編者按：經(jīng)過多年的發(fā)展，我國太陽能光伏發(fā)電、風(fēng)力發(fā)電技術(shù)已趨于成熟，成本快速下降。在可預(yù)見的將來，光電和風(fēng)電的技術(shù)成熟性和經(jīng)濟(jì)性都將達(dá)到與常規(guī)能源相當(dāng)?shù)乃?，將能加快能源轉(zhuǎn)型向縱深發(fā)展。
澳洲一場森林大火燒了幾個(gè)月，數(shù)以億計(jì)的動(dòng)物在此次火災(zāi)中喪生。自然界對(duì)于人類的報(bào)復(fù)從未停止。2019年，氣候?qū)W家識(shí)別出了全球變暖的多個(gè)“地球臨界”指標(biāo)(tipping points)，包括兩極、格陵蘭及高山冰川(蓋)快速消融、亞馬遜等熱帶雨林銳減、亞庫特等地永凍層加速解凍等，目前已逼近多個(gè)臨界指標(biāo)。如果任其發(fā)展下去，很多國家和地區(qū)將被海水吞沒。
進(jìn)入21世紀(jì)以來，能源尤其是化石能源消費(fèi)增長強(qiáng)勁，由此產(chǎn)生的后果是大氣碳循環(huán)失衡、海水酸化、氣候變暖、生態(tài)告急、局部低緯度區(qū)沿海風(fēng)暴潮強(qiáng)度加大，頻次增多等。這一系列后果的主要推手是人類溫室氣體排放增速躥升；不僅如此，生態(tài)問題還導(dǎo)致某些生物物種的滅絕或?yàn)l臨滅絕；環(huán)境惡化包括了固、液等垃圾的不當(dāng)拋排，且固廢中含相當(dāng)多的塑料垃圾，也與化石能源有關(guān)。
因此，能源轉(zhuǎn)型是控制溫室氣體排放的關(guān)鍵之一，也是環(huán)保能否取得成效的關(guān)鍵。
未來，綠色低碳、可持續(xù)發(fā)展成為人類文明持續(xù)繁榮的科學(xué)、理性選擇。應(yīng)共同致力于構(gòu)建綠色低碳、高效智能、多樣共享的可持續(xù)能源供給體系，形成油、氣、可再生能源、核能、煤炭為主的新的能源消費(fèi)格局。
抑制環(huán)境惡化需全球共同努力
地史上，最近的全球暖期為上新世(Pliocene，距今5.3-2.6百萬年)。地史上冰期、間冰期交互發(fā)生的古氣候周期因近代工業(yè)革命的巨大影響而劇變，年均高氣溫的間冰期大為延長。據(jù)俄羅斯南極冰心以及格陵蘭氣候研究顯示，42萬年以來的二氧化碳、甲烷濃度變化的主要趨勢(周期性)與冰期、間冰期循環(huán)類似，但變化加快；目前的二氧化碳、甲烷等高濃度值(量)在以往的42萬年中從未出現(xiàn)過，量值呈線性增加。
從生態(tài)問題的極端風(fēng)險(xiǎn)案例分析，如亞庫特等地的永凍層解凍或?qū)?dǎo)致萬千年前被冰封的未知病毒逸出并危及現(xiàn)代人類健康生活。環(huán)境問題從來不是世界一兩個(gè)國家努力付出就可以解決的問題，溫室氣體排放的抑制、海平面上升增速的逆轉(zhuǎn)需要各國的通力協(xié)作、共同應(yīng)對(duì)。理想狀態(tài)下，在對(duì)抗氣候變暖議題上，已不再是一兩個(gè)國家主導(dǎo)，而是由多國帶頭，籍由互助、協(xié)作達(dá)成目標(biāo)；但在具體行動(dòng)上，卻依然是“蹣跚而行”甚或寸步難行。
在新能源和可再生能源開發(fā)環(huán)節(jié)，中國政府推出強(qiáng)有力的政策使得能源轉(zhuǎn)型加速運(yùn)行。習(xí)近平主席曾多次重申中國致力于實(shí)現(xiàn)所承諾的減排目標(biāo)的決心。我國高層顯然意識(shí)到了溫室氣體排放可能帶來的跨越國界的災(zāi)難。近年來，中國的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整、能源轉(zhuǎn)型的努力已經(jīng)走在世界的前列。
2014年6月13日習(xí)近平總書記提出“四個(gè)革命、一個(gè)合作”的能源新戰(zhàn)略，我國能源結(jié)構(gòu)等產(chǎn)生了深刻的變化。2016年12月，《可再生能源發(fā)展“十三五”規(guī)劃》發(fā)布；2017年4月，《能源生產(chǎn)和消費(fèi)革命戰(zhàn)略(2016-2030)》印發(fā)，籍六大戰(zhàn)略以推進(jìn)能源轉(zhuǎn)型。
2019年的G20峰會(huì)上，中法兩國領(lǐng)導(dǎo)人共同宣布更新國家自主貢獻(xiàn)以體現(xiàn)各自“最高的減排力度”。在能源開發(fā)等領(lǐng)域，有兩個(gè)層面的能源轉(zhuǎn)型已經(jīng)快速推進(jìn)：在化石能源中，以天然氣、石油等替代煤炭；在大能源中，以新能源和可再生能源替代化石能源。
我國太陽能、風(fēng)能、地?zé)崮堋⒉ɡ四艿荣Y源豐富，是未來可以信賴的能源。如能快速開發(fā)，可以滿足我國社會(huì)生產(chǎn)、生活等部分需求。經(jīng)過多年的發(fā)展，我國太陽能光伏發(fā)電、風(fēng)力發(fā)電技術(shù)已趨于成熟，成本快速下降。在可預(yù)見的將來，光電和風(fēng)電的技術(shù)成熟性和經(jīng)濟(jì)性都將達(dá)到與常規(guī)能源相當(dāng)?shù)乃?，將能加快能源轉(zhuǎn)型向縱深發(fā)展。
在近年來的爭執(zhí)中，國際社會(huì)開始深入探討可再生能源的發(fā)展路徑。盡管世界各國根據(jù)自我實(shí)際對(duì)未來能源轉(zhuǎn)型前景做出的判斷和規(guī)劃不完全相同，但總趨勢一致。當(dāng)太陽能、風(fēng)能等發(fā)電技術(shù)和可靠性、穩(wěn)定性得以充分實(shí)現(xiàn)，當(dāng)其發(fā)電成本不斷下降最終達(dá)到甚至低于常規(guī)能源發(fā)電(水電、煤電等)時(shí)，可再生能源應(yīng)當(dāng)上升為主力能源之一，至少在某些地區(qū)可以實(shí)現(xiàn)。
聯(lián)合國政府間氣候變化專門委員會(huì)(IPCC)的《可再生能源與減緩氣候變化特別報(bào)告》(SRREN)的最高情景樂觀認(rèn)為，到2050年可再生能源將可滿足77％的能源需求。歐洲轉(zhuǎn)型政策的先進(jìn)性、實(shí)用性居世界前列，不管是經(jīng)濟(jì)政策還是產(chǎn)業(yè)政策，都受制于碳減排政策的框架。
2011年12月的歐盟《2050年能源路線圖》(EU Energy Roadmap 2050)就提出到2050年可再生能源將占到全部能源消費(fèi)的55％以上。2019年歐洲海上風(fēng)電新增裝機(jī)3627MW，同比增19.6，海上風(fēng)電機(jī)組均單機(jī)裝機(jī)容量約7.8MW。2019年丹麥風(fēng)能發(fā)電量為16.0Twh(160億千瓦時(shí))，占總電量的47%。德國2000年可再生能源在電力消費(fèi)中的比例為6.2%，2018年增長到約41%，2019年可再生能源發(fā)電量占總發(fā)電量46% (Fraunhofer研究所)，首次超過化石能源發(fā)電，德國《能源方案》提出到2050年可再生能源占能源消費(fèi)總量的60％和電力消費(fèi)的80％。英國能源與氣候變化部在《2050年能源氣候發(fā)展路徑分析》中探討了遠(yuǎn)期可再生能源滿足約60％能源需求的前景。日本在2011年福島核電事故后確定2020年可再生能源將滿足本國20％電力需求的目標(biāo)，并深入探討了2030年日本進(jìn)一步提高可再生能源比例的轉(zhuǎn)型方案。
2018年美國能源部支持完成的《可再生能源電力未來研究》認(rèn)為，可再生能源可滿足2050年80％的電力需求。數(shù)據(jù)顯示，雖然特朗普政府不支持2015年2月的《巴黎協(xié)定》(The Paris Agreement)，但美國的能源轉(zhuǎn)型仍世界領(lǐng)先。
2019年7月的美國國家海洋及大氣局轄下的環(huán)境信息中心的《2018年度氣候狀況》(US State of the Climate 2018)報(bào)告顯示，2018年全年的溫室氣體排放量創(chuàng)新高，導(dǎo)致全球氣候暖化的溫室氣體破壞力比1990年增強(qiáng)了43%。報(bào)告稱，“自從進(jìn)入21世紀(jì)，每年的溫度都高過1981至2010年期間均值。2018年，全球排放入大氣層內(nèi)的溫室氣體，包括二氧化碳、甲烷和氮氧化物等持續(xù)上升，創(chuàng)下新高紀(jì)錄”。報(bào)告又指出，2018年是有紀(jì)錄以來第4熱的一年，僅次于2015年、2016年和2017年。其中，2016年是自從19世紀(jì)中期開始有紀(jì)錄以來最熱的一年。
2018年，全球海洋水位連續(xù)第7年上升至紀(jì)錄性高位；冰川則是連續(xù)第30年以令人關(guān)注的速度消融。美國溫室氣體排放量在2007年達(dá)到了峰值65億噸，2008年金融危機(jī)期間一度降至59億噸，2014年又回返至63億噸。由于以往煤炭大規(guī)模開采，美國懷俄明州大片土地已不可耕種，所幸近年來美國頁巖革命(shale revolutions)連續(xù)取得巨大突破，氣電逐漸取代煤電。美國博地能源(Peabody Energy)、愛國者煤炭(Patriot Coal)、阿爾法資源(Alpha Natural Resources)目前均為破產(chǎn)或基本破產(chǎn)狀態(tài)，美國2018年產(chǎn)原煤7.29億噸(2008年為11.34億噸)，2019年煤炭消費(fèi)處于30年來最低水平。美國多個(gè)州、市和商業(yè)街區(qū)設(shè)立了雄心勃勃的氣候與可再生能源政策，預(yù)計(jì)未來美國溫室氣體排放量將呈下降態(tài)勢。
國際社會(huì)已經(jīng)達(dá)成推動(dòng)能源轉(zhuǎn)型的共識(shí)，但行動(dòng)滯后。由于目前全球環(huán)境問題嚴(yán)峻，倒逼人類的能源、經(jīng)濟(jì)發(fā)展模式轉(zhuǎn)變。2019年，聯(lián)合國氣候大會(huì)(COP25)于12月2-14日在西班牙馬德里分兩區(qū)舉行，會(huì)議討論了于2020年后提高各自的減排目標(biāo)，并為努力適應(yīng)氣候變遷的發(fā)展中國家提供資金支持。為了環(huán)境，人類必須走一條謙卑而又可持續(xù)的發(fā)展之路；為了完成化石能源轉(zhuǎn)型預(yù)定目標(biāo)，新能源和可再生能源必須加快發(fā)展，能源必須替代升級(jí)；各國必須協(xié)作。
1.9億人居住地將沉落海底
控制全球升溫速度已經(jīng)迫在眉睫，即使能按照《巴黎協(xié)定》提出的，本世紀(jì)內(nèi)要把全球平均氣溫相較工業(yè)化前水平升高值控制在2℃之內(nèi)，并為能控制在1.5℃內(nèi)而努力。人類的生存環(huán)境也將面臨極大的挑戰(zhàn)。意味著即使將升溫控制在2℃以內(nèi)也不能有效避免氣候變暖帶來的最壞影響。如同中國，美、歐等高層顯然也意識(shí)到了溫室氣體、環(huán)境惡化加速等所帶來的嚴(yán)峻性。2019年，英國《自然通訊》雜志曾發(fā)表的一項(xiàng)氣候研究結(jié)果認(rèn)為，海平面上升、海岸洪水對(duì)全球岸線的威脅約是先前估計(jì)的三倍。美國國家氣象局氣候預(yù)測中心(CPC)2019年的研究結(jié)果顯示，即使在低碳排場景(即溫室氣體排放在2020年之前達(dá)到頂峰，實(shí)際不可能)下，仍有約1.9億人居住的濱海區(qū)將位于2100年的預(yù)計(jì)海平面之下。人類所面臨的減排任務(wù)十分艱巨。
環(huán)境問題是能源轉(zhuǎn)型的最重要推手，全球氣候極端化，極地、格陵蘭及高山冰川消融加速，海平面急劇上升等環(huán)境問題需要全球應(yīng)對(duì)。人類對(duì)地球的“改造”日益加速。在加拿大阿沙巴斯克(Ashabasca)等地，油砂開采已經(jīng)毀壞了大片林地。在北美，有山火、颶風(fēng)等；在北歐，多次發(fā)生森林大火；在北美阿拉斯加，2019年哥倫比亞冰川已經(jīng)消融了有記錄以來的60%。在俄羅斯的北極圈內(nèi)，北極冰的快速消融雖可為少數(shù)國家開辟北極航道(The Arctic Route)，但卻嚴(yán)重危及生態(tài)文明。在澳洲，有失控的野火。在帕勞、瑙魯?shù)龋袨?zāi)難性的海進(jìn)(transgression)。在我國山西朔州，煤炭的大規(guī)模持續(xù)露天開采已毀掉了永定河源頭的泉眼等。工業(yè)革命以來人類對(duì)生物圈的破壞，超過以往幾十萬年之和。人類想逆轉(zhuǎn)此類破壞已經(jīng)難得從容了。在大自然面前，要低下高昂的頭顱，要快速行動(dòng)。
中國是目前世界上最大的煤炭消費(fèi)國，是廣被關(guān)注的碳排放“大戶”(本段文字中光電、風(fēng)電數(shù)據(jù)僅供參考)。國務(wù)院于2016年10月27日印發(fā)并實(shí)施了《"十三五"控制溫室氣體排放工作方案》，實(shí)施層面目標(biāo)較明確。旨促進(jìn)碳排放的降低，成效顯著。2005年我國煤炭消費(fèi)在一次能源中占比重約72.4%，此后大約14年的時(shí)段內(nèi)煤炭在能源消費(fèi)中占比年均降約1%。2018年中國碳排放強(qiáng)度較2005年下降45.8%。2018年我國能源消費(fèi)總量約46.4億噸標(biāo)準(zhǔn)煤，其中煤炭產(chǎn)量、消費(fèi)量分別為36.8億噸和37.7億噸，煤炭消費(fèi)占比59.1%。2018年，光伏發(fā)電約1775億千瓦時(shí)，同比增50%；風(fēng)電約3253億千瓦時(shí)，同比增16.6。2019年中國總能源消費(fèi)47.9億噸標(biāo)煤，原煤產(chǎn)量、消費(fèi)量分別為37.5億噸和39.4億噸，煤炭消費(fèi)占總能源消費(fèi)比約58.2%。2019年全國規(guī)模以上總發(fā)電量71422.1億千瓦時(shí)，同比增3.5%。2019年煤炭發(fā)電51654.3億千瓦時(shí)，同比增1.9%，占總發(fā)電量72%。2019年光伏發(fā)電2243億千瓦時(shí)，同比增26.4%，占總發(fā)電量3.0%；風(fēng)力發(fā)電量3577.4億千瓦時(shí)，同比增，占總發(fā)電量5%。2019年前三季度棄風(fēng)電量128億千瓦時(shí)，均棄風(fēng)率約4.2%。能源轉(zhuǎn)型仍任重道遠(yuǎn)。
根據(jù)國家發(fā)展改革委、國家能源局等16部門聯(lián)合印發(fā)《關(guān)于推進(jìn)供給側(cè)結(jié)構(gòu)性改革防范化解煤電產(chǎn)能過剩風(fēng)險(xiǎn)的意見》(以下簡稱《意見》)?！兑庖姟诽岢?，到2020年，全國煤電裝機(jī)規(guī)模控制在11億千瓦以內(nèi)。但這個(gè)數(shù)字約等于所有其他國家煤電裝機(jī)量之和。從數(shù)據(jù)看，這個(gè)11億千瓦的裝機(jī)依然偏高。我國自2017年12月19日，正式啟動(dòng)全國碳排放交易體系，此乃實(shí)現(xiàn)2030年二氧化碳排放達(dá)峰承諾的重要措施，也是全球?qū)崿F(xiàn)溫室氣體達(dá)峰的重要組成部分?；痣妼?dǎo)致的碳排放超標(biāo)依然是一個(gè)問題，如果風(fēng)電、光伏、水電、核電可以替代部分火電，對(duì)于我國乃至世界的碳減排都將發(fā)揮重要的作用。
清潔能源高速發(fā)展給全球碳減排帶來希望
技術(shù)進(jìn)步是光電和風(fēng)電發(fā)展的根本保證。光電、風(fēng)電已經(jīng)成為全球重要的清潔電力來源。用低碳的可再生能源替代高碳能源是可行的，能源轉(zhuǎn)型已經(jīng)成為世界各國應(yīng)對(duì)全球氣候變化的一項(xiàng)重要戰(zhàn)略舉措。世界范圍內(nèi)可再生能源發(fā)電量持續(xù)增長。2010-2017年全球可再生能源發(fā)電量占總發(fā)電量的增長情況。截至2017年底，全球可再生能源發(fā)電量已經(jīng)占到全部發(fā)電量的26.5％，其中水電占比基本保持不變，而可再生能源發(fā)電量(主要是風(fēng)電和光電)已經(jīng)從2010年的3.3％增長到了2017年的10.1％。
中國太陽能資源豐富?？傮w看，我國絕大多數(shù)地區(qū)均屬于適宜太陽能利用的地區(qū)，且太陽輻射資源分布廣泛，分布特點(diǎn)為西部高原大于中東部丘陵和平原、西部干燥區(qū)大于東部經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)的濕潤區(qū)。其中太陽能很豐富區(qū)(年輻射總量達(dá)到1400kWh/m2以上)約占國土面積的2/3?；\統(tǒng)看，我國陸表水平面太陽輻射的年功率約1.68×103TW，水平面平均輻照度約為175W/m2，高于全球平均水平；2018年，我國陸表水平面年均總輻照量約1486.5kWh/m2，固定式光伏發(fā)電年最佳斜面總輻照量約為1726.9 kWh/m2。在光電產(chǎn)業(yè)方面，我國光電相關(guān)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展在世界上尤為突出，產(chǎn)業(yè)規(guī)模多年保持世界第一，已經(jīng)形成了硅材料、硅片、電池、組件為核心的晶體硅太陽能電池產(chǎn)業(yè)化技術(shù)體系。創(chuàng)造了多晶硅太陽能電池效率的世界紀(jì)錄。我國硅基等薄膜電池的研究和技術(shù)水平快速提升。
在風(fēng)電方面，估算我國陸地70m高度層年平均風(fēng)功率密度達(dá)到300W/m2以上的風(fēng)能資源技術(shù)可開發(fā)量為2.6TW，70m高度層年平均風(fēng)功率密度達(dá)到200W/m2以上的風(fēng)能資源技術(shù)可開發(fā)量為3.6TW。廣闊的海面風(fēng)能蘊(yùn)藏量也十分巨大，在離岸距離不超過50km的近海海域內(nèi)，我國沿海水深不超過50m的海上風(fēng)力發(fā)電實(shí)際可裝機(jī)容量約為500GW以上。
科學(xué)技術(shù)的不斷創(chuàng)新是新能源和可再生能源快速發(fā)展的先決條件。我國已經(jīng)成為世界風(fēng)電設(shè)備制造大國；已形成3.6MW以下裝備設(shè)計(jì)制造技術(shù)體系，初步掌握了5MW、6MW整機(jī)集成技術(shù)；風(fēng)電機(jī)組整機(jī)及零部件國產(chǎn)化率達(dá)到85％以上。
不僅如此。我國還實(shí)現(xiàn)了大規(guī)模風(fēng)電高效、平穩(wěn)的并網(wǎng)接入技術(shù)，解決了大規(guī)模風(fēng)電并網(wǎng)的仿真模擬難題，開發(fā)了具有完全自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的風(fēng)電功率預(yù)測系統(tǒng)?；窘鉀Q了低/高電壓穿越技術(shù)難題，建成了全球首個(gè)100MW級(jí)國家風(fēng)光儲(chǔ)輸示范工程和全球首個(gè)海島風(fēng)電多端柔直(VSC-HVDC)技術(shù)示范工程，實(shí)現(xiàn)了大規(guī)模風(fēng)電高滲透率并網(wǎng)運(yùn)行(上述晝夜交替、氣候變化等引發(fā)的光電入網(wǎng)波動(dòng)性與風(fēng)電類似)。2018年，我國海上風(fēng)力發(fā)電新增裝機(jī)容量1.66GW，累計(jì)裝機(jī)容量達(dá)到4.45GW。未來，雙饋異步發(fā)電技術(shù)仍將是主流，直驅(qū)式、全功率變流技術(shù)在更大規(guī)模風(fēng)電機(jī)組上應(yīng)用的比例增大，有望成為未來主流技術(shù)；各種增速型全功率變流風(fēng)電機(jī)組將得到應(yīng)用；低風(fēng)速地區(qū)風(fēng)電設(shè)備研發(fā)將取得進(jìn)展；風(fēng)電場建設(shè)和運(yùn)營的技術(shù)水平將日益提高。但風(fēng)電機(jī)組單機(jī)容量應(yīng)持續(xù)增大，大型風(fēng)機(jī)柔性葉片技術(shù)及機(jī)組的核心控制技術(shù)亟待發(fā)展。
成本下降是新能源和可再生能源快速發(fā)展的根本。光伏發(fā)電和風(fēng)力發(fā)電的電價(jià)成本除了設(shè)備投資以外，項(xiàng)目所處的局部資源條件和運(yùn)行環(huán)境都是影響最終電價(jià)的重要因素。以往，可再生能源發(fā)電技術(shù)的電價(jià)成本遠(yuǎn)高于常規(guī)(煤、水等)發(fā)電成本而缺乏競爭力。
近10年來，在技術(shù)進(jìn)步和規(guī)?；l(fā)展的推動(dòng)下，全球光電和風(fēng)電的成本快速下降，一些資源條件和運(yùn)行環(huán)境好的項(xiàng)目，其單位電價(jià)成本已經(jīng)達(dá)到或低于煤炭等常規(guī)能源，可實(shí)現(xiàn)平價(jià)上網(wǎng)。由于技術(shù)進(jìn)步及供應(yīng)鏈延長和壯大，歐洲海上風(fēng)能的發(fā)電成本預(yù)計(jì)2020平均可降至0.05-0.10美元/千瓦時(shí)。在美國，135吉瓦(135百萬千瓦)的煤電廠運(yùn)營成本要高于0.04美元/千瓦時(shí)(包括煤炭成本、管理成本)，新建的光電和風(fēng)電場的發(fā)電成本平均則可低于0.04美元/千瓦時(shí)。2009-2019年，中國光電電池組件和發(fā)電系統(tǒng)的成本均下降了90％。顯然，隨著可再生能源成本的持續(xù)降低，能源轉(zhuǎn)型不僅僅具有環(huán)境效益，更具一定的經(jīng)濟(jì)效益。
儲(chǔ)能和需求側(cè)管理也可有效改善新能源的入網(wǎng)波動(dòng)性。近年來，儲(chǔ)能(儲(chǔ)電，儲(chǔ)熱，儲(chǔ)冷如LNG岸上氣化前等)技術(shù)的快速發(fā)展及成本持續(xù)下降，使其應(yīng)用日益廣泛。不僅可減少棄風(fēng)棄光，還可平抑發(fā)電出力，提高電能輸出質(zhì)量。同時(shí)，通過針對(duì)性的需求側(cè)管理，可以為新能源入網(wǎng)不穩(wěn)定性找尋求更具創(chuàng)新性的解決方案。
如調(diào)整峰谷電價(jià)差；通過價(jià)格信號(hào)鼓勵(lì)用戶在谷段多用電、峰段多放電；聯(lián)動(dòng)式地有效利用蓄電、蓄熱、蓄冷、蓄氫等多種能源形式、多種設(shè)備資源等。通過時(shí)、空多維度的調(diào)節(jié)，解決新能源出力與負(fù)荷同時(shí)率(load coincidence factor)差問題，進(jìn)而降低新能源不穩(wěn)定對(duì)能源供需的影響，促進(jìn)新能源大規(guī)模利用。
電池發(fā)展大致包含成本、方便性、電池制造技術(shù)、充電時(shí)間、環(huán)境友好、能效和續(xù)航時(shí)間等，是能源轉(zhuǎn)型的重要領(lǐng)域，其經(jīng)濟(jì)意義、環(huán)境意義尤為重要。首先，電動(dòng)汽車的發(fā)展是交通業(yè)化石能源替代方向之一。全球汽車油料需求約占石油總需求60%以上，電動(dòng)汽車發(fā)展可以有效地替代石油消費(fèi)。而電池成本快速下降，可加快能源轉(zhuǎn)型，可加快市場推廣。
鋰電池成本近幾年持續(xù)下降，2015年全球鋰電池的成本約為350美元/kWh(千瓦時(shí))，2018年動(dòng)力電池售價(jià)則低于150美元/kWh。2017年以后我國電動(dòng)汽車綜合成本開始低于燃油車。據(jù)2018年上半年成本數(shù)據(jù)，我國電池制造、使用成本等加和僅為燃油車相應(yīng)成本的50%。此外電池效率也大為提高，2019年我國某些較為先進(jìn)的實(shí)驗(yàn)室及企業(yè)雙結(jié)砷化鎵(GaAs)能源效率接近32%，2020年美國可再生能源實(shí)驗(yàn)室(NREL)最新數(shù)據(jù)其雙結(jié)砷化鎵能源效率為32.9%。隨著政府加強(qiáng)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)和其他政策支持，即使無政府補(bǔ)貼，電動(dòng)汽車亦將加速對(duì)化石燃油車的替代。
大勢難以逆轉(zhuǎn)。在戰(zhàn)略實(shí)施中，應(yīng)注意新能源和可再生能源發(fā)電不可能達(dá)到溫室氣體零排放。據(jù)德國環(huán)境部資料，即使是風(fēng)能發(fā)電，每千瓦時(shí)釋放出約11克二氧化碳，光伏發(fā)電釋放量則為68克，以新能源和可再生能源為電源的電動(dòng)汽車的溫室氣體排放量中也包含了此數(shù)值。太陽能電池及其支架系統(tǒng)，風(fēng)機(jī)的葉片、塔桿和傳動(dòng)裝置等，包括生產(chǎn)、運(yùn)輸、安裝、連接和維護(hù)等環(huán)節(jié)都會(huì)排放溫室氣體，均要分?jǐn)傆?jì)算為發(fā)電、用電而發(fā)生的排放。在節(jié)能和提高能方面，我國單位GDP能耗仍亟待大幅度降低。據(jù)世界能源署2017年數(shù)據(jù)，歐盟的單位(萬元)GDP二氧化碳排放量為0.18千克，日本更低，世界平均水平為0.42千克，而中國則為1.01千克，是世界平均水平的2.4倍。2019年中國單位GDP產(chǎn)值能耗約為0.571噸標(biāo)準(zhǔn)煤/萬元，同比下降2.7%。數(shù)字表明節(jié)能減排、提高能效仍是能源轉(zhuǎn)型中的當(dāng)務(wù)之急。
能源轉(zhuǎn)型要堅(jiān)持推進(jìn)
加速能源轉(zhuǎn)型要抓住關(guān)鍵。經(jīng)濟(jì)上要開發(fā)出低成本的光電、風(fēng)電、地?zé)崮?、波浪能、生物質(zhì)能，包括二次能源的氫能等；在環(huán)保意義上，要使得可開發(fā)的新能源和可再生能源發(fā)揮所釋放出的溫室氣體總量明顯小于等效的化石能源等；在市場終端，產(chǎn)業(yè)及社會(huì)大眾的用能終端應(yīng)充分使用電能，尤其是分布式用能。
太陽能和風(fēng)能除了具有資源豐富、清潔、環(huán)境友好等優(yōu)點(diǎn)外，也都具有能量密度較低以及具有一定的間歇性和波動(dòng)性等缺點(diǎn)。不管從科技創(chuàng)新和技術(shù)發(fā)展，還是能源政策環(huán)境等方面而言，發(fā)展太陽能和風(fēng)能發(fā)電都還面臨許多難題。除光電技術(shù)、風(fēng)電技術(shù)外，多能互補(bǔ)技術(shù)、儲(chǔ)能技術(shù)、智能電網(wǎng)技術(shù)、大數(shù)據(jù)技術(shù)的發(fā)展也有助于克服光電、風(fēng)電的上述間歇性和波動(dòng)性。未來應(yīng)努力建立不同氣候下、能滿足不同用能需求的可再生能源供給體系。
能源轉(zhuǎn)型要在完善體制機(jī)制、克服技術(shù)障礙和協(xié)調(diào)好多方利益的保障下堅(jiān)持推進(jìn)。前述2ºC的氣候變暖“天花板”或可左右未來能源領(lǐng)域的資本配置，縮小化石能源的投資。美國、德國等都已較好地利用了市場加政府的作用擠壓了以煤炭業(yè)為重點(diǎn)的化石能源業(yè)利益范圍。在我國，煤炭的產(chǎn)業(yè)調(diào)整、轉(zhuǎn)產(chǎn)等還面臨著復(fù)雜的群體性補(bǔ)貼、醫(yī)療、退休等一系列特殊的具體問題，社會(huì)影響較大，未來針對(duì)性政策的出臺(tái)與落實(shí)甚為關(guān)鍵。有業(yè)內(nèi)專家表示，中國的能源結(jié)構(gòu)與供需關(guān)系，決定了中國必須大力推進(jìn)煤炭清潔高效可持續(xù)開發(fā)利用，并以此作為能源轉(zhuǎn)型發(fā)展的立足點(diǎn)和首要任務(wù)。實(shí)現(xiàn)了清潔高效利用的煤炭就是清潔能源。
能源轉(zhuǎn)型不是快餐文化，可以一蹴而就。通常意義上說，每一次能源轉(zhuǎn)型都需要數(shù)十年甚至上百年的長期持續(xù)發(fā)展，而不是短短幾年就能實(shí)現(xiàn)的。據(jù)BP統(tǒng)計(jì)資料，石油、天然氣、水電、核電和可再生能源從在能源結(jié)構(gòu)占比上升變化都經(jīng)歷了較長時(shí)間。這些能源在整個(gè)能源結(jié)構(gòu)中所占份額的提高基本上都是一個(gè)漸進(jìn)的過程，如石油從1877年在能源結(jié)構(gòu)中占比1%經(jīng)歷50多年才發(fā)展到占比16%。2008年可再生能源(水電不計(jì)算在內(nèi))在整個(gè)能源結(jié)構(gòu)占比1%，2016年才到3.2%。預(yù)測要它經(jīng)歷30多年才可能達(dá)到10%。
我們要清醒地認(rèn)識(shí)到能源轉(zhuǎn)型是一個(gè)涉及范圍廣泛且十分復(fù)雜的過程，其所需的基礎(chǔ)設(shè)施必須在新能源供應(yīng)和新方式廣泛應(yīng)用之前就要得到滿足，否則就難以實(shí)現(xiàn)能源轉(zhuǎn)型。我們要充分認(rèn)識(shí)到能源轉(zhuǎn)型的難度，對(duì)能源轉(zhuǎn)型要保持足夠的定力和推進(jìn)力，避免急躁，能源轉(zhuǎn)型是一場持久戰(zhàn)，需要全世界各國同心協(xié)力共同推進(jìn)。(作者：自然資源部油氣資源戰(zhàn)略研究中心原研究員、教授級(jí)高級(jí)工程師岳來群)
原標(biāo)題：人類面臨環(huán)境危機(jī)能源轉(zhuǎn)型迫在眉睫
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