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杜祥琬:未来能源与双碳目标

2021-07-23 15:04:55 中国能源网

编者按:2021年7月8日,以“碳中和与未来能源”为主题的“第三届未来能源大会”在北京召开,本次大会由中国能源研究会与中国能源网联合主办。会上,中国工程院院士、国家气候变化专家委员会的名誉主任杜祥琬发表了“未来能源与双碳目标”的主旨演讲。

以下内容根据论坛演讲实录进行整理。

杜祥琬:大家早上好,利用这个机会跟大家汇报对未来能源的一点认识和我们如何从现实走向未来的认识,不当之处请大家指正。

关于未来能源,我想未来能源是未来人类文明形态的基础,人类文明的形态是要不断进步的,它是历史必然,而能源革命是其基础和动力。

大家都知道,化石能源、煤、油、气的发现和利用极大地提高了劳动生产率,使人类由农耕文明进入了工业革命,这是一轮全球性的能源革命。但是200多年来,工业革命在带来巨大进步的同时,也产生了日益严重的环境问题、气候变化问题和不可持续性。现在非化石能源的巨大进步正在推动人类由工业革命走向生态文明,这是又一轮深刻的能源革命。

走过农耕文明、工业文明的人类,正在迈向生态文明。在这个过程当中,能够跟上时代进步的某些能源会在未来社会找到自己的位置,所以我想未来的能源可能是多样化的。但是未来的生态文明时代能源,我想一个特征必须是高效的、经济的,同时,它是环境和气候友好的、可持续的,这样几个特征。

有物理学的前瞻认知,我个人给大家说一个看法,未来一次能源的主流可以概括成为就是核聚变,核聚变有两类,为什么这样说呢?有一类是太阳上的核聚变,太阳上的核聚变我们都称为太阳能,而广义的太阳能包括光伏、光热,其实风能也好,生物质能也好,也都是来自太阳能,而太阳能来自核聚变,而它是清洁、低碳、零碳、可再生的。而且自从有地球有太阳,可再生能源的资源就存在着。所以说起我们国家的能源资源禀赋,我想一定要强调我们国家的能源资源禀赋是由丰富的可再生能源资源。这是一类,太阳上的核聚变,太阳能。

第二类,地球上的受控核聚变,我们叫人造太阳。目前是裂变核电站在支撑核电,但是大家正在突破人造太阳受控核聚变。

要重新认识我们国家的能源资源禀赋,一讲到资源禀赋就马上说起六个字,富煤、缺油、少气,我想只讲这六个字已经不能准确描述我们国家的能源资源禀赋了,这是一个影响我们国家能源政策、能源战略的一个重大问题。丰富的可再生能源资源是我们国家能源资源禀赋的重要组成部分,而我们现在全国已经开发的可再生能源不到技术可开发资源量的1/10。所以,能源低碳转型,资源基础是丰厚的,我们要让它高比例发展可再生能源,首先这是一个前提,它有丰富的能源资源的基础。

能源低碳转型必要性已是全球共识,向低碳转型,它的资源可供性、技术可行性、经济性都是比较清晰的,能源低碳转型的科学技术基础是坚实的。

第二部分,我们如何从现实走向未来,走向未来能源的两个里程碑,就是我们现在提出来的“碳达峰碳中和”,这是两个里程碑,它并不完成走向整个未来能源的过程。“双碳”目标是有机联系的,首先是碳达峰,碳达峰不是冲高峰,也不是攀高峰,它是要看着碳中和来实现碳达峰的,可以说是碳中和的一个基础和条件。为什么说它不是冲高峰攀高峰呢?大家对2030年前碳达峰要和国家提出来的2030年前其他几个指标联合起来,统一联系,并不是我们提2030年碳强度比2005年要下降65%以上,这个很明显,我们是要通过碳强度的逐步降低来达到碳达峰,这是一个逐渐走低碳路径的过程。

实现“双碳”目标对现在的中国来说确实有很大困难,比如我们现在产业偏重,能源偏煤,效率偏低,对高碳发展的路径依赖惯性比较大,可是克服这些困难恰恰是在补我们国家的发展短板,落实新的理念,来实现新的发展。如果能够克服这样几个短板,克服这些困难,国家就能进步,这是很显然的。

节能、提效,无论是实现碳达峰还是碳中和,是战略之首,绿色低碳的第一能源就是节能、提效,这也是保障我们国家的能源供需安全,同时保障国家的环境安全,也包括气候变化的安全的要素。而且在现在化石能源为主的这样一个能源结构下,我们国家现在还是80%几的化石能源,在这样一个能源结构下,节能、提效是减排的主力,我想强调一下这一点。

实现碳达峰的基本路径是什么呢?我想在经济高质量增长的同时,进一步降低碳强度,碳强度就是单位GDP所释放的二氧化碳,如何降低碳强度呢?我想是两点:一个是降低能源强度,要节能、提效。我给大家举个数据,我们现在国家的能源强度还是世界平均水平的1.3倍,这个是已经进步了,2010年是2倍,现在进步到1.3,已经是很大的进步了,但是如果我们把1.3进步到1.0,就意味着同样的GDP我们可以少用30%的能源。所以节能、提效的潜力非常重要,如果对比OECD国家,我们现在的能源强度是他们的2.7倍,所以降低能源强度有很大潜力,必要性和可能性。如何降低呢?首先主要是产业结构调整,再加上技术进步,另外还有管理和文化。在当前的消费水平下,能耗如果能够降低1%,就意味着能够减少0.5亿吨的标准煤,也就是节约1亿多吨的二氧化碳。降低能源强度的同时,如果再加上第二条,优化能源结构,能源结构再优化,碳强度就可以比能源强度下降更多,优化能源结构一个是中央提出的煤炭消费尽早达峰。再一个,我们现在能源还要有所增加,不是减少。“十四五”能耗增长主要有非化石能源+天然气来提供,这个一点不矛盾,能源安全和低碳转型并行不悖。这个不展开了,我们有几年的试点,能源革命的思路做下去,原来主要靠煤的小现场兰考,现在主要靠非化石能源和可再生能源来支持自己的电力。

工业、电力、交通、建筑这四大行业在实现碳达峰的同时,要明确走向碳中和的方向和路径,他们可能是按照这个顺序实现碳达峰,但下一步怎么实现碳中和,现在工程院在开一个课题研究,大家很关注,也都做了很多研究。

碳中和是我们国家经济社会发展的新引擎,是要开创一条兼具成本效益、经济效益和社会效益的路径,是与实现国家第二个百年目标同步的、经济社会低碳转型、深刻进步的里程碑。碳中和是下一步的里程碑,更为深刻。

实现碳中和呼唤重大创新,这块我只是提到为止,周孝信院士会讲得更专业。构建以新能源为主体的新型电力系统,这一句话好说,但是内容非常丰富,纵向的源网荷储一体化,横向多能互补,要把我们新能源,可再生,特别是大家关注的有间歇性的风能、太阳能这些能源,和智能电网,和各种储能技术等等,各种灵活性资源相集成,让我们的电力系统具备柔性、平衡功能,达到优质电力输出,我想是这样的含义。每一句话都不是多余的,做起来都很重要,但是很费劲。

可再生能源比例高了,要增强电力系统的灵活性,灵活性资源有多种多样,灵活性资源也好,储能技术也好,比如有稳储能,抽水蓄能电等等,这是一大类。再是化学电池储能,又是一大类。再是火电灵活性改造调节,也是一个大的灵活性资源。再加上氢储能,指的是绿氢,这个氢储能可以应对比较长周期的间歇性,他们几个灵活性资源的性质还不一样,可以用在不同的地方,液体阳光,也有专家们专门阐述这一点。还有需求侧响应,需求侧本来就是柔性的,我们如何用好,用数字化技术把需求侧管理用好的话,它也是一种灵活性资源,等等,我这只是简单的提到。

我再提一个问题,要发展风能、太阳能,风、太阳是可再生的,没问题,但是要把它变成电,风电、太阳能发电、光伏发电,可再生能源需要设备,比如我们太阳能做太阳能电池,风能要做风机,而这些设备本身是需要有材料做成的,这些材料里面有一些新的矿物质它是不可再生的。所以可再生能源也有这样一个问题,比如陆上风电风机,这些问题怎么解决呢?我们以后要大量的长期发展太阳能风能,而这些资源又是不可再生的,我想一个办法就是循环经济,如何把这些太阳能风能到期以后收下来不是垃圾,而是可以回收的可以循环利用地资源。另外,靠材料科学创新,我们用新的材料做风机,像这些都是新的问题,也都是我们发展新能源的一些新的挑战。

能源转型大势下,能源核心资产将不再是煤矿和油气田,而是新能源技术的创新开发能力和对新能源关键矿物质的掌控及新材料的科学创新。

我想这样几个问题,价值链延伸可持续情景是必须的,要可持续的话就必须解决好这些问题。

“双碳”目标是基于我们国家的国情,也基于人类文明进程新的觉醒,提出的两个目标。事关中华民族永续发展和构建人类命运共同体,特别是碳中和,呼唤深度的科技创新和金融的支持,刚才我只是点到为止。

“双碳”目标会带来新投资,新的技术,新的产业,新的交通,新的建筑,新的能源,带来新的发展方式,它会深刻推动经济和社会进步,是实现经济、能源、环境、气候共赢的大事。

“碳达峰碳中和”是我们国家要参与全球的大考,是从工业文明时代走向生态文明时代,是人类文明的赶考,中国在这个时候不能落后,历史要我们考出好成绩,让我们大家共同努力!

我就讲这么多,不当之处请大家指正,谢谢。




责任编辑: 张磊

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