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新能源占主导是能源转型的主要标志

  • 来源: 总经理工作部
  • 作者:
  • 发布时间: 2018-10-30

高智溥、臧宁宁、李振、党群、马雨薇

发表在2018年第10期《中国电力企业管理》“名家”专栏

能源转型主要体现在主导能源的转换或更替、能源结构发生根本性转变,本次能源转型主要是化石能源转向新能源,水电和核能以及风能和太阳能为代表的可再生能源成为阶段性标志能源。为推进我国能源转型,2014年6月,习近平总书记从国家发展和安全的战略高度,提出推动“四个革命、一个合作”的重大战略思想。2017年,党的十九大提出“两步走”新战略,强调到2035年确保生态环境根本好转,美丽中国目标基本实现,并要求推进能源生产和消费革命,构建绿色低碳、安全高效的能源体系,为我国能源发展改革指明了战略方向。

一、能源革命的目的在于推进我国能源转型

本次能源转型主要受能源安全、环境污染、气候变化等问题驱动。进入21世纪以来,全球经济面临能源安全、环境污染、气候变化等三大问题挑战,以发展可再生能源、减少传统化石能源、降低碳排放量为主要目标的能源转型,成为全球能源发展主要趋势,截止2017年底,全球超过150个国家制定了国家层面可再生能源发展目标和能源效率提升目标。目前我国经济发展面临能源粗放式开发利用导致环境污染问题严重、能源系统效率总体偏低导致碳排放水平较高、石油与天然气对外依存度过高影响能源安全等突出问题,亟需通过能源转型实现系统性解决。

我国能源革命的目的在于推进和实现我国能源转型。十八大以来,我国经济能耗水平有了长足改善,但受经济结构等因素影响,我国能耗水平仍明显高于世界平均水平,GDP单位能耗是美国等发达国家的2~3倍,2017年我国GDP占世界经济比重约为15.2%,但能源消费占世界能源消费比重为23.2%。目前我国经济已由高速增长阶段转向高质量发展阶段,推进经济发展质量变革、效率变革和动力变革,需要进一步调整和优化经济结构,推动能源供给端和消费端能源结构转型,并在能源技术创新、市场化体制机制上有所突破,为能源转型提供坚实的技术和制度保障。

 

 图 1. 2017年全球主要国家单位GDP能耗水平(吨油当量/万美元)

注:根据BP世界能源统计年鉴以及各国GDP数据计算得出

 

图 2. 2000年-2017年我国GDP及能源消耗占全球比重变化情况(%)

注:根据BP世界能源统计年鉴计算得出

 二、新能源占主导是我国能源转型的主要标志

本次能源转型的主要标志是新能源在能源结构中占主导。新能源的主导地位主要体现在两个方面:一是在数量上,新能源在一次能源消费结构中的占比超过煤炭、石油和天然气,成为单一最大能源来源;二是在地位上,新能源处于新型能源系统的核心位置,在能源生产和消费中处于优先地位,化石能源作为新能源的有效补充,处于从属地位。实现新能源在能源结构中的主导地位需要具备“三个前提条件”:

(一)新能源的装机和发电量必须达到一定的规模

全球主要国家虽然在能源转型的路径存在差异,但在提高新能源的比重上具有共识。欧盟计划到2020年可再生能源占能源消费总量比重达到20%,2050年达到50%。预计2040年,全球能源将形成煤炭、石油、天然气、新能源四分天下的格局。我国《能源生产和消费革命战略(2016-2030)》明确提出:2020年、2030年、2050年我国非化石能源在能源消费总量中的占比分别达到15%、20%和50%以上。基于风光等可再生能源发电是非化石能源增长的主要方式,为实现上述目标,2030年、2035年、2050年我国非化石能源发电装机占比将分别达到 57.82%、65.11%和84.23%,年发电量占比将分别达到49.23%、55.72%和78.16%,2050年风光等非水可再生能源电力装机占比、年发电占比将分别达到71.75%和53.35%。

(二)新能源具有市场竞争力,实现“同网、同质、同价”

受装备水平提升和规模化发展驱动,我国风电开发利用成本在过去五年下降了约30%,光伏组件价格差不多每五年下降一半,风电、光伏发电的经济性和竞争力不断提高,目前青海光伏领跑者项目最低中标价格已低至0.31元/千瓦时,但新能源还需要进一步降低成本、提高市场竞争力。一是通过技术进步提升效率,主要体现可再生能源技术和信息技术发展上,如:陆上风电风机叶片长度从116米提高到160米,年发电量将增加一倍,度电成本将下降30%;通过信息化技术实现风电场智能化运行,整体出力可增加11%;二是进一步降低非技术成本,目前我国光伏电站建设的土地、并网等非技术成本已占到项目总投资成本的20%以上,比重过高。2017年国家发改委出台《关于全面深化价格机制改革的意见》,明确提出实施风电、光伏等新能源标杆上网电价退坡机制,2020年实现风电与燃煤发电上网电价相当、光伏上网电价与电网销售电价相当,从风光电发展趋势看,该进程有望进一步加快。

(三)新能源发展的配套体制机制需落实到位

2017年底中国累计风电装机1.64亿千瓦,光伏装机1.3亿千瓦,均稳居全球第一,当前中国可再生能源形成以风电、光伏为重点,兼顾地热、潮汐、生物质等多种形式,陆上和海上并重,集中式和分布式相结合的开发格局,但目前体制机制是制约新能源进一步发展的关键因素,并网上网困难、弃风弃光等问题仍比较突出,亟需通过能源体制革命打通“最后一公里”,为新能源发展提供良好的内外部环境。

三、实现我国能源转型的前提条件

我国能源革命的目的在于推进我国能源转型,能源转型是一个长期渐进、不断改善的过程,是一个由量变到质变的过程,是一个综合性概念、系统性工程,需要落实其实现条件:

(一)能源转型的基础是推动我国能源消费结构转型,落实能源消费革命

我国能源转型的关键在于能源消费结构转型,用能端结构调整比供给端结构调整更加重要和迫切。一是调整能源消费结构的根本在于转方式、调结构,推动产业转型升级。产业结构决定能源结构,能源结构影响产业结构,贯彻新发展理念,建设现代化经济体系,需要以产业结构调整促进能源消费结构优化,以能源消费结构调整推动产业转型升级,将高耗能产业在国民经济中的比重降下来,将单位GDP能耗水平降下来,提高经济发展质量;二是调整能源消费结构有效手段是开源、节流,落实全民节能。党的十八大以来,我国单位GDP能耗累计下降了14.6%,但我国仍是世界上最大的能源生产国和消费国,也是世界主要的能源进口国,石油对外依存度接近70%,天然气对外依存度接近40%,影响我国能源安全,需要进一步落实全民节能,充分挖掘工业、建筑、交通等重点领域节能降耗潜力,抑制不合理能源消费;三是实施能源梯级利用,实现能源高效利用。实现消费端的能源梯级利用意义重大,分布式、区域供能是终端能源梯级利用的重要方式,要因地制宜推广区域综合供能、分布式再生能源发电、地热能供暖制冷等供能模式,推进能源综合梯级利用改造,加强热、电、冷、气等能源生产耦合集成和互补利用。通过重塑能源消费体系,中国完全有可能以技术可行、经济合理、社会可接受的方式实现到2050年经济6倍增长,但一次能源需求量和2010年基本持平。

(二)能源转型的关键是构建新型电力系统、发展现代能源服务,落实能源供给革命

实现能源供给结构转型需要做好以下六方面工作:一是构建新型电力系统。新能源占主导是本次能源转型的主要标志,未来新增能源需求主要通过发展新能源来满足,而发电是新能源最主要的使用方式,能源供给结构调整的基础是构建适应可再生能源大规模发展的新型电力系统;二是实现新能源、可再生能源的智能化发展。大力推进光伏、光热、风能、储能、地热、可控核聚变等新能源发展,创新新能源智能化管控模式,不断提高可再生能源消纳比重,突出新能源的主体地位;三是实现煤电高效清洁利用。考虑到我国国情,煤炭的高效清洁利用是能源转型的重要环节,但不是能源转型的最终目;四是推进分布式、多能互补、智能微网等创新业务模式发展。新型电力系统明显特征就是去中心化、传统集中式电站与分布式电源相结合、长距离主干网输送与区域就地消纳相平衡,未来新能源、分布式、多能互补应该是一个完整的概念,需通过分布式、新能源、多能互补等的发展实现有功的就地平衡,无法就地平衡再考虑远距离统筹优化;五是推进工业化与信息化的深度融合,推进互联网+智慧能源建设。互联网+智慧能源既是技术手段,也是管理手段,需实现能源流、信息流、价值流的双向交互,推进大数据、云计算、人工智能等先进技术的应用,打造新型能源运营商业模式和服务业态;六是打造现代能源服务。在新型能源电力系统中,能源生产和能源消费并不是孤立的,而是相互联系的,其联系的纽带就是现代能源服务,以终端客户为中心,创新能源服务模式,满足用户多层次、个性化的用能需求。

(三)能源技术革命在推动我国能源转型中起决定性作用

能源技术革命在实现能源安全和可持续发展、促进能源转型中发挥关键作用。目前能源行业正经历继蒸汽、电气和自动化革命之后的第四次工业革命,数字化和能源系统的深度融合将改变能源业态,需要站在未来发展的高度推进能源技术创新应用:一是推进传统化石能源技术进步,提高煤炭、石油、天然气等传统化石能源的清洁高效利用水平;二是推进新能源技术进步,进一步提高光伏、光热、风能、可控核聚变、地热、氢能、储能等新能源技术的效率,降低用能成本,提高市场竞争力水平;三是推进信息通信技术在能源行业的应用,传感器、超级计算、自动化、人工智能等数字化技术对现有能源市场、商业模式带来颠覆性影响,要打造智慧电厂,推进能源系统与互联网技术深度融合;四是推进多能互补、智能微网、智能化新能源等创新用能技术应用。

(四)能源体制革命是推动我国能源转型的重要保障

需通过能源体制革命打通能源链条最后一公里,还原能源商品属性,重构能源机构,重构能源格局,重构能源业态,重构能源市场,建立与新能源规模化发展相匹配的外部环境,完善电力市场化交易机制,完善风光等资源市场化配置,完善可再生能源配额制、绿证等政策工具,建立可再生能源市场化消纳机制,为工业化与信息化的深度融合、打造互联网+智慧能源提供制度保障,积极推动分布式能源、多能互补、互联网+智慧能源、新能源微电网等创新业务模式的发展。

四、主要观点和结论

能源转型是一个长期渐进、不断改善的过程,是一个由量变到质变的过程,是一个综合性概念、系统性工程,我国能源革命的目的就是推进和实现我国能源转型。

本次能源转型主要受能源安全、环境污染、气候变化等问题驱动,主要目标在于推进化石能源转向可再生能源、推进新能源在能源结构中占主导。

我国能源转型成功的标志是新能源在能源结构中占主导,但需要三个前提条件,即:新能源的装机和发电量必须达到一定的规模,新能源必须具有市场竞争力,实现“同网、同质、同价”;新能源发展的配套体制机制需落实到位。

能源转型的基础是推动我国能源消费结构转型,落实能源消费革命,其根本在于转方式、调结构,推动产业转型升级;其有效手段是开源、节流,落实全民节能,实施能源梯级利用,实现能源高效利用。

能源转型的关键是构建新型电力系统,发展现代能源服务,推动能源供给革命,主要集中在六个方面:一是构建新型电力系统;二是实现新能源、可再生能源的智能化发展;三是实现煤电高效清洁利用;四是推进分布式、多能互补、智能微网等创新业务模式发展;五是推进工业化与信息化的深度融合,推进互联网+智慧能源建设;六是打造现代能源服务。

能源技术革命推进技术创新、产业创新和商业模式创新,在推动我国能源转型中起决定性作用,能源体制革命打通能源链条最后一公里,还原能源商品属性,是推动我国能源转型的重要保障。


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