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在2060年实现碳中和时,届时我们的能源结构该有什么变化?

2020-11-30 14:13
能源承宣使
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9月22号,习近平主席在联合国一般性辩论大会做出重要报告,谈到新冠疫情带来的启示。其中就指出,中国要提高自主贡献能力,在《巴黎协定》的前提下,进一步深入开展减排和治理气候的行动,力争在2060年实现碳中和。

这项决定展现了中国政府在气候治理上的积极立场和大国风范,同时也明确提出今后40年能源革命的目标与任务。到2060年实现碳中和,是一个艰巨复杂的挑战,实现零排放是能源转型最后的目标。

为什么要实现能源转型?因为解决能源问题的唯一途径就是彻底改变能源结构。

近年来,中国能源安全存在诸多问题,例如国家油气资源不足,石油对外依存度70%以上,天然气对外依存度40%以上。随着天然气应用逐渐增长,对外依存的比例还在不断增高。对中国这样的大国来说,目前复杂的国际形势状况下,能源供应大比例依靠于进口,对于能源安全而言是个不稳定因素,亟待解决。

其次,大气治理面临挑战。解决雾霾问题影响每一个国民的生活质量。环境科学研究者指出,要治理好雾霾,达到15μg的目标,必须禁用化石能源,所以这也要求人们改善能源结构。

再者气候变化问题。随着时代的发展,人们越来越认识到,由于人类大量排放二氧化碳,导致大气层二氧化碳浓度过高,生存环境面临破坏。因此降低碳排放,改善地球环境,是人类治理环境的必经之路。

近年来中国使用化石能源排放的二氧化碳总量已接近100亿吨,是世界碳排放总量第一大国,离碳中和目标相距甚远,这也只能改变能源结构来实现碳中和。

因此,只有把以化石能源为基础的能源结构转为以可再生能源和核能等零碳能源为主的低碳能源结构,才能实现碳中和,解决国家面临的能源安全问题、大气污染问题、气候变化问题。

在2060年实现碳中和时,届时我们的能源结构该有什么变化?

水电从1.5万亿发展到2万亿,风电、光电、核电分别发展到2万亿、3万亿,1.6万亿,这样合起来是8.6万亿。8.6万亿占未来总用电量的78%,再利用燃煤、燃气、火电解决重点地区的调峰、平衡,保证电力系统的稳定,解决剩余2.4万亿度用电空缺,这样能够在未来实现年总用电量11万度电。

目前,国内年用电量约7万亿度电,未来用电预估增加50%。现在的电力供应占30%,未来电力供应要达到65%;零碳能源目前占比不到20%,未来要涨到70%。

这样一来,新的低碳能源结构的主要特点是什么?那就是以核电、风电、光电、水电等形式直接输出的电能为主,太阳能可以制热,但是它不能长途输送,生物质能以燃料形式输出,这是唯一的零碳燃料,但是量不大,未来最多只能占到总量的20%,而大部分都是直接输出电的。

未来主要电力来源风电、光电,这些都属于低能源密度能源,单位平米只能提供100瓦左右的电,而一小块发电厂就能产出几十万千瓦,两者之间特点不同。这时候开发风电、光电最需要的资源是什么?不是矿物,而是空间。

从这点出发,未来采用的就不再是传统的集中发电方式,而是分布式产能,尤其是分布式光伏,以自产自用、产用结合为主,逐渐发展成产能建筑。这就要求电网由单向变成双向,功能变成互通有无,电网系统也就面临重大挑战,包括架构、技术、定价机制得有全方位变化。

对于光伏行业而言,应该怎么做?

第一个就是充分挖掘可利用空间,将建筑表面发挥到极致,建设光伏发电,看得见太阳的空间,就是最宝贵的资源。

国家未来要发展20~30亿千瓦的光伏,这就要200~300亿平米的安装面积,相当于两三万平方公里。城乡建筑总量七八百亿平米,城市大约50亿平米区域可安装光伏。而农村都是平房,大概有200亿平米的屋顶,这块加起来差不多够发展光伏的地方了,只需要装上70%,就能解决三分之二的需求,所以建筑光伏大有可为。

第二个就是尽可能提高电力在建筑用能上的比例,实现建筑全面电气化。现在,很多地方都在使劲努力尝试,取消天然气做饭,改成电炊具,目前已经有了很大进展。

节能是基础,被动优先降低需求,主动优化提高效率。未来要不断改变形式,适应低碳形式,开发建筑外表,加大光伏应用。用电替代燃料,大力发展光伏建筑一体化,发展柔性电力负载建筑,以适应大规模使用风电、光电的需要,然后把智能充电桩纳入到建筑配电系统来,未来的趋势很可能是建筑配电的直流化,所以建筑在未来的低碳能源系统里边起着重要的角色,所以总的来说就是积极创新、应对挑战。

声明: 本文由入驻维科号的作者撰写,观点仅代表作者本人,不代表OFweek立场。如有侵权或其他问题,请联系举报。

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