積極穩妥推進碳達峰、碳中和的目標下,要立足我國能源資源稟賦,堅持先立后破,有計劃、分步驟實施碳達峰行動,提出了深入推進能源革命,加快規劃建設新型能源體系,確保能源安全的新部署。這一新部署為新型電力系統建設過程中,確保傳統能源的逐步退出建立在新能源安全可靠替代的基礎上提供了基本遵循。同時,在經過十多年風電、光伏的大力發展,全國并網的風電和光伏發電量已經占到總發電量的14%左右,且未來比重會進一步提高,對于電力系統的安全穩定運行提出了更為嚴峻的挑戰??v觀國際社會能源電力轉型經驗和我國的實踐,推進新型儲能等新業態、新產業的發展,是破解轉型發展中瓶頸制約問題的關鍵手段之一。因此,分析研究中國式現代化與構建新型能源體系及新型電力系統的關系,具有現實意義和長遠意義。

    能源電力發展現狀

      改革開放以來,中國能源消費總量增長很快,有力支撐了經濟社會的持續健康快速發展;同時,隨著能效水平不斷提升,中國能源消費彈性系數總體較低,較好實現了以較低的能源發展速度支撐經濟的高速發展。2000年以后,隨著經濟總量不斷增大,能源消費總量雖然隨之增大,但煤炭的比重持續下降,可再生能源消費比重持續增長。2020年之后,受經濟社會發展規律和各種因素影響,經濟增長速度和能源增長速度都放緩至中速,但經濟發展與能源增長仍呈現正相關性。由于中國能源資源以煤為主的特性,在經濟增長與實現碳達峰、碳中和多重壓力下,能源低碳轉型的任務持續加大。

      中國能源消費中煤炭比重下降很快但仍是主體能源

      據國家統計局公布的數據,2022年能源消費總量達54.1億噸標準煤,同比增長2.9%。其中,煤炭消費量增長4.3%,原油消費量下降3.1%,天然氣消費量下降1.2%,電力消費量增長3.6%。煤炭消費量占能源消費總量的56.2%,比上年上升0.3個百分點;天然氣、水電、核電、風電、太陽能發電等清潔能源消費量占能源消費總量的25.9%,上升0.4個百分點。

      可再生能源發電持續高速增長——但煤電仍然是電力電量的主力

      截至2022年底,全國全口徑發電裝機容量25.6億千瓦,同比增長7.8%;水電4.1億千瓦,其中抽水蓄能4579萬千瓦;核電5553萬千瓦;并網風電3.65億千瓦,其中,陸上風電3.35億千瓦、海上風電3046萬千瓦;并網太陽能發電3.9億千瓦;火電13.3億千瓦(煤電11.2億千瓦、燃氣1.1億千瓦)。

      全國發電量8.84871萬億千瓦時,增長3.7%,全口徑非化石能源發電量同比增長8.7%,并網風電7626.7千瓦時、太陽能發電量4272.7千瓦時,同比分別增長16.3%和30.8%,全口徑煤電發電量同比增長0.7%,同比降低1.7個百分點,但在來水明顯偏枯的三季度,全口徑煤電發電量同比增長9.2%。燃氣發電量2694億千瓦時,同比下降6.1%??梢?,新能源發電的速度顯著高于其他能源品種,而在氣象條件不利的季節或月份,煤電發揮著支撐性作用。

      其中,非化石能源占總裝機容量的49.6%;并網風電、太陽能發電裝機占比29.5%;水電占16.1%;煤電占43.8%;氣電占4.2%。非化石能源占總發電量比重的36.2%;并網風電、太陽能發電量占比13.4%;水電占15.6%;煤電占58.4%;氣電占3.1%;火電占66.5%。

      人均用電水平及不同產業用電量比重體現了中國現代化進程的特征

      2022年人均用電量約6120千瓦時,是世界水平的1.7倍。人均生活用電量約948千瓦時,占人均用電量的15.5%(2019年世界人均生活用電量為880千瓦時)。中國人均生活用電量及比重均顯著低于發達國家工業化初期水平。從用電結構看,中國第二產業用電量長期在70%左右,近年來下降到70%以下,2022年達到66%。以上指標體現出中國作為世界制造業大國的地位,為全世界經濟增長作出了重大貢獻,但總體看仍然處于工業化中后期。

      “十四五”時期我國生態文明建設進入以降碳為戰略重點的新階段

      以火電(約90%電量為煤電)為例,2021年,全國電力煙塵、二氧化硫、氮氧化物排放量分別約為12.3萬噸、54.7萬噸、86.2萬噸(合計153萬噸,比2010年時的排放峰值降低了約94%)。單位火電發電量煙塵、二氧化硫、氮氧化物排放量分別為22毫克/千瓦時、101毫克/千瓦時、152毫克/千瓦時。全國單位火電發電量二氧化碳排放約為828克/千瓦時,比2005年降低21%;全國單位發電量二氧化碳排放約為558克/千瓦時,比2005年降低35%。以上數據說明了電力常規大氣污染物排放已經不是影響我國空氣質量的主要因素。

    中國式現代化與新型能源體系

      人與自然和諧共生是中國式現代化五大特征之一

      黨的二十大報告提出,中國式現代化既有各國現代化的共同特征,更有基于自身國情的中國特色。它是中國共產黨領導的社會主義現代化,其特色在于,是人口規模巨大的現代化,是全體人民共同富裕的現代化,是物質文明和精神文明相協調的現代化,是人與自然和諧共生的現代化,是走和平發展道路的現代化。中國式現代化為人類實現現代化提供了新選擇。而人與自然和諧共生的現代化,就是要尊重自然、順應自然、保護自然,體現在能源電力的可持續發展上,就是既要保障能源安全供應,又要堅定不移走綠色低碳清潔發展的道路。

      中國式現代化打破了“現代化=西方化”的迷思

      現代化進程既有一般性規律,更有基于一國實際的特殊規律。長期以來,在研究領域基本上是以發達國家的現代化過程的一般性規律或者重要指標作為實現現代化的參照。如,人均能源消費量、人均電力消費量、能源結構、全社會用電量中的產業結構比重等指標,都直接與發達國家比較。這就不可避免地在很多方面陷入了與西方現代化難以相融的“迷思”。習近平總書記提出“現代化不是少數國家的‘專利品’,也不是非此即彼的‘單選題’”,打破了“現代化=西方化”的迷思,展現了現代化的另一幅圖景,拓展了發展中國家走向現代化的路徑選擇,為人類對更好社會制度的探索提供了中國方案。

      推進中國式現代化是一個探索性事業

      習近平總書記指出,中國式現代化還有許多未知領域需要我們在實踐中去大膽探索,通過改革創新來推動事業發展,決不能刻舟求劍、守株待兔。要增強戰略的前瞻性,準確把握事物發展的必然趨勢,敏銳洞悉前進道路上可能出現的機遇和挑戰,以科學的戰略預見未來、引領未來。大膽探索、改革創新、把握必然趨勢也是對能源電力轉型的基本要求。我國要在2030年前實現碳達峰的基礎上,再用不到30年的時間,完成西方發達國家大約用60年時間實現的碳中和目標,必須深入推進能源革命,建設新型能源體系,以能源電力轉型為引擎,推動經濟社會全面低碳轉型。

      規劃建設新型能源體系與碳達峰、碳中和的關系

      我國能源領域二氧化碳排放占二氧化碳總排放量的88%左右;能源領域降碳是穩妥推進碳達峰、碳中和的基礎和關鍵。規劃建設新型能源體系是實現能源安全條件下,能源低碳轉型的根本性措施。

      黨的二十大報告提出:立足我國能源資源稟賦,堅持先立后破,有計劃分步驟地實施碳達峰行動。這就要求能源行業一是不斷完善消耗總量和強度調控,重點控制化石能源消費,逐步轉向碳排放總量和強度“雙控”制度;二是推動能源清潔低碳高效利用,推進工業、建筑、交通等領域清潔低碳轉型;三是深入推進能源革命,加快規劃建設新型能源體系,確保能源安全;四是完善碳排放統計核算制度,健全碳排放權市場交易制度;五是提升生態系統碳匯能力;六是積極參與應對氣候變化全球治理。

    對規劃建設新型能源體系的思考

      對規劃新型能源體系的基本遵循的思考

      “體系”是由各個系統組成的相互聯系的整體,能源系統包括煤炭、石油、天然氣、可再生能源等一次能源生產、運輸、使用系統,以及由發、輸、變、配、儲、用構成的電力系統等。“體系”不僅是指構成能源數量、結構等可以用數量描述的“有形”部分,也包括法規、管理體系、運行機制等“無形”部分。從《“十四五”現代能源體系規劃》中也可以看出,“體系”的內容包括能源發展的指導方針、目標、戰略導向、發展布局、產業鏈、能源治理、國際合作等各方面。

      能源體系的構建具有全局性、系統性。黨的二十大報告中有關“能源”內容的分布及要求就是規劃建設新型能源體系的頂層設計。從黨的二十大報告中可以看出,“能源”表述分布在“過去五年的工作和新時代十年的偉大變革”“加快構建新發展格局,著力推動高質量發展”“推動綠色發展,促進人與自然和諧共生”“推進國家安全體系和能力現代化,堅決維護國家安全和社會穩定”四大部分中,分別體現了能源與國家安全、新能源發展與戰略型新興產業發展、能源轉型與推動綠色發展的密切關系和重要意義。尤其是將“加快規劃建設新型能源體系”,放入“推動綠色發展、促進人與自然和諧共生”之中的“積極穩妥推進碳達峰碳中和”部分,充分體現了能源轉型是實現碳達峰、碳中和的核心內容、重要支撐及必然要求。黨的二十大報告中對能源發展的要求,就是構建新型電力系統的基本遵循。

      《“十四五”現代能源體系規劃》是在黨的二十大召開之前的2022年1月29日印發的,但從內容上可以看出基本體現了黨的二十大報告的基本精神。這是因為黨的二十大報告中有關能源發展的要求,與2014年習近平總書記提出的“四個革命,一個合作”能源安全新戰略,以及我國在2020年9月提出碳達峰、碳中和目標以來,黨中央、國務院審時度勢,提出一系列有關保障能源安全、積極穩妥推進碳達峰、碳中和的要求是一脈相承的。因此,《“十四五”現代能源體系規劃》對于規劃建設新型能源體系具有承先啟后的重大作用。

      “新型能源體系”是黨的二十大對黨的十九大提出的“現代能源體系”的升華。在新的形勢下,“新型”比“現代”更準確,更加突出不同能源品種的特點和在新型能源體系中的功能,更加重視能源產、供、儲、銷體系的建設。體現體系價值的核心要素“清潔、低碳、安全、高效”本質上沒有變化,但更強調能源供應的安全性,強調各種能源的協同和互補,強調“雙碳”目標和污染防治攻堅戰目標對能源結構調整的導向性。這些“強調”,體現出習近平總書記提出的“傳統能源的逐步退出必須建立在新能源安全可靠替代的基礎上”的要求,體現出二十大報告提出的要“協同推進降碳、減污、擴綠、增長”的要求。

      對新型能源體系內涵的思考

      規劃建設新型能源體系,從宗旨看,就是要以人民為中心,形成對經濟社會發展和人民生活水平日益提高的安全、綠色、便捷、經濟可承受可持續的能源供應及服務體系;從安全目標看,要實現能源安全保障有力,就是要把能源的飯碗緊緊端牢在中國人自己手中,形成不斷走向能源獨立的體系;從總量目標看,在能源消費總量世界最大的情況下,形成能源產業規模與能源產業效益相協調的體系;從綠色目標看,就是要在能源生產和消費活動中形成生態友好、低碳(零碳)循環、清潔高效的能源體系。

      對規劃建設新型能源體系的思考

      黨的二十大報告提出“加快規劃建設新型能源體系”。新型能源體系建設是一個長期過程,其體系形態(狀態)與碳達峰、碳中和及新能源滲透率不斷提高密切相關,應當有計劃、分步驟推進。黨的二十大報告對新型能源體系已經有了頂層設計,明確了能源發展的基本價值和與能源相關的其他體系之間的基本關系。新型能源體系規劃建設具有階段性,不同階段目標不同、技術發展水平不同、法規政策要求也不同,所以規劃建設的內容也不同?!?ldquo;十四五”現代能源體系規劃》從本質上和內容上看,基本體現了新型能源體系規劃建設的主要方面。黨的二十大報告和《“十四五”現代能源體系規劃》都提到了“建設”,就是要按照五年規劃實現階段性目標,推進示范項目建設,逐一解決前進中的瓶頸制約,建立和完善法規、政策體系、標準體系框架,優化政策體系及重要政策。我國已經進入“十四五”的中期階段,要對“十四五”能源發展情況進行評價和總結,并修改《“十四五”現代能源體系規劃》,使之與黨的二十大精神和當前的實際情況相適應,更加科學精準地指導能源電力轉型。

    新型能源體系形態及新型電力系統的功能定位

      習近平總書記在2014年就指出:“能源安全是關系國家經濟社會發展的全局性、戰略性問題,對國家繁榮發展、人民生活改善、社會長治久安至關重要。”“面對能源供需格局新變化、國際能源發展新趨勢,保障國家能源安全,必須推動能源生產和消費革命。”

      黨的二十報告指出:“我國發展進入戰略機遇和風險挑戰并存、不確定難預料因素增多的時期,各種‘黑天鵝’‘灰犀牛’事件隨時可能發生。我們必須增強憂患意識,堅持底線思維,做到居安思危、未雨綢繆,準備經受風高浪急甚至驚濤駭浪的重大考驗。”

      因此,我們要在底線思維的基礎上,探討新型電力系統在新型能源體系中的定位。

      “能源智能互聯網”是新型能源體系的基本形態。筆者認為能源智能互聯網是在能源互聯網的基礎上更加突出智能化。智能化不僅體現在能源活動本身,還要擴展到與能源相關的各個方面,尤其是體現在氣象資源和綠電轉換方面。在傳統規則上,氣象資源在能源電力領域只是作為一種外部條件來應用,如,在電廠設計中注重對水文、氣象的歷史分析,并將其作為風險設計的依據,而缺少對未來(包括即刻發生的和中長期)的預測。因此,傳統的能源系統包含了化石能源、傳統非化石能源(水電等)、新能源等一次能源,以及由一次能源轉換成電能等二次能源。由于風能、太陽能的本質是對氣象資源要素的把握和預測,而大力發展新能源,必須要存儲大量的電能和熱能或者其他形式的能源,才能使新能源成為可持續的能源。因此,氣象資源要素和新型儲能及能源轉換的要素加入,使智能化成為新型能源體系的基礎、前提和重要標志。

      隨著新能源的大力發展,大量的新能源轉換為二次能源,必須再次儲存為電或者熱能,或者轉換成氫,再由氫轉換為其他氣態液態能源(由新能源電力生產的氣態、液態、固體能源,如新型電池及不同形態的新型儲能系統,可稱為綠電轉換系統)。這些由電轉換成的能源,用“二次能源”已經難以準確表達其內涵,加之其數量巨大(到碳中和時,預計占到總發電量的1/3左右),也難以再用傳統的“轉換損失”等概念進行統計和能源平衡分析。因此,這種為了能源電力系統轉型需要而存儲的電能、熱能及生產的各種能源可以統稱為“三次能源”。引入“三次能源”的概念將能更有效、更準確地分析新型能源體系的狀態及能源與經濟、社會、環境之間的關系。

      由此,新型能源體系(能源智能互聯網)是在傳統能源體系之上,增加了新的氣象資源(新型氣象要素的預測系統將成為能源系統、電力系統的重要組成部分,成為能源互聯網的中樞系統)系統和綠電轉換系統。

    新型電力系統在新型能源體系中的功能定位

      新型電力系統具有以下三個方面的功能:

      一是保障能源電力供應安全。從保障主體看,涉及三個層面功能。在國家層面,包括法律法規、政策、標準、規劃等制定、大范圍能源資源配置、重大電力基礎設施(骨干電網及電源等)保障、能源領域重大國際合作等。在省(區)層面,包括所屬省(區)域電源電網規劃建設、省(區)間電力交換、新能源安全防范災備系統、保障電力可靠、綠色供應的管理及市場機制建立 、安全監管,合理電價機制等。在企業及用戶層面,包括企業依法建設運行電力設備,開展電力服務,為用戶提供可靠、經濟合理、便捷(可獲得性)的電能;用戶依法、科學用電,參與需求響應,共同維護電力系統安全,主動消費綠色電力等。

      二是電力行業清潔低碳轉型。電源方面,主要有降碳、減污(常規污染物控制)、擴綠(綠色電力、生態保護)、增效(高投入產出)。電網方面,主要有節約土地、生態保護、降低線損、低碳與環境友好型系統。

      三是促進能源經濟社會轉型。提高一次能源轉換為電能的比重,大力發展新能源,積極、安全、有序、因地制宜發展其他非化石能源發電;根據需求,推進電—能—材—化等的轉換,以及構建以電能為基礎的新型產業體系;提高電能占終端用能的比重,推進新電氣化發展,推動經濟社會轉型。

      “十四五”時期,我國進入以降碳為重點戰略方向,推動降碳減污協同增效,促進經濟社會全面綠色轉型,生態環境質量由量變到質變的關鍵時期。從經濟社會發展全局視野看,加快規劃建設新型能源體系符合發展大勢,是我國應對氣候變化、節約資源能源、防止環境污染、促進經濟增長的必然要求。規劃建設新型能源體系,不僅是中國實現“雙碳”目標的內在要求,也是保障中國實現社會主義現代化、建成富強民主文明和諧美麗的社會主義現代化強國的重要支撐。構建面向“雙碳”目標的新型能源體系是一個循序漸進的演變過程,需要以能源安全為首要任務,立足現實,有計劃、分步驟、平穩有序地實現綠色低碳能源系統轉型。要進一步準確理解新型能源體系的內涵,找準建設新型能源體系的路徑,這對于積極穩妥推進碳達峰碳中和、深入推動經濟高質量發展具有重大的現實意義。

      本文刊載于《中國電力企業管理》2023年04期,作者系中國電力企業聯合會專家委員會副主任委員、華北電力大學新型能源系統與碳中和研究院院長。


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