我國能源革命的新思路

個人簡介

杜祥琬，應用物理、強激光技術和能源戰略專家。1997年當選為中國工程院院士，2002年當選中國工程院副院長。主持了我國能源中長期發展戰略研究和多個能源重大工程的戰略咨詢，提出了系列創新思想，為我國能源戰略研究和推動能源可持續發展作出了重要貢獻。現任國家能源專家咨詢委員會副主任，第三屆國家氣候變化專家委員會名譽主任。獲國家科技進步特等獎一項、一等獎一項、二等獎兩項，部委級一、二等獎十多項。2000年獲何梁何利基金科學與技術進步獎。

能源是國民經濟和社會發展的基礎，構建一個可持續發展的能源體系是長遠之計，是經濟和環境共贏的保證，是生態文明建設的戰略要素，也是社會發展進步的必然要求，能源轉型是可持續發展的必由之路。習近平總書記2014年提出的關于“能源革命”的論述意義重大，從戰略高度指明了中國能源發展的方向。“革命”意味著不是一般的量的變革，更重要的是質的轉型。“能源革命”的思想也正在指導著我國能源2035年和2050年中長期發展戰略的制定及可持續發展。

新思路：“遠方來”和“身邊來”相結合

中國的經濟社會發展已經進入一個新階段，正從高速增長走向高質量發展，即從一種外延擴張型的平面發展走向更注重質量的立體發展。近些年來，國家能源主管部門出臺了一系列推動能源轉型的政策文件;我國的節能為世界節能做出了舉足輕重的貢獻;1980年以來，我國的能源強度下降了80%，能效提高了約5倍;我國已提前超額完成2020年的低碳發展目標;化石能源潔凈化利用進展顯著;非化石能源較快增長、勢頭良好;能源科技不斷涌現創新成果;在復雜的國際形勢下，能源的國際合作有了新的發展。隨著社會經濟的不斷發展，我國能源轉型成效顯著，已具備了一定的基礎，但在能源供應、結構格局、環境影響和管理體制等方面仍面臨著嚴峻的挑戰。

長期以來，我國的能源生產和消費格局是：西電東送、西氣東輸、北煤南運。中東部地區是經濟社會相對發達的地區，這里人口密度高，人均環境容量有限，同時也是能源負荷很重的地區。然而，中東部地區化石能源稟賦差、能源消耗強度高、可再生能源發展不充分，形成了對“西電東送”和“北煤南運”的較強依賴性。新形勢下，該如何推動我國能源轉型？中東部能源發展能不能有一點“革命”的思路？中東部的能源能否把遠方的和身邊的能源相結合？概括起來就是——“遠方來”和“身邊來”相結合，集中式和分布式相結合。

中東部能源高比例自給具有可行性

實現這一構想的前提，是中東部的新增電力（能源）可以高比例自給。中東部發展自己的電源，西部發展經濟和電力負荷，以此來緩解我國發展不平衡、不充分的問題，并以電源的新形態發展助推電網的新格局，進而逐步改變中東部長期以外來電為主、自發電用煤基本來自北煤南運的局面。

下面從資源、技術、經濟可行性三個方面來簡要論證中東部新增電力（能源）高比例自給可行性。

資源可行性：風電方面，在考慮低風速區域資源的潛力下，東部地區陸上風能資源技術可開發量是8.96億千瓦，水深在5-25米范圍內海上風能資源達2.11億千瓦，合計11億千瓦;光伏方面，集中式光伏電站可開發的潛力是3.58億千瓦，分布式光伏裝機潛力是5.3億千瓦，合計近9億千瓦。

由于東部各省比較發達和先進，應是節能提效的先行區。核能明確以沿海地區優先發展，東部是核能發展優先區，也是海上風電、海洋能發展優勢區;東部還是天然氣（含非常規）、LNG進口接收區;東部地區工業發達，有豐富的工業余熱可以利用，再加上太陽能、部分水電、生物質（含固廢資源化）、地熱等資源，把這些都算起來，東部的資源相當豐富，它們為東部能源的高比例自給提供了資源基礎。至于這個“高比例”具體能達到多高，則要根據各地的實際情況做出定量的規劃。而目前東部地區可再生能源的已開發利用量僅占可開發資源量的百分之幾，還不到1/10。

國際比較研究也能說明問題：德國計劃到2025年電力45%來自于可再生能源，2035年要提到55%到60%。目前德國每平方公里風電裝機容量約為156千瓦，每平方公里光伏裝機容量約為120千瓦，而中國東部14個省的平均值只有這兩個數據的11%。因此，中國相比德國現在的水平還有將近10倍的提高空間，而德國現在的水平還在進一步提高。美國太陽能供電自發電已經達到1000萬戶，美國有3億人口，大概就是現在美國1億個家庭中有1000萬個家庭做到了自發電，這樣的規模對我們還是很有啟發的。

實際上，我國很多地方已經在大力開發身邊的能源。比如，浙江湖州靠10萬座家庭屋頂光伏行動，要在2020年把煤電在電力中的占比降到37%;浙江嘉興風、光和核三類發電量已經占到電力的62.5%。這兩個城市應該說在浙江是具有代表性，如果這兩個城市可以做到，那其他的城市也應該可以做到。當然也有一些特殊的地方，比如上海、蘇州等，人口密度、工業密度、負荷密度都很高，必須要有一定的外來電。但是這兩個城市自產自用的可再生能源也已經啟動，它們自產低碳能源的潛力有多大，值得好好研究。

技術可行性：風電和光伏等可再生能源技術可行性已經基本解決，這些年發展相當快，技術也在不斷進步。風電和光伏都需要儲能的配合，隨著材料與技術的不斷創新進步，儲能技術進步也很快，可能會有顛覆性的突破，化學儲能成本下降很快，已經接近抽水蓄能的價格水平;火電在東部繼續發揮供電作用的同時，其調峰技術也在不斷進步。另外，東部地區的網絡與信息技術、智能化、大數據與云計算等技術迅速發展，以及“虛擬電廠”的興起和發展，節能、提效技術也有很好的基礎。這些都為東部地區發展可再生能源提供了技術基礎。

東部的電力格局是否能考慮將集中式的智能電網和分布式的微網網絡結合起來？二者可雙向互動，后者也可以獨立運行。分布式可以使東部既是電力的消費者，也是電力的生產者，促使東部從能源“消費者”變為“產消者”。

經濟可行性：高成本曾是制約可再生能源發展的因素之一，但是近年來成本在不斷下降。從1980年到2013年，風電成本下降了90%，到2020年將與煤電相當;光伏發電成本也在快速下降。國際數據顯示，從2010年到2017年，光伏發電成本從0.36美元/千瓦時降到了0.1美元/千瓦時，下降幅度達到了73%，且還將進一步下降，在我國也是這樣的情況。囯際可再生能源署（IRENA）研究表明，與化石燃料發電相比，生物質發電、水力發電、地熱發電和陸上風力發電現在都能提供具有競爭力的電力。有關專家組的研究表明：東部1千瓦時的自發電成本，低于特高壓西電東送1千瓦時的電力成本。

通過以上對資源開發潛力、技術可行性、經濟可行性以及國內外的經驗分析可以看出，我國中東部地區完全有可能做到能源較高比例自給。隨著中東部電源的發展，對“西電東送”和“北煤南運”的壓力會減少，西電東送的增量有可能會出現一個拐點，這一點是非常重要的能源轉型的標志。至于拐點出現的具體時間，取決于國家規劃和政策引導等因素。所以說，能源轉型不僅是調整能源結構，空間的結構和格局也會有重要的變化。

事關中國能源革命的成敗

中東部能源發展戰略是中國能源生產和消費革命的重要部分，中東部地區能源結構的調整和優化，事關中國能源革命的成敗。中東部地區能源要從現在的“外供為主、煤電為主”逐步轉變為“高比例自給、多元并舉”，把西電東送這種“遠方來”模式和自發自用這種“身邊來”模式相結合。上述中東部能源發展的新思路符合電力轉型和能源革命的方向，有利于電力更平衡、充分地發展，有利于電力系統本身的經濟性、安全性和靈活性，同時也符合綠色、低碳、高效、智慧這一方向和趨勢，體現從“政府辦電、大企業辦電”向“政府+大企業+人民辦電”的轉變，有利于社會進步。這個新思路對中國能源的供需安全和能源的環境安全，具有重要意義。

實現上述能源格局的轉型，是我國“能源革命”的重要戰略舉措，是一項低碳、美麗而艱巨的事業，需要轉變觀念、轉變習慣、下定決心、確定戰略，認真規劃全國和中東部地區的電力和能源（包括源、網、荷、儲、管、服），堅持付出巨大努力。

能源轉型具有長期性、艱巨性，但方向是清晰的，趨勢是明確的。希望我國中東部帶頭確立能源高比例自給的觀念，堅持“遠方來”和“身邊來”相結合并強化后者，在行動上為全國能源轉型和可持續發展做出示范。

本文由中國工程物理研究院崔磊磊執筆整理

編輯|王秋蓉? qiurong.wang@wtoguide.net