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【题  名】 加速构建电为核心的能源体系 实现非化石能源替代

【出  处】 一财网

【日  期】 2020.03.10

【作  者】 /

【关键词】 新闻资讯 科研信息 现代能源体系 能源安全 新能源

【正  文】

 
   下一步关键要解决新能源不稳定的问题,加速非化石能源对化石能源的替代。
  人类发展历经三次能源革命,第一次以蒸汽机的发明和应用为标志,第二次以电的发明和应用为标志。前两次能源革命是以煤炭、石油和天然气等化石能源为主,第三次则是以风光发电为主的新能源的开发和应用,逐步实现“非化石能源对化石能源的替代”。
  中国作为全球最大的化石能源消费国,推动第三次能源革命,相比发达国家更具紧迫性和艰巨性。除了生态环保和资源瓶颈问题,预计2020年我国原油和天然气对外依存度将高达70%和50%,而且持续攀升,在复杂的国际环境下,能源安全不容乐观,实现自给自足、找出一条替代化石能源的路径才是根本。
  2014年,习近平总书记就提出了“四个革命,一个合作”的能源安全新战略,为我们加快推进能源革命指明了方向,提出了更高要求。要完成这一重大历史任务,必须加快构建起顺应能源革命发展趋势、符合我国发展阶段和能源基本国情的现代能源体系。
  第四次工业革命为第三次能源革命创造了条件
  当前,以新能源、智能化、新材料、物联网等技术为主要驱动力的第四次工业革命正席卷全球,并加速推进第三次能源革命。新能源、智能电网,储能、储热、储冷,以及电动车与氢能产业快速发展,传统能源生产和消费方式将发生革命性变化,加速非化石能源对化石能源的替代。
  1.风光电为主的新能源量足价低,是替代煤油气的最佳“一次能源”
  我国风光资源丰富,内蒙古、青海等西北地区开发六十分之一,即可满足全国当前全部能源需求。以青海柴达木盆地为例,26万平方公里的戈壁滩,光伏理论装机高达100亿千瓦。新能源综合价格从10年前的1元/千瓦时降到了现在的0.3元/千瓦时左右,而且还在下降。
  2019年我国新能源装机突破4亿千瓦,位居世界第一。目前,由国家电投为主实施的全球首个最大平价风电项目——内蒙古乌兰察布600万千瓦风电送京津冀项目,世界首条100%清洁能源特高压配套工程——青海海南州千万千瓦级风光水多能互补送河南项目开工建设,上网价格均低至火电水平。实践证明,大规模开发西北地区新能源,通过特高压输送到东部地区,技术和经济性都是可行的。
  电是最清洁、最便利的能源利用方式。相比化石能源高温高压、热能、动能、电能的转化过程,新能源可实现风光能在常温常压下向电能的直接转换,过程简单、无碳,具有较好的经济性。因此风光电为主的新能源是替代煤油气的最佳“一次能源”,将成为第三次能源革命的主角。
  2.新技术的发展,使“风光电为主的新能源替代煤油气为主的化石能源”的条件越来越成熟
  谷电制氢。当前燃料电池及电解制氢技术快速发展,主要设备和材料逐步国产化,成本快速下降。随着大规模采用新能源制氢,预计2025年氢能车成本将低于燃油车。目前,国家电投自主研制的首台燃料电池大巴正式下线,全球规模最大的电解水制氢项目在北京延庆启动,项目采用“2毛钱谷电制氢”,氢能车运行成本基本与燃油车相当。如实现北京市“公交、物流重卡全部氢能化”,预计可减少北京市三分之一的燃油消耗,将为我国规模化制氢,以及利用氢能调峰储能,以氢代油探索出新模式。
  谷电供热、供冷。10千瓦时电能产生的热值与1立方天然气热值相当,以北京为例,一个冬季电制热耗电100千瓦时/平方米,采用低谷电制热、储存再利用,热力成本约25元/平方米,与天然气相当。如北京市8.7亿平方米供热全部电能替代,可替代全市接近二分之一的天然气消耗,增加电量870亿千瓦时,相当于2019年全市用电量的80%。如采用热泵技术,比电制热效率还可以提高3~5倍。国家电投正在昌平宝之谷园区开展低谷电替代天然气供热、供冷试点,成本下降达20%,对我国构建消费侧储能模式具有示范意义。
  电动车储能发电。电动车的运行成本已经大幅低于燃油车,未来将是一个海量的储能系统,可以低谷充电、高峰向电网售电。预计2030年,我国电动车保有量或超1亿辆,可达50亿千瓦时的储能规模,相当于北京市15天的电量消耗,将对储能产业和能源体系带来深刻的变化。
  正在开展的液流电池、锂电池等化学储能的研发和升级,一旦经济性突破,发电、电网及用户侧均可利用。智能化、互联网、大数据、云计算等新技术的出现,将融通电力网、热力网、交通网,形成能源互联网,助力新能源、储能、储热/冷、氢能、电动车等新产业的快速发展,提升能源配置效率,实现能源体系从量变到质变。
  构建电为核心的能源体系,实现“代油代气代煤”
  现阶段我国一年的能源消费总量约35亿吨标煤(扣除原料用煤后),一次能源消耗煤炭17亿吨,石油6亿吨,天然气2800亿立方米。折合成电能约12万亿千瓦时,其中电力消耗7万亿千瓦时,石油折算约3万亿千瓦时,天然气及散煤折算约2万亿千瓦时。

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