杜祥琬：能源轉型，推動高質量發展

　　能源是經濟和社會發展的基礎。我國進入了高質量發展階段，需要高質量能源體系的支撐，“能源革命”新戰略應運而生。“能源革命”意味著，我國能源必須有質的變革、革命性的創新和轉型。在習近平總書記提出的“四個革命、一個合作”中，能源消費革命意味著由粗放、低效走向節約、高效;能源供給革命意味著由黑色、高碳走向綠色、低碳;能源技術革命是消費革命和供給革命的支撐;能源體制革命則是成功的保障。“能源革命”的思想是在總結國內外發展經驗的基礎上提出的，是我國高質量發展和可持續發展的內在需求。其目標是建成我國清潔、低碳、安全、高效的能源體系。

　　能源體系向節約、高效的轉型

　　在改革開放之初，我國注重能源發展的量，并未強調能效的問題。進入本世紀后，隨著工業化、城鎮化進程，一次能源消費曾呈現不尋常的高速增長態勢，近年來，以能源強度、碳強度列入考核指標為標志，從消費端將能效列入國家五年計劃指標和地方考核指標，能源消費彈性系數逐步下降(見表1)。

　　能源彈性系數的下降，意味著能源強度的下降，是開始改變粗放型發展的表征。我國的能源強度(單位GDP消耗的能源)在2010年是世界平均水平的2倍，近十年來逐步下降，但2018年仍是世界平均水平的1.5倍(生產了全球15%的GDP，消耗了全球能耗的23%)。

　　能源強度仍然偏高的原因主要是高耗能產業占比仍然過高，產業結構調整尚不到位;技術水平不夠節能高效;再加上諸多的浪費。我國節能提效潛力巨大，例如燃煤電廠，每供1千瓦時的電力，1978年平均消耗煤炭471克，2018年已進步到只消耗308克，而我國先進的上海外高橋三廠，只需270克煤炭。如果全國的燃煤電廠都達到這個水平，則發電用煤就可以節約12%之多。

　　如果我們的能源強度達到世界平均水平(且不說先進水平)，則每年可節省50%的能源消耗，約為15億噸標準煤。因此，節能提效是中國能源戰略之首，效能是一個國家能源體系先進性的標志。能源轉型，首先要向節約、高效轉型。

　　能源結構向綠色、低碳轉型

　　全球一次能源結構變革的三個歷史階段是：煤炭為主階段→油氣為主階段→非化石能源為主階段。1913年，全球一次能源中70%是煤炭，經過幾十年的轉型，進入了油氣為主階段，目前全球一次能源中，油、氣總和的占比超過50%。世界各主要國家的能源發展戰略表明，再經過幾十年的努力，一次能源結構將走向非化石能源為主的階段。

　　與全球不同的是，定量的評估表明，我國不會有油、氣為主的階段。中國一次能源結構變革的三個階段是：煤炭為主階段→多元發展階段→非化石能源為主階段。現在，我國能源進入了多元發展階段，煤炭、石油、天然氣、可再生能源和核能協調互補、此消彼長、逐步轉型。通過幾十年電氣化、智能化、低碳化的努力，走向非化石能源為主的階段。

　　當前階段，重點要做好以下兩件事：

　　1、堅持煤炭清潔、高效利用的戰略方針。

　　煤炭作為能源的利用，應主要用于發電。目前，中國的煤炭消耗中，約一半用于發電。燃煤發電目前是中國電力的主力，煤電的高質量發展，體現在兩個方面：

　　一是作為供電主力，做好潔凈、高效的技術升級改造。如前所述，以先進企業為標桿，煤電節能、高效潛力不小。我國煤電廠近年來每年的運行時數只有4300小時左右，開工率不足，應不再擴大裝機規模，而在潔凈、提效上下功夫;

　　二是，部分煤電廠需做好靈活性改造，為間歇性新能源調峰，助推可再生能源上馬，這是煤電的新使命，政策上應予鼓勵支持。

　　中國煤炭消耗的第二個去向是散燒煤，這是最污染且低效的。應明確因地制宜，以各種清潔取暖盡快替代散燒煤，這也是藍天保衛戰的重要舉措。

　　煤炭消耗的第三個去向是工業用煤，特別是高耗能產業用煤。中國的高耗能產業已經飽和、甚至產能過剩。高質量發展的方向之一就是調整產業結構。同時，隨著技術進步，單位產品的能耗(如噸鋼煤耗)每年也在下降。所以工業用煤總量也呈下降趨勢。

　　煤炭消耗的第四個去向是煤化工。煤化工種類多，用作能源轉換的煤化工，如煤制油、煤制氣，作為技術儲備，我國已有一定規模的安排。基于經濟性和氣候安全的考慮，不宜再擴大規模。煤炭是富含碳元素的寶貴資源，用作生產高端化工產品的原料是合適的。

　　綜上所述，清潔、高效將使煤耗總量逐步減少，這是煤炭技術進步作出的新貢獻。

　　2.大力發展可再生能源

　　可再生能源是本國可以掌控的能源，不受國際地緣政治變化的影響，是能源供給安全的要素。綠色的可再生能源還是能源環境安全的要素，同時，低碳的可再生能源又是能源氣候安全的要素。

　　高比例發展可再生能源是完全可行的。

　　首先，豐厚的可再生能源資源是中國能源資源稟賦的重要組成部分。文獻給出，我國技術可開發的風能資源約為35億千瓦，技術可開發的太陽能光伏資源約為22億千瓦。而截至2019年底，我國已開發的風能裝機為2.1億千瓦，光伏已裝機2.04億千瓦，均不到技術可開發量的十分之一。如果再加上資源可觀的水能、生物質能、地熱能，還有海洋能、太陽能熱利用、固廢能源化等，我國可再生能源的資源量是足夠豐富的。

　　第二，發展可再生能源的技術可行性，已為國內外的實踐所證明，與之相關的多種儲能技術也在迅速進步。至于可再生能源的間歇性，通過儲能、調峰等技術是可以解決的。

　　第三，高成本曾經是制約非水可再生能源發展的障礙，近二十年來，風電和光伏的成本下降了幾十倍。經濟可行性已被市場認可。

　　根據已有的國家能源發展規劃，以可再生能源為主的非化石能源在一次能源中占比的變化如表2。

　　高比例非化石能源將為我國提供綠色電力、綠色氫氣、低碳供暖(冷)，使我國以更經濟的方式，實現更高水平的綠色發展。

　　東、西部能源供需格局的優化

　　黨的十九大提出的我國發展不平衡、不充分，也體現在我國能源空間格局上。中國的東部是用能大戶，西部是產能大戶。通過西部發展經濟來提升消納能力，東部增加產能的能力，可緩解發展的不平衡、不充分。東部地區可以將“遠方來(如西電東送)”的能源與“身邊來”的能源相結合，高度重視發展和調動身邊的能源。我國中東部地區技術可開發的海上和陸上風能資源量有11億千瓦，集中式加分布式太陽能可開發量有9億千瓦。而中東部已經開發的占比不到技術可開發量的十分之一。倘若中東部省份把身邊能源調動起來，結合遠方來的能源，不僅使發展更平衡和充分，而且自控水平和安全性更高。經濟性方面，經過天津大學和華北電力大學研究組測算，與西部發運送電的度電成本相比，東部自發電更便宜。

　　再考慮到生物質能、地熱、水電、核電和天然氣，東部能源高比例自給是完全可能的。考慮到東部的儲能、節能技術和信息化技術較為先進，煤電在提供電力的同時，以靈活性改造起到調峰作用。我國東部由能源“消費者”變成能源的“產消者”不僅是必要的，也是可能的。

　　我國中東部能源做到高比例自給，可緩解“西電東送”和“北煤南運”的壓力，對國家經濟和能源發展的全局是有利的。

　　能源空間格局的優化與能源結構的優化顯然是相耦合的，它們必將共同推動中國的能源轉型。

　　集中式與分布式結合將改變能源系統的模式

　　過去長期習慣集中式概念。近些年，發展光伏、天然氣、風電、生物質能、地熱能等分布式能源，已經成為我國應對氣候變化、保障能源安全的重要內容，分布式的重要性日益受到人們重視。

　　分布式能源是能源發展的重要方向，分布式能源的技術進步和應用推廣將極大改變傳統的能源生產和消費方式、消費模式。這不僅是能源、電力的重大變化，而且有助于城鄉一體化能源轉型。低碳能源網絡(太陽能、風能、生物質能、地熱、天然氣)，不論是農村還是城市，都可以由集中式的大電網和分散的微網進行互動。微網可以通過大數據等信息化手段，把星羅棋布的自發電小產能和儲能進行管理，虛擬電廠(VPP)的概念應運而生。大批VPP可減輕集中電網的負擔。

　　未來，一系列低碳能源網絡和智能化的大電網、大能源基地結合起來，配電網中的分散發電和有源負荷將呈現高速增長態勢，更多電力用戶將由單一的消費者(consumer)轉變為能源生產型消費者，即產消者(Prosumer)，寓電于民，可培育大面積產消者。產消者依托互聯網和現代信息通訊技術，把分布式電源、儲能、負荷等分散在電網的各類資源聚合，進行協同化運行控制和市場交易，對電網提供輔助服務。

　　另外，走向現代化和美麗中國所面臨的垃圾圍城、垃圾圍村難題，可以通過固廢資源化利用解決。垃圾、固體廢棄物，通過分布式利用，如堆肥、沼氣、焚燒發電等進行能源化利用，成為可再生能源之一。一旦我國有了大批的產消者和VPP，它們將創造電力系統的新形態，中國能源的局面將會發生革命性的變化。

　　河南省蘭考縣被選為能源革命試點縣，他們實際操作的是分散式風電、與建筑結合的光伏、生物質氣、地熱、儲能、垃圾發電。三年來的實際效果已證實了上述思想的可行性。

　　分布式與集中式結合，將增強各地能源的自供能力和韌性，有利于應對突發公共事件，這也是新冠疫情給我們的啟示之一。

　　能源與信息技術的結合改變能源業態

　　近年來，移動互聯網、大數據、云計算、物聯網等數字信息技術得到迅猛發展，全球經濟社會正在形成新的發展圖景，數字經濟作為新生業態正在成為經濟社會發展的新動力，世界各國和企業紛紛開啟數字化轉型。

　　在此浪潮下，“大云物智移”等數字化技術日益融入能源產業，重塑能源業態。能源、電力、互聯網技術相結合，構成能源物聯網(IoT)，實現橫向多能互補、電熱協同，縱向源、網、荷、儲、用、服、管協調優化，具有全面互聯、全面感知、全面智能、全面協調特征的新型能源生態體系(智慧能源)。

　　人工智能AI技術與能源領域也在結合。這個結合就是一個多能能源服務業，提高能效和高質量個性化服務是其特征。能源業要成為能源業+能源服務業，不僅提供能源，還有服務，而且服務的功能會越來越強，無人管理的風場、光伏發電站會越來越多，都離不開數字化的支撐。這是需求側推動的供給側能源革命。

　　能源轉型是產業革命的一部分。能源轉型具有長期性、艱巨性，但方向是清晰的，需要立足現實，放眼未來。上述五個方面涉及一些觀念的革命，能源觀的創新將引領能源革命，共同成就能源的新常態、高質量、新體系。

作者：杜祥琬