李俊峰:探索能源低碳化发展路径
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未来全球能源格局呈四大特点
回顾人类文明发展史,已经证明的、可以称之为能源变革的能源生产和消费技术的革命有三次。第一次能源变革以火的发展和使用为标志,第二次能源变革是从蒸汽机和内燃机的发明与使用开始的,而电力技术和燃气轮机技术的发明与使用则拉开了第三次能源变革的序幕。
那么,电力在第三次能源变革中起到了怎样的作用呢?对此,李俊峰着重强调,电的出现使人类文明踏上了一个新台阶,使能源输送不再受距离和时间的约束,大幅度提高了能源传输和转换效率,促使能源生产和消费进入了网络化时代。电催生了一系列重大生产、消费、运输、通信技术与产品的发展与变革,包括自动化、信息化和互联网技术。
这三次能源变革,在加速人类技术进步的同时,也推动了能源相关技术和装备的革命与发展,以及人类生产与消费技术的变革和观念的改变。
李俊峰认为,伴随着经济增长和人民生活水平的提高,能源消费将不断增加,未来,全球能源格局呈现四大特点:首先,世界能源消费市场开始由发达国家和发展中国家共享,发达国家在优质能源消费中仍然占据主要份额。其次,国际能源供应仍然只能满足少数高收入国家的能源需求和全球能源需求的低速增长。再次,世界能源供需平衡趋紧,能源需求持续增长是能源发展的整体趋势。最后,以化石能源为主的传统能源发展模式难以持续,清洁化和低碳化是能源发展的方向。
低碳化是能源发展的必然趋势
能源在推动人类文明进程发展中发挥了巨大的作用,但同时也产生了很多负面影响。回顾过去,在人类工业文明的发展过程中产生过的重大污染事件几乎都与能源有关。
一系列历史事件足以证明。上世纪50年代的“伦敦雾”、宾夕法尼亚的“煤烟污染”、洛杉矶的“光化学”事件、1986年的切尔诺贝利核事件、2010年的墨西哥湾漏油事件和2011年的日本福岛核事件等都造成了严重的环境破坏和重大的经济损失,也导致了成千上万人的死亡。
我国也面临着同样的问题。李俊峰表示,改革开放30年,我们走完了西方大多数国家200多年的工业化历程,出现“未富超标”现象,我国能源产生的各类污染物均居世界第一,温室气体排放也超过了许多发达国家,如果不实现低碳能源,不抓紧进行清洁化和低碳化的能源革命,我国的能源出路和回旋的余地将很小。
能源低碳化自1952年的“伦敦雾”开始,逐渐成为世界的共识。1956年,英国下决心治理雾霾天气,出台《清洁空气法》改善能源结构,大幅度引入天然气替代煤炭,开创了液化天然气之先河,经历十年,根治了伦敦雾问题,成为世界能源清洁化的转折点。20世纪70年代,全球完成了煤油交替,煤烟型污染得到有效控制。但是到了21世纪,能源消费比例越来越高,环境压力日益增大。
如何解决能源持续增长与环境之间的矛盾?“唯有走向清洁化和低碳化的能源发展路线。”李俊峰认为。他分析,未来,核电无疑是最能大规模发展的低碳能源,但发展核电也有其制约因素;水能有很大发展潜力,但生态、移民、环境等问题困扰着水电的开发;生物质能源曾是历史上人类依赖的主要能源,但未来增长的潜力很有限;风电有很大发展潜力,技术上全球风能资源每年约可发电53万亿度,相当于2020年世界电力需求预测值的两倍多,至2050年,若再安装100万台陆上风机和10万台海上风机,就可以满足世界四分之一的电力需求;太阳能的潜力无疑是最大的,去年,全球太阳能光伏发电装机超过了1亿千瓦,太阳能光热发电装机达到了250万千瓦,未来,这两个数字还将不断增长。
第四次能源变革促进能源低碳化
为什么要进行第四次能源变革?李俊峰给出了答案。人类希望能走出一条既能减少环境污染,又能实现人类可持续发展的新能源高效利用之路。过去,能源是经济发展的基础,能源在推着经济向前发展,未来,我们要实现能源与经济的协调、可持续发展。
其实,第四次能源变革的概念早已被学者提出,它是人类进入生态文明发展阶段的客观需要,是构建适合人类进入生态文明阶段的新兴能源体系的必经之路。第四次能源变革促使人类利用清洁、低碳、可持续的能源体系,推动人类的生态文明建设。
李俊峰认为,第四次能源变革的目标有以下几点:一是确保全球能源供应安全的可持续性,维系人类文明的不断发展与延续;二是大幅度提高能源效率,合理控制能源消费行为,控制能源消费的过快增长;三是确保人人享有可持续的能源供应,消除能源贫困,实现能源公平;四是缓解、减少进而避免能源供应过程中环境、生态问题;五是应对气候变化,构建清洁、低碳的能源体系。
同时,第四次能源变革具备四点基本特征:一是基于可再生能源等低碳能源的清洁化和低碳化变革;二是基于互联网的分散化和网络化的结合的变革;三是基于储能和超导或其他高压技术的能源本地化和国际化的结合的变革;四是基于市场化改革的能源供应与消费体系的自主选择与垄断经营的创新。
在经历了三次能源变革以后,第四次能源变革会不会出现,何时出现谁也说不准。然而,李俊峰表示,纵观全球可再生能源发展情况,发展可再生能源是世界主要国家的共识,第四次能源变革也一定是以低碳化、清洁化作为引领的,很多国家在很早前就已经开始了相关的尝试和探索。欧洲和世界自然基金会都提出了到2050年达到全球100%的可再生能源的方案,未来,世界各国都将投身于低碳化、清洁化的能源变革浪潮中。
先进技术是支撑能源变革的关键
迄今为止,由于市场经济的理论主导世界,技术进步总是在创造新的需求,也在客观上造成了新的能源消费的增加。对此,李俊峰建议,生态文明建设需要新的技术革命,但必须是有利于控制能源消费增长的。我们应该充分认识到技术变革的双重性,科技是生产力,也是破坏力。但人们对前者的认识是共识,对后者的认识还有争议。能源变革,尤其是生态文明建设所需要的新的能源变革需要克服技术的局限性,特别是其负面的影响。
应对气候变化和减排温室气体,催生了一批新的能源技术革命,例如:氢能源、未来发电技术、新兴核电技术、页岩气技术、CCS(二氧化碳捕获和封存)技术,这些技术的发展对推动能源变革有着十分重要的意义。
进入21世纪,人类对能源的需求越来越迫切。李俊峰举了个例子,二十多年前,美国人就已经勾勒出了这样一幅画面,就是把全球的电网连接起来。而德国人也在考虑,要首先实现欧洲电网的互联互通,要利用撒哈拉沙漠的光伏发电为欧洲提供能源。他说,从有电的那一刻起,全球联网就是电力人的梦想,也是构建全球能源安全的重要措施之一。这种措施美国人早就想到了,而德国人已经开始做了。
李俊峰认为,保障全球电网互联的技术只有两种,一个是超导技术,一个是特高压技术。目前看来,超导技术还在研发当中,而特高压技术更成熟一些。在他看来,未来,完成第四次能源变革少不了以下四项技术的支撑:一是要提供人人可以负担得起的可再生能源供应技术;二是廉价安全的能源储存技术,比如电动车使用的小型电池技术和楼宇与电网备用的大规模储能系统技术;三是连接五大洲的高效的电力传输技术,比如超导或特高压技术;四是高效能源利用技术,包括建筑、交通、工业和日用消费品等领域。
李俊峰认为,在能源技术上,我国最应该学习的是北欧,北欧确实在新的技术革命中做了很大贡献。他举例说,尤其要向丹麦学习,从2000年到2005年,丹麦每一度电的二氧化碳排放量下降了50%。靠什么?靠的就是技术进步。
最后,李俊峰说,过去的30年,中国经济实现了超过10%的年增长率,而代价也极其高昂。现在,我们不能再重复发达国家“先污染后治理”的老路,能源消费还会持续增长,建设生态文明,需要技术、体制和机制上的创新,落实需要艰苦、长期的努力。
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把握好光伏产业的发展节奏
记者:从8月6日开始,中方对欧盟出口光伏电池产品的价格承诺协议正式实施,协议有效时间到2015年。您如何评价这个结果?未来,我国光伏企业该如何发展?
李俊峰:中欧光伏贸易战最终达成价格承诺,这是一个双方都不是很满意,但又都能接受的结果。不能用谁输谁赢来评价这场贸易争端,这是双方相互协作、沟通、妥协后达成的一个解决方案。这个结果对我国光伏产业来说既有利好的一面,也有不利的一面。利好的一面是,贸易争端解决了,我国光伏产品可以继续向欧洲出口,企业又有了一线生机。不利的一面是,协议是有时间限制的,从现在开始到2015年,只有两年半的时间。这给光伏企业敲响了警钟,从现在开始,我国的光伏产业发展必须把握好发展节奏,利用这次协议争取到的时间,来调节自身产能,防止下一轮贸易争端的发生。只有这样,中国光伏企业才有未来。
技术进步需要不断尝试
记者:您刚才讲到,全球电网互联是我们未来的理想,它能够做到能源资源的高效共享。但目前,技术问题还无法得到有效解决。您认为,在技术研发上,尤其是电网技术,企业应如何发挥自主创新的作用?
李俊峰:在技术问题上,应该让企业去自主尝试。技术的主体是企业,而非政府。我们必须通过试,才能发现问题。比如我国的特高压技术,发展交流还是直流在业界一直存在争议。但如果连试都不试,怎么能知道结果呢?我认为,我们不应轻易否定任何一种新的技术,就像特高压,我们一定要试一试才知道哪种技术更可行。很多技术争议必须通过实践来解决,要靠实践去验证,靠时间来检验。比如我国的高铁,在没有开到每小时300公里的时候,我们就会认为欧洲每小时200公里已经是最先进的了。现在来看,特高压技术是比较成功也比较贴合我国经济社会发展需要的。
我国的资源禀赋和负荷中心并不匹配,要把内蒙古的电送到华中,距离一两千公里,把西南的水电送到上海、广东也距离两三千公里,这就要求电力必须做到大规模、远距离输送,我们必须从电网技术上进行尝试和突破。很多现有的技术问题需要克服和完善,但是不能因为技术上有暂时的缺陷和错误就不再做尝试,阻碍技术的发展。毕竟,技术是需要探索的,探索是无止境的,研究和尝试是推动技术进步的前提,也是企业的责任。
电网建设速度超前是有必要的
记者:请您谈谈您对电网建设和规划的看法,您怎么看待“电网建设适度超前”?
李俊峰:电网建设速度超前是必要的,电力系统在建设的同时必须设计有庞大的余量,没有庞大余量,我们是不能应对突发事件和极端天气的,不搞能源、电力的人可能不会理解。比如,谁都不会想到,今年夏天在长三角地区、华南地区会出现两三个月高温天气,就连气象部门也没有提前预测到。但是,高温突然来了,今年夏天,我国每一个地区的用电负荷与往年相比至少高出了15%到20%。在负荷大幅提高的情况下,就需要发挥电网的资源配置能力了。比如浙江、山东、江苏这些地方,省内的电不够用,需要从省外调,外调的电力可能占到很大比例。
现在来看,今年的迎峰度夏到现在已经快要接近尾声了,负荷高峰也快过去了,高温天气基本上平稳度过了,这得益于电网建设的适度超前,得益于我们有一定能力的跨网调度。
比如山东,在今年的高温天气下,所需电力肯定要通过大量外调,单凭山东自身的调度能力是完成不了这样艰巨的调度任务的,需要大电网的跨区调度。这就是电力系统建设适度超前的必要性。如果电网系统不超前就没有办法应付这种突发事件。还有很多突发事件是我们无法预料到的,比如有电厂或线路出了问题,如果没有超前的电网建设就不可能平稳度过。
在正常情况下,有可能超前的建设水平三五年之内都用不到,但一到关键时刻,超前建设的必要性就显现出来了,可能也就用了一两个月,或者只是三五天,但也是非常必要的。
(国家应对气候变化战略研究和国际合作中心主任 李俊峰)