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中国新型能源体系内涵特征及建设路径探讨

   2024-01-12 国际石油经济68450
核心提示:提出了能源生产体系、供应韧性、需求保障、治理体系相应措施建议

中国新型能源体系内涵特征及建设路径探讨

李金泽1,张国生1,梁英波1,姚子修2,黄擎宇1

1.中国石油勘探开发研究院

2.中国石油集团发展计划部

【摘要】国内外能源形势的新变化推动中国能源体系加速变革,中国共产党的二十大报告首次公开提出加快规划建设新型能源体系。新型能源体系的内涵概括为绿色低碳、安全可靠、公平合理、科学高效、智慧协同,具备新能源结构、新系统形态、新技术体系、新运行模式及新治理体系五个维度的新特征。从需求、生产、供应、治理“四端”出发,以“两阶段”发展目标、碳中和(2060年)为关键节点,明确了建成新型能源体系的阶段性目标及建设路径。提出了能源生产体系、供应韧性、需求保障、治理体系相应措施建议,为积极稳妥推进碳达峰碳中和,深入推进能源革命提供能源战略支撑。

本文原载《国际石油经济》期刊(2023-09),原题为《中国新型能源体系内涵特征及建设路径探讨》,仅代表作者观点,供诸读者参考。

2022年10月26日,中国共产党在二十大报告中首次公开提出建设新型能源体系,是实现碳达峰、碳中和(简称“双碳”)目标的重要举措。当前,新型能源体系的内涵特征、总体架构与建设的重点任务仍待进一步明确。在此背景下,回顾新型能源体系提出的发展脉络,理清中国当前能源体系发展现状及能源发展趋势,并对新型能源体系的内涵特征进行解读与剖析具有十分重要的意义与价值。

1.新型能源体系发展脉络回顾

1.1 全球环境驱动因素

近年来,全球极端天气频发,应对气候变化、实现碳中和已成为全球政治共识。2019年国际可再生能源署( IRENA )发布的《全球能源转型:2050年路线图》显示,为实现《巴黎协定》目标,全球能源系统需加速转型:到2050年,全球与能源相关的碳排放量需减少70% 才能实现既定的应对气候变化目标。其中,可再生能源利用和热力及运输电气化能够提供能源行业所需减排量的75%。在碳达峰目标与碳中和愿景下,整个社会经济系统,尤其是能源系统低碳转型的紧迫性和挑战性更强,能源系统绿色低碳转型成为必然要求。

当前,由于“黑天鹅、灰犀牛”事件频发,全球能源系统不确定性增强。新冠病毒疫情影响下能源需求锐减,突发公共卫生事件对能源全产业链形成巨大冲击。诸如极端高温、极端低温、台风、干旱等极端气候事件影响全球能源供应,导致能源供需严重失衡。乌克兰危机使得俄罗斯原油出口转向东方,中东原油出口转向西方,重塑了全球能源市场供应格局。与此同时,世界政治经济力量发生大变革,国际秩序深度调整,中美战略博弈持续升级且呈长期化趋势,中国能源安全形势更加复杂严峻。

1.2 中国能源体系的演进

中国能源体系的演进紧跟时代发展脉搏,在不同发展阶段下,中国能源规划的要求定位及侧重点有着显著差异。根据2023年发布的《bp世界能源统计》数据,中国能源消费总量不断增加,主要经历了缓慢发展期(1980—2000年)、快速发展期(2001—2011年)及波动增长期(2012—2022年)三个阶段(见图1)。

随着中国能源消费快速增长,经济发展与资源环境承载力之间的矛盾日益突出,中国在“十二五”(2011—2015年)规划纲要中提出构建安全、稳定、经济、清洁的现代能源产业体系。2012年11月,中国共产党的十八大报告提出推动能源生产和消费革命,确保国家能源安全。2014年6月,习近平总书记创造性地提出“四个革命、一个合作”的能源安全新战略,为推动新时代能源发展提供了战略指引、根本遵循和行动指南。2015 年,党的十八届五中全会首次提出建设清洁低碳、安全高效的现代能源体系。2021年,“十四五”(2021—2025年)规划纲要重申推进能源革命,建设清洁低碳、安全高效的能源体系。其中,“清洁”“低碳”“安全”“高效”四个关键词是中国新时代能源发展方向的根本要求。

1.3 中国能源体系加速变革与新型能源体系的提出

国内外能源形势的新变化推动中国能源体系加速变革。总体看,中国能源安全形势总体可控,但在国际层面仍面临较大风险。中国2022年一次能源生产总量为46.6亿吨标准煤,发电装机容量达到25.64亿千瓦,能源自给率高达86.1%,相比于2016年能源自给率(78.4%)大幅提升。中国能源供应保障基础不断夯实。值得关注的是,中国能源对外依存度较高,2022年中国的石油、天然气对外依存度分别为71.2%、40.5%,且地缘政治冲突对中国能源进口产生较大安全风险。中国能源绿色低碳转型成效显现,但整体任重道远。2022年,中国可再生能源发电装机容量突破12亿千瓦,占全国发电总装机容量的47.3%;可再生能源发电量达到2.7万亿千瓦时,占全社会用电量的31.6%,相当于减少二氧化碳排放约22.6亿吨;清洁能源消费(天然气+非化石能源)占比从2012年的14.5%快速上升至2022年的25.9%,但中国能源消费结构依然以化石能源为主。

为保障国家能源安全和加快推动能源绿色低碳转型,2022年10月26日,中国共产党二十大报告首次公开提出建设新型能源体系,是新时代新形势下党中央对全国能源工作的再研究再部署, 这对能源系统建设提出了更高要求。在二十大之前,学界已经提出了新型能源体系的概念,并在当时的发展阶段及时代大背景下,对新型能源体系进行了相应解读。二十大以来,国家能源主管部门、学界与工业界对于新型能源体系相关研究领域给予了足够的关注度,本文将新型能源体系的代表性观点整理如表1所示。需要明确的是,新型能源体系作为新的研究领域,各界对于其内涵特征、发展目标和不同阶段下的重点任务尚未形成一致看法。在此背景下,开展新型能源体系研究,明确新型能源体系的内涵特征、建设架构及建设路径,以此为基础提出加快规划建设新型能源体系的对策建议意义重大。

2.新型能源体系内涵特征及建设框架

2.1 新型能源体系的内涵

在新型能源体系的功能定位方面,首要是保障中国在常态和极端条件下的能源安全,并且能够积极稳妥推进“双碳”目标实现;与此同时,在中国国内能够支撑经济社会高质量及“美丽中国”建设,在国际上形成足够的影响力和竞争力,并占据与中国能源供给消费地位相匹配的话语权。

从需求端、生产端、供应端、治理端“四端” 及整体看,新型能源体系的内涵可以概括为生产端绿色低碳、供应端安全可靠、消费端公平合理、治理端科学高效、整体智慧协同。

2.2 新型能源体系的建设框架

综合考虑中国所处的新发展阶段、面临的新发展任务及新发展模式,新型能源体系以安全为基本前提,以发展为第一要务,以“双碳”为战略目标,以此作为新型能源体系构建的出发点与立足点,进行统筹协调。新型能源体系的构建主要实现三个层面的战略意义,即安全保障能力稳步增强,绿色低碳水平持续增强,技术引领作用显著增强。在此背景下,本文尝试提出的新型能源体系的建设框架(见图2)。

2.3 新型能源体系的特征

新型能源体系的特征可以概括为“五新”,即新能源结构、新系统形态、新技术体系、新运行模式及新治理体系。

1)新能源结构。当前,中国能源结构呈现碳偏重的特点,非化石能源占能源消费总量的17.5%。未来,能源结构将加快从高碳向低碳转变,其中新能源占比大幅提升是其显著特点。

2)新系统形态。新型能源体系将在现有能源体系架构的基础上根据现实场景需求不断升级革新。在物理形态上,新型能源体系以二次能源电力、氢能作为关键枢纽连接化石能源系统与非化石能源系统,实现化石能源与非化石能源、一次能源与二次能源之间的深度融合。其中,化石能源系统着重实现传统化石能源的清洁高效利用,从而对高比例多元新能源的非化石能源系统形成可靠支撑。“源网荷储”一体化的能源流及“产供储销”体系化的物质流也是贯穿新型能源体系物理层面的重要特征。新系统形态还体现在传统集中式能源系统与广泛发展的分布式能源系统相融合。

3)新技术体系。新型能源体系的实现需要新技术体系进行有力支撑,新技术体系主要是能源领域创新技术与数字化技术谱系两方面,以及二者在多产业、多场景下的紧密融合。当前,现有的绿色低碳技术尚不能足够支撑能源行业的快速转型,可再生能源大规模制氢、新型高效储能等技术成本高,支撑高比例可再生能源稳定可靠供能的技术路径尚不明确。在此背景下,需聚焦能源领域关键核心技术研发攻关,例如化石能源的清洁高效利用技术(低成本碳捕集利用与封存技术、天然气掺氢运输技术和燃烧技术等),新型储能技术(氢储能等) 及深远海、深层、非常规资源勘探开发技术等。此外,数字化、智能化技术作为应对能源系统不确定性,提升能源系统效率的重要手段,在能源系统中深度广泛应用至关重要。

4)新运行模式。形成与新型能源体系要求相适应的更加智能化的调度模式,一方面是多种能源网络自身(例如电网、运输管网、热力网等)提升对于分散化、波动性资源的调度能力,实现供应侧与需求侧之间的高效互动;另一方面是实现多种能源网络间的互相支撑与配合,更好地解决因能源资源分布和需求模式时空差异巨大而导致的区域性、季节性能源供需矛盾。

5)新治理体系。在新型能源体系的建设过程中,进行分区域分类别的有效指导,进而形成与能源系统发展需求相匹配的科学合理的法律法规体系,并建立规范完备的市场体制机制。

3.新型能源体系建设路径及阶段性发展目标

结合中国发展实际,应分阶段规划建设新型能源体系。从需求端、生产端、供应端及治理端“四端”出发,以“两阶段”(2035年、2050年)发展目标,以及碳中和(2060年)作为三个关键节点, 谋划构建新型能源体系的阶段性目标,逐步建成以新能源供应为主体、传统能源兜底保障的新型能源体系。其建设路径如表2所示。

4.加快规划建设新型能源体系举措建议

加快规划建设新型能源体系是中国建设社会主义现代化强国的必然要求和重要支撑,是实现“双碳”目标和生态文明建设的重要支柱和基础性工程,同时是保证国家安全和国际竞争力的坚实屏障,更是推动中国高质量发展的强力引擎和必然途径,具有重大的战略意义。为此,在明确新型能源体系建设路径的基础上,从需求端、生产端、供应端和治理端“四端”出发,提出如下举措建议。

4.1 能源生产

构建清洁低碳、多能融合、多网融合、多元化的能源生产体系。协同传统能源的优化利用及新型储能设施的建设,加快实现能源生产结构从高碳向低碳的转变,尽可能促进高比例可再生能源、新型能源整合融入能源生产体系,成为能源生产体系中的主力军。在具体措施上,积极推动光电、风电、水电等“绿电”对火电的替代;配套大力发展安全高效低成本的氢能技术,加快“绿氢”制取与规模应用,推动氢能全产业链的技术创新。考虑到新型能源利用具备低能量供应密度、去集中化、多种能量供应形式等特征,应加快新型能源并网的标准化及规模化应用,稳步推进多能融合、多网融合集成发展。平等对待各能源品种的地位,发挥能源品种各自的优势特点,构建多元化清洁的能源生产体系,推进“双碳”目标下能源绿色低碳转型的平稳过渡。

4.2 供应韧性

提高能源供应端调度能力及韧性。受气候变化影响,极端天气呈现多发、频发、强发、并发的态势,严重制约了风能、太阳能等可再生能源出力的稳定性和可靠性。因此,提升对极端天气的准确预估判断能力,从而提高能源供应端在极端条件下的调节能力尤为重要。同时,应提高能源供应端的应急储备能力,协调煤电、气电等灵活性调峰电源对可再生能源出力进行有效补充与支撑。通过构建高效调度、可靠有韧性的能源供应枢纽作为主要抓手,更好地协调不同能量需求密度及不同能量供应密度的区域间的季节性能源供需矛盾。

在国际层面,赢得与中国能源消费能力相匹配的话语权与影响力,构建自主可控的新型国际合作模式。着力打造全方位多领域多层级的能源合作共同体,减少中国在能源领域核心技术和关键资源领域的“卡脖子”风险。加大运用政治、外交、军事等手段增强对中国能源企业海外项目、海外投资、运输通道等的安全保障,提升全球资源配置能力。

4.3 需求保障

构建更加安全有力的能源需求保障端, 引导能源利用形式向电力、氢能聚集,推动能源消费节约高效。安全可靠地保障能源需求是中国经济稳定增长、保障人民高质量生活水平的基础。“将能源的饭碗端在自己手里”,降低能源对外依存度是新型能源体系构建的基本前提。与此同时,加速推进“能”与“源”分离,使得化石能源尽快回归物质属性,引导经济社会发展的终端用“ 能” 部分向电、氢聚集。通过市场驱动引导消费者的观念转变,实施节能工程,从意识节能、结构节能、技术节能、管理节能四方面强化节能举措,深入推进能源消费革命。进一步引导各类型消费者广泛参与到需求侧响应,并提升需求侧响应的灵活度,最终实现用户需求侧与能源系统的高度互联互通。

4.4 治理体系

构建科学合理、开放友好的治理体系,加强全方位多领域高水平的科技支撑。考虑到区域差异广泛存在,例如区域间资源禀赋、发展水平、主力优势产业等各不相同,在规划构建新型能源体系的进程中,政府层面需要做到分区域分类别分情况有效指导,逐步建立完善与构建新型能源体系进程相适应的法律法规体系,从而使得能源系统与社会、环境、经济系统等深度融合。充分发挥市场驱动作用,合理充分体现能源的时空、环境及金融属性, 建立开放友好且规范完备的市场体制机制。大力推进能源领域创新技术发展,加强大数据、人工智能、互联网等高新技术对能源体系建设的科技支撑作用,推进数字产业化发展。

新型能源体系是在碳达峰碳中和的总体目标及能源新战略下,结合中国发展实际,对中国能源系统进行的科学全面的整体谋划,综合考虑了中国所处的新发展阶段、面临的新发展任务以及新发展模式,以期为中国新型能源体系与中国式现代化的协同发展贡献思路。

 
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