回眸2019能源格局正在变革

杜祥琬

　　12月15日，比原计划推后约两天的联合国气候变化大会在西班牙首都马德里落下帷幕。尽管与会各方经历了长时间的艰苦谈判，但是大会仍未产生令人振奋的碳市场成果。

　　不过，在中国工程院院士杜祥琬看来，这场铩羽而归的会议只是好事多磨。“低碳发展支撑应对气候变化的方向是改变不了的。这需要全球各方努力建设，也离不开能源结构转型。”

　　回顾2019年能源行业的变革，中国在一轮又一轮政策与市场的浪潮中砥砺前行。“能源结构的转型，一方面是加大对煤炭、石油等化石能源的高效清洁利用；另一方面，也更为重要的是，大力提高非化石清洁能源的一次消费比重，如风能、太阳能等。”杜祥琬告诉《中国科学报》。

　　化石能源：

　　煤炭清洁高效利用是关键

　　一直以来，在我国已探明的化石能源资源总量中，煤炭占据了大半壁江山。

　　来自国家统计局的数据可证实这一论断。2018年，全年能源消费总量46.4亿吨标煤，比上年增长3.3%。煤炭消费量占能源消费总量59%。此外，原油对外依存度从2010年的53.8%迅速飙升到2018年的71%，天然气也提升至43.9%。

　　在这场化石能源的改革中，作为“主力军”的煤炭首当其冲。

　　在杜祥琬看来，煤炭要“革命”，首先要替代散烧煤。

　　相比于煤电厂，散烧煤燃烧效率低下且污染较大。应用洁净的供暖来替代散烧煤，可实现煤炭在全行业、全产业链的清洁、高效、可持续开发利用，最大程度降低排放和污染。

　　通常来说，煤炭的去向是发电，中国煤电也是供电的中坚力量。每发1度电，全国平均燃煤量约309克。

　　近年来，各种“减煤”举措已初显成效。

　　例如，上海外高桥三厂有两台100万千瓦发电机组的供电煤耗可低至276克标煤/度，燃煤效率遥遥领先于世界水平。

　　2019年9月15日，中国科学院大连化学物理研究所与陕西延长石油（集团）有限责任公司（以下简称“延长石油集团”）合作，在陕西榆林进行了煤经合成气直接制低碳烯烃技术的工业中试试验，为我国实现煤炭清洁利用提供一条全新的技术路线。

　　“煤炭的清洁高效利用会导致煤炭消耗量的减少，减煤是进步。”杜祥琬说。

　　纵向比较煤炭、石油、天然气三类主要的化石能源，相对低碳的是天然气。杜祥琬表示，需要提高天然气的开发利用和储备。

　　2019年1月，中国首个深水自营气田——陵水17-2气田开发工程项目半潜式生产平台在海洋石油工程青岛制造场地开工建造，按照计划，每年约生产30亿至35亿立方米天然气。

　　“我有一个自己的提法，中国的低碳能源有‘三驾马车’，就是天然气、可再生能源以及核能，要靠它们三个一起‘拉车’，把低碳能源的比例拉上去。”杜祥琬说。

　　非化石能源：

　　风能、太阳能跟储能结合

　　尽管化石能源目前在我国一次能源中占据绝对优势，但如果将目光转向非化石能源（可再生能源和核能），又会有新的发现。

　　接受采访时，杜祥琬提出了新的观念。“我国的能源资源禀赋，通常的说法是‘富煤、缺油、少气’。但是，这样的理解已经跟不上形势的发展。”

　　他进一步指出，我国拥有丰富的非化石能源资源，特别是可再生能源资源，这也是资源禀赋的一种。确定这一点，对制定能源战略极为重要。

　　我国可再生能源大约有多少？他向记者展示了一组数据：我国风能资源技术可开发量约为35亿千瓦，太阳能光伏资源技术可开发量为22亿千瓦。

　　截至2019年三季度，风能装机1.98亿千瓦，太阳能装机1.9亿千瓦，风机和太阳能开发量都不到技术可开发量的十分之一，其发展还有十多倍的空间。

　　由于太阳能、风能具有间歇性的特征，因此必须跟储能结合起来。

　　2019年11月，中国科学院院士董绍俊等在《美国化学会志》上发表论文，研究人员通过构建基于水/氧循环的生物光电化学模型，实现了一体化体系下太阳能的连续转化与存储，为可再生能源的高效利用提供了一条新的研究思路。

　　同月，湖南大学教授张泠等在《应用能源》上发表研究成果，团队研发了一套可根据需求智能调节温度的零能耗新型光伏热电墙体系统，不仅为传统墙体的热性能增加了灵活性，还大大降低了建筑供电的能耗。

　　华中科技大学罗勇强博士告诉《中国科学报》，这些研究不仅可以解决太阳能、风能间歇性的问题，而且能够有力推动电动汽车及小区建设微网。

　　“需要强调的是，可再生能源资源的利用是我国自己可以掌控的。”杜祥琬告诉记者，风能、太阳能的开发不依赖于国际地缘政治的变换，也不用考虑对外依存度。

　　构建能源转型新体系

　　谈及2019—2020年的能源转型，杜祥琬用16个字概括了中国能源的现状：多元体系、互补协调、此消彼长、低碳转型。

　　简言之，面对高比例的化石能源和正在增长中的可再生能源，要处理好它们之间的互补关系和协调关系。“比如说煤电，它还是发电的主力，同时我们还要对一些煤电做灵活性的改造。”

　　如今，随着能源转型的深入展开，非化石能源的经济性、技术能力、制造能力及相应的储能技术也在进步，光伏、风电等成本已进入化石燃料发电的成本区间。全球能源投资趋势随之从煤炭逐步转向可再生能源。而这些得益于更好的战略、规划、政策等引导。

　　杜祥琬透露，有关方面正在起草能源与电力“十四五”规划和2050年能源发展战略纲要。

　　展望未来，对中国来说，长远的能源安全靠什么？

　　杜祥琬认为，关键要占领未来新能源技术的战略制高点，高比例地发展非化石能源。“只有掌握了未来能源的技术，走在世界的前沿，中国未来的能源才是安全的。”（■本报见习记者 程唯珈）