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江亿:大比例电气化是实现低碳发展的可靠路径

信息来源:     发布时间:2019-12-13



 

 2018年,我国单位国内生产总值二氧化碳排放强度同比下降4%,超出年度预期目标0.1%,比2005年累计下降45.8%,相当于减排二氧化碳52.5亿吨——生态环境部近日发布《中国应对气候变化的政策与行动2019年度报告》表示,我国已基本扭转碳排放快速增长的局面。

《报告》还显示,2018年,煤炭、石油、天然气和非化石能源在能源消费中占比分别为59%、18.9%、7.8%、14.3%,较2017年分别下降1.4个百分点,提高0.1个百分点、0.8个百分点及0.5个百分点,我国能源结构进一步优化。

在此基础上,如何保障实现2030年碳排放达峰的既定目标?中国工程院院士、中国节能协会理事长江亿认为,以能源供给侧和消费侧革命为机遇,大比例提高可再生和零碳电力的比重,是一条实现低碳发展的可靠路径。

 



 “煤改气对治理雾霾有好处,

 但对实现低碳发展基本没贡献”

 

 应对气候变化的关键,在于降低二氧化碳排放。为实现《巴黎协定》提出的“将全球升温控制在2摄氏度以内”的目标,江亿表示,到2050年,全球碳排放总量应小于1.5万亿吨。按照我国人口占全球总人口约20%的比例计算,所对应的碳排放总量不超过3000亿吨。


“若进一步将升温控制在1.5摄氏度,全球碳排放总量应小于0.5万亿吨,我国不能超过1000亿吨。2015年以来,我国每年排放的二氧化碳已超100亿吨,随着社会、经济等发展,用能总量仍在增加。如不及时调整能源结构,实现减排目标将非常困难。”江亿指出,探索一条世界领先的低碳发展路线至关重要。


 结合现状,江亿进一步表示,目前“全面走向天然气的呼声”较高,但该路线有待商榷。一方面,出于能源安全的考量,完全依靠进口天然气并不现实;另一方面,即便将煤改为天然气,仍未从根本解决碳排放问题。“传统观念认为,在放出同等热量的情况下,天然气碳排放量约为燃煤的50%。但现有研究已表明,天然气开采、运输到末端燃烧的全过程,同时伴有2%-3%的泄漏。泄漏气体实际就是甲烷,进入大气之后,GWP(一项全球变暖潜能指标,即各类温室气体对应的二氧化碳质量)等于25。”


 GWP等于25,意味着每“泄漏”一个碳分子,与化石燃料燃烧产生的25个碳分子作用相同。“换句话说,天然气中一个碳分子产生的温室效应,相当于二氧化碳所含一个碳分子的25倍。综合来看,使用天然气导致的温室效应,与燃煤大致相同。因此,煤改天然气对治理雾霾有好处,但对实现低碳发展基本没有贡献。”江亿称。

 


 “可再生和零碳电力至少占比60%以上,

 才能支撑能源结构调整”

 

 究竟什么样的路线才能真正实现低碳发展?江亿提出,今后30年,应大力发展风电、光电、水电、生物质能及核电,以此构成低碳、乃至零碳能源的主要结构。

 具体而言,江亿表示,我国已是世界水电发展最好、用量最大的国家,在充分考虑环境影响的前提下,水电仍有一定提升空间。以风电、光电为代表的可再生能源,主要成本也已实现大幅下降,并有进一步压缩的空间。而在核电装机4000万千瓦的基础上,未来有望进一步增至1亿千瓦。

 “特别值得一提的是生物质能,作为目前唯一可见的零碳燃料,能够直接替代化石能源。”江亿强调,农业秸秆、林业枝条等生物质能,目前总量折合可达7-8亿吨标准煤。但由于人均生物质资源量并不多,且利用程度过低,合理、高效的开发利用方式仍待挖潜。


 按照上述规划,江亿认为,未来低碳能源的特点是以电力为主,依靠可再生能源通过电力形式输出。基于此,可再生和零碳电力至少占电力总量的60%以上,才能支撑能结构调整,而目前该比例仅为30%左右。

 “除了60%的可再生电力,我们还需40%左右的燃煤电厂。”江亿补充,在发展水电等蓄能方式的同时,用于补充总电量及调峰的火电资源仍不可少,这也是今后火电功能及其必要性所在。“以北方地区为例,未来需要4-5亿千瓦的燃煤电厂,既可为电力系统调峰,也能通过热电联产方式提供建筑热源。按照4亿千瓦热电联产机组的体量计算,全部回收其排放的乏汽余热,可在冬季输出6亿千瓦以上热量,为180亿平方米建筑供暖的基础热源,恰好解决北方地区城镇供热问题。”

 


 “要求能源消费侧推行相应革命,

 解决电力供给与需求间的不匹配”

 

 江亿同时指出,虽同为用电,未来的“电”却有所不同。“过去是燃料燃烧,通过火出热、热做功、功再发电的形式,即直接发电,且燃煤电厂可调、可控。未来,一边要大比例提高电力在终端用能的占比,一边也要大幅度减少对直接燃烧燃料的需求,风电、光电等可再生电力是主力。”

 在江亿看来,用好可再生能源的关键,不仅仅是装机多少、消纳多少,而要看其有效替代多少化石能源。“风、光等特性,带来电源侧的不稳定和不确定性,源与用的匹配成为关键。这就要求,能源消费侧也要推行相应革命,以解决电力供给与需求间的不匹配。”

 对此,江亿提出,一要解决发、储、输、荷间的匹配,实现供与用之间柔性连接;二是推动能源消费由燃料转为电力,迎接新一轮的电气化;三是调整结构、节能优先,解决消费侧用能的根本问题。

 以能源消耗大户——工业为例,江亿表示,由于前期城镇化及大规模基础设施建设,带动钢铁、建材等需求旺盛,工业用能最高占据我国能源消费总量的65%左右。进入新时期,城镇化及建设速度放缓,量的增长随之转为质的提高。“下一步重点是调结构、改流程、提效率、促循环,推动以煤为燃料的行业,转向以电为主要能源。工业用能方式的革命,正是低碳发展的重要途径之一。”

 再如交通行业,江亿表示,大比例电气化也是其结构调整的核心。针对物流,重点在于“公转铁”,减少长途重载运输;针对客运,推行“油改电”,进一步提高电动汽车的使用比例。“实现交通电气化,不仅是提高效率、减少排放。电动汽车所用的电池,还是难得的柔性用电装置,配合智能充电桩系统合理使用,可有效改善用电结构,解决电力供需之间不匹配的问题。”(江亿,中国工程院院士

 


来源:中国能源报

2019-12-12

 


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