人類再電氣化與地球再野化

■浙江華云電力工程設(shè)計咨詢有限公司總經(jīng)理 陳飛

地球是全人類賴以生存的唯一家園。自工業(yè)革命以來，人類工業(yè)生產(chǎn)效率大幅提升，開發(fā)利用自然資源的能力顯著提高，化石燃料的消耗急劇增長，伴隨著人類物質(zhì)財富的飛速積累，大量生產(chǎn)性廢棄物污染大氣、水、土壤環(huán)境，地球生態(tài)環(huán)境持續(xù)遭到破壞。伴隨著人類活動的影響，全球性氣候變暖、土地荒漠化加劇、生物多樣性銳減等環(huán)境問題不斷出現(xiàn)。根據(jù)國際能源署報告，2022年全球二氧化碳排放量達到368億噸，排放速率是1950年的6倍，大氣中的二氧化碳濃度已經(jīng)接近工業(yè)革命前的2倍。

為應(yīng)對氣候變暖、生態(tài)環(huán)境惡化等危機，減少碳排放、推廣綠色低碳的生產(chǎn)生活方式已成為全世界的廣泛共識。2020 年9 月22 日，在第七十五屆聯(lián)合國大會上，我國提出，二氧化碳排放力爭于2030 年前達到峰值，努力爭取2060 年前實現(xiàn)碳中和。在解決生態(tài)環(huán)境危機、實現(xiàn)碳中和的進程中，人類再電氣化和地球再野化不可或缺。人類再電氣化充分利用現(xiàn)代能源技術(shù)，進一步拓展電能的利用范圍和規(guī)模，深度替代煤炭、石油等終端化石能源消費，推動全社會電氣化水平再度躍升，促進清潔能源大規(guī)模開發(fā)利用，最終實現(xiàn)以清潔能源為主導(dǎo)的新型能源體系。地球再野化通過采取生態(tài)修復(fù)、植樹造林、豐富生物多樣性等措施，有序恢復(fù)地球生態(tài)平衡，提升自修復(fù)、自凈化、自平衡能力，推動構(gòu)建人類命運共同體，實現(xiàn)地球可持續(xù)演化發(fā)展。

人類再電氣化與地球再野化共同服務(wù)于地球可持續(xù)發(fā)展

人類再電氣化與地球再野化在目標(biāo)上是一致的，再電氣化推動人類消費行為向有序可控轉(zhuǎn)變、減少二氧化碳和污染物排放；地球再野化推動建設(shè)人與自然和諧共生的美麗家園，兩者均服務(wù)于地球生態(tài)修復(fù)和可持續(xù)發(fā)展。

人類再電氣化通過減少人類活動碳排放防止氣候變暖，推動地球可持續(xù)發(fā)展。“雙碳”目標(biāo)是我國基于推動構(gòu)建人類命運共同體的責(zé)任擔(dān)當(dāng)和實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的內(nèi)在要求作出的重大戰(zhàn)略決策。人類再電氣化通過人為干預(yù)，在源端限制化石能源的使用、在終端不斷提高電能消費占比來減少二氧化碳排放，是實現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)的有效途徑。我國在氣候雄心峰會上提出的目標(biāo)是，2030年單位GDP碳排放要比2005年下降65%以上，風(fēng)電、光伏發(fā)電總裝機容量要達到12 億千瓦，非化石能源占一次能源消費比重要達到25%左右。

地球再野化通過提升生態(tài)系統(tǒng)韌性和維持生物多樣性，推動地球可持續(xù)發(fā)展。再野化是指對受到較多人為干擾后的自然生態(tài)系統(tǒng)的重建過程，通過修復(fù)自然過程，使其成為自我持續(xù)且具有韌性的生態(tài)系統(tǒng)。再野化的最終目標(biāo)是在減少人類活動影響的同時，恢復(fù)功能完備的本地生態(tài)系統(tǒng)，實現(xiàn)地球可持續(xù)發(fā)展。我國在氣候雄心峰會上提出的目標(biāo)是，2030 年森林蓄積量要比2005 年增加60 億立方米。在2021 年昆明生物多樣性大會上，我國宣布正式設(shè)立三江源、大熊貓、東北虎豹、海南熱帶雨林、武夷山等第一批國家公園，保護面積23萬平方千米，涵蓋近30%的陸域國家重點保護野生動植物種類，加快構(gòu)建以國家公園為主體的自然保護地體系。森林碳匯和國家公園將在實現(xiàn)碳中和目標(biāo)、提升生態(tài)系統(tǒng)韌性方面扮演越來越重要的角色。

人類再電氣化加速能源清潔低碳轉(zhuǎn)型，減少人類活動對生態(tài)的影響

能源轉(zhuǎn)型發(fā)展的終極目標(biāo)是，人類活動所消耗的能源主要來自非化石能源。再電氣化是人類通過干預(yù)控制自身能源活動行為，實現(xiàn)集中控碳脫碳的核心途徑。再電氣化將重構(gòu)全球能源體系，使能源發(fā)展擺脫資源不均、時空錯位和環(huán)境影響約束。再電氣化從四個方面加速全球能源清潔低碳轉(zhuǎn)型進程：

（一）再電氣化推動能源轉(zhuǎn)型，構(gòu)建新型能源體系，能源開發(fā)方式轉(zhuǎn)變使得碳排放向源側(cè)集中治理轉(zhuǎn)變

清潔能源開發(fā)利用繞不開電能轉(zhuǎn)換，當(dāng)前90%以上的非化石能源需要轉(zhuǎn)化為電能加以利用。再電氣化推動能源供給清潔低碳轉(zhuǎn)型，提升非化石能源占一次能源消費的比重，形成風(fēng)、光、水、生、核、氫等多元化清潔能源供應(yīng)體系。未來五年，我國非化石能源消費比重年均增長1%；到2035 年，新增電量80%來自非化石能源發(fā)電；到2050年，非化石能源成為主體能源。再電氣化推動火電機組實現(xiàn)深度脫碳，煤電和天然氣發(fā)電機組作為應(yīng)急備用、兜底保供和調(diào)峰調(diào)頻的調(diào)節(jié)手段，是解決新能源不確定性的重要措施，所產(chǎn)生的二氧化碳排放需要通過捕集、利用與封存（CCUS）技術(shù)實現(xiàn)火力發(fā)電凈零碳排放。

（二）再電氣化推動產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型，構(gòu)建新型產(chǎn)業(yè)體系，用能結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變使得終端能源消耗和碳排放解耦

電能作為清潔高效的二次能源，通過綠色電力替代化石能源的消耗，改變傳統(tǒng)用能方式，是降低終端碳排放、減少污染物排放，推動能源消費集中控碳脫碳的重要手段。國家能源局《新型電力系統(tǒng)發(fā)展藍皮書》提出，推動各領(lǐng)域先進電氣化技術(shù)及裝備發(fā)展進步并向各行業(yè)高比例滲透。交通領(lǐng)域大力推動新能源、氫燃料電池汽車全面替代傳統(tǒng)能源汽車；建筑領(lǐng)域積極推廣建筑光伏一體化清潔替代；工業(yè)領(lǐng)域加快電爐鋼、電鍋爐、電窯爐、電加熱等技術(shù)應(yīng)用，擴大電氣化終端用能設(shè)備使用比例。再電氣化通過改變社會用能結(jié)構(gòu)，使得原先零散無序的消費側(cè)碳排放行為、污染物排放行為轉(zhuǎn)換成供給側(cè)發(fā)電的有序可控行為。

（三）再電氣化推動生活方式轉(zhuǎn)變，構(gòu)建綠色低碳消費體系，環(huán)保理念轉(zhuǎn)變促進生態(tài)環(huán)境可持續(xù)發(fā)展

再電氣化顯著提高人類生活質(zhì)量，智能家居、全電廚房等應(yīng)用在提升生活便捷性、安全性的同時，提升了人民生活的幸福指數(shù)，減少了污染物排放，降低了對生態(tài)環(huán)境的影響。再電氣化有助于提高人們消費行為的自覺性，使得人們生活在衣、食、住、行、游等各個領(lǐng)域向綠色轉(zhuǎn)型，如選擇公共電動交通出行、選擇沒有污染的綠色環(huán)保產(chǎn)品等，通過綠色消費倒逼綠色生產(chǎn)，推動全社會逐步形成綠色低碳的生活方式和消費方式。

（四）再電氣化推動電網(wǎng)轉(zhuǎn)型，構(gòu)建新型電力系統(tǒng)，電力的傳導(dǎo)特性使得減污降碳集中可控

電網(wǎng)作為能源轉(zhuǎn)換和傳輸?shù)闹行沫h(huán)節(jié)，推動減污降碳由消費側(cè)向供給側(cè)轉(zhuǎn)移。推動以特高壓為骨干網(wǎng)架的堅強智能電網(wǎng)的發(fā)展，實現(xiàn)大規(guī)模新能源開發(fā)和清潔能源大范圍優(yōu)化配置。截至2022 年底，國家電網(wǎng)有限公司累計建成33項特高壓工程?！笆奈濉逼陂g，國家電網(wǎng)有限公司將持續(xù)完善特高壓和各級電網(wǎng)網(wǎng)架，服務(wù)好沙漠、戈壁、荒漠大型風(fēng)電光伏基地建設(shè)，支撐和促進大型電源基地集約化開發(fā)、遠距離外送，力爭到2025 年公司經(jīng)營區(qū)跨省跨區(qū)輸送電量中，清潔能源電量占比達到50%以上。電網(wǎng)全環(huán)節(jié)業(yè)務(wù)向智能化轉(zhuǎn)型，推動電網(wǎng)運行和終端用能高效化發(fā)展。能源大數(shù)據(jù)作為核心生產(chǎn)要素的基礎(chǔ)作用充分體現(xiàn)，在終端用能監(jiān)測和能效提升方面發(fā)揮著重要作用；基于北斗和5G的“發(fā)—傳—用”電全鏈條碳排放遠程聯(lián)動測量等技術(shù)的應(yīng)用，為碳交易、碳資產(chǎn)管理和碳集中治理打下重要基礎(chǔ)；發(fā)輸配用全鏈條實現(xiàn)全息感知和協(xié)同控制，形成高度智能化、低碳化的運行決策體系和平臺化、共享化的價值實現(xiàn)體系，支撐高比例新能源并網(wǎng)、高效利用和安全經(jīng)濟運行。

協(xié)同推進再電氣化與再野化，促進人與自然和諧共生

人類只有一個地球，地球可持續(xù)發(fā)展事關(guān)全人類的共同命運。在推進再電氣化、構(gòu)建新型能源體系過程中，持續(xù)開發(fā)稀有礦物資源，大規(guī)模發(fā)展海上風(fēng)電、光伏、抽水蓄能等勢必會對環(huán)境造成一定的負擔(dān)和影響。這就要以系統(tǒng)觀、大局觀協(xié)同推動人類再電氣化和地球再野化，不避過往、關(guān)注當(dāng)下、展望未來，在能源開發(fā)、生態(tài)保護和人類發(fā)展中協(xié)同演化，實現(xiàn)人與自然和諧共生。建議統(tǒng)籌處理好三對關(guān)系，做好三個方面的工作：

（一）處理好過往發(fā)展與再野化的關(guān)系，做好傳統(tǒng)能源開發(fā)遺留的生態(tài)治理修復(fù)

傳統(tǒng)電氣化依賴于化石燃料的開發(fā)，早期存在無序開采、沒有規(guī)?；_發(fā)、沒有嚴格實行環(huán)保設(shè)施與主體工程“三同時”制度，無規(guī)劃甚至非法的亂采濫挖，遺留了許多環(huán)境保護歷史欠賬問題。要解決歷史遺留下來的廢棄礦區(qū)的治理和生態(tài)修復(fù)問題，需要政府部門制定專項規(guī)劃、設(shè)立專項資金、開展專業(yè)化系統(tǒng)修復(fù)，鼓勵和支持社會資本參與生態(tài)修復(fù)。要解決還在開采階段的傳統(tǒng)礦區(qū)的保護、治理和修復(fù)問題，按照“誰開發(fā)、誰保護，誰污染、誰治理，誰破壞、誰恢復(fù)”的原則，加強礦區(qū)生態(tài)環(huán)境和水資源保護、廢棄物和沉陷區(qū)治理，杜絕出現(xiàn)邊開采邊污染的現(xiàn)象。

（二）處理好當(dāng)下發(fā)展與再野化的關(guān)系，再電氣化過程中務(wù)必同步推進再野化

一是正確應(yīng)對礦產(chǎn)開發(fā)由開采煤炭逐漸向開采稀有金屬的轉(zhuǎn)變。隨著新能源發(fā)電、新能源汽車、信息產(chǎn)業(yè)等新業(yè)態(tài)快速發(fā)展，稀土、鋰、鈷等稀有礦物資源需求快速增長。世界銀行預(yù)計，到2050 年全球?qū)ο∮械V產(chǎn)的需求增長500%。稀有金屬在自然界中含量稀少、分布稀散、難以提取，需要大范圍開采和提煉提純，會對環(huán)境造成一定影響。例如，每提取1噸稀土元素，會排放6萬立方米含鹽酸的廢氣、200立方米廢水、1—1.4噸放射性廢棄物，共約2000噸有毒廢物。因此，需要同步做好開采過程中的生態(tài)保護和再野化工作。

二是正確應(yīng)對能源開發(fā)由大型煤電基地向大型風(fēng)光基地的轉(zhuǎn)變。《“十四五”現(xiàn)代能源體系規(guī)劃》提出，加快推進以沙漠、戈壁、荒漠地區(qū)為重點的大型風(fēng)電光伏基地項目建設(shè)。按照規(guī)劃，2025 年全國風(fēng)電、光伏發(fā)電規(guī)劃裝機容量10.5億千瓦左右，國家電網(wǎng)有限公司經(jīng)營區(qū)超過9億千瓦。到2030年，國家電網(wǎng)有限公司經(jīng)營區(qū)新能源總裝機超過13 億千瓦，超過煤電成為第一大電源。大型風(fēng)光基地、海上風(fēng)電、抽水蓄能和特高壓輸電通道等工程建設(shè)和運行勢必會對環(huán)境造成影響，需要優(yōu)化選址并做好環(huán)境影響分析，建設(shè)過程中要做到“三同時”。

三是正確應(yīng)對調(diào)度模式由經(jīng)濟調(diào)度向生態(tài)調(diào)度的轉(zhuǎn)變。在新形勢下，電力系統(tǒng)調(diào)度模式要向兼顧清潔低碳、生態(tài)友好轉(zhuǎn)型。低碳調(diào)度即在滿足電力系統(tǒng)安全、經(jīng)濟運行的基礎(chǔ)上減少化石燃料的消耗，盡量消納風(fēng)電、光伏等新能源電力，減少棄風(fēng)棄光，并減少二氧化碳排放。生態(tài)調(diào)度即綜合魚類產(chǎn)卵、鳥類遷徙和電網(wǎng)調(diào)度運行等需求，通過健全生態(tài)調(diào)度機制，降低對生態(tài)系統(tǒng)的影響。我國已在三峽、向家壩水庫開展了促進產(chǎn)漂流性卵魚類自然繁殖生態(tài)調(diào)度試驗，在流域生態(tài)功能改善方面取得了良好成效。今年上半年，位于荷蘭北海的Borssele和Egmond aan Zee兩座海上風(fēng)電場因鳥類遷徙停機4小時，環(huán)保部門計劃在今年秋天鳥類大規(guī)模遷徙時，在相關(guān)的風(fēng)電場實施更詳細的停機計劃。

（三）處理好未來發(fā)展與再野化的關(guān)系，建立公眾共治的行動體系，應(yīng)對工業(yè)文明向生態(tài)文明的轉(zhuǎn)變

生態(tài)文明的第一要義是人與自然和諧共生。大自然是人類賴以生存發(fā)展的基石，加強生態(tài)文明建設(shè)事關(guān)人類安全發(fā)展大局，關(guān)系到人類命運共同體，人與自然和諧共生是實現(xiàn)社會、經(jīng)濟、生態(tài)可持續(xù)發(fā)展的必由之路。

生態(tài)文明時期能源驅(qū)動方式將由化石能向自然能轉(zhuǎn)變。工業(yè)文明階段的能源消耗以化石能源為主，在促進經(jīng)濟社會發(fā)展的同時也導(dǎo)致了嚴重的環(huán)境問題。生態(tài)文明建設(shè)推動能源驅(qū)動方式向自然能驅(qū)動轉(zhuǎn)變，通過大力發(fā)展風(fēng)電、光伏發(fā)電等非化石能源，構(gòu)建以新能源為主體的新型電力系統(tǒng)，提高能源自給率和減少對環(huán)境的影響。

生態(tài)文明時期人工智能技術(shù)將廣泛用于解決發(fā)展的不確定性。人工智能正試圖改變?nèi)祟愓J知過程并超越人類認知能力的極限，在探索和管理現(xiàn)實世界和數(shù)字世界方面可能逐步發(fā)揮主導(dǎo)作用。在新型電力系統(tǒng)中，針對自然能驅(qū)動能源具有隨機性和波動性特征，在供給側(cè)需要人工智能充分利用氣象等數(shù)據(jù)做好風(fēng)光出力預(yù)測，在消費側(cè)需要人工智能優(yōu)化用能策略，提升用能效率和用能的靈活性。2016年，DeepMindApplied 開發(fā)了一種人工智能優(yōu)化谷歌數(shù)據(jù)中心的冷卻系統(tǒng)，將能耗降低40%。

生態(tài)文明時期要加快構(gòu)建公眾共治體系。在地球再野化方面需要構(gòu)建政府、企業(yè)和公眾共治的行動體系，引導(dǎo)公眾建立良好的用能習(xí)慣，踐行簡約適度、綠色低碳的生活理念和生活方式，形成政府有職責(zé)、企業(yè)有責(zé)任、公眾有義務(wù)全員參與的生態(tài)文明建設(shè)行動體系。在再電氣化進程中也一樣，為提升新型電力系統(tǒng)靈活調(diào)節(jié)能力，需求響應(yīng)、虛擬電廠等體系建設(shè)也亟待建立公眾共治體系，強化源網(wǎng)荷儲協(xié)同發(fā)力，實現(xiàn)全員共同參與?！?/p>