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碳中和目标下我国能源发展战略思考
已有 35897 个人阅读了此文章 发布日期:2022-04-21 10:10:43
 

 

碳中和目标下我国能源发展战略思考

应对气候变化,实现碳中和是全球大势、时代命题,关乎人类未来生存发展。2020年能源相关二氧化碳排放量约占全球二氧化碳排放总量的87%,化石能源燃烧是全球二氧化碳排放的主要来源。

202110月,中共中央、国务院发布《关于完整准确全面贯彻新发展理念做好碳达峰碳中和工作的意见》,指出能源绿色低碳发展是实现碳中和的关键,能源领域要通过强化能源消费强度和总量双控、大幅提升能源效率、严格控制化石能源消费、积极发展非化石能源、深化能源体制机制改革等重大举措,加快构建清洁低碳安全高效能源体系,助力国家实现碳达峰、碳中和目标。

     双碳”目标下,我国能源转型发展面临的挑战

我国作为全球能源消费和碳排放的第一大国,2020年,一次能源消费量达49.8×108t 标准煤,占全球26.1% ;能源燃烧相关二氧化碳排放量为98.9×108t,占全球30.9%。在政策引导和技术进步的推动下,我国能源转型已取得初步进展,非化石能源消费快速增加,2020年在能源结构中占比15.9%,但仍然面临产业结构偏重、能源消费偏煤、能源利用效率偏低、碳中和窗口期偏短、新能源关键矿物供应不足等一系列挑战。

1、产业结构偏重,面临降能耗与稳制造两难选择

目前,我国处于工业化中后期,第二产业占比曾长期处于40%以上,近5年才降至40%以下。2020年,我国第二产业占GDP比重为37.8%,高于制造业强国德国和日本,远高于美国、英国、法国,也高于世界平均水平(27.9%)。我国制造业对GDP的贡献率为26.2%,比全球平均水平(16.5%)高出近10个百分点。

制造业是我国国民经济的基石,夯实实体经济根基、走制造强国之路必须确保制造业占比稳定。相对于巴西、澳大利亚等资源国的原料开采和发达国家占据优势的高端制造业,我国承担的加工制造环节能源资源消耗强度大、单位GDP碳排放量高。我国第二产业能源消费占全国能源消费总量70%左右,其中,钢铁、水泥、有色金属、汽车等高耗能产业全球占比高,2020年生产了全球57%的粗钢、58%的水泥、57%的电解铝和32.5%的汽车,这是我国能源消耗总量大、单位GDP能源消耗强度高的重要原因。我国制造业整体处于全球价值链中低端,通过调整产业结构降低碳排放强度的难度要远大于发达国家。

2、能源结构偏煤,控煤减碳背景下保障能源安全的难度增大

基于我国富煤、油气不足的资源禀赋,能源消费结构呈煤炭占比大,石油、天然气、新能源占比小的“一大三小”格局。煤炭长期在我国能源安全战略中发挥着基础性作用,是我国第一大主体能源。2020年,我国煤炭消费量为39.6×108t,占全球煤炭消费总量的54.3%,是印度煤炭消费量的4.7倍、美国的8.8倍和欧洲的8.9倍。

 3、能源利用效率偏低,工艺、标准和综合利用等均有不足

2000年以来,我国单位GDP能耗持续下降,但仍远高于全球平均水平。根据国际能源署和世界银行数据,2020年我国每万美元GDP能耗为3.4t标准煤,是全球平均水平的1.5倍、美国的2.3倍、德国的2.8倍。分析我国单位能耗偏高、能源利用效率偏低的原因:一是产业结构中第二产业和高耗能产业占比高;二是部分产业工艺落后,煤炭、钢铁等行业落后产能和过剩产能仍然大量存在,部分地方政府仍依赖传统产业及生产模式维持经济增长;三是我国能效标准低于发达经济体;四是能源综合利用率低。

4、碳中和窗口期偏短,能源转型成本高

从碳达峰到实现碳中和,全球平均用时需53年,而我国只有30年时间。我国不但要完成全球最高碳排放强度降幅,还要用全球历史上最短的时间实现从碳达峰到碳中和,任务艰巨。按照40年的服役年限,为了实现2060年碳中和,未来新建的煤电机组将在到达寿命周期之前提前退役,搁浅资产损失巨大。

5、新能源规模发展面临挑战,关键矿物供应存在风险

在政策引领和技术进步的推动下,我国核能、水能、风能、太阳能、生物质能和地热能等非化石能源以及氢能、储能和新能源汽车产业取得长足进展,但规模化发展仍面临诸多挑战。核电部分核心零部件、基础材料仍依赖进口,核聚变能开发利用尚处于探索阶段。水电工程施工环境复杂、生态环境脆弱,工程技术、建设管理和移民安置难度不容小觑。与常规电源相比,风能和太阳能发电具有典型的间歇性、波动性和随机性特征,高比例新能源条件下电力系统可靠性不足。生物质能发电总装机容量依然不高,规模化发展仍需时日。

       

二、碳中和目标下我国能源发展战略构想

1、总体战略思想

以习近平生态文明思想和“四个革命、一个合作”能源安全新战略为指引,贯彻落实“能源的饭碗必须端在自己手里”的新要求,坚持“立足国情、安全发展,科学创新、务求实效”的方针,遵循自主可控和绿色低碳发展理念,通过节能与提效双轮驱动、供给与消费两端发力,加速推动能源系统由以煤炭为主的“一大三小”(煤炭大,石油、天然气和新能源小),向新能源为主的“三小一大”(煤炭、石油和天然气小,新能源大)转变,支撑我国如期实现碳达峰、碳中和目标。

2.第一步(20202035年),减煤、控油、增气,大力发展新能源

通过减煤、控油、增气,大力发展新能源,2035年我国非化石能源占比将超过35%。一是严格控制煤炭产量,加大落后产能、小煤矿的淘汰力度,制定老矿合理退出机制,积极推动煤炭深加工产业化示范与规模化发展,全面提升煤炭清洁利用水平。二是加强太阳能、风能、地热能对化石能源的替代,加快新能源汽车对燃油车的替代,控制石油消费增长。三是加快陆上西部地区天然气增储上产,实现陆上东部地区天然气产量稳中有升,推进海上天然气勘探开发,持续推动天然气产业快速发展。四是大力发展风电、光伏,因地制宜规模化配置陆上风电,鼓励有条件的地区大力发展海上风电,积极支持分布式风电、光伏发展。五是加快碳捕获与封存/碳捕获、利用与封存(CCS/CCUS)技术攻关与示范,推动二氧化碳驱油/气、化工/生物利用等二氧化碳利用技术及工艺的创新和应用,推进CCS/CCUS国家示范区建设。

3、第二步(20362050年),非化石能源加速替代

强化新能源高效开发利用技术攻关,不断完善新能源供需体系建设,促进终端用能电气化水平实现跨越式提升,全面推进新能源产业发展,加快提升新能源消费总量与消费占比,2050年,预计我国非化石能源占比将达到70%以上。一是持续加强节能提效技术、设备的推广应用,大力推动全社会节能提效,全面实现节能提效预期目标。二是海上天然气开发取得阶段性成果,天然气储备、管网体系更加完善,天然气消费2040年左右达峰后保持基本稳定。三是随着交通电动化进程加快,石油作为燃料的消费快速下降,作为原料的消费占比快速提升。四是持续推进整装煤炭开发基地和大型综合能源化工基地建设,建成以绿色煤炭资源为基础的精准开发模式,全面提升煤炭兜底保供能力。五是加大CCS/CCUS等环节关键技术、工艺、设备的攻关力度,加快推进CCS/CCUS技术在水泥、钢铁等重工业领域和天然气发电领域的规模化应用。

4、第三步(20512060年),现代能源体系全面建成

进一步巩固风能、太阳能、氢能、核能等清洁能源的主体地位,强化煤炭、天然气与可再生能源融合发展,以化石能源为主的现代化能源应急储备体系全面建成,2060年非化石能源占比超过80%。煤炭、石油等高碳化石能源回归原料属性,全面推进能源结构绿色低碳转型。推动CCS/CCUS技术商业化规模应用,不断完善低碳循环经济体系建设。全面建成智慧协同、多能互补、多网融合、快速响应的智慧能源系统,我国能源体系绿色低碳转型取得全面胜利。

 

三、碳中和目标下我国能源发展的关键性战略举措

实现碳达峰、碳中和,能源消费结构调整是核心,产业结构调整是关键,化石能源清洁化是基础,节能减排是抓手,建设现代化能源体系是目标。要实施好节能、去碳、创新、提效、应急等战略工程,助力“双碳”目标实现。

1、节能工程:强化四类节能举措,推动能源消费实现节约高效

加强意识节能:通过节能理念宣传、节能硬性约束、党政机关引领示范等手段,积极引导全社会转变传统用能习惯,开展全民节能行动,牢固树立“节能是第一能源”意识。突出结构节能、做精技术节能、做实管理节能,强化节能减排监督检查考核,保障节能减排管理工作持续有效运行。

2、去碳工程:强化四类减碳举措,推动能源行业先行碳中和

持续提高工业设备和电力电器能效,加大建筑领域节能降碳关键技术创新攻关力度,加快电动车对燃油车的替代,大幅提升工业、建筑、交通等重点行业用能效率和清洁能源消费占比,实现源头“减碳”。设立碳循环经济研究专项,实现经济“用碳”。推动光伏/光热发电、风电、水电、核电等清洁电力对火电的替代,实现有序“替碳”。战略性开展燃烧前捕集、富氧燃烧捕集等大规模二氧化碳捕集技术研究,实现科学“埋碳”。

3、创新工程:突出前沿性、颠覆性技术研发,推动“零碳”能源供应

立足煤炭、油气、核能、可再生能源、氢能与储能、智能电网、综合能源系统七大领域,围绕基础研究、关键共性技术、前沿引领技术、颠覆性技术、工程示范应用五大方向,系统构建“七横五纵”技术创新体系。在传统化石能源领域,不断发展和推广煤炭无害化、数字化和智能化开采技术。在新能源领域,研发可控核聚变能源开发和应用关键技术;大力发展低成本风能、太阳能发电技术;大力发展安全高效低成本氢能技术;大力发展高效率、长寿命、低成本的先进储能技术,保障新型电力系统安全稳定运行。

4、提效工程:构建灵活可靠的智慧能源系统,推动能效大幅提升

充分应用新一代数字化、智能化信息技术,加快构建“源、网、荷、储”智慧协同,煤、油、气、电、氢多能互补,电网、热网、燃料网多网融合,产、消双向灵活响应的智慧能源系统,实现多种能源系统在供给侧、输/配侧、需求侧的互联互通与深度融合。支持和鼓励各类能源主体自主接入能源系统,双向参与能源市场交易,促进能源利用效率和服务水平大幅提升。

5、应急工程:构建扎实稳固的应急储备系统,确保能源安全自主可控

通过实施绿色煤炭资源勘探开发重大科技创新工程,做好煤炭兜底保障能力建设。构建兼具保底和调节功能的石油储备体系,建立10×108t 探明地质储量规模的石油资源战略储备。突出天然气与新能源“最佳伙伴”关系,逐步增加储气规模,形成地下与地上相结合的储库系统。

   在碳中和目标指引下,我国作为全球主要的能源消费国与二氧化碳排放国,未来能源转型面临经济、技术、安全、社会等多方面的压力和挑战,能源行业需加强规划,突出重点,扭住关键,精准发力,狠抓落实,加速化石能源与新能源融合发展,加快建设以化石能源兜底、以新能源为主体的清洁低碳、安全高效的新型能源体系,为国家如期实现碳达峰、碳中和不断做出新贡献。

来源:石油科技论坛杂志

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