可再生能源大规模应用下的能源变局

来源:太阳能发电杂志发布时间:2014-12-26 13:24:12
根据此前发表的中美气候变化联合声明,到2030年,中国计划将非化石能源占一次能源消费的比重提高到20%左右。

对此,国家可再生能源中心主任王仲颖在11月19日举办的第十四届中国光伏大会上表示,他个人认为这个目标相对有些保守。“即便对这个相对保守的目标,如果没有能源体制、能源机制、电力体制的深度改革,如果没有像总理总书记说的断臂断腕的精神,我们认为就是这个保守的目标实现起来也有一定的难度。”

在此次大会上,王仲颖提出了中国2050年高比例可再生能源发展路线图(以下简称“路线图”)。这份路线图显示,如果中国在2050的经济发展达到中等发达国家水平,也即人均GDP 3万美元。届时,中国的能源消耗约为70亿吨标准煤。

“70亿吨一次能源,我们需要48亿吨的终端能源,再通过终端能源结构的调整,包括将电气化比例提高至60%,电动汽车保有量达到5亿辆。通过这两项措施,我们可以进一步把48亿吨终端用能的需求量降到32亿吨。”

在王仲颖看来,要将能源消耗降到32亿吨标准煤,除了上述措施,还需要配以相应的辅助措施,即高比例的应用太阳能以及风能。具体的目标则为,在2050年风电的装机达到20~24亿千瓦,太阳能装机在26亿千瓦左右。

对于太阳能、风能大规模装机将可能对电网带来的不稳定冲击,王仲颖表示,未来的可再生能源发展,一定是风电、太阳能、储能与智能电网、信息技术之间相互融合与协调的发展。在这种情况下,中国实现高比例应用可再生能源是没有问题的。

“比如,我们可以通过一些利益机制方面的设计,将大规模的电动汽车作为储能设施来用,这样就可以保证我们电力系统的稳定运行。但前提是一定要有一个完善的电力市场,包括设计一定的调峰调频机制,不同电力产品都要有不同的价格。而电网在调用个人所有的电动汽车作为储能装置的时候要支付一定的费用等。”

化石能源消耗是雾霾祸首

近几年,随着空气质量的进一步恶化,遭遇雾霾几乎已成家常便饭。

不过,对于雾霾的具体成因,则一直伴随着争议。

在王仲颖看来,巨量的化石能源消费,正是雾霾的罪魁祸首。

“从我们的环境监测网上可以看出,一氧化碳浓度分布图、二氧化硫的分布图与火电厂的分布密度图,这三张图放在一起,具有高度的重叠性。换句话说,控制和减少煤炭消费量已经刻不容缓了。但今天的能源结构,约三分之二仍离不开煤炭。因此,期望一两年转变结构并不现实,这可能要花二三十年的时间。”

王仲颖表示,尽管能源转型是一个较长的过程,但如果我们现在不开始减少对化石能源的消耗,可能永远也改变不了中国的空气质量。

根据路线图测算,如果2050年中国人均GDP达到3万美元(相当于2010年的发达国家水平),2050年中国的GDP将要达到282万亿美元,40年期间年均增长5%。届时,中国的能源消耗需要70亿吨标准煤。

“与OECD相比,这70亿吨的能耗还需要一定的技术进步予以配合,能源利用效率要比OECD提高20%。OECD2010年人均是6.26亿吨标准 煤,我们2050年的人均是5亿吨标准煤。我个人觉得,在能源消耗方面,如果能有70亿吨标准煤做保障话,我们的经济梦实现没有问题,而且应该是通过非常 先进的技术去实现这个经济梦。”

光伏潜力巨大

进一步的数据则显示,如果按2010年的效率结构,到2050年这70亿吨的一次能源需要48亿吨的终端能源相对应。“即使48亿吨的终端能源,如果按照现有能源结构以及我们对化石能源利用技术的判断,‘生态环境梦’还是根本实现不了。”王仲颖说。

他认为,要想更好的实现“生态梦”,较为可行的是进行相应的能源革命,并高比例的应用风电、太阳能。“能源革命主要包括在能源生产环节实现清洁化,逐步用清洁能源替代化石能源;在能源消费环节不断扩大电力的使用范围,提高电力的应用比例,电是最清洁的,也是目前利用起来效率最高的一种能源形式。”

具体而言,能源革命包含两大主要部分,首先一点就是终端能源结构的调整,提高电气化的比例,达到60%的终端用能都要用电。另外一点则是,大幅提高电动汽车的保有量。据测算,2050年电动汽车的保有量有望达到5亿多辆,如果其中80%的都使用电,就将达到4亿辆。

“通过改变终端用能的方式以及交通工具的电气化,可以使终端用能降到32亿吨。在这种情况下,如果再大幅提高太阳能、风电的利用,那么我们的经济梦和蓝天梦就可以实现。”王仲颖称。

据测算,如果2050年只供应32亿吨标准煤的能耗,其中电力占到60%,大概需要19亿吨标准煤的电。化石能源用量的下降以及加上相应的技术进步,此时的排放水平实际上可以回溯上个世纪中国1980年末到1990年的排放水平,这样足可以保证蓝天梦没有任何问题。“至于太阳能和风能所占比例,在2050年风电的装机在20~24亿千瓦,太阳能装机在26亿千瓦左右。”王仲颖表示。

需要壮士断腕的决心

不过,王仲颖也坦言,要想实现能源消耗大幅下降,尤其是化石能源消费的下降,实现起来并不容易。

“前一段时间发表的中美气候变化联合声明中称,中国计划到2030年非化石能源占一次能源消费比重提高到20%左右。在我个人看来,这个目标是有些保守的。但即便对这个相对保守的目标,如果没有能源体制、能源机制、电力体制的深度改革,如果没有像总理总书记说的断臂断腕的精神,实现起来也有一定的难度。”

王仲颖认为,不论是可再生能源占比的提高还是化石能源的下降,背后的实质都是能源革命,而这必然涉及到各方利益的变革和调整,肯定会面临各种各样的挑战。

“简单的说,我认为的能源革命,一定要会改朝换代,一定是一个你死我活的有我没你、有你没我的时代,历史上有两次划时代的能源革命,一次从生物质能源时代转向煤炭时代,第二次从煤炭时代转向油气时代。我觉得,中国式的能源革命将不再会经历西方已有的历程,一定是跨越油气时代直接进入可再生能源时代。”
具体来看,对于光伏等可再生能源而言,则首先需要解决对电网的波动影响问题。

王仲颖表示,对于未来可再生能源的发展,一定是风电、太阳能、储能与智能电网、信息技术相互融合与协调的发展。在这种情况下,可以通过一些利益机制方面的设计,将大规模的电动汽车作为储能设施来用,这可以保证电力系统的稳定运行。但前提是一定要有一个完善的电力市场,包括设计一定的调峰调频机制,不同电力产品都要有不同的价格。而电网在调用个人所有的电动汽车作为储能装置的时候,则要支付一定的费用。

此外,其他需要解决的问题还包括,如何进一步降低发电成本,以实现与常规能源的竞争,并减少对政府补贴的依赖,以及大规模装机后可能遇到的土地等问题。而这些,都有赖于通过不断的技术进步来以及商业模式创新来实现。


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