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重構(gòu)中國能源戰(zhàn)略新格局

2019-03-26 14:36:11 中國能源網(wǎng)   作者: 韓曉平  

剛剛開啟的2019年將是格局重構(gòu)的一年。不僅世界將重構(gòu)地緣政治和國際利益格局,經(jīng)過改革開放40年的中國也將歷史性地全面重構(gòu)發(fā)展的戰(zhàn)略新格局,以應(yīng)對(duì)國際國內(nèi)以及新技術(shù)革命帶來的重大變局。

能源是人類文明的動(dòng)力之源,每一次能源革命都為世界的大局重構(gòu)提供了最具顛覆性的驅(qū)動(dòng)力。今天,能源革命的新驅(qū)動(dòng)力將為中國為世界的進(jìn)步提供什么樣的新動(dòng)能?當(dāng)我們正在跨入大數(shù)據(jù)、云計(jì)算、人工智能、深度學(xué)習(xí)、物聯(lián)網(wǎng)、區(qū)塊鏈、智能駕駛和人機(jī)共存的新時(shí)代,“創(chuàng)新、協(xié)調(diào)、綠色、開放、共享”不僅是驅(qū)動(dòng)中國經(jīng)濟(jì)社會(huì)進(jìn)步的新理念,也將是構(gòu)筑中國能源革命戰(zhàn)略新格局的指向。

電力需求空間何在

 年前,國家電網(wǎng)能源研究院量化研究所發(fā)布了他們對(duì)《我國電力中長期發(fā)展的預(yù)判》,認(rèn)為雖然增速逐步放緩,電力需求仍有較大增長空間。2035年達(dá)10.9~12.1萬億kWh;2050年達(dá)到12.4~13.9萬億kWh,人均用電量將達(dá)到8800~10000kWh。能不能實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)?需要看我們?nèi)绾沃貥?gòu)能源市場和發(fā)電結(jié)構(gòu),也要重構(gòu)我們的體制機(jī)制和觀念。

 我們現(xiàn)有的能源和電力系統(tǒng)、管理體系和利益格局都是工業(yè)時(shí)代形成的,是按照工業(yè)化的規(guī)模經(jīng)濟(jì)和規(guī)模效益、分工細(xì)化、工廠制度和機(jī)器體系建立的,但是它已經(jīng)是不能適應(yīng)新技術(shù)發(fā)展的需要并阻礙新技術(shù)革命的步伐。

2018年全年數(shù)據(jù)雖然還沒有發(fā)布,但是全年的中國社會(huì)用電量很可能超過7萬億kWh這一歷史峰值。盡管國家開放了“二孩”政策,但上半年人口增速還在持續(xù)下降。2017年實(shí)際出生人口1723萬人,僅新增737萬人。預(yù)計(jì)情景更加嚴(yán)峻,有專家估算2018年新增人口或?qū)⒌陀?00萬。若果真如此,中國人均用電量將超過5000kWh這一歷史性結(jié)點(diǎn)。2017年英國人均發(fā)電量為5078kWh,而這些年英國電力消費(fèi)實(shí)現(xiàn)了持續(xù)下降的趨勢。所以,中國的人均用電量很可能超越英國這一工業(yè)革命曾經(jīng)的領(lǐng)旗人。

其實(shí),多年來我們一直在質(zhì)疑國家電網(wǎng)人均1萬kWh的目標(biāo)。法國是一個(gè)能源結(jié)構(gòu)高電能比重的國家,僅核電就占全國能源比重的37.9%,人均用電只有8255kWh。日本和德國是相當(dāng)發(fā)達(dá)的國家,也都是工業(yè)制造國家,也是高載能產(chǎn)品汽車的主要出口國,日本人均用電8044kWh,德國7911kWh。

雖然美國的人均用電達(dá)到13146kWh,但美國的人均用電卻持續(xù)下降。2007年美國人均用電14712kWh,2017年比2007年下降了1566kWh,降幅10.64%。其主要原因是能效的不斷提升和各種節(jié)能產(chǎn)品的普及。僅美國能源部高度重視的LED燈,因?yàn)槊恳粋€(gè)LED燈泡可以節(jié)約85%的電量和負(fù)荷,而現(xiàn)在LED燈已經(jīng)在美國市場上完全取代了傳統(tǒng)的白熾燈泡。如果按照過去10年平均每年人均用電降低1%來推算,到2050年美國人均用電量將可能降低到9436kWh。

當(dāng)然,特朗普推動(dòng)美國重新發(fā)展制造業(yè)的再工業(yè)化努力若能如愿以償,或許美國的人均用電量或可逆轉(zhuǎn)?但是,由于頁巖氣革命導(dǎo)致美國的天然氣供應(yīng)極為充足,且價(jià)格非常低廉,致使大量使用電采暖的耗電較多的用戶,也在改用天然氣,并持續(xù)擠壓發(fā)電企業(yè)的市場。

各國人均電量

注:各國均為2017年數(shù)據(jù),中國2018為預(yù)測數(shù)據(jù)

轉(zhuǎn)型勢在必行

中國改革開放40年來,經(jīng)濟(jì)實(shí)現(xiàn)長足發(fā)展,能源與電力持續(xù)穩(wěn)定增長。2017年能源總量比1980年增加了7.31倍,發(fā)電量增長21.35倍。中國的能源和電力不僅滿足了中國人民日益增長的需求和國家經(jīng)濟(jì)發(fā)展需要,也向全世界提供了大量物美價(jià)廉的產(chǎn)品,使中國成為全球最大的商品出口國。同時(shí)也造成,中國人均能源消費(fèi)超過全球平均水平的1.22倍,人均電力消費(fèi)超過全球平均水平1.36倍,而人均GDP仍未達(dá)到世界平均水平,說明中國能源電力提效仍有巨大空間。

中國改革開放以來能源電力增長

注:數(shù)據(jù)來源,中國能源網(wǎng)研究中心匯集

 自中美貿(mào)易沖突以來,讓我們深刻認(rèn)識(shí)到中國靠出口拉動(dòng)經(jīng)濟(jì)的增長模式難以為繼,靠“鐵公雞”(鐵路、公路、基建)也無法繼續(xù)推進(jìn)成長,經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型勢在必行。而經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型,繼續(xù)企望靠傳統(tǒng)經(jīng)濟(jì)模式拉動(dòng)電力需求的難度非常之大,幾近不可能。我們必須在經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型的大背景下思考中國電力的新發(fā)展,以新的模式和新的電源結(jié)構(gòu)去占領(lǐng)新的市場。

 還需要考慮的另一個(gè)要素是氣候變化問題。聯(lián)合國氣候變化卡托維茲大會(huì)12月15日在波蘭閉幕,由除特朗普政府代表之外的世界各國共同努力,眾多國家在全體會(huì)議上要求在規(guī)則書文件中使用“歡迎(welcome)”取代“注意到(note)”,來表達(dá)對(duì)兩個(gè)月前政府間氣候變化專門委員會(huì)(IPCC)發(fā)表的《1.5℃特別報(bào)告》結(jié)論的態(tài)度。也就是說由于地球氣候已經(jīng)出現(xiàn)的急劇變化,人類將可能把地球溫升從2℃降低到1.5℃作為努力的新目標(biāo)。要實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo),世界必須實(shí)現(xiàn)“迅速、深刻和史無前例的變革”,包括在2030年前將溫室氣體排放比2010年水平降低45%,到2050年實(shí)現(xiàn)零凈排放。

 中國目前是全球溫室氣體排放最多的國家,排放量占全球的27.6%,幾乎接近美國、歐盟和日本的總和。盡管美國推出氣候變化巴黎協(xié)議,但是美國的溫室氣體排放這些年來一直在下降。中國在2014、2015和2016連續(xù)三年實(shí)現(xiàn)溫室氣體排放下降之后,2017年小幅逆轉(zhuǎn)。2018年前三季度煤炭消費(fèi)增長3%,天然氣全年將新增消費(fèi)量超過400億立方米,石油消費(fèi)同比增加3.4%,溫室氣體排放將出現(xiàn)大幅度的反彈。

2017年各國二氧化碳排放量

注:數(shù)據(jù)來源《BP2018世界能源統(tǒng)計(jì)年鑒》

根據(jù)國網(wǎng)《我國電力中長期發(fā)展的預(yù)判》,“隨著清潔能源發(fā)電量占比逐漸提升,電力系統(tǒng)二氧化碳排放總量在2025年前后出現(xiàn)峰值,峰值水平約為45~50億噸,2050年排放量約18~19億噸,占全國二氧化碳排放的比重降至30%以下。2050年單位電量二氧化碳排放強(qiáng)度約為當(dāng)前水平的22%-26%。”顯然這一目標(biāo)與《1.5℃特別報(bào)告》的要求仍相距甚遠(yuǎn),需要我們做出極大的革命性的努力和突破。

電能替代促進(jìn)轉(zhuǎn)型

 在今天的背景下,我們并不能,也不應(yīng)該反對(duì)國家電網(wǎng)人均1萬kWh的目標(biāo)。因?yàn)?,中國要?shí)現(xiàn)《1.5℃特別報(bào)告》的目標(biāo),就必須大力發(fā)展清潔電能替代,也只有依靠清潔電能替代,靠增加電力對(duì)其他化石能源的直接替代。矛盾主是集中在我們?nèi)绾紊a(chǎn)出足夠的沒有溫室氣體排放的清潔電能,并將這些清潔電能用好。

可再生能源對(duì)化石能源的替代,需要借助電力系統(tǒng)的通道。因?yàn)闊o論太陽能、風(fēng)能、水能,還是先進(jìn)核能,絕大部分的無碳能源都將轉(zhuǎn)化成為電能進(jìn)入我們的能源體系。電能按照目前的技術(shù),基本可以替代作為燃料的煤炭、石油、天然氣等各種化石能源。

要想擴(kuò)大電力替代市場,就需要電力跨入那些非傳統(tǒng)的用電市場,這就要推進(jìn)能源消費(fèi)革命。其中最大的市場還在于煤炭和天然氣的替代,在很多的工業(yè)部門需要燃煤或燃?xì)馍a(chǎn)大量工業(yè)蒸汽或高溫?zé)崴?,多是為工藝流程提供溫度或壓力,大多都是電能可以替代的,而且?huì)為企業(yè)帶來更加清潔、更加高效、更加先進(jìn)的工藝進(jìn)步。

電力加熱導(dǎo)熱油為工藝提供溫度,而且導(dǎo)熱油可以儲(chǔ)熱,關(guān)鍵是提供能源綜合服務(wù)的機(jī)制能夠深入企業(yè)的工藝流程,與行業(yè)專家一起幫助企業(yè)解決問題,實(shí)現(xiàn)精品精用。但問題是如何要讓電力比煤炭和天然氣更有競爭力,這取決于價(jià)格機(jī)制的科學(xué)構(gòu)架,也取決于電力成本的降低。光伏產(chǎn)品的價(jià)格在“531新政”之后大幅度下降,光伏系統(tǒng)平均造價(jià)已經(jīng)從2017年的5.5~6.5元/W,降至2018年的3.5-4元/W,預(yù)計(jì)2019年將進(jìn)一步下降到2.5-3元/W,此后仍然有降價(jià)空間,一些國內(nèi)光伏企業(yè)在國外的系統(tǒng)報(bào)價(jià)以不到2元/W,光伏電價(jià)與燃煤火電平價(jià)是沒有懸念的。如果這樣的電能來自用戶側(cè)分布式光伏所生產(chǎn),成本將會(huì)更加低廉,產(chǎn)品將更具競爭力。

此外,通過電力可以成等離子火焰,燃燒溫度高達(dá)8K-9K的超高溫,可以滿足各種工業(yè)對(duì)高溫工藝的需求,這一溫度大大高于化石燃料直接燃燒溫度,是丙烷火焰溫度的3倍,乙炔火焰溫度的2.5倍。高溫帶來高效和高質(zhì)量,同時(shí)沒有化石燃料燃燒的污染和排放問題,甚至簡化工業(yè)流程和生產(chǎn)配套系統(tǒng),降低生產(chǎn)成本。

這些年來,越來越多的企業(yè)開始使用工業(yè)機(jī)器人,中國是工業(yè)機(jī)器人使用最多的國家。根據(jù)《2019-2025年中國工業(yè)機(jī)器人現(xiàn)狀調(diào)研及市場前景預(yù)測》,2017-2020年,全球工業(yè)機(jī)器人銷售額將從每年147億美元增長至199億美元,年均增速11.02%,銷量將從每年34.6萬臺(tái)增長至52.1萬臺(tái),年均增速為15.35%。中國自2013年開始成為全球工業(yè)機(jī)器人最大市場,2016年銷量約為8.7萬臺(tái),占全球比重30%,接近于歐洲和北美銷量之和。2017-2020年,中國工業(yè)機(jī)器人銷量將從11.5萬臺(tái)增至21萬臺(tái),年均增速約為25%,占全球比重將從33%提升至40%。工業(yè)機(jī)器人本身就需要大量電能,它們工作的車間廠房也需要大量的電力維持。一起有人了生產(chǎn),車間廠房用不著空調(diào),給工人發(fā)電防暑降溫費(fèi)就行,使用機(jī)器人就不得不采用空調(diào)恒溫,甚至還要恒濕和空氣凈化除塵,都需要大量消耗電力。

另一個(gè)電能替代巨大的市場在交通。中國的原油的對(duì)外依存度逼近70%,若考慮成品油和LPG的進(jìn)口,石油對(duì)外依存度在2017年就已經(jīng)超越70%。美國歷史最高的石油對(duì)外依存度是67%,而就此他們已經(jīng)發(fā)動(dòng)多場戰(zhàn)爭布局石油安全。中國的油氣安全壓力空前巨大,直接威脅到我們的經(jīng)濟(jì)社會(huì)安全和國家自信,使我們在很多國際博弈中陷入被動(dòng)。同時(shí),燃油污染還是我們城市污染的主要來源,危害著人民的健康。

根據(jù)中石化《2019年能源化工產(chǎn)業(yè)發(fā)展報(bào)告》,2018年全國汽油表觀消費(fèi)1.25億噸,柴油1.61億噸,這些成品油若按熱值計(jì)算相當(dāng)于2.476萬億kWh;即便按動(dòng)能轉(zhuǎn)換效率換算,也相當(dāng)于7068億kWh,這是一個(gè)非常巨大的市場。世界上已經(jīng)有多個(gè)國家宣布將在2025-2040年之間實(shí)現(xiàn)燃油車完全退出市場,連印度都提出到2030年實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)。而全球電動(dòng)汽車技術(shù)發(fā)展最快,普及最快的中國,不可能比印度還有落后,否則我們的雄心壯志將何以體現(xiàn)。

未來在于三農(nóng)現(xiàn)代化

最大的新增電力市場將在三農(nóng)現(xiàn)代化上。習(xí)近平總書記說“沒有農(nóng)業(yè)農(nóng)村現(xiàn)代化,就沒有整個(gè)國家現(xiàn)代化。”看一個(gè)國家的現(xiàn)代化程度,不是看它的城市,而是看它的鄉(xiāng)村,振興鄉(xiāng)村和美麗鄉(xiāng)村建設(shè)將是未來中國最大的發(fā)展空間。如果中國的城鎮(zhèn)化率達(dá)到65%,到2030年全國人口峰值是14.5億人時(shí),仍有農(nóng)村人口超過5億人,這是一個(gè)巨大的市場。

2018年中國消費(fèi)了38.5億噸原煤,6.1億噸石油,2770億立方米天然氣,6.7億噸標(biāo)煤的可再生能源,近7萬億kWh電力,折合總能耗46.6億噸標(biāo)煤。其中用于三農(nóng)的總能耗僅占2%,汽油的1.9%,柴油的8.9%,天然氣的0.1%,電力的2.1%。也就是說98%的能源支撐了中國的城市化和工業(yè)化,實(shí)現(xiàn)了8億多人口的現(xiàn)代化。

所有的發(fā)達(dá)國家在發(fā)展到一定階段之后,都出現(xiàn)了一個(gè)“逆城市周期”,大量城市人口開始反向遷往鄉(xiāng)村。未來中國城鎮(zhèn)化的標(biāo)準(zhǔn)將不會(huì)再是戶口所在地或長期居住地是否在城市,5億農(nóng)民將實(shí)現(xiàn)就地的城市化,而鄉(xiāng)村現(xiàn)代化進(jìn)程將會(huì)促成大量人口返遷回鄉(xiāng)村。習(xí)近平同志提出的“讓農(nóng)業(yè)成為有奔頭的產(chǎn)業(yè),讓農(nóng)民成為有吸引力的職業(yè),讓農(nóng)村成為安居樂業(yè)的家園。”將會(huì)有越來越多的人會(huì)向往安居樂業(yè)在美麗田園的自然景色中。

 三農(nóng)現(xiàn)代化將是中國承載未來新技術(shù)最廣闊的天地,而且這些技術(shù)很多都將與電有關(guān)。到2018年,中國仍有5.73億農(nóng)村人口,大約是2億個(gè)家庭,擁有2億個(gè)屋頂,加上7000萬在農(nóng)村擁有“老宅”但已長期居住在城市的家庭,農(nóng)村集體用房約3000萬座,合計(jì)大約3億個(gè)屋頂。每座建筑平均不少于100平米,按最新的技術(shù)充分利用可以安裝20kW光伏,年發(fā)電2.4萬kWh??傃b機(jī)容量60億kW,是現(xiàn)有裝機(jī)的3.38倍;總發(fā)電量將達(dá)到7.2萬kWh,超過現(xiàn)在的總發(fā)電量。這些能源不僅可以在完全沒有溫室氣體排放的前提下,滿足未來農(nóng)民的全部生活用電需要,還可以滿足農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、農(nóng)產(chǎn)品加工的全部能源需求,同時(shí)解決農(nóng)村發(fā)展和承載逆城市化需要的能源保障。

 除光伏外還有小水電、風(fēng)電、沼氣發(fā)電、分布式太陽熱發(fā)電等,這些不確定和不穩(wěn)定的可再生能源需要配套足夠的儲(chǔ)能系統(tǒng),但這些系統(tǒng)是可以和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)深度融合的。電動(dòng)拖拉機(jī)、電動(dòng)貨車等各種電動(dòng)農(nóng)機(jī)和一些農(nóng)村水利設(shè)施都可能兼顧儲(chǔ)能,此外農(nóng)舍的采暖也是可以通過儲(chǔ)熱儲(chǔ)冷保障。我們可以在三農(nóng)現(xiàn)代化中構(gòu)筑一個(gè)全電能社會(huì),而所有的電能全部就地取材來自可再生能源。我們可以采用能源互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)化互助供電,采用區(qū)塊鏈技術(shù)解決彼此的結(jié)算,通過區(qū)塊鏈建立農(nóng)村和農(nóng)民的信用體系,實(shí)現(xiàn)自主投資自主結(jié)算解決投資問題,并實(shí)現(xiàn)新興的合作化機(jī)制將農(nóng)村和農(nóng)村組織起來,促進(jìn)社會(huì)的整體進(jìn)步。

由于中國城市居住密度過高,發(fā)展智能無人駕駛非常困難,可能延遲這一技術(shù)在中國的發(fā)展普及。但農(nóng)村道路流量低,給發(fā)展這一技術(shù)提供了廣闊的應(yīng)用場景。無人駕駛拖拉機(jī)正在成為一種熱門的創(chuàng)新產(chǎn)品,包括著名的“東方紅”拖拉機(jī)廠在內(nèi)很多國內(nèi)外廠家都推出了自己的產(chǎn)品,應(yīng)用人工智能、地理信息系統(tǒng)、高精度衛(wèi)星定位、深度學(xué)習(xí)等技術(shù),實(shí)現(xiàn)無人化智能耕種。

如若可以實(shí)現(xiàn)無人駕駛,為什么還要停留在地面交通?無人駕駛智能飛行技術(shù)實(shí)際上比無人駕駛道路交通更簡單。在中國的城市高密度的環(huán)境下發(fā)展這種技術(shù)比道路無人駕駛更困難,而在鄉(xiāng)村的環(huán)境中更加容易。中國多家企業(yè)研發(fā)的載人無人駕駛電動(dòng)直升機(jī)已日益成熟,就技術(shù)而言無人駕駛載人飛行器比汽車更加簡單,規(guī)?;a(chǎn)后成本更低。智能飛行還為可再生能源發(fā)電制氫提供了對(duì)口的出路。氫能遭遇了電池技術(shù)的突飛猛進(jìn),形成既生瑜何生亮的尷尬局面。氫能轉(zhuǎn)換動(dòng)能具有更高的能量密度,可以是我們飛的更遠(yuǎn)、飛的更快、運(yùn)的更多,為智能飛行創(chuàng)造了很好的能源動(dòng)力解決方案。

而智能飛行是能耗更低、效率更高、安全性相對(duì)更好的交通方式,將會(huì)從根本上改變鄉(xiāng)村的時(shí)空格局,給人們更興奮的體驗(yàn)感,也提供了更高的出行效率。無人機(jī)還可以完成噴藥、灑除草劑、農(nóng)產(chǎn)品運(yùn)輸、農(nóng)業(yè)機(jī)械搬運(yùn)等多種任務(wù),大大降低農(nóng)業(yè)勞動(dòng)的強(qiáng)度。還可以執(zhí)行智能放牧任務(wù),極大地提高了農(nóng)牧業(yè)生產(chǎn)效率,而所有的能源都可以借助于可再生的電力。

 京東集團(tuán)將和日本三菱化學(xué)在植物工廠方面展開合作,在北京、上海、廣州郊區(qū)等地建設(shè)大型植物工廠,向市場提供沒有污染的蔬菜產(chǎn)品,并直接進(jìn)行到戶配送。植物工廠是一種高能耗的蔬菜生產(chǎn)工藝,需要對(duì)蔬菜照明、噴灌、收割、打包等,還有智能感應(yīng)和智能控制,甚至智能收割,以及智能轉(zhuǎn)運(yùn)配送等系統(tǒng)都需要靠電力來實(shí)現(xiàn)。

 在新的時(shí)代,需求是可以創(chuàng)造的。需求就在各個(gè)行業(yè)之間的結(jié)合部,只要我們?yōu)槿藗儙肀憷?、健康、質(zhì)量和體驗(yàn),通過新的能源供需模式與信息、交通、建筑、金融和生態(tài)系統(tǒng)深度融合,我們就可以創(chuàng)造各種新的需求。我們必須有足夠的智慧完成另外近6億中國人的現(xiàn)代化,不僅要解決他們現(xiàn)代化的能源,而且不能再增加環(huán)境負(fù)擔(dān),實(shí)現(xiàn)他們的參與和共享,讓他們在參與中成為真正的主人翁,提升他們的公共意識(shí)并得到持續(xù)的經(jīng)濟(jì)收益,成為真正的“生產(chǎn)投資型消費(fèi)者”,以此推進(jìn)整個(gè)中國社會(huì)的整體進(jìn)步。




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責(zé)任編輯: 張磊

標(biāo)簽:能源戰(zhàn)略