神州脉动:能源革命改变中国
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序言

对能源行业的人士来说,2016年《巴黎协定》的签署是一个大家都十分关注的大事件。该协定的签订标志着绿色低碳发展已经成为人类的普遍共识,也意味着全球能源行业需要加速转型以适应这一进程。新一轮能源大转型的序幕正徐徐拉开。

与煤炭替代薪柴、油气替代煤炭的两次能源转型相比,当前人类正在经历的第三次能源转型具有哪些显著特征呢?我认为有以下3个尤其值得关注的特征。

首先是去碳化。在《巴黎协定》对碳预算强约束的背景下,全球能源消费越来越呈现出去碳化的特征。风能和太阳能等“零碳能源”规模快速扩大,将日渐成为未来的主流能源。截至2017年底,全球可再生能源累计总装机容量达2195吉瓦,约占全球总发电装机容量的30%;可再生能源发电量达6.21万亿千瓦时,占全球电力生产量的比例为26.5%。在欧洲的部分国家,非水电可再生能源发电量占总发电量的比例达到30%~50%,甚至可以满足100%瞬时用电需求。根据彭博新能源财经的预测,到2050年,风电和太阳能发电的规模将占全球发电规模的50%以上。

其次是去中心化。新一轮能源转型中,全球能源供给方式将逐步从过去的以集中式供给为主,过渡到与太阳能、风能、生物质能等分布式能源相结合。综合能源服务的新业态正在全球各地蓬勃兴起,这必将带来能源生产和消费模式的重大调整。

最后是数字化。新一轮能源转型恰逢数字化浪潮席卷全球,以“云大物移智”(云计算、大数据、物联网、移动互联网、人工智能)为代表的数字化技术创新,正给能源行业的发展带来颠覆性的变革。近年来,“数字油田”“数字风场”“智能电网”“泛在电力物联网”等能源领域的数字化实践层出不穷,正极大地改变着能源生产和消费生态。

在新一轮全球能源转型的大潮中,我国是积极的参与者和推动者。我国政府是《巴黎协定》的坚定践行者,近年来通过大力推动能源生产和消费革命,为加速全球能源转型做出了重要贡献。例如,我国已成为全球最大的风能和太阳能电力生产国,以及全球电动汽车保有量最高的国家;我国用十几年时间走过了西方30年的成品油质量升级历程;天然气被我国确立为主体能源之一,过去两年的消费增速均超过15%,展现出惊人的“中国速度”。近年来我国整体能源环境和质量的好转与政府采取的举措是分不开的。

看到成绩的同时,我们也要清醒地认识到,能源转型是一个长期而渐进的过程,尤其是我国作为一个后发国家,能源转型面临着更加艰巨的挑战。例如,2018年,我国经济总量占世界经济总量的15.9%,但能源消费总量却占世界能源消费总量的24%,消费方式相对粗放,且未来能源消费仍将保持增长态势,更多的能源消费与更低的碳排放量的矛盾将日益凸显。此外,“一煤独大”的能源消费结构短期内很难改变。日益攀升的油气对外依存度也将给国家能源安全带来很大的风险。

未来我国该如何走出一条具有特色的能源转型之路?我认为,我国需要通过大力推进能源的减量革命、增量革命和效率革命,探索出一条油气替代、可再生能源替代与能效提升齐头并进的能源转型之路,根本目标是为人民群众提供更加稳定、绿色、经济、便捷的高质量能源服务。这其中,以下4个方面的转型措施尤为重要。

第一,大力推进煤炭清洁化利用。当前全球多个国家正在推进彻底的“去煤化”运动,但我国独特的资源禀赋决定了煤炭在相当长时间内仍将是我国的主体能源之一。在煤炭短期内无法退出历史舞台的情况下,实现煤炭全产业链的清洁高效开发利用,包括推进煤矿的清洁高效开发、煤电的“近零碳排放”(未来还要考虑通过CCSCarbon Capture and Storage,碳捕集与封存,即从大型、稳定的二氧化碳排放源中分离、收集二氧化碳,并用各种方法储存起来,以减少其向大气排放的技术。技术进行碳捕集)、发展特色煤化工技术等,尤为关键。而在华北等雾霾严重的地区,大幅减少散煤的使用更是当务之急。

第二,加大国内油气勘探开发力度。我国石油和天然气的一次能源消费占比仅为25%左右,远低于欧美发达国家的水平。油气,特别是天然气,作为相对优质、低碳、高效的能源,在我国仍有较大的发展空间。面对我国油气对外依存度攀升的严峻形势,我们一方面要加大资金的投入力度,推动油气勘探从陆上走向海上、从常规走向非常规、从中浅层走向深层,着力增加本土油气供应量;另一方面,我们也要强化国际合作,鼓励我国的石油公司到海外进行油气勘探开发,将权益油气运回国内使用;同时应采取加大油气资源储备、加快石油天然气交易中心建设等多种方式,确保油气的稳定供应。

第三,大力发展可再生能源。尽管我国风能、太阳能发电装机规模已是全球第一,但累计发电量占全国电力消费的比例还不到8%。中国电力企业联合会预测,到2050年,风能、太阳能等可再生能源电力在我国电力体系中占主导地位是极有可能实现的。另外,我国生物质资源可转换为能源的潜力约为4.6亿吨标准煤标准煤是指经过国家专门机构认可的,具有高度均匀性、良好稳定性和准确量值的煤样。,而目前利用量仅为2200万吨标准煤,待开发利用的潜力同样巨大。

第四,高度关注能效提升。能效提升被普遍认为是“第一能源”。有些欧洲国家,如丹麦,通过推广热电联产、第四代区域供热等技术创新,大幅提升能效,已基本实现经济增长与能源消费的脱钩。目前,我国的能源生产和消费模式还相对粗放,单位标准油单位标准油是指1千克油当量的热值,即42.62兆焦(MJ)。创造的国内生产总值(Gross Domestic Product, GDP)仅为美国、德国和日本的50%左右,提升能效的潜力巨大。有关机构预计,通过提升能效,我国完全有可能在同等能源消费规模下实现GDP的翻倍。

我国的能源转型是一项史无前例的巨大工程,与每一个中国人都息息相关,不仅需要政府和企业界投入力量,所有中国人都应是这场大转型的见证者、参与者和推动者。近期收到胡森林先生等人新著的《神州脉动:能源革命改变中国》书稿,读完之后感觉亮点颇多。这本书对我国能源行业发展的过去、现在和未来进行了深入思考,讨论的范围涵盖了煤炭、油气和电力等多个领域。全书视野宏阔,结构清晰,行文生动,既是一部具有专业眼光的新著作,也是一部具有较强可读性的通俗读物,相信对国人了解我国能源转型进程具有较大的帮助,也将为致力于推进我国能源转型的各界人士提供有益的借鉴。

作者希望我写一篇序言,我结合自己对能源发展的一些想法,谈了如上的观点,是以为序。

中国工程院院士

2019年6月于北京