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《中國煤化工》
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能源轉型,中國只能創建中國模式
作者:陳衛東 | 來源:國家煤化工網 | 時間:2021-09-27

中國的工業化進程還沒完成,能源消耗還在增加,煤炭消費也還在增加。這對完成雙碳目標是個很大的問題。人類社會工業革命以來的幾次能源轉型,主要的驅動力是技術進步和能源成本的降低,或者說主要是由經濟動力驅動的。而這一次能源轉型是盡量減少碳排放,這就意味著必須減少化石能源的使用,尤其是煤炭的使用。中國目前能源結構里,煤炭的比重最大占57%,與二戰后、70年前的世界平均水平差不多。煤炭燃燒(煤電的本質也是煤的燃燒)碳排放是最高的。因此,這意味著中國能源轉型不僅僅是經濟層面的問題,還有道德層面的問題,甚至是政治問題、國家安全問題。

現在中國電力差不多70%還是靠煤電。中國每年消費40億噸煤炭(原文如此——編輯注),占全球總量的50%多,其中一半用在發電上。也就是說,我國發電燒掉了全球25%左右的煤炭。中國是全球發電量最大的國家,比位居第二的美國高40%左右,而我們的人均電力消費只有美國的40%左右。還有超高壓長距離輸電網絡等基礎設施,都是過去十幾年投資建設的,投資巨大。對我們來說,能源轉型的最大挑戰就是改變發電結構,但這會影響一大批相關領域。目前我們整個電力體系一年的收入超過14萬億元人民幣,而我們每年的GDP不過100來萬億元。

目前比較可行的辦法是改煤炭發電為天然氣發電和可再生能源發電。從全世界來看,目前大概有30%以上的天然氣用于發電,經濟合作與發展組織(OECD)國家大多如此。而美國不但天然氣發電增長很快,可再生能源發電增長也很快。美國能源信息署(EIA)最新報告顯示,2020年,美國可再生能源首次超過煤電成為僅次于天然氣的第二大能源來源,同比增長達14%。具體來看,2020年,美國天然氣發電量為1.62萬億千瓦時,占所有發電來源的40.8%;可再生能源發電量達到創紀錄的8340億千瓦時,占比為21%;核電和煤電發電量分別為7900億千瓦時和7740億千瓦時,占比分別為19.9%和19.5%。另有數據說明,美國電力結構中,煤炭消費量同比下降20%,可再生能源發電量同比增長9%。

再來看看英國,其煤電比例幾乎降到了極限,僅剩的煤電廠已不再承擔供電功能,而僅是為了維持電力消耗和供應的平衡穩定。2020年,英國單位電量的碳排放從189克/千瓦時降低到169克/千瓦時。作為英國、也是歐洲最大的燃煤電廠——德拉克斯燃煤電廠計劃2023年完全停止使用煤炭發電。英國正在將它改造為以生物質為主要燃料發電,并已投入7億英鎊。為此,發電廠投資修建了4座巨型料場,每天有16列火車運來木屑顆粒,保證發電廠的燃料供應。該電廠運營商表示,到2023年電廠改造完畢,單就生物質原料處理量來說,德拉克斯燃煤電廠將轉身成為全球最大的生物質熱電廠。

德國在棄核棄煤和增加可再生能源供給方面做了大量卓有成效的工作,但在成本方面也付出巨大的代價。德國目前平均電價是美國的3倍左右。

中國的電力工業不但規模龐大,而且技術先進,很多技術世界領先。煤電改氣電技術上是成熟的,基礎設施也沒有太大問題,核心是液化天然氣的價格和保障供給的問題,歸根到底就是成本問題。天然氣發電成本比煤電成本高不少。中國天然氣發電面臨的正是這樣的困境。還有個原有投資成本沉沒的問題,誰來支付這個轉型成本?

亞洲其它國家也一樣。與煤炭相比,天然氣運輸的高成本和基礎設施建設的瓶頸問題限制著燃氣發電在亞洲的發展。特別是對大多數天然氣進口國家來說,如果建設一家燃氣發電廠,天然氣基礎設施所需的投資是建設發電廠本身的兩倍多。

經過多年的觀察和研究,筆者將當今推動能源轉型的模式總結為美國模式、德國模式和日本模式3種。筆者認為,就簡單的供給側、消費側來看,美國模式是典型的供給側革命推動的能源轉型。沒有過去前后30年的頁巖氣革命就沒有今天的氣代煤能源轉型。德國模式則是寧可全民公投接受更高能源價格也要棄核棄煤大力發展可再生能源的“社會關切”推動的能源轉型:政府政策引導、社會共識接受、企業快速跟進模式。日本模式則是消費側推動的能源轉型。其中日本模式更為成功。即使50多座核電站停止運作、電力供給減少20%,日本電力供給也不會短缺。日本全社會自覺的節電節能行為,向世界展示了能源轉型的一種需求側能動性的新模式。

再看中國。盡管我們國家當前可再生光伏發電和風能發電裝機都很大,但是,光伏和風能發電還都是不連續的低密度能源。它只能本地消納。要連續供電,就得有保證手段——儲能。但是,目前整個世界在儲能方面還沒有取得重大突破,技術上還沒有解決大規模、有競爭力、安全的電網端儲能問題,百分之八九十的儲能還是傳統的抽水儲能。而抽水儲能需要有獨特的地理環境,要有水要有山,還得靠電把水抽上去再放下來,條件很是苛刻。從當前全世界來看,抽水儲能的占比不過4%左右,規模還很小。能源轉型很重要的一個保證就是儲能。如果儲能進步到了可以與可再生能源發電完美配合的程度,那將改變整個世界。

據英國石油公司(BP)統計資料,石油、天然氣、水電、核電和可再生能源在整個能源結構中所占份額的提高基本上都是一個漸進過程。如石油從1877年在能源結構中占比1%,經歷50多年才發展到占比16%。2008年可再生能源(水電不計算在內)在整個能源結構中占比1%,2016年才提高到3.2%,有預測說要經歷30多年才可能達到10%。可見,能源轉型一般都需要數十年甚至上百年的長期持續發展,而不是短短幾年,更不能奢望一夜之間就能實現。這其中還會伴隨著社會動蕩。英國在關閉煤礦、關閉煤電廠方面,政府和煤炭工人工會進行過半個多世紀的斗爭,有些斗爭是相當激烈甚至是流血的。而中國要在不到30年時間、在本質上能源需求還在不斷增長的背景下實現碳中和,把以煤炭為主的能源模式轉型為以綠色能源為主,這將是前無古人的。因此,中國的能源轉型既不能搞運動式減排,也不可能照抄其它國家的作業,因為中國的能源現狀和經濟發展模式是獨特的。但我們可以汲取別國在轉型過程中的成功經驗和失敗教訓,實事求是,開拓思路,努力自律,爭取為全世界貢獻一個轉型效率更高和令人信服的中國模式。

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