實(shí)現(xiàn)中國零碳能源系統(tǒng)的九點(diǎn)建議

周大地

我國包括決策層對(duì)氣候變化問題的認(rèn)識(shí)也在不斷深化。過去在氣候變化談判中，剛開始中國的確不太懂如何做氣候變化影響風(fēng)險(xiǎn)分析，當(dāng)時(shí)中國排放量低，能源消費(fèi)水平也很低，發(fā)展中國家要爭取更多排放空間和發(fā)展空間，所以我們主要花了大部分時(shí)間來爭取“共同但有區(qū)別的責(zé)任”的原則。因此長期以來形成爭取更大排放空間的慣性思維，總認(rèn)為積極應(yīng)對(duì)氣候變化是一種發(fā)展制約。

我認(rèn)為，這種約束不是對(duì)某一個(gè)國家的約束，而是對(duì)整個(gè)地球發(fā)展模式的要求，要求各國都要改變發(fā)展方式的重要外部條件?，F(xiàn)在的情況是，誰低碳轉(zhuǎn)型干得快、干得好就能占得先機(jī)，因?yàn)榧夹g(shù)進(jìn)步是全球性的，中國好不容易走到全球經(jīng)濟(jì)前列，從主要依靠技術(shù)引進(jìn)，發(fā)展到要和其他國家一起創(chuàng)新引領(lǐng)技術(shù)的新階段。如果在低碳轉(zhuǎn)型技術(shù)領(lǐng)域不努力，可能重新出現(xiàn)重大的技術(shù)落后。

另一方面，根據(jù)化石能源時(shí)代的能源資源理論，一提就是“富煤貧油少氣”。但中國從可用的能源資源來講，可再生能源是最豐富的，我們疆域遼闊，跟日本等國相比，發(fā)展可再生能源潛力巨大。

中國光伏組件的產(chǎn)能占世界的80%

解放后30年，能源是從無到有，剛解放時(shí)全國只有100多萬千瓦的電力，這個(gè)階段是建立能源工業(yè)基礎(chǔ)建設(shè)階段，解決的是有沒有的問題。

改革開放后的30年，解決全面工業(yè)化、城市化能源供應(yīng)不足的矛盾，解決的是夠不夠的問題。這一階段開始大規(guī)模引進(jìn)世界先進(jìn)能源技術(shù)，形成世界最大能源先進(jìn)技術(shù)市場，包括油氣煤炭勘探開發(fā)技術(shù)、電力技術(shù)（水電、火電、核電，輸變電）、節(jié)能技術(shù)，都大規(guī)模引進(jìn)，在中國實(shí)現(xiàn)規(guī)?；瘧?yīng)用，而且迅速走到世界前列。

近10年，開始解決好不好的問題。目前，電力和其他能源的供應(yīng)能力是比較富裕的，終端能源的優(yōu)質(zhì)化（城市能源燃?xì)饣姎饣?、化石能源清潔化、啟?dòng)低碳能源規(guī)?；l(fā)展，開始往好不好的方向走。只有最好的能源技術(shù)才能到中國的能源市場來。中國開始成為先進(jìn)能源技術(shù)的最大實(shí)驗(yàn)場地，一批國內(nèi)技術(shù)走上世界領(lǐng)先水平。

在此過程中，中國也成為世界最大的能源消費(fèi)國，也是最大的能源生產(chǎn)國。以煤為主，煤炭產(chǎn)量和消費(fèi)量約占世界總量一半，同時(shí)也是世界第二大石油消費(fèi)國，第三大天然氣消費(fèi)國，成為石油、天然氣以及煤炭的最大進(jìn)口國。中國建成世界最大的電力生產(chǎn)和供應(yīng)系統(tǒng)，能源供應(yīng)裝備和運(yùn)行技術(shù)已經(jīng)全面進(jìn)入國際先進(jìn)行列，有一批重大技術(shù)裝備和工程技術(shù)已經(jīng)國際領(lǐng)先；水核風(fēng)光（水電、核電、風(fēng)電、光伏發(fā)電）的技術(shù)和裝備能力也進(jìn)入世界前列，甚至形成壟斷優(yōu)勢。比如說，中國光伏組件的產(chǎn)能占世界的80%，如果中國說沒條件搞可再生能源，那全世界也沒有國家能搞了。

實(shí)現(xiàn)中國零碳能源系統(tǒng)的九點(diǎn)建議

第一，煤炭、石油、天然氣按順序先后退出。主要因?yàn)槠淠茉词褂眯剩咭来闻判?，越往前能源使用效率越低，污染越重，碳排放量越高。我個(gè)人認(rèn)為，核電將成為中國重要的低碳能源，如果完全依靠可再生能源打天下，以后電力系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行困難會(huì)更多，同時(shí)成本也可能很高。

水電系統(tǒng)要充分開發(fā)，中國可能還有近2億千瓦的水電資源，包括雅魯藏布江水電有待開發(fā)，所謂高難度的，技術(shù)上也是可以攻克的。風(fēng)電從2億千瓦到20億千瓦以上，太陽能發(fā)電至少要20億千瓦，甚至30億千瓦。生物質(zhì)能源要充分利用，各種儲(chǔ)能技術(shù)都有巨大發(fā)展空間?？稍偕茉措娊夂秃四芨邷刂茪洌约叭剂想姵囟加刑囟ǖ膶?shí)用空間，但是能占多少比例，和電池系統(tǒng)有多大的交互，有待研究。

第二，能源電力布局和結(jié)構(gòu)面臨重大調(diào)整。中國電力總裝機(jī)超過21億千瓦，美國12億千瓦，其他的國家都不到3億千瓦。我國利用幾十年時(shí)間建設(shè)了一大批煤炭、煤電，以及油氣水電基地。在以煤為主的化石能源結(jié)構(gòu)上，我國建立形成能源開采、轉(zhuǎn)換、輸運(yùn)的大型化、集中化、資源開采和消費(fèi)中心分離，電力系統(tǒng)也向特高壓，跨區(qū)域統(tǒng)一電網(wǎng)方向不斷升級(jí)。

未來的高比例可再生能源零碳能源系統(tǒng)，究竟會(huì)形成哪些新的能源網(wǎng)架和布局體系，能源輸運(yùn)和運(yùn)行系統(tǒng)需要進(jìn)行哪些重大調(diào)整變化，還需要做認(rèn)真研究和開拓實(shí)踐。

第三，未來能源消費(fèi)需求預(yù)測需要重新思考。中國應(yīng)該認(rèn)真考慮經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展和能源消費(fèi)增量脫鉤，低碳轉(zhuǎn)型的第一要?jiǎng)?wù)是全面提高能源經(jīng)濟(jì)效益，降低單位GDP能源消耗。技術(shù)進(jìn)步可以長期持續(xù)提高各能源消費(fèi)領(lǐng)域的節(jié)能潛力，可以明顯減少終端能源需求。雖然過去中國的節(jié)能工作做得不錯(cuò)，但工業(yè)上的先進(jìn)節(jié)能技術(shù)的普及率仍然很低，平均不到30%。

還有一個(gè)如何計(jì)算能源消費(fèi)量的方法問題，以往在主要是煤發(fā)電的條件下，各種一次電力都按煤炭的煤耗折合成一次能源。但隨著可再生能源在一次能源中比例大幅度增加，再換算成煤耗量就不科學(xué)了?？稍偕茉窗l(fā)電中不存在類似煤電轉(zhuǎn)換過程中的開采、運(yùn)輸?shù)冉?jīng)濟(jì)活動(dòng)和相應(yīng)的能源消耗，因此我建議要盡快改變用火電能耗折算非化石能源，特別是可再生能源的一次能源當(dāng)量計(jì)算方法。

第四，要認(rèn)真實(shí)踐節(jié)能優(yōu)先戰(zhàn)略。要充分體現(xiàn)節(jié)能優(yōu)先，能源消費(fèi)革命要有新進(jìn)展。提高能效曾經(jīng)主要是解決能源短缺的手段，現(xiàn)在是高質(zhì)量發(fā)展的重要內(nèi)容，是創(chuàng)新發(fā)展的推動(dòng)力，是體現(xiàn)能源整體經(jīng)濟(jì)效益的關(guān)鍵。中國2019年能源消費(fèi)占全球總量的24.3%，電力消費(fèi)是全球總量的27.8%，GDP只有全球總量的14.34%。在能源消費(fèi)量上，中國是美國的1.5倍，是德國的10.5倍，是日本的7.6倍，是英國的18.7倍；在發(fā)電量上，中國是美國的1.7倍，是德國的12倍，是日本的7.3倍，是英國23倍；中國2019年單位GDP能耗是美國的2.2倍，是德國的2.8倍，是日本2.7倍，是英國3.68倍；單位GDP電耗是美國2.53倍，是德國的3.22倍，是日本的2.59倍，英國4.55倍。我們提高能效的空間還很大。

另外，能源低碳化和環(huán)境污染治理高度融合具有非常重要的意義。大氣污染治理剛?cè)〉贸醪礁纳?，距離較高質(zhì)量要求還相差甚遠(yuǎn)。在我國長遠(yuǎn)的綠色發(fā)展中，要持續(xù)解決大氣污染問題，低碳化也是非常重要的因素和前提。終端污染治理的潛力已經(jīng)不大，更多的是要從源頭消除污染源。2035年，全國要達(dá)到PM2.5小于35微克的目標(biāo)，已經(jīng)要求明顯減少煤炭消費(fèi)總量了。世界衛(wèi)生組織推薦的小于15微克的標(biāo)準(zhǔn)，在現(xiàn)有的能源結(jié)構(gòu)下根本不可能達(dá)到，何況空氣清潔標(biāo)準(zhǔn)還在繼續(xù)提高。必須解決民用散煤，包括小鍋爐、工業(yè)窯爐，包括冶金建材化工用煤等，從源頭消除污染問題，大幅度減少煤炭消費(fèi)量不可避免。同時(shí)，石油消費(fèi)總量也必須大幅度減少。只有完成能源低碳轉(zhuǎn)型，實(shí)現(xiàn)碳中和，才可能實(shí)現(xiàn)15微克以下的大氣質(zhì)量目標(biāo)。

第五，能源生產(chǎn)布局和結(jié)構(gòu)需要調(diào)整。這種調(diào)整是很困難的，特別是中西部煤炭產(chǎn)能集中地區(qū)，能源基地的轉(zhuǎn)型是非常困難的，例如內(nèi)蒙古、新疆等與化石能源經(jīng)濟(jì)掛鉤幾乎一半或以上的地區(qū)，它們要轉(zhuǎn)型的話，首先面臨的就是傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)GDP下降。我個(gè)人認(rèn)為，國家要建立能源低碳轉(zhuǎn)型基金，這個(gè)基金可以用來補(bǔ)貼和鼓勵(lì)化石能源產(chǎn)業(yè)和地區(qū)的低碳化轉(zhuǎn)型，減少阻力，防止出現(xiàn)低碳轉(zhuǎn)型貧困化等社會(huì)問題。如果不從全國層面考慮能源低碳轉(zhuǎn)型，那么中西部和東部地區(qū)的差距會(huì)進(jìn)一步拉大。

能源布局要從傳統(tǒng)依靠化石能源，集中布局大型化石能源基地，集中能源轉(zhuǎn)化基地、大型發(fā)電中心、集中化電網(wǎng)等單方面解決能源和電力供給的模式，逐步轉(zhuǎn)向以非化石能源增量為中心，充分利用需求方響應(yīng)和參與能源平衡調(diào)節(jié)的能源系統(tǒng)模式轉(zhuǎn)化。以煤炭生產(chǎn)和煤電為基礎(chǔ)，在中西部搞煤電基地外送的原有布局需要盡快調(diào)整。中西部煤炭產(chǎn)能集中地區(qū)，要充分考慮煤炭消費(fèi)總量持續(xù)下降的影響，應(yīng)該考慮集約使用優(yōu)質(zhì)煤炭資源，加大優(yōu)質(zhì)資源集中開發(fā)強(qiáng)度，而不要繼續(xù)鋪攤子擴(kuò)大新產(chǎn)能。西部外送電力將轉(zhuǎn)向以風(fēng)電、光電儲(chǔ)能為主要增長內(nèi)容，并逐步替代煤電外送。

第六，中東部地區(qū)要大幅度提高能源自給比率。中東部下一步的能源發(fā)展，首先要實(shí)現(xiàn)本地的可再生能源用到極致。根據(jù)很多分析可知，中東部可開發(fā)的太陽能、風(fēng)能，以及生物質(zhì)能源遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過化石能源。非化石能源的開發(fā)利用技術(shù)已經(jīng)具備大規(guī)模經(jīng)濟(jì)開發(fā)能力，經(jīng)濟(jì)性還在繼續(xù)提高。各地都要先充分利用本地本區(qū)域的非化石能源資源，提高能源自給比例。

第七，要嚴(yán)格限制化石能源的增量?！笆奈濉逼陂g的電力增量盡可能全部運(yùn)用非化石能源發(fā)電，化石能源上沖得越高，以后下降的壓力越大。因此，能源石油消費(fèi)量也要盡快達(dá)峰，要嚴(yán)格控制石油進(jìn)口，限制加工能力盲目擴(kuò)大?！笆奈濉逼陂g要限量達(dá)峰，要防止一邊大量進(jìn)口石油，另一邊國內(nèi)加工能力還過剩，大量出口成品油和初級(jí)石化產(chǎn)品。我國2019年的鋼鐵出口量是6400萬噸，還在擴(kuò)張。天然氣消費(fèi)增量要和替代煤炭掛鉤，民用采暖要鼓勵(lì)電力和地源熱泵結(jié)合方案，限制天然氣低效替代；天然氣也要在2030年前達(dá)峰，防止出現(xiàn)新的基礎(chǔ)設(shè)施鎖定效果。

第八，建立高度電氣化能源系統(tǒng)。目前，終端能源的電氣化水平只有25%左右，今后將大幅度提高。除了少數(shù)必須使用液體、氣體燃料的場合或工業(yè)工藝過程，其他用能將基本用電。當(dāng)前的鍋爐、窯爐將系統(tǒng)轉(zhuǎn)變，化石燃料直接燃燒過程基本消失；目前，石油化工產(chǎn)品，冶金還原過程，都要開發(fā)低碳化新工藝新過程；信息化、自動(dòng)化、數(shù)字化、數(shù)據(jù)互聯(lián)將成為能源系統(tǒng)低碳化的重要內(nèi)容和巨大市場。

第九，用技術(shù)進(jìn)步推動(dòng)能源低碳轉(zhuǎn)型。能源消費(fèi)方低碳化將系統(tǒng)改變當(dāng)前的主流能源消費(fèi)模式，包括許多系統(tǒng)性基礎(chǔ)設(shè)施的改變，例如：超低能耗建筑，將基本消除現(xiàn)有采暖方式，以被動(dòng)式保溫為基礎(chǔ)，結(jié)合分布式可再生能源，以及先進(jìn)熱泵，將使建筑物用能降低85%以上。目前，國家已經(jīng)公布超低能耗建筑標(biāo)準(zhǔn)。

在交通系統(tǒng)的低碳方案上，核心應(yīng)是交通工具大范圍電動(dòng)化，純電動(dòng)車和氫燃料電池汽車將有所競爭。航空工具如何實(shí)現(xiàn)低碳化，還有待進(jìn)一步開發(fā)技術(shù)方案（燃料電池、生物燃料、零碳合成燃料等等）。在地面交通系統(tǒng)的自動(dòng)化方面，例如無人駕駛、汽車公用服務(wù)系統(tǒng)、大數(shù)據(jù)控制自動(dòng)公路運(yùn)輸系統(tǒng)等等，將徹底改變目前以燃油汽車和個(gè)人駕駛為基礎(chǔ)的交通系統(tǒng)。

實(shí)際上，低碳轉(zhuǎn)型將成為新技術(shù)創(chuàng)新和發(fā)展的新動(dòng)力，需要我們做的工作還有很多。