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    謝和平院士:碳中和目標下我國能源發展應思考四個問題

    作者:中國儲能網新聞中心 來源:中國能源報 發布時間:2022-07-09 瀏覽:

    中國儲能網訊:碳達峰碳中和目標已成為我國社會共識,不僅是負責任大國對國際社會的莊嚴承諾,更是推進我國經濟高質量發展的國家戰略,將推進經濟社會廣泛而深刻的系統性變革。碳中和目標下我國的能源發展,要充分考慮我國的國情和能情,穩妥推進。謀劃未來能源發展,應思考我國是否真的富煤、現有煤炭科學產能能否支撐到碳中和目標實現、新能源何時能成為主體能源、“清潔煤電+CCUS”是否有競爭力等四個問題。

    我國是否真的富煤?我國的富煤準確來說應是相對富煤,是相較于國內油氣資源,我國的煤炭資源儲量相對豐富些,但對比全球,我國人均煤炭資源占有量僅為世界平均水平的一半,并不是富煤的國家。碳中和目標賦予煤炭科學產能新的內涵,也將強化生態環境約束、安全高效集約化生產約束,使一些資源不再符合煤炭科學產能的要求,導致已探明的煤炭資源可供開發量顯著下降。研究表明,當考慮生態約束、安全約束及極端政策風險約束,不考慮“運動式”減碳條件下,已探明的煤炭資源可供開發量僅為4654億t,僅占保有煤炭資源量(1.46萬億t)的31.9%。

    現有煤炭科學產能能否支撐到碳中和目標實現?當前我國煤礦企業的煤炭資源采出率僅為30%-40%。如果僅考慮在產煤礦現有可供開發資源量以及現有的技術和回采率水平,按照40億t/a左右的產量規模,只能支撐15年左右,如通過提高煤炭資源采出率等技術進步措施,實現科學產能即先進產能的開采,可延長3-5年,也僅能支撐到碳達峰時經濟社會發展對煤炭先進產能的需要,很難支撐到碳中和目標實現。

    新能源何時能成為主體能源?新能源成為主體能源要具備兩大要素,一是達到產量(供應)規模,在我國能源產量結構中,占比達到50%以上;二是實現穩定供應,具備調節能力。目前,雖然新能源發展速度很快,但是由于基數小,提高在我國能源結構中的占比較為緩慢。我國水能已經開發得差不多了,未來增長空間有限。經過過去一二十年的發展,風能、太陽能發電量之和在我國發電量中占比仍不到10%(9.25%,國家能源局)。同時,風光電的儲能問題還沒能很好地解決,大比例接入現有能源體系,給我國能源安全穩定供應帶來了巨大壓力。根據我們的初步研究分析,按照新能源最大能力發展的最理想情景設計,新能源在能源結構中占比由當前的15.7%提升到接近30%,樂觀估計需要10年;由30%提高到50%,還需要20年左右;再由50%提高到80%以上,估計還得需要10-20年。在全力發展新能源達成規模和穩定供應的30-50年的窗口期,仍需要、也只能依靠煤炭能源來支撐保障。

    “清潔煤電+CCUS”是否有競爭力?美國2007年實現碳達峰后一直保持7-10億噸的原煤發電,至今仍有3-5億噸原煤發電,為什么?其中的原因值得我們深思。針對全球氣候變化,西方國家大力倡導發展CCS技術,我國根據自己國情提出研發CCUS技術的中國方案,即實現二氧化碳資源化、能源化利用。如果CCUS成本降為零甚至有正效應,那么“清潔煤電+CCUS”可否有競爭力?有無可能成為中國碳中和的獨特方式?當前,我國能源只能依靠煤炭,未來發展在于新能源,在近零碳排放約束下現實可行的能源發展路徑是全面推進“清潔煤電+CCUS”現實路徑,全面攻關“新能源+儲能”未來路徑,探索分析“清潔煤電+CCUS”與“新能源+儲能”這兩條路徑,按照零碳排放和穩定供應的要求,哪種路徑更有競爭力?兩條路徑怎么優化組合、逐步迭代?回答好這些問題對我國制定能源發展路徑、出臺能源政策至關重要。碳減排是長期要求,而儲能是新能源自身的固有要求,在CCUS技術突破前,可以發展清潔煤電;而在儲能技術突破前,風、光等新能源難以高比例接入現有能源體系?,F階段暫未對碳減排征稅,而新能源必須配套儲能,清潔煤電成本優于風電/光電+儲能,清潔煤電+CCUS綜合成本優于光電+儲能,而與風電+儲能綜合成本相當。隨著技術進步,碳交易政策全面推廣,按照安全穩定供應、零碳排放的要求,“清潔煤電+CCUS”在哪些時段、哪些技術突破、哪些應用場景下會有競爭力?如果碳捕集成本下降到現在的1/2、1/3、1/9,碳利用由現在的接近零價值逐步提高附加值,CCUS實現正效益,可能就會顛覆我們現在對清潔煤電的悲觀預期。

    因此,我認為,應以實現碳中和為目標,以實現高質量發展(生產力增長)為主線,以碳中和技術攻關為突破點(為王)來統籌協調實現我國的雙碳目標下能源發展戰略,并以碳中和目標和高質量經濟發展(生產力)來促進我國碳中和技術創新的自立自強。

    通過對以上四個問題的思考,我們提出煤炭能源碳中和發展應該實施:能源安全兜底、綠色低碳開發、清潔高效利用、煤與新能源多能互補的“四大戰略”;加大力度勘探符合煤炭科學產能要求的煤炭資源(資源保障)、建設煤炭科學產能全國支撐基地(產能保障)、推進柔性煤炭科學產能建設(經濟運行應急保障)、研究制定能源安全下的煤炭科學產能儲備戰略(國家能源安全保障)、加快煤炭科學產能支撐力科技攻關(技術保障)、構建適應碳中和要求的多能互補的煤礦清潔能源系統(碳中和)的“六大重點任務”;以及按照“技術創新為王”的思路,著重推進煤炭保障能源供給安全、煤炭開發利用低碳零碳、煤與新能源多能互補、礦區生態碳匯“四大技術路徑”。

    (文章根據其在7月8日召開的中國工程院重點咨詢項目“‘清潔煤電+CCUS’技術經濟性優化與競爭性研究”啟動會上的主旨演講整理)

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    關鍵字:儲能

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