轉自:經濟日報
能源是現代工業的基石,經濟社會發展的基礎支撐,也是全球環境治理和應對氣候變化的核心議題。隨著全球對清潔能源和可持續發展的需求日益增加,能源轉型成為實現綠色發展的關鍵途徑。2024年中央經濟工作會議強調要協同推進降碳減污擴綠增長。“十五五”時期我國將從能耗雙控轉向碳排放雙控。如何穩妥推進能源綠色低碳轉型,在保障能源安全的前提下,加快規劃建設新型能源體系,本期特邀專家圍繞相關問題進行研討。
全球能源轉型存在共性特點
全球能源轉型情況以及未來發展趨勢如何?
檀勤良(華北電力大學副校長、經濟與管理學院教授):能源轉型是不同時期、不同發展階段下因舊有能源生產和消費方式與時代需求不相適應,依托先進能源技術的創新應用而在能源領域進行的一場持續性、系統性的變革,具有明顯的階段性特征。從發展歷程來看,全球經歷了從薪柴到煤炭、從煤炭到油氣的兩次能源轉型。當前正處于從一次能源直接利用向二次能源安全高效利用轉型、從傳統高碳化石能源利用向綠色低碳的可再生能源和新能源利用轉型、從單一能源多樣化利用向多品種能源智慧融合利用的第三次全球能源轉型階段。歷次能源轉型均促進了生產力的快速進步與經濟社會的高速發展。基于能源獨立與安全可及、能源綠色利用與生態環境保護、能源可持續發展與先進科技自立自強等方面的考慮,世界各國正全面推動能源轉型。
油氣能源在全球范圍內的分布不均時常誘發地緣政治風險,其能源生產中心因美洲能源大開發而西移,消費中心因亞太地區新興經濟體崛起而東進,能源供需中心位移加速、區位錯配的格局使區域能源安全形勢愈加嚴峻。傳統能源資源儲備有限的歐洲和亞太地區迫切需要通過能源轉型以實現能源獨立,維護國家能源安全。發展中國家積極探索可再生能源與經濟產業協同發展道路,立足能源基礎設施較為薄弱的現狀,優先布局靈活的分布式能源系統以降低能源獲取與使用成本,滿足生產生活需要。
聯合國政府間氣候變化專門委員會第六次評估報告顯示,人類活動所產生的二氧化碳排放導致了全球變暖,且主要源于能源利用。為應對氣候變化,各經濟體結合自身資源稟賦、能源戰略和技術水平,積極謀劃綠色能源發展路線。其中,歐盟依托成熟的電力市場機制與靈活的發電調節能力推動可再生能源電力發展;日本、韓國基于自身傳統能源極度匱乏的現狀,更側重多能互補技術開發與利用,積極推動可再生能源制氫技術規模化利用。一些國家以法律規定或政策文件的方式制定了碳中和發展目標,響應自主減排承諾,通過總量控制倒逼能源系統低碳轉型。
為尋求可持續的能源供應,各國抓緊部署先進可再生能源技術研發與應用。受技術進步、規模效應和供應鏈競爭等因素影響,風電、光伏發電成本急劇下降,與傳統能源相比競爭力逐漸顯現。以中國為例,過去十年,新能源產業發展較快,截至2023年底,清潔能源發電裝機容量占總裝機的58.2%,清潔能源消費量占比從15.5%提高至26.4%,推動全球風電和光伏發電項目平均度電成本分別累計下降超60%和80%,支撐全球能源市場穩定供給的同時為能源可持續發展與綠色轉型作出突出貢獻。
能源轉型是全球共同應對氣候變化,各國結合自身能源發展需要所開展的廣泛性變革工作。梳理歸納各國先后開展能源轉型的原因及有關做法發現,全球范圍內的能源轉型存在以下幾個共性特點與目標。
一是構建清潔低碳、安全高效的能源結構。在持續增強能源供應保障能力基礎上,逐步調整傳統化石能源的角色定位,在確保能源系統適應性條件下促進非化石能源替代化石能源成為主體能源,供需雙側發力推動能源生產消費方式加快轉型。
二是構建多能互補、多元協調的電力系統。充分發揮電能的耦合轉化作用,提高新能源電力滲透率,推動煤炭、油氣低碳零碳化利用,建設綠氫“制儲輸用”體系。
三是構建創新驅動、智能高效的能源產業體系。加強能源產業科技創新,持續攻關核心技術,充分發揮比較優勢,逐步從能源供應支撐經濟發展轉向以能源產業建設引領經濟發展。
四是構建彈性互濟、韌性穩定的能源供應鏈。提升小概率極端天氣與大概率氣候變化下的能源安全保障水平,加強能源要素資源跨區域流通與配置體系建設,保障地緣政治沖突影響下的用能安全。
五是構建科學規范、靈活透明的治理體系。深化能源電力領域體制機制改革,加強能源領域監管,防范威脅能源安全的重大風險,致力于完善能源電力市場建設,推動生態環境市場與能源市場有效銜接。加強國際合作,在共同應對氣候變化框架下深度參與全球能源治理體系變革。
我國能源轉型具備有利條件
我國能源轉型取得哪些成效?今后如何發力?
白彥鋒(中央財經大學財政稅務學院教授):能源低碳發展關乎人類未來,能源安全事關經濟社會發展全局。2014年,習近平總書記提出推動能源消費革命、供給革命、技術革命、體制革命和全方位加強國際合作。“四個革命、一個合作”是我國能源安全發展的新戰略。在這一戰略指引下,我國能源綠色低碳轉型取得歷史性成就,走出了一條符合國情、順應全球發展大勢、適應時代要求的能源轉型之路。
推動能源消費革命,能源消費方式變革取得明顯進展。重點領域節能提效明顯,2023年我國單位國內生產總值能耗較2014年下降約20%,能源利用效率大幅提升。能源消費結構持續優化,2023年清潔能源消費比重達26.4%,較2014年提高9.5個百分點。終端用能電氣化水平持續提升,2023年終端用能電氣化率達28%,新能源汽車保有量超2000萬輛。
推動能源供給革命,能源供給保障能力顯著增強。多元生產體系建設穩步推進,多輪驅動的能源供給體系基本形成。2023年一次能源生產總量達48.3億噸標準煤,可再生能源發電累計裝機規模15.16億千瓦,占比52%。能源管網互聯互通進程提速,“西電東送”工程的輸電能力已超3億千瓦,油氣“全國一張網”基本形成,2013年至2023年我國長輸油氣管道總里程從10萬多公里增長到19萬公里。能源儲備體系和新型儲能建設加快,天然氣儲備十年來實現翻番式增長,2023年新型儲能規模達3139萬千瓦,能源系統韌性明顯提升。
推動能源技術革命,能源科技創新水平不斷躍升。建成風電光伏全產業鏈研發設計和制造體系,量產先進晶體硅光伏電池轉換效率超25%,海上風電機組最大單機容量超18兆瓦。能源產業數字化智能化水平明顯提升,人工智能、5G、大數據等技術逐步應用于能源領域,智慧電廠、智能油氣田等建設步伐加快,新型儲能、綜合能源服務蓬勃興起。
推動能源體制革命,能源發展快車道全面打通。能源市場化改革持續深化,統一開放、競爭有序的能源市場體系逐步完善。內外資市場準入進一步放寬,投資主體更加多元,全國統一的能源市場加快構建。競爭性環節價格進一步放開,電力、油氣網絡環節科學定價制度初步建立。能源治理體系建設不斷推進,覆蓋戰略、規劃、政策、監管、服務的能源管理體系基本形成,相關法律法規標準體系建設穩步推進。
全方位加強國際能源合作,成為全球能源轉型的重要參與者與引領者。2014年至2023年,全球非化石能源消費占比從13.6%增至18.5%,我國貢獻率為45.2%。我國風電、光伏產品已覆蓋200多個國家和地區,大批有實力的新能源企業“走出去”。與此同時,我國利用超大規模市場優勢,通過應用綠色低碳技術,為全球能源轉型探索出更多可復制可推廣的應用模式和場景。
當前國際形勢錯綜復雜,維護能源產業鏈供應鏈穩定和能源安全困難增大。與此同時,產業發展偏重、能源結構偏煤、能源效率偏低一直是我國能源綠色低碳轉型面臨的問題。但要看到,我國能源轉型具備很多有利條件:低碳產業基礎強,具有容納技術創新的廣闊市場空間,人力資源豐富,具有集中力量辦大事的體制優勢等。黨的二十屆三中全會通過的《中共中央關于進一步全面深化改革、推進中國式現代化的決定》提出“加快規劃建設新型能源體系”“建立能耗雙控向碳排放雙控全面轉型新機制”,為新征程全面推動能源轉型指明了方向。
一是供給側和需求側雙向發力,推動能源生產和消費綠色升級。在供給側,堅持集中式和分布式并舉,大力發展風電和太陽能發電,加快建設新型電力系統。在需求側,開展重點領域節能升級改造,大力倡導綠色低碳生活方式,提高終端用能綠色能源比重。
二是技術創新和模式創新齊頭并進。完善能源領域核心技術創新風險疏解機制,優化科技成果應用轉化機制,提升綠色能源技術和產業競爭力。推動能源基礎設施數字化,構建智慧能源平臺、數字中心,加快能源全產業鏈數字化智能化升級。
三是政府與市場雙輪驅動,健全綠色低碳發展體制機制。更好發揮有效市場作用,進一步健全能源市場體系,完善電力中長期、現貨、輔助服務交易有機銜接機制,適應新能源大規模發展需要。強化有為政府作用,加強財稅、金融、投資、價格等政策協同,完善能源法律法規和標準體系,優化能源領域營商環境。
四是統籌國際國內兩個市場、兩種資源,保障開放條件下的國家能源安全。穩固油氣與新能源礦產多元進口格局,拓寬進口渠道。高質量推進全球綠色能源合作,深度參與全球能源治理,加強清潔能源技術和標準體系國際銜接互認。
加快終端用戶多元清潔能源替代
在消費端,電能替代進展怎樣?如何向電、氫、氨等多元清潔能源替代轉變?
高虎(中國宏觀經濟研究院能源研究所研究員):工業、交通、建筑等領域是能源消費的終端用戶。一方面,終端能源消費領域的用能結構和用能方式要適應現有能源供應體系;另一方面,這些領域的低碳化轉型也對新型能源體系建設提出了具體要求。我國首部能源法將于2025年1月1日起施行,提出要提高終端能源消費清潔化、低碳化、高效化、智能化水平,明確了終端能源消費轉型的總體方向。國家能源局多次提出,要推動終端能源消費轉型由電能替代為主向電、氫、氨等多元清潔能源替代轉變,指明了終端能源消費轉型的具體路徑。
電能替代是應對大氣污染防治的重要手段。多年來,我國開展電能替代有效推動了用能方式轉型升級。在工業領域,積極推進建材行業電窯爐應用,在冶煉行業推廣冶金電爐,在輕工行業推進蓄熱式與直熱式工業電鍋爐應用,實現以電代煤。在交通領域,通過推廣電動汽車、軌道交通、港口岸電、機場橋載設備等方式實現對汽油、柴油消費替代。建筑行業是散煤利用的重點領域,在燃氣(熱力)管網覆蓋范圍以外的采暖區域,推廣熱泵、蓄熱式電鍋爐、分散電采暖等技術。截至2023年底,全社會終端用能電氣化率達28%,較2014年提升約7個百分點。由于風能、太陽能需要通過發電的方式才能被有效利用,因而繼續提升終端用能領域電氣化水平是促進清潔能源發展、建設新型能源體系的重要措施。
盡管電力轉化可在許多環節實現對傳統用能方式的替代,但從技術經濟性、大規模利用適用性等方面考慮,仍存在一些用能場景實施電能替代難度較大的問題。例如,煉鋼主要靠焦炭作為還原劑,電爐鋼只能用于短流程的工藝路線,冶金領域電氣化比例整體較低。石油化工、煤化工等高耗能產業主要以化石能源為原料,目的是利用其中的碳和氫元素,電力自身無法實現這個功能。航運領域需要用柴油作為動力實現遠洋運輸,使用電池動力的船舶只能用于內河輕載運輸,航空領域也依賴煤油作為燃料來源,在當前技術條件下這些交通運輸方式都難以用電力作為動力。這些對化石能源依賴程度較深的行業,恰恰也是用能強度高、低碳化發展需求大的領域。
因此,未來要實現碳達峰碳中和目標,必須創新利用方式,推動這些重點用能部門低碳化轉型,向電、氫、氨等多元清潔能源替代轉變。氫能作為二次能源,是理想的清潔能源,可從煤炭、天然氣等化石能源中制取,也可利用電解水制取,其利用過程無污染、無碳排放。
氫能用途非常廣泛,可用于發電、供熱,也可用于工業原料,在難以直接通過電氣化實現降碳的領域可發揮重要替代作用。在冶金領域,焦炭帶來的碳排放占工藝流程總排放70%左右,使用氫作為還原劑可使冶金行業減少焦炭消費,實現源頭降碳。在石化領域,以綠氫為原料制備的綠氨和綠色甲醇可作為基礎化工原料,實現傳統石化領域的綠能替代。在交通領域,氫燃料電池車可在公路運輸的固定路線、中長途干線和高載重場景應用中替代柴油重卡。水運方面,長途重載航運的低碳燃料只能用綠氨、綠醇等易于儲運的含氫載體,國際海事組織提出到2030年“零/近零”溫室氣體排放技術或燃料/能源使用占比至少達到5%的目標,按目前國際海運年耗燃料超2億噸計算,預計綠氨、綠醇需求量約2000萬噸/年。航空方面,我國航空煤油年消費量約3700萬噸,通過綠氫合成可持續航空燃料是未來該領域脫碳的重要途徑。
當前,我國多地開展了以綠色電力為源頭的綠氫及氫基燃料示范項目,但總體來看,現階段綠氫及氫基產品還面臨成本較高、商業化應用場景有限的瓶頸,需加快探索推動電、氫、氨等多元清潔能源協同發展。
一是統籌優化布局。圍繞清潔能源基地布局綠氫產業鏈,因地制宜推動內蒙古、新疆、甘肅等風光基地建設可再生能源制綠氫及氫基衍生品示范項目,實現清潔能源與綠氫產業布局的協同。同時,謀劃好綠氫、綠氨等產品應用場景,實現綠氫布局與化工等對氫能有需求的產業協同發展。
二是強化技術創新。突破電、氫、氨等“制儲輸用”全產業鏈關鍵核心技術,推動氫能先進技術、關鍵設備、重大產品示范應用和產業化發展,加強工業、交通等用能行業綠氫技術研發應用。提高可再生能源制氫轉化效率,不斷降低綠氫生產成本,推進高效制氫技術研發。
三是推動模式創新。提升綠氫產品的經濟性,加快綠氫自身技術創新,重視應用模式和應用場景創新。建議在工業園區、大型化工企業等周邊地區開展新能源源網荷儲一體化項目,推動綠色電力直接制氫并就地轉化利用,實現制、輸、用氫一體化,把西部地區風電、光伏發電的低成本優勢轉換為生產綠氫的成本優勢。
平衡好能源安全與能源轉型
如何理解能源安全與能源轉型之間的關系?怎樣推動我國能源平穩有序轉型?
朱彤(中國社會科學院工業經濟研究所研究員):隨著能源轉型持續推進,能源安全形勢日趨復雜。地緣政治是影響能源安全的重要因素,氣候變化和能源轉型對能源安全的影響逐漸顯現。這些因素相互疊加與強化導致能源供應和能源價格的受沖擊強度上升、持續時間延長、不確定性增強。系統理解能源轉型過程中能源安全的復雜性及其作用機制,對實現能源轉型與能源安全的統籌協調,保障能源安全下的能源轉型持續推進至關重要。
長期以來,我國能源安全關注的主要是石油和天然氣高對外依存度產生的油氣供應安全問題。2023年,我國原油對外依存度超70%,天然氣對外依存度超40%。這類能源安全問題是全球油氣資源分布高度不均衡條件下地緣政治事件導致的。隨著全球能源轉型的推進,有三類能源安全風險日益成為關注的焦點。第一類是隨著光伏發電與風力發電、電池與電動汽車制造等清潔低碳產業快速發展,部分關鍵金屬對外依存度偏高,存在資源供給不足的風險。第二類是極端天氣頻發使電力能源供應大幅減少或中斷造成的風險。第三類是能源轉型政策與氣候變化共同作用使天然氣和煤炭價格短期大幅上漲帶來的風險。
因此,我國在深入推進能源轉型過程中將面臨幾類不同能源安全風險交織的復雜局面。其中,與油氣和關鍵金屬高對外依存度相關的能源安全風險來自資源分布不均條件下的地緣政治風險;后兩類能源安全風險是氣候變化和能源轉型作用下產生的能源安全風險,從產生原因、作用機制、應對措施等方面與第一類能源安全風險有較大差異。
重大能源安全風險的發生通常以“能源危機”的形式呈現。2021年以天然氣與煤炭價格暴漲為主要特點的歐洲能源危機是這幾類能源安全風險疊加相互作用的典型案例。2021年3月至2022年2月底,歐洲天然氣和煤炭期貨價格經歷了前所未有的暴漲:天然氣上漲11.7倍,煤炭上漲5.6倍。此次歐洲能源危機是氣候變化、能源轉型與地緣政治等因素共同作用的結果。
由于影響因素不同,這一時期歐洲天然氣和煤炭期貨價格上漲分為兩個階段,分別是2021年3月至10月的“持續性”上漲階段和2021年11月至2022年3月的“脈沖式”上漲階段。“持續性”價格上漲是氣候變化和能源轉型政策相互作用導致持續供需缺口的結果。首先,歐洲2021年初極寒與夏季極端高溫導致電力能源需求高企;其次,2021年上半年受天氣影響歐洲可再生能源發電量大幅下降需要氣電和煤電來彌補,導致作為發電燃料的天然氣和煤炭短期需求大幅增加;最后,由于能源轉型政策對煤炭和天然氣中長期投資抑制作用限制了產能增加,加大天然氣和煤炭短期供需缺口。因此,前一個階段歐洲天然氣和煤炭價格持續性大幅上漲實際上是氣候變化與能源轉型政策共同作用的結果。后一個階段價格上漲源于地緣政治因素影響歐洲能源供應渠道,但由于對能源實際供需水平影響不大,價格上漲后很快回落,形成“脈沖式”上漲。總之,此次歐洲能源危機是氣候變化、能源轉型和地緣政治共同作用的結果,其中氣候變化和能源轉型是主因,地緣政治因素只是加劇了危機的后果。
當前能源安全面臨的問題,不僅表現在能源安全風險來源增多、影響程度加大,還表現在氣候變化與能源轉型使能源安全沖擊的作用機制發生顛覆性變化,產生了多元、復雜的后果。氣候變化既增加了化石能源系統的脆弱性,也給可再生能源帶來了新的安全問題。因此,需要平衡好能源安全和能源轉型。
一是在平衡能源安全與能源轉型目標基礎上,考慮我國能源轉型進程中化石能源發展戰略定位。隨著能源低碳轉型持續推進,因對外依存度高而產生的能源安全風險將得到緩解,并隨著轉型成功而最終解決。然而,煤電機組和燃氣發電機組在新型電力系統中不僅承擔“備用”功能,更要彌補因天氣原因導致可再生能源發電大幅下降產生的電量缺口。這意味著煤炭和天然氣產能不能因可再生能源規模增加而同步下降,而是要進一步加強其產能儲備能力。
二是逐步降低關鍵金屬對外依存度相關的能源安全風險。通過進口來源多樣化,加強關鍵金屬戰略儲備,提高利用效率和循環利用率,從而有效降低此類能源安全風險。
三是提升能源系統韌性。為有效應對極端天氣發生的不確定性以及影響難以準確預測的風險,除了增加能源基礎設施穩健性和靈活性等常規措施外,還要推動能源系統從傳統的大規模集中控制系統向局部平衡的分布式系統轉變,并且加快能源市場化改革以提升能源系統的機制韌性。(本文來源:經濟日報 )
(責任編輯:年巍)
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