可再生能源制氢占比仅为1%,氢来源亟待“绿化”
来源:经济日报
7月29日,由中国电力企业联合会指导、协鑫(集团)控股有限公司(下称协鑫集团)主办的氢能产业发展论坛暨协鑫氢能战略发布会在京举行。中国能源研究会副理事长吴吟表示,能源行业排放占到全球温室气体排放总量的2/3,实现双碳目标的关键在能源。能源低碳发展有两大路径:化石能源低碳利用和大力发展可再生能源。当前,G20集团中已经有9个国家和地区发布了氢能发展战略,还有7个国家和地区正在开展前期研究。氢能产业呈现出良好发展态势, 科技 进步日新月异、应用场景层出不穷,未来氢能将在钢铁、能源、交通和建筑等领域广泛应用。
根据中国氢能联盟预测,到2030年,我国氢气的年需求量将达到3715万吨左右,在终端能源消费中占比约5%;到2060年,我国氢气的年需求将增至1.3亿吨左右,在终端能源消费中占比约20%。
中国电力企业联合会专职副理事长安洪光表示,通过新能源与氢能的耦合,可助力高比例清洁能源电力系统的稳定运行,解决长时间清洁能源处理和负荷需求的平衡问题,帮助难以减排领域深度脱碳。在他看来,“十四五”时期,将是我国碳达峰“窗口期”、氢能产业发展的发力期,也是氢能市场的培育期和氢能技术的追赶期。
随着减碳行动的开展和各项政策的加持,氢能发展势不可挡。据不完全统计,迄今已有河南、山西、湖北、安徽等超过30个省市对氢能产业发展作出了明确部署,有的还制定了详细的时间表、路线图和任务书。可再生能源制氢、燃料电池 汽车 示范城市群、加氢站建设等项目成行业投资热点。
氢从何处来?在碳达峰、碳中和目标下,回答好这一问题尤为重要。
根据不同的制取方式和碳排放量,氢能被分为灰氢、蓝氢和绿氢。2020年我国氢气来源中,62%为煤制氢,19%天然气制氢,仅有1%的可再生能源制氢,氢来源亟待“绿化”。中国工程院原副院长杜祥琬强调,氢能产业要实现高质量、可持续发展,其核心准则是从源头做到可持续,将波动性、间歇性的风能、太阳能转换为氢能,有利于储能和传输,具有零排放、零污染和可持续优势。
高成本是当前可再生能源制氢大规模推广的主要难题。“降低氢能使用成本是产业发展的关键所在。”在中国石油和化学工业规划院新能源发展研究中心主任刘思明看来,我国氢能产业急需模式创新,依托海外优质天然气资源,转化为氢气具有成本竞争力,国内京津冀、长三角、珠三角氢能产业率先发展,用氢也应避免长距离陆运。他认为,未来国内氢能市场将以“工业副产氢+短距离运输”模式为主,海外将以“优质资源转化蓝氢+长距离化学品载体运输”模式为主。
会议现场,协鑫集团旗下协鑫新能源正式对外发布公司氢能战略。根据规划,协鑫新能源氢能战略由蓝氢和绿氢两部分构成。具体而言,蓝氢目标――首期建成年产230万吨合成氨,逐步扩能至每年400万吨生产规模,可供应国内70万吨蓝氢;绿氢目标――计划到2025年建设100座综合能源站,达到40万吨年产能。
协鑫集团董事长朱共山表示,从空间结构上讲,在东部、南部等负荷中心发展蓝氢,在中西部地区等新能源大基地发展绿氢,一蓝一绿,协同发展。“协鑫新能源将打造不依赖补贴,完全市场化的零碳 科技 先锋企业,做全球综合实力领先的绿氢与蓝氢综合运营服务商。”
在中国,未来能源的可持续发展是以核能为主,还是以可再生能源为主?这是一个问题,一个已引发科学界重大争议的问题。“世界物理年在中国”系列活动十六日在北京举行最后一场活动——“物理学与经济社会发展”大型报告会,中国工程院副院长杜祥琬院士做报告称,中国现已明确积极发展核电方针,到二0二0年,中国核电比例将由目前仅约百分之一达到约百分之四,而且还将进一步加快发展。这位知名应用核物理与强激光技术专家认为,基于核聚变反应堆的聚变电站是解决人类未来能源问题的一个希望,虽然乐观的估计要五十年以后甚至更长时间,受控聚变核能才能开始对清洁能源做出实际贡献,但这对能源的长期持续发展具有重要意义。杜祥琬说,预计到二0六0年,中国电力结构中煤电与煤气电、核电、包括水电的可再生能源发电将份额相当,大概是三分天下的局面,“这虽然是粗略的估计,但发展趋势是肯定的”。中国科学院院士何祚庥在会上旗帜鲜明地提出,中国将不能走以核能为主导能源的道路,必须尽可能地转向主要包括水能、风能、太阳能和生物质能等可再生能源为主导的能源结构。何祚庥给出理由说,中国的天然铀资源供应不足,仅能支撑五十座标准核电站连续运行四十年,虽然可考虑进口天然铀,但在世界纷纷大力发展核能形势下,有人估计“铀资源大约在四十年内就会耗尽”。对于能源可持续发展话题,中国科学界有争议,也有共识,科学家们均表示,控制中国能源消耗总量,大力节能,建设节约型社会,将是中国能源可持续发展战略的必然选择。
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在9月27日举办的中国综合能源服务产业高峰论坛上,远景 科技 集团CEO张雷分享了这样一段对未来场景的想象。综合能源服务,应用远超乎想象。
此次论坛由中国综合能源服务产业创新发展联盟、中电联售电与综合能源服务分会联合举办,国网综能服务集团承办。围绕“推动清洁智慧能源发展,打造综合能源服务生态”主题,500余名专家、学者、企业家代表深入探讨,交流经验。综合能源服务产业的未来,从中可窥一斑。
综合能源服务
顺应时代发展
不再是单纯卖电,综合能源服务满足客户多元化、差异化、个性化需求,提高能源系统效率,降低用能成本。相关研究显示,至2035年,综合能源服务市场潜力规模约为1.3万亿~1.8万亿元。国家电网公司的营业数据也证实了这一市场潜力。2019年,国家电网公司综合能源服务实现业务收入110亿元,同比增长125%。
国网综能服务集团上海电力大学综合能源服务项目。
如果放到更大的环境中去看,综合能源服务产业的兴起其实是一种必然。
一方面受资源、环境、气候变化的制约,清洁低碳转型是全球能源发展大势所趋。
综合能源服务作为一种互补互济、多系统协调优化的能源供应和消费模式,是提升我国能源开发使用效率、提高可再生能源消纳比例的重要发展方向。近日在联合国大会上,我国承诺二氧化碳排放力争于2030年前达到峰值,努力争取2060年前实现碳中和。论坛上,不少专家表示,中国低碳号角已经吹响。实现这一目标,践行“四个革命、一个合作”能源安全新战略,综合能源服务大有可为。
中国工业经济联合会会长李毅中 指出,把供给侧和用能侧有机结合起来是全面提高 社会 能耗效率的有效途径,综合能源服务应运而生。
国家能源局副局长、党组成员刘宝华 认为,综合能源服务打通电、气、热、冷等多种能源系统的壁垒,实现能源效率的提升,有助于实现能源消费方式根本性转变。他还透露,国家能源局正着手制定“风光水火储一体化”“源网荷储一体化”政策,提升能源清洁利用水平和电力系统运行效率。
另一方面,技术的进步及综合发展,给综合能源服务添了一把催化剂。
中国电力企业联合会党委书记、常务副理事长杨昆 指出,目前我国能源发展进入从总量扩张到提质增效转变的新阶段,可再生能源大规模开发利用,分布式能源、储能、电动 汽车 等交互式能源设施快速发展,各种新型用能形式不断涌现。新一轮能源技术革命、信息通信技术革命和产业融合技术发展为电力发展带来新机遇。以跨界融合为特点的综合能源服务,必将成为现代能源体系的重要系统生态和商业模式。
全国工商联副主席、正泰集团董事长南存辉 认为,能源技术的创新发展催生了很多新业态和新模式,5G、大数据、人工智能、“互联网+智慧能源”等已经成为应用热点。综合能源互补性明显,多系统互动优势多,是能源变革的重要推手。
这是一片生机勃勃的蓝海。 国家发展和改革委员会副秘书长苏伟 分析,综合能源服务具有开放、共享特征,集成了多种技术创新和商业创新,提升了中小企业参与的程度,同时打破了不同能源品种间的行业壁垒和技术壁垒,增强跨单位、跨领域的协调互济能力,促使企业增强自身竞争能力,激发能源市场活力。
电力行业
正在转型
电为中心是综合能源服务的重要趋势。能源革命要求,在能源供给侧,清洁能源比重不断加大;在能源消费侧,电气化水平不断提高。也就是说,能源供给侧和消费侧都呈现碎片化趋势,这对电力行业现有格局及运行模式造成不小的挑战。
中国工程院院士、中国工程院原副院长杜祥琬 提出,要重新认识中国的能源禀赋。一些“负荷重、资源缺”的地区,其实身边就有丰富的可再生能源资源可以开发。 中国工程院院士、清华大学教授韩英铎 进一步指出,未来的电网是垂直型和扁平型共存的电网。未来风、光、储、热、冷、电是互相融合的,多种能源交融是趋势。
我国火电的平均利用小时数只有4200小时。从数据上看,这是非常浪费的。不少专家都提到,要下决心关闭小火电,关停部分火电。但同时, 中国工程院院士、国家电网公司副总工程师郭剑波 提出,能源转型要协调环境、安全、经济三者的关系。高比例新能源的应用,给电力系统的安全性和经济性都带来挑战。大幅削减常规机组,在短期内难以实现预期。他认为,电力转型要靠综合能源。
上海电气集团股份有限公司副总裁陈干锦 说,近年来综合能源服务的发展,对火力发电构成巨大挑战。目前,业务领域涉及火电、核电、新能源发电的上海电气正加大风光储战略性布局。
国家电网公司的转型方向已经写在了公司发展战略目标中—— 建设具有中国特色国际领先的能源互联网企业 。国家电网公司要建设的能源互联网,是以电为中心,以坚强智能电网为基础平台,深度融合应用先进信息通信技术、控制技术与先进能源技术,支撑能源电力清洁低碳转型、能源综合利用效率优化和多元主体灵活便捷接入,具有清洁低碳、安全可靠、泛在互联、高效互动、智能开放等特征的智慧能源系统。
利用电网联系千家万户的优势,国家电网公司开展综合能源服务,以电能的高效利用为中心,帮助客户挖掘能效提升潜力,搭建客户与能源服务市场主体供需对接平台,共同提供更具经济性、智慧化的用能解决方案。目前,国家电网公司构建了以国网综能服务集团、27家省综合能源公司、公司产业、科研和金融单位为支撑的综合能源全链条服务业务体系。
“绿色国网”
服务产业生态圈
在这次论坛上,企业家代表也分享了他们在综合能源服务领域的应用案例、构建综合能源网络的具体实践。无论国企、民企,无论大、小企业都高招频出。
打造综合能源服务生态是此次论坛的重要主题。国家电网公司坚持以开放的心态和姿态,着力建设共享共治共赢的综合能源服务产业生态圈。去年,国家电网公司发起成立中国综合能源服务产业创新发展联盟,为加强沟通、合作共赢、推动综合能源服务产业高质量发展建起阵地。
论坛期间,国家电网公司创新终端能源智慧服务平台——“ 绿色国网 ”上线。
“绿色国网”是国家电网公司综合能源服务的互联网主入口,支持移动端、电脑 端、大屏、第三方渠道等多种访问方式。内容包括资讯、能源学院、产业联盟、解决方案、供需服务、服务云市场、培育创新、综能云博会八大业务板块。
集成27家省级智慧能源服务平台,依托国家电网公司的品牌、数据、技术、人才、渠道等行业优势,联合中国综合能源服务产业创新发展联盟,“绿色国网”可以为综合能源服务领域的相关主体引流、赋能,实现综合能源服务生态线上线下融通发展,实现综合能源服务生态圈的共建共享共赢。
在“绿色国网”上
✔ 综合能源服务商可以挖掘潜力客户,预测供需变化,获取市场商机,共享资源能力;
✔ 园区、商业综合体、工业企业、居民等各类终端客户可以获得用能监测、能效诊断分析、需求响应、运维服务等,并得到全方位服务规划设计、工程实施、系统集成、运营维护等全流程支撑;
✔ 政府部门可以开展能源监管,掌握供需平衡,服务区域能源规划;
✔ 高校和科研机构可以得到项目合作机会,实现科研成果转化;
✔ 小微企业和创客可以共享渠道合作,得到资金、技术扶持……
聚资源、汇服务、连客户、创价值。“绿色国网”打破信息壁垒,促进上下游良性互动、合作共赢,全面助力综合能源服务产业快速发展,实现创新、协调、绿色、开放、共享的能源发展新格局。
未来已来,智慧、高效、低碳、美好的未来生活在综合能源服务实践中正在变为现实。
5月的最后一天,上海浦东上线“智慧能源双碳云平台”,用以开展低碳零碳负碳技术的开发应用,打造“双碳”示范区。
往前推10天,浙江省召开碳达峰碳中和工作推进会,全面部署推进碳达峰碳中和工作,提出要“为全国实现碳达峰碳中和多作贡献、勇当先锋,打造‘重要窗口’重大标志性成果”。
中国国家气候变化专家委员会副主任何建坤认为,对我国而言,碳达峰时间越早,峰值排放量越低,就越有利于实现长期碳中和目标。当前最主要的是控制和减少二氧化碳排放的增量,推进碳排放尽早达到峰值,并迅速转为下降趋势,持续降低排放总量,走上长期碳中和的发展路径。
值得注意的是,当前,也有一些地方在碳达峰、碳中和上出现焦虑心态,一些企业做起了碳达峰概念营销,甚至有的地区“破罐子破摔”,企图借碳达峰“攀高峰”“冲高峰”,有了发展高能耗、高排放产业的歪心思。
那么,到底应该怎么认识碳达峰?碳排放怎样才算真正达峰,达峰之后又出现了增长,该怎么办?碳达峰、碳中和有望提前实现吗?需要付出哪些努力甚至代价?
围绕这些问题,国内一线气候、能源、经济专家给出了一些思考。
关于“双碳”,学术界和产业界时常提及的一个说法是:欧洲主要国家约在上世纪90年代碳达峰,计划2050年实现碳中和,其间有60年时间,而中国只有30年时间,这个过程能否保证平稳和安全,是一个艰巨任务。
在中国国家应对气候变化战略研究和国际合作中心首任主任、学术委员会主任李俊峰看来,“3060”的碳排放目标的确有挑战,要付出努力才能实现,但不一定是艰苦卓绝的努力。
李俊峰提醒,正确认知碳达峰、碳中和目标,首先要认识到,这个目标不是心血来潮的决定,是党中央经过深思熟虑作出的重大决策。
从政策层面看,1992年至1994年,原国家计划委员会和国家环保局就进行了《中国温室气体排放问题与控制策略》研究,向中央提出了减排温室气体的三项主要措施,分别是提高能源效率,发展可再生能源,增加森林碳汇。
2005年,国家发展和改革委组织了关于制定国家应对气候变化方案的研究,既为2007年国务院出台《中国应对气候变化国家方案》提供了技术支持,也为2009年我国首次提出减排措施提供了支持。
2013年,国家启动关于2050年中国低碳发展宏观战略研究,提出了2030年国家应对气候变化的总体目标,以及本世纪中叶低碳发展的宏观战略愿景和技术路径。
2016年国家低排放发展战略研究启动,基本形成了本世纪中叶的国家低排放总体战略,也即碳中和的目标。
到了2020年,我国开始部署实现碳达峰、碳中和问题的研究,提出了目标、技术路径和路线图。
从产业角度来看,过去30年里,人工智能技术、能源技术、交通技术、环保技术、生物技术、互联网技术、碳汇技术等一批崭新的技术应运而生,技术进步推动产业发展不断更新。
尤其是经过“十一五”期间的能源双控,我国碳排放过快增长的势头在“十二五”期间得到有效遏制,“十三五”期间,已有部分省市实现碳达峰或接近达峰状态。
“我们是一步步走过来的,每个时期都有相应的政策和产业积累。”李俊峰认为,中国走向碳中和是 历史 传承的结果,如果没有这些 历史 传承,不会突然冒出来一个碳达峰、碳中和目标,“碳中和就是一个潮流,大家必须按照这个方向走。”
尽管各地区在推进“双碳”目标上表现积极,但仍有一些地方政府存在紧张、焦虑的心态:到底怎样才算是真正的碳达峰?万一以为到了峰值,结果之后又出现增长呢?
欧洲的碳达峰是一个自然的过程,是事后才得出什么是碳排放峰值。根据英国石油公司(BP)发布的《BP世界能源统计年鉴》的数据,欧盟碳排放于上世纪70年代末达到最高,欧洲主要国家于上世纪90年代实现碳达峰,此后经历了长达10余年的平台期,才开始缓慢下降,目前即将步入快速下降阶段。
我国与欧洲情况不同,是人为地设定了碳达峰的时间表,从逻辑出发,要想为之后的碳中和争取时间,那么就需要将碳达峰的日子提前。但目前,我国碳排放整体仍处在爬坡阶段,还没有看到峰顶。未知之下,碳达峰恐惧症在部分地区形成。
李俊峰认为,这种焦虑心态,大可不必。
支撑这一说法的理由是,2012年至2016年期间,我国出现了二氧化碳排放的负增长,扣除2011年的数据调整和2018年、2019年两年的反弹,我国在2011年已经达到了碳排放峰值,“十三五”期间二氧化碳排放的增长主要来自于石油和天然气(约占80%)。
“碳达峰只是一个过程、一个拐点,达峰后仍会出现一些波动,包括小幅的增长、下降等反复,不必过度计较。”李俊峰认为,从能源消费增长来看,中国大部分省份已经出现了拐点,海南省、深圳市等省市已经可以开始讨论碳中和问题了。
既然已经有省市实现达峰或接近达峰,那么,全国的碳达峰、碳中和有望提前实现吗?
厦门大学中国能源政策研究院院长林伯强认为,之前保守估计2025或2026年就可以实现碳达峰,但以我国目前这种增长的态势来看,应该还得提前一两年,但是具体多少量达到净排放峰值比较难以判断。
“还是要取决于这几年的经济走向是怎么样的,这跟经济是相辅相成的。如果经济增长没有准确判断,就很难判断高点。另外还得考虑到最近的产业结构调整等等,这些都是不确定因素。”林伯强说。
与此同时,要提前实现目标,当前阶段一些走歪路的想法和做法也要摒弃。
在李俊峰看来,提前实现碳达峰,发达地区的难度不一定会很小,要防止一两个项目就突破防线;落后地区要防止“破罐破摔”,拉高排放水平。“一定要把碳达峰与稳中有降和碳中和的目标联系起来。”
中国工程院院士、国家能源咨询专家委员会副主任、国家气候变化专家委员会名誉主任杜祥琬提醒,要防止一些地方借碳达峰来“攀高峰”“冲高峰”,防止发展高耗能、高排放产业的冲动,抓住产业调整的机遇,指向高质量发展。
“‘十四五’是实现碳达峰的窗口期和关键期,期间,中国70%-75%的地区碳排放能够实现达峰,这样才能在2030年前顺利实现达峰目标。”李俊峰说。
约50年前,美国就开启了能源创新革命,大力发展光伏、氢能,欧盟也开始通过对民众力量的唤醒,不断加快减碳技术及机制的研究。日本也在能源计划方面不断加大 科技 研发及人才培养投入,致力于颠覆性技术的创造创新。
从这些国家的实践来看,碳达峰、碳中和表面上是应对气候变化的环境问题,实则是事关经济 社会 系统性变革的发展问题。它不仅涉及能源结构升级,还包括增长方式、生活方式的转变,关系到国家经济高质量发展,是推动国家从资源依赖走向技术依赖的重要力量。
从这个意义而言,我国目前制定的碳达峰、碳中和目标,绝非单纯意义上的环保竞赛,而是全新一轮的 科技 创新竞赛、绿色创新竞赛。
“所有的问题都可以通过创新来解决,因此必须提高创新能力,包括技术创新和体制创新。”李俊峰说。
与此同时,所有的国家意志和国家努力,最终都要由地方来落实。碳达峰、碳中和目标的实现,同样如此。
多位专家认为,要想全国按时甚至提前实现碳达峰、碳中和目标,一方面离不开长三角、珠三角等碳排放重点区域率先实践 探索 。
以海南为例,可以靠自身政策的灵活性,在交通电气、高速公路充电桩基建进行布局,同时在新能源光伏、海上风电、核电等领域施展拳脚。
再比如光伏制造产业链最完整、产量最大、企业和人才最集聚的长三角地区,可以在压降煤炭消费的同时,以应用拓展市场,加快建设世界级的低碳产业集群,建设一批高碳企业及脱碳技术的试点示范项目。
通过这些地区的经验,找到实现碳中和的路径,可以为全国未来的碳中和积累经验。当然,这其中也包括央企、大型企业等率先 探索 转型之路。
另一方面,可按照空间、区位、能源和资源禀赋及产业布局比较优势,统筹优化全国不同地区在发展、资源能源和产业方面的功能,分类施策,推动各地方逐步碳达峰、碳中和。
比如,可以考虑要求中东部地区率先达峰,为西部及落后地区发展留出空间;鼓励有条件或创造条件提前达峰,允许落后地区2030年以后达峰。
再者,抓住主要矛盾,推动行业依次达峰。比如让工业行业率先达峰,特别是钢铁、水泥、电解铝等高排放领域率先达峰,建筑、交通等可以在2030年左右达峰,个别行业可以在2035年以后达峰。
双碳,即碳达峰与碳中和的简称。
“双碳”战略倡导绿色、环保、低碳的生活方式。加快降低碳排放步伐,有利于引导绿色技术创新,提高产业和经济的全球竞争力。中国持续推进产业结构和能源结构调整,大力发展可再生能源,在沙漠、戈壁、荒漠地区加快规划建设大型风电光伏基地项目,努力兼顾经济发展和绿色转型同步进行。
发电行业作为首个纳入全国碳市场的行业,是考虑到发电行业二氧化碳排放量比较大,同时发电行业的管理制度相对健全,数据基础比较好。在发电行业碳市场健康运行以后,将进一步扩大碳市场覆盖行业范围,充分发挥市场机制在控制温室气体排放、促进绿色低碳技术创新、引导气候投融资等方面的重要作用。
构建以新能源为主体的新型电力系统是完全可能的。“概括起来说,纵向的发、输、配、用和源、网、荷、储协调规划,横向多能互补,发展多种类型的商业化的储能技术,调动各种灵活性资源,建设新能源为主体的新型电力系统是完全可能的。”杜祥琬说,它的目的在于安全、可靠、灵活的供电,在极端情况下,包括极端天气情况下,要保证供电的安全,在常态下确保我们经济社会的正常运行。
数据显示,煤炭占我国已探明化石能源资源储量的97%。与会院士一致认为,煤炭要革命,要实现煤炭在全行业、全产业链的清洁、高效、可持续开发利用。
“煤炭是功臣,将来也要做很大贡献,同时必须认识到‘减煤’是进步。”中国工程院院士杜祥琬在发言中说,一是要提高煤炭科学生产能力,增加效率和洁净度;二是加大散烧煤规划治理,用气、电、地热等来代替;三是保持工业燃煤尽量不再增长,提高电煤的高效利用;四是适度做一些高端煤化工。
中国工程院院士彭苏萍认为,当前风能、太阳能加速发展,但主要位于西北部且属于间歇式能源,仍要以煤电作为主要调峰主体。因此迫切需要提高煤电发电效率,实现二氧化碳近零排放。
据谢克昌分析,中国的能源革命需要经历结构优化期、变革期和定型期三个阶段,即2020年以前,主要是煤炭的清洁高效可持续开发利用,淘汰落后产能,提高煤炭利用集中度;2020年到2030年,主要是清洁能源尤其是可再生能源替代煤炭战略;2030年到2050年,形成新型能源体系,煤炭、油气、非化石能源消费比例达4:3:3。