今年的政府工作报告提出,推进能源清洁高效利用和技术研发,加快建设新型能源体系。
“建设新型能源体系是探索性问题,也是摆在面前的现实问题。”中国工程院院士刘吉臻说,“新型能源体系既要服务于经济社会发展,又要服务于人民生活水平不断提升对能源的需求;既要满足‘双碳’目标需求,又要应对国内外格局变化,适应科技发展变革。其基本特征是清洁低碳安全高效。”
◆煤炭的支撑性、压舱石作用不可动摇
“从目前的情况看,煤炭的支撑性、压舱石作用不可动摇。”刘吉臻说。
第一次工业革命以后,欧美各国的主体能源是煤炭。20世纪中叶,欧美各国完成了油气替代煤炭的能源转型。
“我国之所以没有完成油气替代煤炭的能源转型,是因为富煤贫油少气的基本国情。”刘吉臻说,为了实现“双碳”目标,要谋求能源转型,开展能源革命。
我国是全球最大的煤炭生产和消费国。刘吉臻表示,必须清晰地看到,每一吨煤炭的生产都不容易,背后是无数煤矿工人的辛勤付出。煤炭本身没有原罪。推行能源革命,是希望有一天可以不再依赖煤炭,实现清洁低碳。现阶段必须坚持先立后破,在寻找新路径的过程中,推进煤炭清洁开采利用,并与新能源深度融合。
我国一半以上的煤炭用于发电,通过技术革新可以让燃煤发电更清洁高效。国家能源集团国电电力上海庙公司就采用“四机共建”模式,建设4台100万千瓦超超临界间接空冷火电机组。这是目前国内最大的火电在建项目。
“建设新型能源体系必须明确煤炭的主体能源地位和支撑作用,立足资源禀赋的基本国情和实现‘双碳’目标的阶段性进展,科学制定策略,任何片面的认知都会造成不应有的损失。”刘吉臻说。
◆推进煤炭与新能源深度融合
刘吉臻表示,要推进煤炭与新能源深度融合。
近年来,我国新能源快速发展。数据显示,截至2022年12月底,全国累计发电装机容量约25.6亿千瓦,同比增长7.8%。其中,风电装机容量约3.7亿千瓦,同比增长11.2%;太阳能发电装机容量约3.9亿千瓦,同比增长28.1%。非煤发电装机容量超12亿千瓦,几乎占据了发电装机容量的“半壁江山”。
“装机容量大,但发电量不大,去年煤电的发电量占发电总量的58%。有些地方甚至出现了弃风弃光。这与风电、光电上不了网有很大关系。”刘吉臻说。
刘吉臻表示,电网既是能量的传输体系,又是保证电源和负荷平衡的载体,“电力系统叫‘一条扁担两只筐’,一个‘筐’是发电,一个‘筐’是用户,电网就是中间的‘扁担’,既要传输能量,又必须保持平衡”。
“新能源发电不稳定,冲击电网。电网要维持平衡,就必须具备调节能力,只能依赖煤电。”刘吉臻说,“传统能源的特征是一次能源可储,二次能源可控。而新能源是一次能源不可储,二次能源约束可控。”
刘吉臻习惯把新能源比作调皮的孩子,需要人带着往前走,而能扮演这个角色的就是煤炭。“没有火电的支撑,连实现12%的新能源供应都不可能。”刘吉臻说。
要发展新能源,首先,要做到多元互补,多种能源互补,发挥传统能源和新能源各自的禀赋和优势,使其融合成一个支撑生活生产发展稳定的、可靠的电源。其次,电力系统要做到源网协同,电源和电网要协同。再其次,要实现供需互动,供应侧和需求侧要协调。最后,灵活智能,智能电网和智能发电形成智能系统。
“随着新能源这个调皮的孩子越长越大,需要承担的责任越来越多。如果他还那么调皮,谁来兜底?这是个值得思考的问题。”刘吉臻说,“如果一座城市新能源和煤电各占50%,若遇到一周不刮风,煤电就不足以支撑起整个电网,一半的人将面临停电风险。”
因此,刘吉臻对未来能源体系建设提出三点憧憬。一是实现产业结构的革命性变革,社会进步了,不需要那么多能量。二是颠覆性技术出现,彻底解决用能问题。三是能源消费方式改变,从源随荷动到荷随源动、供需互动。
“实现‘双碳’目标是一场深刻的社会变革,不只是能源的事情,需要全社会参与。”刘吉臻说。