前言:未來的電力系統(tǒng)應(yīng)該有四個(gè)特征:一是高比例的非化石能源電力裝機(jī),二是集中式與分布式技術(shù)結(jié)合,三是多能互補(bǔ),四是與儲(chǔ)能和智能控制相結(jié)合。
平價(jià)倒逼能源轉(zhuǎn)型
《能源評(píng)論》:無論從全球還是中國來看,新能源成本都在逼近傳統(tǒng)化石燃料,您如何評(píng)價(jià)這一歷史進(jìn)程?
杜祥琬:高成本曾是制約可再生能源發(fā)展的因素之一,近年來其成本不斷下降。以風(fēng)電為例,1980~2013年,風(fēng)電成本下降 90%,到2020年將與煤電相當(dāng)。光伏發(fā)電成本也在快速下降,2010~2017年從 0.36美元/千瓦時(shí)降到了0.1美元/千瓦時(shí),下降幅度達(dá)73%,且還在進(jìn)一步下降。目前,除海上風(fēng)電和光熱發(fā)電成本仍然偏高外,水電、陸地風(fēng)電、光伏發(fā)電的成本均已進(jìn)入化石燃料電站的成本區(qū)間。
另一個(gè)更為重要的視角是投資,從全球能源投資來看,其重點(diǎn)已從煤炭逐步轉(zhuǎn)向可再生能源,2017年全球可再生能源投資超出其他能源兩倍以上。
《能源評(píng)論》:這是否預(yù)示著未來能源電力系統(tǒng)轉(zhuǎn)型的方向?
杜祥琬:未來的電力系統(tǒng)應(yīng)該有四個(gè)特征:一是高比例的非化石能源電力裝機(jī),二是集中式與分布式技術(shù)結(jié)合,三是多能互補(bǔ),四是與儲(chǔ)能和智能控制相結(jié)合。
從電網(wǎng)來看,未來轉(zhuǎn)型的方向?qū)⑹羌惺诫娋W(wǎng)的智能化與以分布式發(fā)電為基礎(chǔ)的微網(wǎng)結(jié)合。集中式電網(wǎng)與微網(wǎng)可以雙向互動(dòng),也可以獨(dú)立運(yùn)行,從而促進(jìn)整個(gè)能源系統(tǒng)更加便利化、低碳化、智能化、網(wǎng)絡(luò)化。
《能源評(píng)論》:隨著新能源經(jīng)濟(jì)性的提升,非化石能源電力高比例正在成為現(xiàn)實(shí)。截至2018年底,我國非化石能源裝機(jī)占比已經(jīng)突破40%,發(fā)電量占比突破30%,隨之而來的就是應(yīng)用問題,您認(rèn)為,在這方面誰應(yīng)發(fā)揮重要作用?
杜祥琬:東部地區(qū)和城市的能源發(fā)展深刻影響著我國能源轉(zhuǎn)型。
長期以來,東部是我國能源的主要消耗區(qū),西部、北部能源資源豐富,東部能源主要靠西部解決。但是我最近研究發(fā)現(xiàn),東部地區(qū)也有很多新能源資源,然而利用比例還是很低。如果將來東部能從能源“消費(fèi)者”變?yōu)?ldquo;產(chǎn)消者”,有助于緩解中國能源發(fā)展不平衡、不充分的矛盾。
同時(shí),城市的能源利用水平是城市發(fā)展和社會(huì)進(jìn)步的重要標(biāo)志,我國城市人口眾多,能耗較大,也因此成為能源轉(zhuǎn)型的主戰(zhàn)場。城市能源轉(zhuǎn)型已具備良好的基礎(chǔ),但能源的供應(yīng)、環(huán)境與管理面臨著嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。
需統(tǒng)籌規(guī)劃全國能源布局
《能源評(píng)論》:大規(guī)模發(fā)展新能源需要面臨的一個(gè)重大挑戰(zhàn)就是如何解決新能源的跨區(qū)消納,也就是電從遠(yuǎn)方來的問題。您認(rèn)為這會(huì)隨著平價(jià)上網(wǎng)來臨發(fā)生變化嗎?
杜祥琬:我長期以來是支持西電東送的,而且現(xiàn)在依然認(rèn)為還要西電東送。從目前的情況來看,西電東送可能還會(huì)有所增加,但隨著東部電源的發(fā)展和西部經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,西電東送的需求增量可能會(huì)出現(xiàn)拐點(diǎn),至于具體時(shí)間,取決于國家規(guī)劃和政策引導(dǎo)等因素。
因此,新形勢下減輕西電東送、北煤南運(yùn)的壓力勢在必行,這也是根據(jù)我國國情應(yīng)該考慮的能源轉(zhuǎn)型的方向問題。從資源可能性、技術(shù)可行性、經(jīng)濟(jì)可行性等方面,東部各省完全有可能做到能源較高比例的自給。比例具體能達(dá)到多少,各個(gè)地方要因地制宜。
《能源評(píng)論》:無論是基于環(huán)境容量,還是能源總量控制,東部地區(qū)肯定不能增加傳統(tǒng)火電比例,那究竟該如何提升東部城市能源自給比例?
杜祥琬:是的。這就需要在戰(zhàn)略的指導(dǎo)下認(rèn)真規(guī)劃包括東部在內(nèi)的全國電力和能源布局,包括源、網(wǎng)、荷、儲(chǔ)、管、服等方面。一個(gè)突破方向就是新能源。如果東部的新能源開發(fā)和自給做得好,就能減少西電東送和北煤南運(yùn)的壓力,這對(duì)國家和人民都是好事,一定程度上也有助于改善我國能源發(fā)展不平衡、不充分的問題。
因此,一定要轉(zhuǎn)變觀念,轉(zhuǎn)變習(xí)慣。東部從能源“消費(fèi)者”變?yōu)?ldquo;產(chǎn)消者”的能源發(fā)展思路符合電力轉(zhuǎn)型和能源革命的方向,有利于電力系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)性、安全性、靈活性,也符合綠色、低碳、高效、安全、智慧的方向。
《能源評(píng)論》:您認(rèn)為,東部地區(qū)從能源“消費(fèi)者”變?yōu)?ldquo;產(chǎn)消者”的信心來自哪里?
杜祥琬:東部各省是節(jié)能提效的先行區(qū),核能發(fā)展的優(yōu)先區(qū),海上風(fēng)電、海洋能發(fā)展的優(yōu)勢區(qū),天然氣(含非常規(guī))、LNG進(jìn)口的接收區(qū),還可以疊加分布式光伏、生物質(zhì)(固廢資源化)、地?zé)?、工業(yè)余熱、部分水電等。
中東部地區(qū)可再生能源資源潛力非常大,總體來看,目前已經(jīng)開發(fā)的風(fēng)能和太陽能僅占可開發(fā)資源量的不足十分之一。
數(shù)據(jù)表明,在考慮低風(fēng)速區(qū)域的情況下,我國中東部地區(qū)風(fēng)能資源可開發(fā)量共8.96億千瓦。水深在5~20米范圍內(nèi)的海上風(fēng)電可開發(fā)量約2.1億千瓦,陸上和海上風(fēng)電可開發(fā)資源量共計(jì)約11億千瓦。
在太陽能方面,中東部地區(qū)集中式光伏電站可開發(fā)的潛力是3.58億千瓦,分布式光伏裝機(jī)的潛力是5.31億千瓦,包含光伏建筑一體化在內(nèi),共計(jì)近9億千瓦。中東部房屋建筑面積大約10萬平方公里,如果2050年總用電量的1/4由光伏產(chǎn)生,所需要安裝面積大約是中部東部現(xiàn)有房屋面積的1/4。
技術(shù)、體制、觀念缺一不可
《能源評(píng)論》:風(fēng)電、光伏等能源具有波動(dòng)性、間歇性,要靠哪些新技術(shù)、新模式來解決?
杜祥琬:規(guī)?;l(fā)展新能源要跟儲(chǔ)能相結(jié)合。與此同時(shí),火電的靈活性可以為太陽能、風(fēng)能調(diào)峰,再加上東部網(wǎng)絡(luò)和信息技術(shù)、智能化技術(shù)、大數(shù)據(jù)、云計(jì)算等快速發(fā)展,都會(huì)為東部地區(qū)發(fā)展可再生能源提供技術(shù)支撐。
近期來看,通過虛擬電網(wǎng)和泛在電力物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)可以很好解決。比如,可以將集中式智能電網(wǎng)和以分布式發(fā)電為基礎(chǔ)的微網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)相結(jié)合,二者雙向互動(dòng),通過虛擬電廠技術(shù),結(jié)合儲(chǔ)能單元,再加上大數(shù)據(jù)智能化管理,把源、儲(chǔ)、調(diào)、用統(tǒng)籌起來,成為“智能大管家”。
《能源評(píng)論》:技術(shù)之外,還有哪些關(guān)鍵環(huán)節(jié)需要克服?
杜祥琬:東部城市能源自給觀念確立后,需要進(jìn)一步解決體制問題。比如,光伏建筑一體化非常適用于東部城市,我國工商業(yè)屋頂分布式光伏的理論安裝容量不小于300吉瓦,但由于相關(guān)部門協(xié)調(diào)不利,缺乏相關(guān)標(biāo)準(zhǔn),導(dǎo)致目前滿足要求的屋頂不到30%,如果完善相關(guān)政策,未來發(fā)展?jié)摿薮蟆?br />
因此,要把我國東部分布式可再生能源發(fā)展與國家各部門的政策結(jié)合起來,在建筑、農(nóng)業(yè)、土地等領(lǐng)域制定明確的能源轉(zhuǎn)型目標(biāo),然后落實(shí)到各個(gè)產(chǎn)業(yè)部門、企業(yè)、用戶等層面。
《能源評(píng)論》:體制問題的深層原因您認(rèn)為來自哪里?目前各地的發(fā)展現(xiàn)狀如何?
杜祥琬:對(duì)于城市能源轉(zhuǎn)型而言,政府、企業(yè)的努力以及配合非常重要,但最需要轉(zhuǎn)變的是思想觀念,即讓東部從能源的“消費(fèi)者”變?yōu)槟茉?ldquo;產(chǎn)消者”,做到寓電于民。長三角地區(qū)包括沿海大型城市,都應(yīng)該樹立這樣的思想觀念,即要盡可能充分利用當(dāng)?shù)氐目稍偕茉础?br />
我在東部多省調(diào)研后發(fā)現(xiàn),不少地區(qū)還沒有完全樹立起使用身邊能源的觀念。當(dāng)然,也有些地方走在了前列。比如,浙江省湖州市正在推進(jìn)“家庭屋頂光伏計(jì)劃”,力爭到2020年建成10萬戶家庭屋頂光伏,屆時(shí)該市煤電裝機(jī)占比要降到37%,這一計(jì)劃在浙江具有普適性。嘉興的能源來源既有核電,又有光伏和風(fēng)電等,能源結(jié)構(gòu)中非化石能源占的比例相當(dāng)高,還有信息平臺(tái)支撐能源系統(tǒng)整合。江蘇省鹽城市也提出,盡快把可再生能源發(fā)電占比提高到50%以上。這些城市的做法具有借鑒價(jià)值,江蘇、浙江、山東等省份都能夠做到高比例自給,東部地區(qū)新能源產(chǎn)業(yè)市場前景和發(fā)展空間非常廣闊。
《能源評(píng)論》:您如何看待清潔能源的未來?
杜祥琬:清潔替代、電能替代是能源轉(zhuǎn)型的大勢所趨。歷史經(jīng)驗(yàn)表明,清潔能源要成為主導(dǎo)能源,往往要經(jīng)歷漫長的過程,比如煤炭替代薪柴用了173年,石油替代煤炭用了106年??稍偕茉慈绾螐奶娲茉闯蔀橹鲗?dǎo)能源,能否實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量高比例發(fā)展,才是關(guān)鍵。
上述中東部能源新發(fā)展思路,符合電力轉(zhuǎn)型和能源革命的方向,利于電力發(fā)展趨于平衡、充分,利于電力系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)性、安全性、靈活性,符合綠色、低碳、高效、智慧,也體現(xiàn)了從“政府辦電、大企業(yè)辦電”方向。未來,在多方共同努力下,中國能源的格局和能源結(jié)構(gòu)將會(huì)有極大改善,中國的能源轉(zhuǎn)型、能源革命前景將會(huì)無限光明。
平價(jià)倒逼能源轉(zhuǎn)型
《能源評(píng)論》:無論從全球還是中國來看,新能源成本都在逼近傳統(tǒng)化石燃料,您如何評(píng)價(jià)這一歷史進(jìn)程?
杜祥琬:高成本曾是制約可再生能源發(fā)展的因素之一,近年來其成本不斷下降。以風(fēng)電為例,1980~2013年,風(fēng)電成本下降 90%,到2020年將與煤電相當(dāng)。光伏發(fā)電成本也在快速下降,2010~2017年從 0.36美元/千瓦時(shí)降到了0.1美元/千瓦時(shí),下降幅度達(dá)73%,且還在進(jìn)一步下降。目前,除海上風(fēng)電和光熱發(fā)電成本仍然偏高外,水電、陸地風(fēng)電、光伏發(fā)電的成本均已進(jìn)入化石燃料電站的成本區(qū)間。
另一個(gè)更為重要的視角是投資,從全球能源投資來看,其重點(diǎn)已從煤炭逐步轉(zhuǎn)向可再生能源,2017年全球可再生能源投資超出其他能源兩倍以上。
《能源評(píng)論》:這是否預(yù)示著未來能源電力系統(tǒng)轉(zhuǎn)型的方向?
杜祥琬:未來的電力系統(tǒng)應(yīng)該有四個(gè)特征:一是高比例的非化石能源電力裝機(jī),二是集中式與分布式技術(shù)結(jié)合,三是多能互補(bǔ),四是與儲(chǔ)能和智能控制相結(jié)合。
從電網(wǎng)來看,未來轉(zhuǎn)型的方向?qū)⑹羌惺诫娋W(wǎng)的智能化與以分布式發(fā)電為基礎(chǔ)的微網(wǎng)結(jié)合。集中式電網(wǎng)與微網(wǎng)可以雙向互動(dòng),也可以獨(dú)立運(yùn)行,從而促進(jìn)整個(gè)能源系統(tǒng)更加便利化、低碳化、智能化、網(wǎng)絡(luò)化。
《能源評(píng)論》:隨著新能源經(jīng)濟(jì)性的提升,非化石能源電力高比例正在成為現(xiàn)實(shí)。截至2018年底,我國非化石能源裝機(jī)占比已經(jīng)突破40%,發(fā)電量占比突破30%,隨之而來的就是應(yīng)用問題,您認(rèn)為,在這方面誰應(yīng)發(fā)揮重要作用?
杜祥琬:東部地區(qū)和城市的能源發(fā)展深刻影響著我國能源轉(zhuǎn)型。
長期以來,東部是我國能源的主要消耗區(qū),西部、北部能源資源豐富,東部能源主要靠西部解決。但是我最近研究發(fā)現(xiàn),東部地區(qū)也有很多新能源資源,然而利用比例還是很低。如果將來東部能從能源“消費(fèi)者”變?yōu)?ldquo;產(chǎn)消者”,有助于緩解中國能源發(fā)展不平衡、不充分的矛盾。
同時(shí),城市的能源利用水平是城市發(fā)展和社會(huì)進(jìn)步的重要標(biāo)志,我國城市人口眾多,能耗較大,也因此成為能源轉(zhuǎn)型的主戰(zhàn)場。城市能源轉(zhuǎn)型已具備良好的基礎(chǔ),但能源的供應(yīng)、環(huán)境與管理面臨著嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。
需統(tǒng)籌規(guī)劃全國能源布局
《能源評(píng)論》:大規(guī)模發(fā)展新能源需要面臨的一個(gè)重大挑戰(zhàn)就是如何解決新能源的跨區(qū)消納,也就是電從遠(yuǎn)方來的問題。您認(rèn)為這會(huì)隨著平價(jià)上網(wǎng)來臨發(fā)生變化嗎?
杜祥琬:我長期以來是支持西電東送的,而且現(xiàn)在依然認(rèn)為還要西電東送。從目前的情況來看,西電東送可能還會(huì)有所增加,但隨著東部電源的發(fā)展和西部經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,西電東送的需求增量可能會(huì)出現(xiàn)拐點(diǎn),至于具體時(shí)間,取決于國家規(guī)劃和政策引導(dǎo)等因素。
因此,新形勢下減輕西電東送、北煤南運(yùn)的壓力勢在必行,這也是根據(jù)我國國情應(yīng)該考慮的能源轉(zhuǎn)型的方向問題。從資源可能性、技術(shù)可行性、經(jīng)濟(jì)可行性等方面,東部各省完全有可能做到能源較高比例的自給。比例具體能達(dá)到多少,各個(gè)地方要因地制宜。
《能源評(píng)論》:無論是基于環(huán)境容量,還是能源總量控制,東部地區(qū)肯定不能增加傳統(tǒng)火電比例,那究竟該如何提升東部城市能源自給比例?
杜祥琬:是的。這就需要在戰(zhàn)略的指導(dǎo)下認(rèn)真規(guī)劃包括東部在內(nèi)的全國電力和能源布局,包括源、網(wǎng)、荷、儲(chǔ)、管、服等方面。一個(gè)突破方向就是新能源。如果東部的新能源開發(fā)和自給做得好,就能減少西電東送和北煤南運(yùn)的壓力,這對(duì)國家和人民都是好事,一定程度上也有助于改善我國能源發(fā)展不平衡、不充分的問題。
因此,一定要轉(zhuǎn)變觀念,轉(zhuǎn)變習(xí)慣。東部從能源“消費(fèi)者”變?yōu)?ldquo;產(chǎn)消者”的能源發(fā)展思路符合電力轉(zhuǎn)型和能源革命的方向,有利于電力系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)性、安全性、靈活性,也符合綠色、低碳、高效、安全、智慧的方向。
《能源評(píng)論》:您認(rèn)為,東部地區(qū)從能源“消費(fèi)者”變?yōu)?ldquo;產(chǎn)消者”的信心來自哪里?
杜祥琬:東部各省是節(jié)能提效的先行區(qū),核能發(fā)展的優(yōu)先區(qū),海上風(fēng)電、海洋能發(fā)展的優(yōu)勢區(qū),天然氣(含非常規(guī))、LNG進(jìn)口的接收區(qū),還可以疊加分布式光伏、生物質(zhì)(固廢資源化)、地?zé)?、工業(yè)余熱、部分水電等。
中東部地區(qū)可再生能源資源潛力非常大,總體來看,目前已經(jīng)開發(fā)的風(fēng)能和太陽能僅占可開發(fā)資源量的不足十分之一。
數(shù)據(jù)表明,在考慮低風(fēng)速區(qū)域的情況下,我國中東部地區(qū)風(fēng)能資源可開發(fā)量共8.96億千瓦。水深在5~20米范圍內(nèi)的海上風(fēng)電可開發(fā)量約2.1億千瓦,陸上和海上風(fēng)電可開發(fā)資源量共計(jì)約11億千瓦。
在太陽能方面,中東部地區(qū)集中式光伏電站可開發(fā)的潛力是3.58億千瓦,分布式光伏裝機(jī)的潛力是5.31億千瓦,包含光伏建筑一體化在內(nèi),共計(jì)近9億千瓦。中東部房屋建筑面積大約10萬平方公里,如果2050年總用電量的1/4由光伏產(chǎn)生,所需要安裝面積大約是中部東部現(xiàn)有房屋面積的1/4。
技術(shù)、體制、觀念缺一不可
《能源評(píng)論》:風(fēng)電、光伏等能源具有波動(dòng)性、間歇性,要靠哪些新技術(shù)、新模式來解決?
杜祥琬:規(guī)?;l(fā)展新能源要跟儲(chǔ)能相結(jié)合。與此同時(shí),火電的靈活性可以為太陽能、風(fēng)能調(diào)峰,再加上東部網(wǎng)絡(luò)和信息技術(shù)、智能化技術(shù)、大數(shù)據(jù)、云計(jì)算等快速發(fā)展,都會(huì)為東部地區(qū)發(fā)展可再生能源提供技術(shù)支撐。
近期來看,通過虛擬電網(wǎng)和泛在電力物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)可以很好解決。比如,可以將集中式智能電網(wǎng)和以分布式發(fā)電為基礎(chǔ)的微網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)相結(jié)合,二者雙向互動(dòng),通過虛擬電廠技術(shù),結(jié)合儲(chǔ)能單元,再加上大數(shù)據(jù)智能化管理,把源、儲(chǔ)、調(diào)、用統(tǒng)籌起來,成為“智能大管家”。
《能源評(píng)論》:技術(shù)之外,還有哪些關(guān)鍵環(huán)節(jié)需要克服?
杜祥琬:東部城市能源自給觀念確立后,需要進(jìn)一步解決體制問題。比如,光伏建筑一體化非常適用于東部城市,我國工商業(yè)屋頂分布式光伏的理論安裝容量不小于300吉瓦,但由于相關(guān)部門協(xié)調(diào)不利,缺乏相關(guān)標(biāo)準(zhǔn),導(dǎo)致目前滿足要求的屋頂不到30%,如果完善相關(guān)政策,未來發(fā)展?jié)摿薮蟆?br />
因此,要把我國東部分布式可再生能源發(fā)展與國家各部門的政策結(jié)合起來,在建筑、農(nóng)業(yè)、土地等領(lǐng)域制定明確的能源轉(zhuǎn)型目標(biāo),然后落實(shí)到各個(gè)產(chǎn)業(yè)部門、企業(yè)、用戶等層面。
《能源評(píng)論》:體制問題的深層原因您認(rèn)為來自哪里?目前各地的發(fā)展現(xiàn)狀如何?
杜祥琬:對(duì)于城市能源轉(zhuǎn)型而言,政府、企業(yè)的努力以及配合非常重要,但最需要轉(zhuǎn)變的是思想觀念,即讓東部從能源的“消費(fèi)者”變?yōu)槟茉?ldquo;產(chǎn)消者”,做到寓電于民。長三角地區(qū)包括沿海大型城市,都應(yīng)該樹立這樣的思想觀念,即要盡可能充分利用當(dāng)?shù)氐目稍偕茉础?br />
我在東部多省調(diào)研后發(fā)現(xiàn),不少地區(qū)還沒有完全樹立起使用身邊能源的觀念。當(dāng)然,也有些地方走在了前列。比如,浙江省湖州市正在推進(jìn)“家庭屋頂光伏計(jì)劃”,力爭到2020年建成10萬戶家庭屋頂光伏,屆時(shí)該市煤電裝機(jī)占比要降到37%,這一計(jì)劃在浙江具有普適性。嘉興的能源來源既有核電,又有光伏和風(fēng)電等,能源結(jié)構(gòu)中非化石能源占的比例相當(dāng)高,還有信息平臺(tái)支撐能源系統(tǒng)整合。江蘇省鹽城市也提出,盡快把可再生能源發(fā)電占比提高到50%以上。這些城市的做法具有借鑒價(jià)值,江蘇、浙江、山東等省份都能夠做到高比例自給,東部地區(qū)新能源產(chǎn)業(yè)市場前景和發(fā)展空間非常廣闊。
《能源評(píng)論》:您如何看待清潔能源的未來?
杜祥琬:清潔替代、電能替代是能源轉(zhuǎn)型的大勢所趨。歷史經(jīng)驗(yàn)表明,清潔能源要成為主導(dǎo)能源,往往要經(jīng)歷漫長的過程,比如煤炭替代薪柴用了173年,石油替代煤炭用了106年??稍偕茉慈绾螐奶娲茉闯蔀橹鲗?dǎo)能源,能否實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量高比例發(fā)展,才是關(guān)鍵。
上述中東部能源新發(fā)展思路,符合電力轉(zhuǎn)型和能源革命的方向,利于電力發(fā)展趨于平衡、充分,利于電力系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)性、安全性、靈活性,符合綠色、低碳、高效、智慧,也體現(xiàn)了從“政府辦電、大企業(yè)辦電”方向。未來,在多方共同努力下,中國能源的格局和能源結(jié)構(gòu)將會(huì)有極大改善,中國的能源轉(zhuǎn)型、能源革命前景將會(huì)無限光明。