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能源革命未来将推进以智能电网为平台的智慧能源体系建设

北极星智能电网在线  来源:能源评论杂志  作者:史丹  2017/11/7 10:14:07  我要投稿  

北极星智能电网在线讯:能源是现代化的基础动力。能源供应和安全事关我国现代化建设全局。当前,全球能源正在进行第三次转型,具有不少鲜明的新特征。从现在到2020年,是能源发展转型的重要战略机遇期。习近平总书记提出“四个革命、一个合作”的能源革命战略,为我国能源转型升级指明了方向和道路。随着我国城市化进程的进一步加速,生产力进一步向城市集中,城市将消耗越来越高比重的能源资源。因此,自然应该是国家能源变革战略实施的关键之地。

我们应立足生态文明建设的战略高度,将低碳、绿色、高效的理念融入到能源供应和消费的各个环节,坚持五大发展理念,协同推进技术创新、商业模式创新和政策创新,抓住城市这个主要阵地,扎实推动能源生产和消费革命,打造中国能源升级版。

从全球范围看正在经历第三次能源转型

从全球来看,曾经发生过两次能源转型,第一次是煤炭取代木材成为主导能源,第二次是油气取代煤炭成为主要能源。当前正在进行第三次能源转型,尽管处于初期阶段,与前两次能源转型相比,已具有明显的区别。

一是开发利用可再生能源是当前全球能源转型的重要内容。近年来,清洁、低碳、可再生能源发展迅速,并将取代化石能源成为主要能源。从电源结构来看,可再生能源已经成为仅次于煤炭的、全球第二大电力来源,IEA预计,到2030年前后,可再生能源将超越燃煤发电,成为全球最大电力来源;到2040年,可再生能源电力将占所有新增发电容量的一半以上。从燃料结构来看,生物燃料和电力已部分替代石油。2014年,全球电动汽车销量开始迅速增长。

二是以建立低碳、可持续的能源供给与能源消费体系为目标。前两次能源转型是伴随工业革命进行的,机械化、自动化的大工业生产,使得能源需求在短期内快速上升,形成了以提供高能量密度、大规模的能源生产体系供应。英美等先行工业化国家率先实现了前两次能源转型并充分享有能源转型的红利,大量的化石能源投入到生产中,创造了前所未有的物质繁荣,但也产生大量的温室气体,对全球气候变化和人类的生存安全产生严重的影响。而当前的能源转型源于对高碳能源使用后果的科学认识以及低碳能源利用技术的快速发展,人类的自觉行动加上科学技术进步构成推动第三次能源转型的基础。从现状与发展趋势来看,消费同等能量能源所排放的温室气体在一些国家已开始减少,以分布式为代表的适应于可再生能源特点、环境友好的能源生产体系正在形成,传统的能源消费正在向绿色、低碳方向发展。

三是合作共赢、政策引导是当前能源转型的重要特征。能源转型所要解决的资源问题、气候变化问题和安全问题是全球性问题,仅依靠少数国家不能取得明显效果,需要在全球范围内形成国际合作机制,促进世界各国共同行动,实现能源转型。与前两次能源转型仅在少数发达国家率先进行不同,当前进行的第三次能源转型的全球化趋势非常突出。当前,各国政府采取的政策措施,除了一些能源消费大国加快能源转型的步伐外,一大批能源资源丰富的国家也在转型。2015年,全球已有多个国家设立了可再生能源转型的目标。前两次的能源转型,分别经过了上百年和数十年,当前进行的能源转型,政府政策的引导至关重要。时不我待,主动作为,是当前能源转型与前两次能源转型的一个重要区别。

我国能源变革需要新思维

我国的能源资源禀赋、国际竞争力格局、发展阶段特征等,总体决定了我国实现能源变革需要创新思维,走出中国道路。

从转型路径看,应该直接完成从以煤炭为主到以可再生能源为主的跨越。从转型的基础来看,中国能源结构以煤炭为主,与已完成两次能源转型的其他国家相比,中国能源转型的任务非常艰巨。从经济发展水平对能源价格承受力来看,中国明显低于发达国家。中国能源结构的演进不可能像西方国家那样,依次完成由煤炭到油气,再从油气到可再生能源的变化,而可能要直接进入以可再生能源为主的发展阶段,跨越式地演进和迭代式地发展。

从推进重点看,需要加快新能源发展和提升能效两手并重。其次,用可再生能源替代化石能源,需要满足两个基本条件:一是资源量是否充足,二是价格是否被市场所接受。总体来看,中国可再生能源资源丰富,可以满足能源转型的需要,但分布不均衡,2020年,一些资源条件较好的地区可再生能源发电可率先实现平价上网。我国要实现以清洁可再生能源为主的能源结构,一是要加快发展可再生能源,二是要大幅度提高能源利用效率。目前,尽管我国可再生能源发展较快,能源利用效率改进幅度较大,但在资源与温室气体排放的约束条件下,要在2050年完成转型,仍需加快可再生能源发展和大幅度提高能源利用效率。

从实现形式上看,应该加快构建低碳、清洁、高效的新型能源体系。技术的进步,为以电力为核心的新能源体系替代传统化石能源体系,提供了实现的可能性。太阳能、风能、地热能等可再生能源开发、存贮和传输技术进步步伐加快,提升了新能源利用效率和发展速度,新能源产业发展日渐成熟,风电、光伏发电的成本不断下降,竞争能力日益增强。在减排问题上,中国政府对国际社会承诺,二氧化碳排放2030年左右达到峰值并争取尽早达峰;单位国内生产总值二氧化碳排放比2005年下降60%至65%。中国温室气体排放源主要来自化石能源的生产与消费,解决环境污染与温室气体排放问题,重要出路是改变能源结构,减少化石能源生产与消费,发展清洁可再生能源,建立更加高效、清洁的能源生产和消费体系。

城市将是承载能源变革的核心区域

城市消费主要的能源资源。在世界格局中,城市是能源使用的主体,城市拥有全球超过一半的人口,消费全球约2/3的一次能源,创造大约80%的GDP。我国处于经济发展步入新常态,三期叠加下,城镇化依然是我国经济持续发展的战略选择。未来,产业创新发展和经济模式的创新,将主要在城市领域实现。围绕着城市承载人口的增加,产业的积聚,以及衍生出来对公共服务的需求增长,都将是中国下一个30年最为显著的经济增长动能。

城市能源转型已经成为国际城市发展创新的关键领域。从全球范围看,可持续发展理念下的生态社区、生态城市、低碳城市、低碳社区乃至零碳社区等,都在各国政府推动下,不断涌现新的范例。尽管采用的技术、最终的成效,在不同案例间,呈现巨大的差异。在这些不同的尝试中,有一个共同的领域,就是城市转型过程中,能源体系的创新与重构。追求城市发展与能源的和谐关系,推进绿色发展、生态文明的方向,是高度一致的。

城市能源转型是高质量推进中国未来城市化进程的必然选择。中国城市的发展,伴随着中国工业化进程展开。由于对能源消费外部性成本的忽视,以及受当时技术发展所限,城市能源系统的设计,往往以最大限度满足供应为主,缺乏低碳、绿色的视角。由此,不合理的能源结构和过低的能源利用效率,为城市发展构成了包括成本竞争力下降、空气污染等在内的诸多问题。能源是城市发展不可割裂的、密切依赖的基础资源。支撑中国城市的进一步发展和创新,必须要探索建立低碳、绿色、高效为特征的新型城市能源体系。

如何推动城市能源变革

未来的城市能源系统将以电力为核心。新能源利用主要是以发电的形式,最大化地替代化石能源是重要方向。需要统筹推进城市领域以智能电网为平台的智慧能源体系建设。以能源转型为重要目标,建立适应新能源发电的电力系统,发展智能电网和电动汽车,促进跨区域电力交易,开展新能源发电的辅助服务,在条件许可的地区,推动可再生电力与其他能源的综合供应。

推进绿色能源使用的政策激励机制。实现电能替代,提升绿色能源占比,将产生显著的环境效益,规避巨大的环境损失和修复成本。这些公共效益,难以从经济上回收。因此,需要对供应侧的市场主体,提供有效的激励。在当前新能源发电补贴政策有可能取消的预期下,应该加快建立基于绿证和可再生能源配额制的激励体系。协同推动环保治理和能源转型。

发挥产业对节能减排的积极作用。产业具有双重身份,一方面是能源消耗的主体,另一方面也是推动节能减排和能源转型的技术载体。能源转型要坚持以产业为重点,强化节能减排措施,一方面降低能源需求增速,另一方面强化低碳清洁技术的供给与应用。要大力发展低碳绿色农业,积极构建低碳的工业体系,实施服务业的绿色发展,加强行业准入管理,规范新能源产业发展。

建立健全能源转型的投资机制。可再生能源发展和化石能源的清洁利用,需要巨大的投入。资金投入不足会严重影响能源转型。要强化新能源产业的投融资机制建设,完善金融服务,扩大银行业对新能源产业的信贷支持,鼓励金融创新,推进与新能源相关的金融产品开发。完善资本市场,实现新能源产业金融支持的多元化,加快设立新能源产业投资基金,大力发展风险投资和创业投资,拓宽资金来源渠道,促进新能源投资主体多元化。

(作者系中国社科院能源经济中心主任)

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