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中国工程院院士杜祥琬:优化能源结构 构建新型能源体系

放大字体  缩小字体 发布日期:2024-06-21  浏览次数:2463
优化能源结构 构建新型能源体系——访中国工程院院士杜祥琬

记者:“四个革命、一个合作”能源安全新战略提出10年来,您认为我国能源领域发生的最突出变化是什么?

杜祥琬:10年来,我国能源转型是深刻的、全方位的,我印象最深的是能源结构的变化,是可再生能源的迅速发展。从2023年的数据来看,我国可再生能源发电装机达到15亿千瓦,占全国发电总装机的51.9%,可再生能源的发电量已接近3万亿千瓦时,接近全社会用电量的三分之一;水电、风电、光伏发电、生物质发电装机规模均为世界第一,在全球可再生能源发电新增装机中我国的占比超过了50%。

优化能源结构才能确保能源安全、实现“双碳”目标。对于能源结构如何优化,多年来我们一直说,节能与提效要“双轮驱动”、供给与消费要“两端发力”。这一次,我想更多地强调,要大力调整中东部地区的能源供给结构,逐步提高中东部能源自给率。

记者:对于能源体系“安全可靠、经济可行、绿色低碳”,您倡导要形成一个“可能三角”。在“可能三角”中,当前需要着重讨论的是什么?

杜祥琬:安全可靠是对能源系统的基本要求,经济可行的能源系统才会被社会接受,绿色低碳是能源转型的大方向,三者缺一不可。新型能源体系必须逐步满足这三个目标,使之成为“可能三角”,才是高质量的能源系统。

当前,新能源发电占比大幅增加,能源系统的绿色低碳特征比较清晰,需要着重讨论的是如何做到安全可靠、经济可行。

在安全可靠方面,要做到即使在极端天气等情况下,电力供应也不会出现较大功率缺额的风险。新型电力系统的电源发展需多能互补,在实现高效、清洁化发电的同时,有序安排煤电机组灵活性改造,让其参与深度调峰。要进一步挖掘我国水电在装机和出力上的潜力,发挥核电稳定基荷的作用。在安全前提下,我认为核电装机完全可能在2030年前达到1亿千瓦以上。在电网侧,要建设智能电网,促进电力系统各环节的智能化,使电网可观、可测、可控。储能在发电侧、电网侧和用户侧都有应用市场,发展商用化的储能、储热技术是能源系统具备柔性、包容性和平衡功能的关键。

在经济可行方面,则要兼顾社会用能阶段性的承受能力和长期的经济性。随着新能源发电占比提高,系统平衡成本、安全保障成本将成为电力系统的成本增量。一方面,要广泛利用各领域的灵活性资源,低成本解决电力系统的平衡难题。另一方面,随着分布式电源的发展,可将大电网的运行模式转化为大电网和一系列微网结合的模式,利用高精度的预测技术实现局部的自平衡,减轻大系统的平衡压力,降低增量成本投入。

记者:保障国家能源安全是能源行业的首要政治任务,业内已经有了“先立后破”“煤炭压舱石”等深刻认识,您对此有哪些思考?

杜祥琬:相对石油和天然气,我国煤炭储量较为丰富,在一次能源结构中,煤炭是主要贡献者。但我认为,大家对“富煤”要有一个清醒的认识——我国只是“相对富煤”。我们切不可有高枕无忧之心,一定要认识到煤炭的三个属性:重要性、不可再生性和有限性。

放眼全球,我国人均煤炭储量仅为世界平均值的67%。我国目前探明可直接利用的煤炭储量为1710亿吨,现在每年大约能开发40亿吨,煤炭的储采比约为40年。十几年前发1千瓦时电大约需要消耗400克标准煤,现在发1千瓦时电,全国的燃煤发电厂平均只需标准煤300克,高能效的煤电厂只需248克。即便技术如此进步,2060年后煤炭也没有太大后劲,即便不讲碳中和,煤炭也不可能永远发挥“压舱石”的作用。这是我与煤炭行业的专家院士交流后得出的结论。

记者:所以您认为,可再生能源才是我国丰厚的资源禀赋?

杜祥琬:是的,我国已经开发的可再生能源资源不到技术可开发资源量的十分之一,其潜力不可限量。此外,可再生能源资源是我国自己可以掌控的,不受国际地缘政治变化的影响,且分布式发展有利于分散地域风险,有利于保障能源体系的独立性和安全性。

尽管可再生能源尤其是新能源在技术上还要解决波动性等问题,但从大趋势来看,发展可再生能源才能同步解决能源转型和能源安全问题。未来我国用电需求仍将快速增长,电力行业保供面临巨大压力。国网能源研究院有限公司预测,到2030年,我国用电总量将由2021年的8.3万亿千瓦时增长到11.8万亿千瓦时,增幅为42%。电力需要供需平衡,电网需要更加智能,风电、光伏发电和各种储能等灵活性资源需要更密切地配合。

记者:随着新型电力系统建设不断推进,业内越来越强烈地感到,开展科技战略咨询非常重要。您对开展重大科技战略咨询研究有很深体悟。您认为,这方面最需要注意什么?

杜祥琬:我的感受是,进行科技战略研究既要立足国情,又要超脱于行业。煤、电、油、气、新能源……每个能源领域的专家都有很高的水平和丰富的工作成果,但如果只从自己所在领域的角度来分析怎么做,就不一定完全客观了。

所以,一定要立足于全局,以系统的方法、整体的视角去进行多元能源之间的科技战略研究。太阳能、风能有一定的间歇性、波动性。在新能源发电占比越来越高的情况下,保证输出的电力稳定、安全,需要把新能源技术和储能技术结合起来,通过灵活发电和用电,将不稳定性变成人可以操控的灵活性,使绿色低碳能源同时成为智慧能源。除此之外,还需要建立科技创新联合体,建立健全低碳技术的标准体系,开展产学研用联合攻关。



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