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酷暑下對(duì)可再生能源的思考|中國(guó)觀察

第一財(cái)經(jīng)發(fā)布時(shí)間:2022-07-27 11:38:29

現(xiàn)在外面天氣炎熱。

上海七月份的平均氣溫已經(jīng)達(dá)到了31攝氏度。最近10天,氣溫都在30度以上,這周更是高達(dá)40度。

作為一個(gè)加拿大人,我一直覺(jué)得中國(guó)的夏天挺炎熱的。上世紀(jì)八十年代我來(lái)天津留學(xué),那時(shí)候家里都沒(méi)有空調(diào)。晚上大家都是出門(mén)到戶(hù)外乘涼,甚至直接睡在外面,平時(shí)都是靠冰鎮(zhèn)西瓜、電扇或手搖扇、涼茶來(lái)消暑降溫。

現(xiàn)在空調(diào)已經(jīng)很常見(jiàn)了,我住的地方就很舒適。然后我就開(kāi)始想,空調(diào)制冷需要消耗能源,碳排放導(dǎo)致全球變暖,我這種舒適的生活方式符合“可持續(xù)”發(fā)展的原則嗎?

顯然,要實(shí)現(xiàn)可持續(xù)性需要減少使用化石燃料。問(wèn)題是,在實(shí)現(xiàn)這個(gè)目的的道路上我們能走多快?

帶著這個(gè)問(wèn)題,我閱讀了中國(guó)的《“十四五”可再生能源發(fā)展規(guī)劃》。文件是上個(gè)月由包括國(guó)家發(fā)展與改革委員會(huì)、國(guó)家能源局、財(cái)政部、自然資源部在內(nèi)的九個(gè)部門(mén)聯(lián)合發(fā)布的。

文件為中國(guó)2021至2025五年制定發(fā)展規(guī)劃,為實(shí)現(xiàn)《巴黎協(xié)定》中應(yīng)對(duì)氣候變化自主貢獻(xiàn)承諾提供短期指導(dǎo)。

中國(guó)承諾在2030年實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰、2060年實(shí)現(xiàn)碳中和。為實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo),中國(guó)承諾2030年將非化石能源在能源消費(fèi)中的占比提高至25%。

該文件稱(chēng),到2025年,非化石燃料要占能源消費(fèi)總量的20%。2021年,該比例為17%。2020年至2025年期間,該比例需要上升4個(gè)百分點(diǎn),這一目標(biāo)跟上一個(gè)五年期間實(shí)際實(shí)現(xiàn)的增量是一樣的。

在過(guò)去二十年間,化石燃料在能源結(jié)構(gòu)中占比下降,化石燃料消費(fèi)則繼續(xù)實(shí)現(xiàn)絕對(duì)增長(zhǎng)(圖1)。過(guò)去十年中,煤炭的絕對(duì)消費(fèi)量一直保持穩(wěn)定,但在能源消費(fèi)總量中的占比已從75%降至56%,一部分原因是中國(guó)能源消費(fèi)越來(lái)越依賴(lài)天然氣,而天然氣的碳排放比較少。隨著乘坐汽車(chē)和飛機(jī)需求的增長(zhǎng),原油消費(fèi)量持續(xù)增長(zhǎng)。

中國(guó)穩(wěn)定的能源消費(fèi)量跟不斷新建火力發(fā)電廠之間存在什么聯(lián)系呢?

據(jù)中國(guó)氣候變化事務(wù)特使解振華先生說(shuō),中國(guó)要通過(guò)制定現(xiàn)代、有效的計(jì)劃、廢除舊的規(guī)劃來(lái)實(shí)現(xiàn)不斷升級(jí)。近年來(lái),中國(guó)已經(jīng)停用了12萬(wàn)兆瓦的火力發(fā)電廠,超過(guò)大多數(shù)國(guó)家的發(fā)電能力,他說(shuō)。2021年,中國(guó)共有130萬(wàn)兆瓦火力發(fā)電能力。

去年,中國(guó)超過(guò)一半的非化石能源產(chǎn)量來(lái)自水力發(fā)電,風(fēng)能、核能以及太陽(yáng)能分別占24%、17%、8%。后三者是增長(zhǎng)最快的非化石能源(圖2)。

中國(guó)的能源轉(zhuǎn)型才剛剛開(kāi)始。要實(shí)現(xiàn)碳中和目標(biāo),中國(guó)必須加快腳步。根據(jù)中國(guó)的長(zhǎng)期減排戰(zhàn)略,到2060年,非化石燃料在能源消費(fèi)中的比例將升至80%。這一提升速度明顯超過(guò)了2025和2030年目標(biāo)中的規(guī)劃。

該長(zhǎng)期戰(zhàn)略還分燃料來(lái)源設(shè)置了發(fā)電目標(biāo)。到2025年,中國(guó)三分之一的電力將來(lái)自可再生能源。其中,水電和其他可再生能源分別占15%和18%(圖4)。雖然水電的份額基本持平,但其他可再生能源的份額將在2020年和2025年之間上升7個(gè)百分點(diǎn)。在2015年至2020年,其他可再生能源發(fā)電份額增長(zhǎng)了5個(gè)百分點(diǎn)。

中國(guó)的減排目標(biāo)在很大程度上依賴(lài)風(fēng)能和太陽(yáng)能發(fā)電來(lái)實(shí)現(xiàn),計(jì)劃在2020年和2030年之間將風(fēng)能和太陽(yáng)能發(fā)電量提高一倍以上,使中國(guó)的風(fēng)能和太陽(yáng)能發(fā)電裝機(jī)量達(dá)到約120萬(wàn)兆瓦。

中國(guó)已經(jīng)是世界領(lǐng)先的風(fēng)能和太陽(yáng)能發(fā)電大國(guó)。2020年,中國(guó)的風(fēng)能和太陽(yáng)能發(fā)電量幾乎是美國(guó)的三倍,超過(guò)歐洲45%,比所有其他國(guó)家總和還多54%(圖5)。中國(guó)的風(fēng)能和太陽(yáng)能發(fā)電量占全球的37%。由于沒(méi)有其他國(guó)家有如此快速的擴(kuò)張計(jì)劃,中國(guó)的發(fā)電份額還將繼續(xù)上升。

根據(jù)計(jì)劃,到2025年,每年的可再生能源消費(fèi)量將相當(dāng)于10億噸煤。這種對(duì)可再生能源的增加使用每年將節(jié)省約26億噸碳排放量。2020年,中國(guó)的碳排放量為107億噸。

中國(guó)從化石燃料向可再生能源的供能轉(zhuǎn)型面臨兩大挑戰(zhàn)。

首先是以合理的成本將電力推向市場(chǎng)。太陽(yáng)能和風(fēng)能發(fā)電現(xiàn)在從發(fā)電場(chǎng)就在與煤炭發(fā)電相互競(jìng)爭(zhēng)。問(wèn)題在于可再生能源需要廣闊的開(kāi)放空間,這些空間往往遠(yuǎn)離消耗電力的人口中心。

解決方案是在電力傳輸方面斥巨資將風(fēng)力發(fā)電場(chǎng)和太陽(yáng)能發(fā)電場(chǎng)連接到電網(wǎng),然后盡可能高效地將電力輸送到全國(guó)各地。國(guó)家電網(wǎng)和南方電網(wǎng)計(jì)劃在“十四五”期間投資2.9萬(wàn)億元,比2016年至2020年增加13%。

這項(xiàng)投資的一個(gè)主要部分將是讓中國(guó)的超高壓輸電能力在五年計(jì)劃期間翻一番,達(dá)到10.5萬(wàn)兆瓦。超高壓傳輸比低壓選項(xiàng)便宜25%,部分因?yàn)槌邏壕€路在傳輸過(guò)程中僅損失了低壓線路的四分之一的功率。到目前為止,中國(guó)擁有世界上范圍最廣的高壓輸電網(wǎng)絡(luò), 35條線路共跨越了34500公里。

可再生能源面臨的第二個(gè)挑戰(zhàn)是儲(chǔ)能。由于風(fēng)能和太陽(yáng)能依賴(lài)天氣狀況,因此發(fā)電和電力需求之間在時(shí)間上可能錯(cuò)位。存儲(chǔ)可以幫助供需同步。

最常見(jiàn)的儲(chǔ)能技術(shù)是在晴朗或有風(fēng)的時(shí)候?qū)⑺萌胨畮?kù)。當(dāng)需要電力時(shí),水從水庫(kù)中流出,在此過(guò)程中轉(zhuǎn)動(dòng)渦輪機(jī)。

2020年,中國(guó)擁有3萬(wàn)兆瓦的抽水蓄能。歐洲為2.8萬(wàn)兆瓦,美國(guó)為1.9萬(wàn)兆瓦,世界其他地區(qū)為4.3萬(wàn)兆瓦。根據(jù)中國(guó)能源發(fā)展五年計(jì)劃,到2025年,抽水蓄能容量將達(dá)到6.2萬(wàn)兆瓦,另有6萬(wàn)兆瓦正在建設(shè)中。2025年投入運(yùn)行的抽水蓄能容量約占風(fēng)能和太陽(yáng)能發(fā)電量的7%,高于2020年的5.6%。

中國(guó)也在擴(kuò)大電池儲(chǔ)能。國(guó)家電網(wǎng)計(jì)劃到2030年擁有10萬(wàn)兆瓦的電池儲(chǔ)能,而現(xiàn)在只有3千兆瓦。此外,政府鼓勵(lì)民營(yíng)企業(yè)參與儲(chǔ)能市場(chǎng),允許他們買(mǎi)賣(mài)電力。

我寫(xiě)完這篇文章時(shí),已經(jīng)開(kāi)始下雨了。這真的是傾盆大雨,它應(yīng)該有助于涼爽天氣。我已經(jīng)關(guān)掉了空調(diào)。實(shí)現(xiàn)環(huán)境可持續(xù)長(zhǎng)路漫漫,這有賴(lài)于限制需求,以及去碳化的能源供應(yīng)。


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