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舒印彪院士:碳达峰碳中和技术路径及实践探讨

发布时间:2021-08-26 10:01    浏览量:160     分享:

舒印彪:中国工程院院士,现任国际电工委员会主席、中国电机工程学会理事长、中国华能集团有限公司董事长。

要在未来40年先后实现碳达峰、碳中和目标,面临艰巨挑战。

一是排放总量大。我国经济体量大、发展速度快、用能需求高,能源结构以煤为主,使得我国碳排放总量和强度“双高”。2019年我国煤炭消费比重达到58%,碳排放总量占全球比重达到29%,人均碳排放量比世界平均水平高46%。

二是减排时间紧。我国仍处于工业化和城镇化快速发展阶段,具有高碳的能源结构和产业结构,发展惯性大、路径依赖强,要用不到10年时间实现碳达峰,再用30年左右时间实现碳中和,意味着碳排放达峰后就要快速下降,几乎没有缓冲期,实现减排目标需要付出艰苦努力。

三是制约因素多。碳减排既是气候环境问题也是发展问题,涉及能源、经济、社会、环境方方面面,需统筹考虑能源安全、经济增长、社会民生、成本投入等诸多因素,这对我国能源转型和经济高质量发展提出了更高要求。

碳达峰碳中和的实现方式

碳排放受经济发展、产业结构、能源使用、技术水平等诸多因素影响,根源是化石能源的大量开发使用。目前我国化石能源占一次能源比重为85%,产生的碳排放约为每年98亿吨,占全社会碳排放总量的近90%。解决碳排放问题关键要减少能源碳排放,治本之策是转变能源发展方式,加快推进清洁替代和电能替代(“两个替代”),彻底摆脱化石能源依赖,从源头上消除碳排放。清洁替代即在能源生产环节以太阳能、风能、水能等清洁能源替代化石能源发电,加快形成清洁能源为主的能源供应体系,以清洁和绿色方式满足用能需求。电能替代即在能源消费环节以电代煤、以电代油、以电代气、以电代柴,用的是清洁发电,加快形成电为中心的能源消费体系,让能源使用更绿色、更高效。

建设中国能源互联网为推进“两个替代”,实现碳达峰、碳中和目标提供了高效可行的系统解决方案。我国清洁能源资源丰富但与主要用能地区逆向分布,实现“两个替代”,需要解决好能源开发、配置和消纳问题。中国能源互联网是清洁能源在全国范围大规模开发、输送和使用的基础平台,是清洁主导、电为中心、互联互通的现代能源体系,为能源转型升级、减排增效提供了重要载体,实质是“智能电网+特高压电网+清洁能源”,智能电网是基础,特高压电网是关键,清洁能源是根本。

建设中国能源互联网是落实习近平总书记关于“四个革命、一个合作”能源安全新战略,推进国内能源互联网建设,抢占全球能源互联网构建制高点等重要指示精神的必然要求,将加快推动清洁能源大规模开发和电能广泛使用,全方位减少煤、油、气消费,促进能源生产清洁主导、能源消费电能主导(“双主导”),能源电力发展与碳脱钩、经济社会发展与碳排放脱钩(“双脱钩”),以能源体系零碳革命加快全社会碳减排,实现绿色、低碳、可持续发展。

加快发展特高压电网是构建中国能源互联网的关键。特高压技术作为我国原创、世界领先、具有自主知识产权的重大创新,破解了远距离、大容量、低损耗输电世界难题,是构建特大型互联电网、实现清洁能源在全国范围高效优化配置的核心技术。经过十几年的不懈努力,我国在特高压技术、装备、标准、工程等方面实现全面引领,建成世界上电压等级最高、配置能力最强的特高压交直流混合电网,2019年输送电量达4500亿千瓦时,一半以上为清洁能源发电,为保障能源安全、推动清洁发展作出了重要贡献。

以特高压电网引领中国能源互联网建设,推动我国碳减排总体分3个阶段。

第一阶段尽早达峰(2030年前)。重点是推进西部、北部清洁能源基地特高压直流外送通道和东部、西部特高压交流骨干网架建设,加快清洁能源大开发,压控化石能源消费总量,主要以清洁能源满足新增能源需求,电力、能源、全社会分别于2025、2028、2028年实现碳达峰,峰值为45亿、102亿、109亿吨。

第二阶段加速脱碳(2030~2050年)。重点是全面建成中国能源互联网,形成东部、西部两个特高压同步电网,深入推进清洁替代和电能替代,带动产业结构调整和经济转型升级,2050年电力实现近零排放,能源、全社会碳排放分别降至18亿、14亿吨,相比峰值下降80%、90%。

第三阶段全面中和(2050~2060年)。重点是进一步发挥中国能源互联网的带动作用,推进各行业各领域深度脱碳,结合自然碳汇、碳移除等措施,力争2055年全社会碳排放净零,实现2060年前碳中和目标。

构建中国能源互联网将打造能源转型和碳中和的中国模式,优势显著、效益巨大。一是见效快。相比现有发展模式,我国清洁能源开发速度和全社会电气化率增速都将提高1.5倍以上,到2060年,清洁能源占一次能源比重将达90%,电能占终端能源比重将达66%,高效实现能源清洁化和电气化的全面转型。二是成本低。预计2020~2060年我国能源电力系统累计投资约122万亿元,占GDP比重不到1.2%,其中清洁能源、能源传输、能效提升投资分别占47%、32%、12%,全社会碳减排边际成本仅为260元/吨,远低于700元/吨左右的全球其他减排方案。三是综合价值大。中国能源互联网在促进气候治理、改善环境与健康、减少油气进口、带动产业升级、创造更多就业等方面将产生巨大协同效益,累计创造社会福利可达1100万亿元,相当于能源系统每投入1元能够产生9元的综合效益,对我国高质量发展作用显著。


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