能源转型,电力是关键

2014-02-28 作者: 杨富强

原载于《能源评论》

当前,世界经济和能源结构需要转型,以应对气候变化、环境保护和有限资源的严峻挑战。与发达国家不同的是,中国在2050年前的短短几十年间面对着多重严峻挑战。这就意味着,中国的能源转型不仅会引领亚洲,更将为全球可持续发展探路。

而这也正是杰里米·里夫金的《第三次工业革命》能够在中国受到广泛注意的原因。

过去,中国的发展模式是“先污染后治理”,现在是“环境与经济协调平衡发展”。如果按照当前的计划,中国在2020年前将彻底遏制环境质量恶化 和大气污染加重的趋势;在2025年左右,碳排放与经济发展完全脱钩;2030年环境质量明显改善;2040年,把环境保护放在优先的地位,实现能源消费 和经济发展完全脱钩;2050年以后,形成经济、环境和气候变化和谐共生共处的局面。要实现上述目标,电力将是实现这种转变的最有力的能源形式。

创新、节能潜力大

不可否认,可再生能源、智能电网和能源互联网的发展,在当前受到不少挑战。有人担心,中国可再生能源的发展会增加企业的能源成本,导致中国产品 的竞争力下降。由于中国能源的“富煤、缺油、少气”禀赋,以及对能源的巨大需求,可能会导致资源尤其是能源价格的过快上涨,失去中国产品在国际市场上的竞 争力,以至有可能陷入“中等收入陷井”。因此,在能源转型中,我们应注重以下三方面的问题。

首先,在可再生能源和能源互联网的发展过程中,要在技术研发上有所创新,要进行经济规模化的生产,大幅降低成本。中国的企业和政府部门,应该投入更多的资金进行技术研发和创新,使中国的产品质量上升更快,打破一些关键技术进口的垄断。

其次,在可再生能源开发中,应该将化石能源对环境、资源和气候变化的影响所造成的成本一并计入,增强可再生能源开发的潜力和延续性。

最后,在有效降低能源价格尤其是可再生能源价格的问题上,我们仍然应该将节能放在首位。与国外主要发电和用电的各种设备的能源效率相比,中国终端耗电的设施和设备,仍然还有相当大的差距。从各个部门来看,耗电效率比国外要低15%到25%。中国的节能潜力很大。

发力智能电网

在终端能源服务中,电力、热力(低温和蒸汽)和油品是主要能源形式,而电能则是优良的能源载体。

现代社会,人们的生活、经济和社会活动是基于电能利用。电能在终端利用中占有很大的比例,它可以提供热能,也能为运输工具提供动力。从未来发展看,电能在终端利用上将占有主导的地位,尤其是能源互联网和智能电网的发展,给人们的生活方式和理念带来了巨大改变。

眼下,中国、欧洲和美国都在积极推动智能电网的发展。智能电网不仅将需求和供应两端进行平衡和协调,使需求端参与调度,大大提高供需两端的效 率,还能按照人们日常的不同需求和生活习惯,提供最佳的电力服务。例如,在南方地区,夏天的窗户通过遮阳能显著降低空调耗能。智能电网采用某些机械或者物 理调节方式,驱动遮能窗帘或者改变玻璃的阳光透射率,避免大量的电力消耗。形成对比的是,我国许多新建的商业建筑,都是密闭性的,尽管声称耗能设备效率 高,但实际上消耗了大量能源。

同时,智能电网使分布式发电和集中式发电相结合,促进可再生能源的区域性分布式发展。分布式的可再生能源能够促进当地经济发展,而无需增加额外的投资发展输配线路。在可再生能源极丰富的地区,可以发展集中式可再生能源电站。

未来,在全国统一的大电网下将区域、省和地方电网相互有效连接。在地方电网下发展区域性的小型和微型电网,最大限度地利用当地的可再生能源(例如地温和热泵)和节能措施,提高微电网的自足度,减少外输电。

转变电力结构

据权威机构统计,截至2012年,中国能源消费结构中煤炭仍以66.4%占据榜首,石油占18.9%,天然气占4.8%,核电占1%,水电约占 8%,其它的可再生能源占比小于2%。由此看出,中国的能源结构是高碳、高污染且低效的。要对这种能源结构进行彻底的改变,就需要改变“以煤为主”的能源 结构。

可以说,“以电代煤”有很大潜力可挖。原因在于,中国的天然气供应目前仍不能满足需求,那么电能可以代替煤采暖和炊事用煤。与之相匹配的是,电 网的调度要有颠覆性的变革,从成本调度到绿色调度,再到低碳调度,使需求端参与调度,可再生能源电网接纳度从15%上升到50%,甚至更高。

因此,只有改变电力结构,发展更多的可再生能源,大力推行电能替代,才能有一个坚实的基础,同时也能够消除公众对使用电力所带来的忧虑,担心污染的转移,提高发电效率,减少输配损失,在需求端提高工业、建筑、居民用电效率,建立能源服务队伍等。

同时,石油消耗量大也是能源转型需要面对的问题,要解决这个问题,让新能源汽车商品化与提高其用户接受程度是成败关键。

近几年来,我国电动汽车大多是政府采购,或者进入出租车市场,私人购买电动汽车可忽略不计。尤其是北京、上海等大城市,虽然商业补贴和税收减免 是一种激励私人购买新能源汽车的经济手段,但私人购买电动汽车的比率仍几乎为零。如何整合与新能源汽车发展有关的各方利益(汽车制造和零件供应商、电力公 司、销售商和消费者),建立完整的商业模式,使新能源汽车的生产者、销售者和购买者都能共享其利,关键在于政府在初期阶段的政策激励和资金启动。

另一个不能忽视的问题就是技术。复旦大学的研究成果报告指出,水溶液锂电池导体可将锂电池性能提高80%,电动车充电10秒可行驶400公里。然而,类似的技术仍然停留在实验室,而未能推广。“以电代油”能否实施,与电池装备领域能否进行一次技术突破密切相关。

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