當前,全球能源供應短缺問題凸顯,各國對石油、天然氣等傳統能源及新能源所需關鍵礦產資源爭奪愈演愈烈,世界能源安全風險不斷加大。我國積極應對全球能源挑戰,積極推進能源革命。目前,能源資源安全總體穩定,一次能源供需平衡,結構持續優化,發展機遇大于挑戰。在我國能源轉型的關鍵時期,天津作為北方重要的能源樞紐城市,積極貫徹落實“四個革命、一個合作”能源安全新戰略,深入推行能源改革,已形
一、天津市能源安全的發展現狀與優勢
(一)政策環境日益優化,多元發展格局確立形成
從能源發展頂層設計看,天津市將“綠色低碳發展”列為天津發展的“十項行動”之一,能源政策不斷優化完善。圍繞保障能源安全、碳達峰碳中和、綠色低碳轉型等出臺了一系列政策文件,構建了可再生能源、新型儲能、電力高質量發展并重的多元化能源格局。目前,天津市能源消費總量得到有效控制,能源結構持續優化,全市能源消費總量控制在8000萬噸標準煤上下,非化石能源消費比重達到 10% 以上。國家綠色制造單位連續三年新增數量排名全國第三。全球首個“智慧零碳”碼頭在天津港拔地而起,是全國唯一入選國家能源綠色低碳轉型典型案例的港口。
全球首個“智慧零碳”碼頭在天津港拔地而起。圖/中新社

(二)創新資源優勢突出,多項關鍵技術世界領先
天津市依托科教資源優勢和先進制造研發優勢,在光伏、風電、氫能及碳捕集領域,多項關鍵技術取得世界領先的成績。在光伏領域,TCL中環推出的G12太陽能單晶硅片,打破了光伏行業近年來泛8寸硅片尺寸局限,首次實現大規模生產和應用,市占率全球第一。在風電領域,東方電氣成功研制世界最長的126米風力發電機組葉片,其采用的碳纖維真空灌注技術為全球首創。天津大學攻克了海上風電新型筒型基礎與高效安裝成套技術難題,將海上施工效率提升了5~7倍,填補了國際空白。在氫能領域,新氫動力“固態金屬儲氫燃料電池叉車”是全球首款固態金屬儲氫技術與工業叉車相結合的實質性應用產品。大陸制氫發明的分離式循環水電解制氫技術處于國際先進水平。在碳捕集領域,中國科學院天津工業生物技術研究所研發的二氧化碳合成淀粉技術,對應對氣候變化實現碳中和有著重大意義,被評為2021年度中國科學十大進展之一。
(三)原油產量居全國第一,新能源產業鏈體系完整
天津市原油資源豐富,新能源產業門類齊全,具備發展風能、光能、地熱能等綠色能源的基本條件。從化石能源資源看,天津市坐擁我國最大的海上油田渤海油田和陸上主力油田之一大港油田,2023年原油產量突破3769萬噸,約占全國產量的18% ,穩居全國第一。其中渤海油田原油增量近230萬噸,占全國總增量的 50% 左右。從風能光能資源看,天津為V類風資源區,Ⅱ類光資源區,電網建設完善,具備開發利用風能、太陽能的基本條件。從地熱能資源看,《天津市礦產資源規劃2021-2025》顯示,天津南部平原區地熱資源豐富,4000米深度范圍內分布6個熱儲層,地熱資源可采量為4.96億立方米/年,其中館陶組和霧迷山組在回灌條件下地熱資源可采量為1.64億立方米/年。從新能源產業發展基礎上看,天津新能源產業門類齊全,形成了涵蓋鋰離子電池、風力發電、太陽能光伏、氫能及氫燃料電池領域的全產業鏈體系。動力電池產業集群發展全國領先,是國內最大的風力發電設備生產基地之一。
(四)能源改革成效顯著,能源數據指標穩中向好
天津市深入推進能源改革,在供應保障、結構調整及消費轉型升級等方面成效顯著。從能源結構上看,以煤為主的能源結構逐漸向多元化、清潔化方向轉變,煤炭消費總量及消費占比逐年降低,天然氣及非化石能源消費總量及占比逐年上升。2022年天津市能源消費總量為8121.77萬噸標準煤,其中煤炭消費占比為 32.8% ,較2015年降低了 8% ;天然氣消費占比為 20.9% 較2015年增加了 10.7% ;非化石能源消費占比為 10% ,較2015年增加了 7.3% 。從能源效率和碳排放強度上看,近年來天津市能源消費強度和碳排放強度均呈逐年下降趨勢,2022年天津市每萬元GDP能耗約為0.5噸標準煤,較2015年大幅下降。2021年天津市每萬元GDP排放1.1噸二氧化碳,較2015年下降約 35% 。
二、天津市能源資源安全面臨的挑戰
(一)對外依賴程度較高,能源資源稟賦不足
隨著能源改革的推進,天津市已基本形成穩內、強外、提質的供應格局,但煤炭、天然氣等資源仍對外依賴偏高。從能源資源供應看,煤炭全部依靠外調,天然氣缺口超70% ,電力缺口約 30% ,屬于典型的能源輸入型城市,能源依賴外地供應。另外,天津市金屬礦產資源儲量規模較小,新型儲能、太陽能電池板、風機等新能源領域所需關鍵金屬礦產,如鋰鹽、鎳、鉑、錳、鉻、鋅等依賴外地供應及國外進口。
(二)煤油消費占比偏高,產業結構相對偏重
天津市能源消費仍以化石能源為主,能源結構偏煤偏油,火力發電占比過高,產業結構偏重。從能源消費結構看,2022年天津市煤炭消費占比最高,約 32.8% ,其次是原油消費,占比 29.2% ,兩項合計占比高達62% 。天然氣和電力消費占比分別為 20.9% 、16% ;風力與光伏發電合計占比不足 4% ;其他類型能源消費僅占 1.2% 。與先進城市對比,天津市煤炭消費占比相對偏高,2022年上海煤炭消費占比為 25.1% ,而北京僅為 1.02% ,能源結構調整仍有較大空間。從產業結構看,石化產業、石油和天然氣開采業、汽車制造業是天津的三大工業支柱。天津市三次產業結構與北京上海相比,工業結構偏重。
天津市坐擁我國最大的海上油田渤海油田。圖/中新社

(三)能源能耗強度偏高,“雙碳”達標任重道遠
天津市工業制造業較其他省市,仍存在能耗強度高、碳排放高的問題。從能源消耗強度上看,天津市能耗強度高于同期的重慶市、上海市、北京市、武漢市。從二氧化碳排放強度看,高于同期重慶市、上海市、北京市。綠色低碳轉型亟待加速。
(四)能源轉型亟待提速,結構優化任務艱巨
天津市目前仍處在“化石能源為主,新能源逐步提速”的發展階段,能源領域部分核心技術競爭力不強,優化調整能源結構任務艱巨。從能源結構調整難度看,天津市高碳化能源占比過高,且風能、光伏等可再生能源受地理條件約束,難以進行大規模集中式開發。另外,35蒸噸以下燃煤工業、供暖鍋爐已基本清零,繼續減煤空間不大,因此短期內很難實現非化石能源大規模替代。從關鍵技術研發推廣看,遠海風電技術成熟度較低,數字化賦能碳管理、碳減排、碳評價等技術還處于發展階段,高耗能產業技術改造、零碳負碳技術的研發投資力度不足,能源存儲、氫能技術示范項目有限,推廣力度不足。
三、天津市能源資源安全的發展路徑及應對策略
(一)深化協同發展,建立多能互補供給體系
結合區位優勢,落實京津冀能源協同發展行動,提升能源儲備和應急保障能力,構建多能互補、安全韌性的能源供給系統。一是合理有序存儲開發化石能源。優化煤炭資源供應,提升煤炭鐵路運能,加強煤炭資源戰略儲備能力;促進京津冀油氣管網互聯互通互濟,加強LNG(液化天然氣)的儲備集散能力;結合渤海及大港油田的儲量資源,合理擴大油氣資源勘探開發,保持產量穩中有增。二是大力開發可再生能源。立足區域資源稟賦,充分挖掘屋頂資源潛力,統籌利用土地資源,集散并重加快太陽能資源開發;海陸并舉大力開發風電資源,積極參與張家口、承德等冀北風光資源開發;因地制宜推進熱能開發。三是提升電力供應水平。優化本地電源結構,穩定煤電裝機規模,擴大天然氣、可再生能源裝機容量;打通更多“外電入津”通道,加快大同-懷來-天津等特高壓通道建設,融入京津冀特高壓環網。四是增強能源產業鏈保障能力。聯合京、冀建立產業鏈供應鏈風險預警機制,密切追蹤新能源所需關鍵金屬礦產供應情況,提升能源轉型風險識別、預警及防控能力。
(二)堅持創新驅動,培育可持續發展新動能
加快技術創新突破及轉化應用,優化科技資源配置,加速能源領域產業創新發展,形成新質生產力。一是加快技術創新突破。以“揭榜掛帥”或組建創新聯合體等方式調動企業、高校院所就能源關鍵材料、核心技術開展產學研聯合攻關,推動海上風電制氫、潮汐能/潮流能開發、大容量儲能、高效CCUS技術和新型燃料替代等相關核心技術攻關突破。二是加快技術創新推廣。大力推廣生物質摻混發電、粉煤加氫氣化等技術應用,加強化石能源清潔高效利用;大力推廣薄膜太陽能電池、構網型與漂浮式風電技術,促進可再生能源快速發展;建設“源網荷儲一體化”智慧能源系統,結合電網消納和調峰需求,逐步推廣“可再生能源 + 儲能”模式。三是加快產業創新發展。鼓勵天津中海油等龍頭企業利用自身資源優勢,發展“碳中和 +; ”產業;依托寧河區、武清區等一批可再生能源項目,大力發展海洋可再生能源產業;借助天津市新能源電池完整的產業鏈優勢,推動新型儲能產業快速發展。
(三)秉承綠色發展理念,大力推進能源結構調整
低碳能源快速發展和高碳能源低碳利用并重,積極推進能源結構優化。一是合理推動煤、油、氣消費減量替代。消減鋼鐵、化工用煤,加快煤電從主力電源向支撐調峰電源轉變。合理調控油品消費,推動車輛電能替代基礎設施建設,推廣先進生物液體燃料、可持續航空燃料。擴大天然氣能源裝機容量,持續推動天然氣發電(熱電)項目、天然氣分布式能源站等建設。二是推動非化石能源規模化發展。以濱海新區等區域為重點,集散并重加快風電與光電開發,提高風電、太陽能發電量占全市發電量的比重;支持霧迷山組采灌井開采、對油田勘探閑置井再利用,探索“地熱
多能互補模式;充分挖掘生物質利用潛能,提升生活垃圾焚燒發電上網能力;加快配電網改造,提升可再生能源消納能力。三是提高外受電中綠電比重。依托天津電力交易市場,推進山西、內蒙古等地的綠電入津,組織各類交易主體開展綠電綠證交易,助力企業便捷使用清潔能源,促進新能源快速發展,降低化石能源消耗,減少污染物排放。推動區域綠色電力市場化交易,擴大區域內綠電消納水平。
(四)踐行節能降碳,加快重點行業升級改造
嚴控能源消費總量和強度,優先保障合理用能,重點推進化工、冶煉、建筑等工業領域節能降碳改造,提高能源利用率。一是加強重點行業產能調控。依法依規限制和淘汰落后產能,嚴控機械加工、鑄造、煉油等行業新增產能,新增和擴建的工業領域項目必須達到效能標桿水平和環??冃級水平。二是加快節能降碳改造和設備更新。通過生物質摻燒、綠氨摻燒等路徑,統籌推進國能盤山等電廠煤電機組低碳化改造;加強余熱余壓回收利用,推廣大型高效壓縮機、先進氣化爐等節能設備;結合城市更新行動,推進老舊供熱管網升級,加快建筑節能改造。三是研發推廣先進工藝技術。推廣鐵水一罐到底、新一代離子膜電解槽等先進工藝技術;加強可再生能源制氫、二氧化碳加氫制備化工產品等研發應用,支持建設綠氫煉化工程,加強氫冶金等低碳冶煉技術示范應用。
(五)強化示范引領,打造綠色用能全國標桿
講好能源安全高效發展的天津故事,大力推廣低碳智慧用能典型案例,打造新能源場景應用示范,促進天津能源技術走向世界,形成以點帶面的示范效應。一是推廣用能案例。充分發揮“零碳碼頭”“智慧小鎮”等典型案例示范引領作用,驅動能源資源安全發展進一步向智能化、智慧化、便捷化邁進,為城市電力發展注入新動力,繼續創建國家生態文明建設示范區、“綠水青山就是金山銀山”實踐創新基地。二是打造能源場景示范。大力支撐京津冀氫能汽車示范群城市建設,打造貨運重卡、物流、叉車等規?;瘧玫氖痉秷鼍?。推進能源領域首臺(套)重大技術裝備項目和國家電力示范項目,促進能源技術、應用場景和商業模式創新。試點碳捕集和封存裝備應用,探索零碳機組的“天津模式”。聚焦中新生態城,打造國家綠色發展示范區升級版,加快建設城市主中心一一綠創園,建設綠色建筑群,搭建綠色低碳技術創新平臺,成為全國綠色發展的典范。三是促進天津市能源產業走向國際。發揮央企領軍作用,打造高效、低碳的新能源產業實驗、研發基地,推動電源電力技術走出去,建立完善政企協同、便捷高效的能源國際交流機制,帶動天津能源技術、電力裝備、施工建設等領域走向世界,以點帶面形成示范效應。
(六)釋放市場活力,深化能源體制機制改革
充分發揮市場作用,釋放市場活力,完善新能源發展標準及金融支撐政策,為能源供應安全提供有力支撐。一是加快推動新能源市場化交易,針對新能源波動性、間歇性等特點,構建具有靈活性和適應性的電力大市場,加快推動各類電源參與電力市場;適度開放碳交易限制,開展用能權交易試點,多元化交易品種,提升碳交易市場的流通性。二是完善能源綠色低碳發展標準體系。積極參與國家對化石能源清潔低碳利用和非化石能源技術標準制修訂,完善石化化工、鋼鐵、有色、建材等重點行業企業碳排放核算規則標準,推動能源碳達峰碳中和標準化提升。三是完善綠色低碳財稅金融政策。引入碳普惠機制,撬動社會資本投入低碳產業,為綠色低碳轉型提供基金。大力發展綠色基金、綠色貸款等金融工具,加大綠色金融對制造業綠色升級、新技術、新產品的支持力度。加大財政部門對綠色低碳能源發展的財政支持力度,給予綠色產品一定的稅收補貼。
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【本文系國家高端智庫理事會交辦的重點課題:“以科技支撐我國能源資源安全的戰略方法研究”(戰略研究院課題編號:ZXZK202416)階段性成果】
(韋東遠系中國科學技術發展戰略研究院研究員;劉海迪、金鹿、趙繪存分別系天津市科學技術發展戰略研究院助理研究員、研究員、高級工程師)