化石能源為主的發(fā)展方式難以為繼，建設(shè)以智能電網(wǎng)為基礎(chǔ)、特高壓電網(wǎng)為關(guān)鍵、清潔能源為根本的我國能源互聯(lián)網(wǎng)，將全面促進清潔發(fā)展，保障能源安全，對我國轉(zhuǎn)變經(jīng)濟發(fā)展方式，增強內(nèi)生發(fā)展動能，應(yīng)對復(fù)雜國際形勢將發(fā)揮重要作用，是一舉多得的戰(zhàn)略性舉措，需要在“十四五”加大力度推進實施。
▲劉振亞，全球能源互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展合作組織主席、中國電力企業(yè)聯(lián)合會理事長、瑞典皇家工程科學(xué)院院士、英國皇家工程院院士、德國國家工程院院士。
新世紀(jì)以來，化石能源資源和氣候環(huán)境約束日益趨緊，以綠色低碳為方向的新一輪能源革命正在全球蓬勃興起。習(xí)近平總書記深刻洞察世界能源發(fā)展大勢，提出“四個革命、一個合作”能源安全新戰(zhàn)略，在2015年9月聯(lián)合國發(fā)展峰會上倡議“構(gòu)建全球能源互聯(lián)網(wǎng)，推動以清潔和綠色方式滿足全球電力需求”。習(xí)近平總書記關(guān)于全球能源互聯(lián)網(wǎng)的重要講話，明確滿足電力需求總體目標(biāo)，突出清潔和綠色發(fā)展方式，為我們深刻把握能源互聯(lián)網(wǎng)的本質(zhì)內(nèi)涵提供了根本遵循。能源互聯(lián)網(wǎng)不是現(xiàn)有各類能源系統(tǒng)的組合，而是能源系統(tǒng)發(fā)展演進的高級形態(tài)。隨著化石能源退出歷史舞臺，以太陽能、風(fēng)能、水能為代表的清潔能源將成為主導(dǎo)。清潔能源資源豐富，且在時間和空間分布上存在天然不均衡性、隨機性、波動性，必須轉(zhuǎn)化為電能，依托互聯(lián)電力系統(tǒng)大范圍配置，才能實現(xiàn)高效開發(fā)利用。因此，能源互聯(lián)網(wǎng)是清潔主導(dǎo)、電為中心、互聯(lián)互通的現(xiàn)代新型能源體系，是清潔能源大規(guī)模開發(fā)、大范圍配置、高效利用的基礎(chǔ)平臺，實質(zhì)就是“智能電網(wǎng)+特高壓電網(wǎng)+清潔能源”。
我國能源互聯(lián)網(wǎng)是全球能源互聯(lián)網(wǎng)的重要組成，是推動我國能源轉(zhuǎn)型的根本途徑。當(dāng)前，新冠疫情在全球蔓延，國際環(huán)境發(fā)生深刻變化。面對經(jīng)濟下行壓力和復(fù)雜國際形勢，能源電力行業(yè)要在保安全、促發(fā)展等方面發(fā)揮重要作用。關(guān)鍵要以新發(fā)展理念和能源安全新戰(zhàn)略為指引，加快我國能源變革轉(zhuǎn)型，推動經(jīng)濟復(fù)蘇和高質(zhì)量發(fā)展，于危機中育新機、于變局中開新局。“十四五”是我國能源轉(zhuǎn)型的關(guān)鍵期和窗口期，加快建設(shè)我國能源互聯(lián)網(wǎng)，將根本扭轉(zhuǎn)化石能源增長勢頭，全面促進清潔發(fā)展，保障能源安全，對我國轉(zhuǎn)變經(jīng)濟發(fā)展方式，增強內(nèi)生發(fā)展動能，應(yīng)對復(fù)雜國際形勢將發(fā)揮重要作用，是利在當(dāng)下、惠及長遠(yuǎn)、一舉多得的戰(zhàn)略性舉措。
綠色低碳轉(zhuǎn)型是世界能源發(fā)展大勢
當(dāng)今世界，氣候變化、環(huán)境污染、資源匱乏、貧困健康等問題日益嚴(yán)峻，嚴(yán)重威脅人類生存與發(fā)展。問題的根源，是長期以來人類對化石能源的過度消耗和依賴，加快綠色低碳轉(zhuǎn)型是世界能源發(fā)展大勢所趨。
這是能源系統(tǒng)升級的發(fā)展方向。從薪柴到煤炭、石油、天然氣，再到太陽能、風(fēng)能、水能等清潔能源，能源碳含量逐漸下降，對環(huán)境影響逐漸減小，能源系統(tǒng)總體從高碳向低碳發(fā)展。面對全球性挑戰(zhàn)，能源將朝著更清潔、更友好、更高品質(zhì)、可持續(xù)的方向不斷升級。
這是能源技術(shù)進步的必然結(jié)果。技術(shù)進步是能源轉(zhuǎn)型的關(guān)鍵驅(qū)動力。蒸汽機、發(fā)電機、內(nèi)燃機、電動機，每一次技術(shù)革命都開創(chuàng)了能源發(fā)展新的時代，帶來能源利用形式的重大變革和效率的大幅提升。隨著特高壓、智能電網(wǎng)、清潔能源技術(shù)的快速發(fā)展和廣泛應(yīng)用，將推動人類進入清潔能源時代。
這是破解資源匱乏困局的必由之路?；茉凑既蛞淮文茉聪M比重超過80%，按目前開發(fā)強度，已探明煤炭和油氣儲量只能分別開采100多年和50多年。全球清潔能源資源豐富，太陽能、風(fēng)能、水能理論蘊藏量超過100萬億千瓦，僅開發(fā)萬分之五就能滿足世界各國能源需求。清潔能源將成為解決資源匱乏問題、實現(xiàn)能源永續(xù)供應(yīng)的“巨大寶庫”。
這是應(yīng)對氣候環(huán)境危機的治本之策。氣候變化和環(huán)境污染形勢很嚴(yán)峻。目前全球地表平均溫度已比工業(yè)革命前升高1.1℃，按此趨勢，到本世紀(jì)中葉左右，全球溫升將超過2℃安全閾值，導(dǎo)致不可逆轉(zhuǎn)的巨大災(zāi)難。工業(yè)革命以來，化石能源產(chǎn)生的二氧化碳累計達2.2萬億噸，占溫室氣體總量的70%以上。必須從源頭減少化石能源消費，加快清潔發(fā)展，實現(xiàn)能源系統(tǒng)全面“脫碳”，根本解決全球氣候環(huán)境危機。
這是實現(xiàn)能源經(jīng)濟高效發(fā)展的重要途徑。技術(shù)進步和規(guī)模化發(fā)展推動清潔能源發(fā)電成本快速下降，沙特、阿聯(lián)酋、智利、葡萄牙等國光伏項目，墨西哥等國風(fēng)電項目國際中標(biāo)上網(wǎng)電價已低于0.14元/每千瓦時，而煤電等化石能源受資源與環(huán)境因素制約，發(fā)電成本將持續(xù)升高。預(yù)計2025年前，光伏和陸上風(fēng)電競爭力將全面超過化石能源。推動全球清潔能源大規(guī)模開發(fā)、大范圍配置，將發(fā)揮清潔能源互補性強、經(jīng)濟性好的優(yōu)勢，為各國提供充足經(jīng)濟的綠色能源。
總之，從歷史規(guī)律、技術(shù)創(chuàng)新、現(xiàn)實需求等方面看，清潔能源取代化石能源是世界的潮流、時代的呼喚，是不以人的意志為轉(zhuǎn)移的必然趨勢。近年來，全球許多國家出臺清潔發(fā)展和去煤控油政策，加快清潔能源項目投資建設(shè)，能源綠色低碳轉(zhuǎn)型呈加速發(fā)展態(tài)勢。比利時、瑞典等10多個國家煤電已全部退出，26個歐盟成員國承諾2020年以后不再新建燃煤電站，荷蘭、挪威、英國、法國等國已宣布禁售燃油車時間表。2019年，全球可再生能源裝機達到25.3億千瓦，占總裝機比重34.7%，新增裝機1.8億千瓦，占全球新增發(fā)電容量的72%;可再生能源投資達到2800億美元，連續(xù)5年超過2500億美元，是化石能源發(fā)電投資的3倍。當(dāng)前，受疫情影響，化石能源產(chǎn)業(yè)遭受嚴(yán)重沖擊，這也為能源轉(zhuǎn)型提供了契機。發(fā)展清潔能源將成為“后疫情時期”最具效益的綠色投資，為促進各國加快經(jīng)濟轉(zhuǎn)型升級，實現(xiàn)更高質(zhì)量復(fù)蘇發(fā)揮重要作用。
表1 國家/地區(qū)承諾淘汰煤電時間
破解我國能源發(fā)展困局亟需加快變革轉(zhuǎn)型
新世紀(jì)以來，我國能源需求持續(xù)攀升，已成為世界最大的能源生產(chǎn)國、消費國和碳排放國，能源結(jié)構(gòu)以化石能源為主，資源環(huán)境約束趨緊，供需矛盾突顯，能源安全、可持續(xù)發(fā)展面臨嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。
油氣受制于人。我國石油、天然氣占一次能源消費比重約27%，受資源條件限制，生產(chǎn)與消費缺口持續(xù)擴大，對外依存度分別達72%、43%，保障油氣安全壓力巨大。特別當(dāng)前逆全球化抬頭、油價巨幅震蕩、中美摩擦加劇，油氣對外依存度過高將對國家安全帶來重大挑戰(zhàn)。
煤電問題突出。我國煤炭占一次能源消費比重約58%，一半以上用于發(fā)電，探明儲量只能開采50年。煤電裝機超過10.4億千瓦，占全球的一半，機組平均利用小時數(shù)僅4400小時，遠(yuǎn)低于韓國的6200小時，按5500小時的設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)，相當(dāng)于2億千瓦裝機是無效投資，產(chǎn)能明顯過剩。2019年以來，我國新投產(chǎn)和在建煤電約1.2億千瓦，接近歐盟國家現(xiàn)有煤電總和(1.4億千瓦)。在全球30多個國家都在加快退煤的情況下，我國煤電裝機不降反升，面臨的壓力越來越大。
圖1 2010~2019年我國與全球其他國家凈新增煤電裝機情況
清潔發(fā)展受限。我國清潔能源豐富，但資源與需求逆向分布，發(fā)展大容量、遠(yuǎn)距離、低損耗特高壓輸電是加快清潔能源開發(fā)和大范圍配置的必然選擇。目前，我國特高壓電網(wǎng)建設(shè)總體滯后，資源配置能力不足，嚴(yán)重制約清潔能源發(fā)展。如清潔能源富集的“三北”地區(qū)(東北、西北、華北)，外送能力僅6500萬千瓦，不到清潔能源裝機容量的32%，遠(yuǎn)不能滿足送出需要。
碳減排形勢嚴(yán)峻。2019年我國碳排放占全球總量的28%，人均排放比世界平均水平高46%，兌現(xiàn)2030年減排承諾任務(wù)非常艱巨。延續(xù)當(dāng)前路徑，我國不僅無法實現(xiàn)減排目標(biāo)，還將面臨煤電等基礎(chǔ)設(shè)施先建后拆、資產(chǎn)擱淺的巨大損失。研究表明，當(dāng)前每增加1億千瓦煤電裝機，未來將擠壓3億千瓦清潔能源發(fā)展空間，到2050年累計增加碳排放150億噸，相當(dāng)于2019年我國碳排放的1.5倍，而且煤電機組被迫提前退役還將造成超過3000億元的資產(chǎn)損失。
總體看，化石能源為主的發(fā)展方式是導(dǎo)致我國能源安全和碳排放問題的根源。破解困局，關(guān)鍵要貫徹創(chuàng)新、協(xié)調(diào)、綠色、開放、共享的新發(fā)展理念，以統(tǒng)攬全局的思維和勇于變革的魄力，突破傳統(tǒng)能源發(fā)展路徑束縛，深入推進“四個革命、一個合作”能源安全新戰(zhàn)略，實現(xiàn)能源體系的根本改變。
建設(shè)我國能源互聯(lián)網(wǎng)是推動能源變革轉(zhuǎn)型的根本途徑
建設(shè)我國能源互聯(lián)網(wǎng)是落實習(xí)近平總書記關(guān)于推進能源安全新戰(zhàn)略、構(gòu)建國內(nèi)和全球能源互聯(lián)網(wǎng)等有關(guān)要求的重要舉措，是新發(fā)展理念在能源領(lǐng)域的創(chuàng)新實踐，將從能源生產(chǎn)、消費、市場等環(huán)節(jié)協(xié)同發(fā)力，轉(zhuǎn)變以煤、油、氣為主體的能源格局，打造清潔主導(dǎo)、電為中心、互聯(lián)互通的新型能源體系，開辟綠色、低碳、可持續(xù)的能源發(fā)展新道路。
生產(chǎn)環(huán)節(jié)，以清潔主導(dǎo)轉(zhuǎn)變能源生產(chǎn)方式。我國太陽能、風(fēng)能、水能技術(shù)可開發(fā)量分別超過100億、35億、6億千瓦，完全能夠滿足我國未來能源需求。發(fā)揮清潔能源資源優(yōu)勢，加快清潔替代，推動以水、風(fēng)、光等清潔能源替代化石能源，是實現(xiàn)能源供給革命的必然要求。重點要大力開發(fā)西部太陽能發(fā)電、“三北”風(fēng)電、西南水電等大型清潔能源基地，因地制宜發(fā)展分布式能源和海上風(fēng)電，安全高效發(fā)展核電，配套建設(shè)抽水蓄能和電化學(xué)等儲能系統(tǒng)，以風(fēng)光水儲協(xié)同保障能源供應(yīng)，打造高質(zhì)量發(fā)展的“綠色引擎”。煤電要嚴(yán)控總量、優(yōu)化布局、調(diào)整定位，加快轉(zhuǎn)型。壓減東中部低效煤電，新增全部布局到西部和北部地區(qū)，煤電裝機在2025年前達峰(11億千瓦)，并逐步壓減和退出。煤電功能定位由主體電源逐步轉(zhuǎn)變?yōu)檎{(diào)節(jié)電源，更好促進清潔能源發(fā)展。
消費環(huán)節(jié)，以電為中心轉(zhuǎn)變能源消費方式。電能是優(yōu)質(zhì)高效的二次能源，經(jīng)濟價值相當(dāng)于等當(dāng)量煤炭的17.3倍、石油的3.2倍，電能消費占終端能源消費比重每提高一個百分點，能源強度下降3.7%。加快電能替代，推動以電代煤、以電代油、以電代氣、以電代柴，形成電能為主的能源消費格局，將大幅提高我國能效水平，降低油氣進口依賴度，是實現(xiàn)能源消費革命的根本途徑。應(yīng)在工業(yè)、交通、商業(yè)、農(nóng)業(yè)、生活等各用能領(lǐng)域全面實施電能替代，提高能源消費品質(zhì)和效率，讓煤油氣等資源回歸工業(yè)原材料屬性，創(chuàng)造更大價值。同時，依托充足經(jīng)濟的清潔能源發(fā)電，推動電制氫氣、甲烷等燃料和原材料，培育綠色循環(huán)新型產(chǎn)業(yè)，為經(jīng)濟高質(zhì)量發(fā)展提供有力支撐。2035年前，電制燃料和原材料產(chǎn)業(yè)實現(xiàn)規(guī)?；l(fā)展;到2050年，電解水制氫年產(chǎn)量達到6500萬噸，電制甲烷年產(chǎn)量達到500億立方米。
市場環(huán)節(jié)，以大電網(wǎng)大市場實現(xiàn)能源大范圍優(yōu)化配置。電網(wǎng)既是能源輸送的高效載體，也是市場配置的重要平臺?；谕耆哂凶灾髦R產(chǎn)權(quán)的特高壓技術(shù)創(chuàng)新，我國正在建設(shè)世界上電壓等級最高、配置能力最強的特高壓交直流混合電網(wǎng)，為保障能源安全、推動清潔發(fā)展發(fā)揮了關(guān)鍵作用。面對更大規(guī)模“西電東送、北電南供”需要，亟需加快建設(shè)以智能電網(wǎng)為基礎(chǔ)、特高壓電網(wǎng)為骨干網(wǎng)架的全國能源優(yōu)化配置平臺，形成西部為送端、東部為受端的兩大同步電網(wǎng)，全面提高配置能力和安全水平，滿足清潔能源大規(guī)模接入、輸送和消納需要，根本解決棄水、棄風(fēng)、棄光和“窩電”等問題。同時，依托大電網(wǎng)加快建設(shè)全國統(tǒng)一電力市場，充分發(fā)揮市場在資源配置中的決定性作用，更好促進能源跨區(qū)跨省交易和經(jīng)濟高效配置。在主要立足國內(nèi)前提下，加強國際能源合作，積極推動我國與俄羅斯、蒙古、哈薩克斯坦、緬甸、老撾等周邊國家電力互聯(lián)，利用國際資源，豐富能源供應(yīng)體系，實現(xiàn)開放條件下能源安全。
表2 中國特高壓工程列表
建設(shè)我國能源互聯(lián)網(wǎng)將大幅提升能源自主保障能力，根本解決能源安全問題，總體分三步走。第一步增量替代。2025年前，煤電裝機規(guī)模達峰，總量控制在11億千瓦，新增能源需求主要由清潔能源提供，基本扭轉(zhuǎn)化石能源增長勢頭。第二步存量替代。2035年前，煤電逐步退出，降到9億千瓦以下;油、氣年消費量達峰并穩(wěn)步降低，減少進口達到1億噸、500億立方米;清潔能源和電能比重加快提升，達到47%、41%;能源自給率達到88%。第三步全面轉(zhuǎn)型。2050年前，我國能源互聯(lián)網(wǎng)全面建成，能源發(fā)展方式實現(xiàn)根本轉(zhuǎn)變。屆時，煤電將降到4億千瓦以下，每年減少油、氣進口4億噸、1500億立方米，清潔能源占一次能源比重從目前的22%提高到74%，能源自給率從目前的80%提高到95%，單位GDP能耗和碳排放比目前分別降低60%、68%，跨區(qū)跨省資源配置能力超過7.4億千瓦，為我國全面建設(shè)社會主義現(xiàn)代化強國提供安全、清潔、高效、可持續(xù)的能源保障。
表3 中國能源變革轉(zhuǎn)型發(fā)展階段性目標(biāo)
建設(shè)我國能源互聯(lián)網(wǎng)價值巨大、意義深遠(yuǎn)
我國能源互聯(lián)網(wǎng)涉及領(lǐng)域廣、帶動力強，為我國應(yīng)對當(dāng)前風(fēng)險挑戰(zhàn)提供了破局之策。能夠推動重大前沿技術(shù)突破，培育和壯大一批高科技企業(yè)，既有利于穩(wěn)定經(jīng)濟基本盤，又將有力促進我國高質(zhì)量發(fā)展，是振興經(jīng)濟、留住青山、贏得未來的重要舉措。
推動產(chǎn)業(yè)升級和投資就業(yè)。能源互聯(lián)網(wǎng)聚集了新能源、新材料、特高壓、儲能、電動汽車、5G、大數(shù)據(jù)等“新基建”重點領(lǐng)域和關(guān)鍵技術(shù)，是世界科技競爭的前沿陣地。建設(shè)我國能源互聯(lián)網(wǎng)將有力推動這些領(lǐng)域技術(shù)創(chuàng)新和高端裝備制造，促進產(chǎn)業(yè)鏈升級、價值鏈提升，打造經(jīng)濟發(fā)展新模式、新業(yè)態(tài)、新動能，在擴大有效投資，促進經(jīng)濟持久穩(wěn)定增長中發(fā)揮“火車頭”作用。預(yù)計“十四五”期間，我國能源互聯(lián)網(wǎng)投資可達9萬億元，其中電源、電網(wǎng)投資分別為7萬億、2萬億元，增加就業(yè)崗位900萬個，帶動相關(guān)市場主體發(fā)展，穩(wěn)企業(yè)、穩(wěn)投資、保就業(yè)作用顯著。
圖2 中國能源互聯(lián)網(wǎng)重點攻關(guān)技術(shù)
降低全社會用能成本。我國已逐步進入光伏、風(fēng)電平價上網(wǎng)時代，預(yù)計2025年西部和北部地區(qū)清潔能源發(fā)電成本將低于0.3元/千瓦時，通過特高壓送至東中部地區(qū)經(jīng)濟性顯著。依托能源互聯(lián)網(wǎng)，統(tǒng)籌利用資源差、時間差、價格差，推動清潔能源規(guī)?；_發(fā)和經(jīng)濟高效配置，到2035年、2050年將使全社會平均度電價格降低0.06元、0.12元，每年減少用能成本7000億、1.7萬億元，讓企業(yè)和千家萬戶用上清潔電、便宜電，讓全體人民共享能源變革的紅利。
大幅減少碳排放。建設(shè)我國能源互聯(lián)網(wǎng)，加快清潔替代和電能替代，將推動能源系統(tǒng)與碳脫鉤、經(jīng)濟發(fā)展與碳排放脫鉤，根本解決發(fā)展與減排的矛盾，以較低成本、較小代價、更快速度實現(xiàn)減排目標(biāo)。2025年，我國碳排放達峰(97億噸)，2035年、2050年減少到67億、30億噸，較峰值下降30%、70%，兌現(xiàn)減排承諾，在全球氣候治理中占據(jù)主動。
改善生態(tài)環(huán)境與健康。我國能源互聯(lián)網(wǎng)是建設(shè)美麗中國的助推器，在減少環(huán)境污染、節(jié)約水資源等方面將發(fā)揮重要作用。到2035年、2050年，每年可減少大氣污染物排放1500萬、2700萬噸;節(jié)約淡水700億、1400億噸。我國生態(tài)環(huán)境的根本改善，將顯著降低自然災(zāi)害風(fēng)險，減少污染引發(fā)的各種疾病，提高人民健康水平和幸福感。
促進區(qū)域協(xié)同發(fā)展。通過加快西部、北部清潔能源集約化開發(fā)和大規(guī)模外送，變資源優(yōu)勢為經(jīng)濟優(yōu)勢，將有力帶動西部大開發(fā)和東北全面振興，擴大投資就業(yè)，促進邊遠(yuǎn)和貧困地區(qū)脫貧致富，縮小地區(qū)發(fā)展差距，實現(xiàn)共同富裕目標(biāo)。目前，西部地區(qū)每年通過特高壓電網(wǎng)外送電力約3000億千瓦時，僅售電收入就超過850億元，對于帶動當(dāng)?shù)亟?jīng)濟發(fā)展作用顯著。
助力人類命運共同體建設(shè)。全球能源互聯(lián)網(wǎng)本質(zhì)是全球能源命運共同體，是人類命運共同體建設(shè)的重要內(nèi)容。歷史上煤炭革命、油氣革命、電氣革命，都是西方發(fā)起和主導(dǎo)，相關(guān)國家由此成為世界強國。新的歷史條件下，以建設(shè)我國能源互聯(lián)網(wǎng)為契機，引領(lǐng)全球能源互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展，在世界上舉起綠色低碳發(fā)展的中國旗幟，將彰顯我國責(zé)任擔(dān)當(dāng)，顯著提升國際影響力和話語權(quán)，有力促進“一帶一路”和人類命運共同體建設(shè)。
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