CCTD中國煤炭市場網 |  2020-12-23 22:34 星期三

能源結構低碳轉型再提速

  中國將提高國家自主貢獻力度,采取更加有力的政策和措施,二氧化碳排放力爭于2030年前達到峰值,努力爭取2060年前實現碳中和——這是我國對國際社會作出的莊嚴承諾。我國能源消費主要以化石能源為主,二氧化碳減排任務艱巨。如何更早、更快實現低碳發展,助力實現“達峰”“碳中和”目標,是能源行業面臨的重大課題。

  生態環境部應對氣候變化司:將從源頭上推動能源結構根本轉型

  “中國作為最大的發展中國家,發展不平衡、不充分的問題仍然存在,面臨著一系列艱巨任務。這次提出來的新達峰目標,自己跟自己比在時間上提前了,對于中國這樣一個經濟體量和能耗體量巨大的國家而言,需要作出巨大努力。這是一個非常巨大的挑戰,也顯示了我國應對氣候變化工作的決心和力度。”在近日舉行的月度例行新聞發布會上,生態環境部應對氣候變化司司長李高說。

  “中國將提高國家自主貢獻力度,采取更加有力的政策和措施,二氧化碳排放力爭于2030年前達到峰值,努力爭取2060年前實現碳中和。”這是我國最新提出的碳達峰目標,也是我國首次明確碳中和愿景。碳中和,是指企業、團體或個人測算在一定時間內直接或間接產生的溫室氣體排放總量,通過植樹造林、節能減排等形式,以抵消自身產生的二氧化碳排放量,實現二氧化碳“凈零排放”。李高表示,橫向來比,我國從碳達峰到實現碳中和需要的時間,比發達國家縮短30年左右。

  底氣從何而來?截至2019年底,我國碳強度較2015年降低約48.1%,非化石能源占一次能源消費比重達15.3%,已超過對外承諾的到2020年下降40%-45%的目標,扭轉了碳排放快速增長的局面。在此背景下,我國可再生能源領域專利數、投資、裝機和發電量連續多年穩居全球第一,風電、光伏的裝機規模均占全球30%以上;僅2016-2019年,我國節能提高能效工作的效果,就相當于減少二氧化碳排放14億噸;2010年以來,我國新能源汽車以年均翻一番的增速快速增長,成為又一減排亮點……“近年來,我們采取了一系列強有力的應對氣候變化政策行動,實現了碳強度的持續下降和能源結構的持續優化。”李高稱。

  記者了解到,實現全新目標必須克服一系列挑戰。清華大學氣候研究院學術委員會主任何建坤表示,從碳達峰到碳中和,歐美有50-70年過渡期,而我國只有30年時間。相當于2030-2050年,我國年減排率平均將達8%-10%,遠超發達國家減排的速度和力度。“到2060年實現碳中和,實際是要努力實現以控制1.5°C溫升目標為導向的長期深度脫碳轉型,我們要比發達國家付出更大努力。”

  生態環境部氣候變化事務特別顧問解振華指出,目前,我國煤炭消費占比仍超過50%,單位能源二氧化碳排放強度是世界平均水平的1.3倍,單位GDP能耗是世界平均水平的1.4倍、發達國家的2.1倍。一些低碳、零碳技術的核心工藝還需要進口,技術綜合集成、產業化和技術專業推廣的能力不足,建立低碳、零碳能源體系要付出艱苦努力。

  “‘十四五’是實現新達峰目標和碳中和愿景非常關鍵的時期。為此,將全面加強應對氣候變化工作,形成推進經濟高質量發展、生態環境高水平保護的機制,從源頭上推動經濟結構、產業結構、能源結構的根本轉型。”李高透露,計劃將碳強度下降作為約束性指標納入“十四五”規劃綱要,并研究制定跨越“十四五”“十五五”的二氧化碳排放達峰行動計劃,以持續10年左右的時間推動落實。在能源領域,加快推動能源結構低碳轉型,采取有效措施控制化石能源消費,嚴控能耗強度,特別是化石能源消費強度,實施更加嚴格的控煤措施。大力推進以電代煤、以電代氣,加大散煤治理力度,同時大力發展可再生能源。

  可再生能源應著力“擴容降本增效”

  日前,國家能源局發布的前三季度可再生能源裝機及發電量數據顯示,截至9月,我國可再生能源發電裝機達8.37億千瓦,同比增長9.6%;可再生能源發電量為15305億千瓦時,同比增長6.5%。

  國家能源局新能源和可再生能源司副司長任育之認為,近年來,可再生能源發電已成為我國新增裝機的主體,發電量和全社會用電量占比持續提升。二氧化碳排放力爭2030年前達峰、努力爭取2060年前實現碳中和目標的提出,為我國可再生能源的發展提供了新方向。

  中國能源研究會常務副理事長史玉波指出,在新目標下,大力發展以光伏、風電為代表的可再生能源是實現目標的重要路徑。

  國際可再生能源署預測,到2050年,中國風電、光伏合計占總發電裝機量比重將超過70%,與2019年末光伏2.04億千瓦、風電2.1億千瓦的總裝機規模比較,未來光伏和風電分別擁有近30倍和15倍的增長空間。

  在此背景下,“和煤電同價”已經不是可再生能源電力發展的終點,而是綠電和其他能源電力競爭的新起點。“降本增效”仍然是可再生能源發展的主要落腳點。

  集邦咨詢旗下新能源研究中心EnergyTrend認為,一方面,企業應加大研發投入,對生產工藝進行優化,提升產品的能源轉化效率;另一方面,應通過改進現有設備、工藝的運作模式來推動自身的節能減排。

  據了解,目前,以隆基股份、通威股份、天合光能等為代表的光伏企業在不斷突破市場主流技術PERC電池組件轉換效率的同時,正積極研發TOPCon、HJT、IBC等新型技術。在風電領域,多年來整機制造水平不斷提升,數字化、智能化大潮席卷而來,持續推動風電降本。

  但要構建以風、光為主體的電力系統,還需要解決電網接入的問題。落基山研究所董事陳濟指出:“隨著成本持續下降,儲能將成為解決高比例可再生能源電力波動性的終極解決方案。從短期來看,儲能產業尚處在發展初期,應依托輔助服務市場建設為儲能市場發展提供明確價格信號,打造良好的商業競爭環境,從而推動可再生能源高比例并網。

  此外,陳濟強調,氫能對實現碳中和目標至關重要,特別是在重工業和重型交通等脫碳難度較大領域的應用。“未來,隨著可再生能源比例的提升,電力系統通過需求側管理挖掘靈活性資源的需求也將不斷提高。如果大量重工業的生產過程需要通過電解水制氫并儲氫,將形成巨大的儲能能力,可作為電網調峰的重要手段。”

  落基山研究所預測,隨著可再生電力成本的降低,到2050年前電解水制氫成本將低于煤制氫。按照2050年零碳情景,初步測算中國氫產量將達到8100萬噸。

  隆基股份品牌總經理王英歌認為,在技術持續創新的背景下,未來我國新能源產業將跨界融合,不斷推動多能互補模式的發展,可再生能源將不斷和儲能、氫能等能源供給形式相結合,開拓多元化發展的新局面。

  伍德麥肯茲預測,在中國持續發展可再生能源、氫能產業,利用先進減排技術的情況下,到2040年中國二氧化碳排放水平將較2019年下滑60%,并在2060年前實現碳中和。

  油氣領域需提升全產業鏈減碳技術

  作為傳統化石能源,石油和天然氣是碳排放“大戶”。IEA統計數據顯示,2019年全球二氧化碳排放量為330億噸,主要來自煤、石油和天然氣等一次能源的使用,其中石油和天然氣排放的二氧化碳達到了182億噸,占比55%。

  “油氣行業既是能源生產者,同時也是會產生大量碳排放的行業,從開采、運輸、儲存到終端應用環節,都會產生碳排放。”對外經濟貿易大學國家對外開放研究院研究員董秀成指出,“比如,油田開采過程中需要加壓、加熱、注水、注劑,這些措施本身就是碳排放的過程。煉油行業同樣如此,需要通過燃燒供能、供熱,一直到油氣產品的終端使用,交通、發電領域,也都會產生碳排放。”

  在美國環保協會北京代表處首席代表張建宇看來,除了二氧化碳外,油氣生產活動中還會產生另一種不可忽視的溫室氣體——甲烷。“油氣開采、運輸過程中,會涉及甲烷的排放,比如泄漏,雖然它的排放量比二氧化碳少得多,但每千克甲烷的暖化效應是二氧化碳的84倍。近年來,甲烷排放問題逐漸在油氣行業引起重視。”

  事實上,我國大型油氣企業在碳減排上早有行動。2014年,中石油就與其他9家國際油氣巨頭聯合成立了油氣行業氣候倡議組織(OGCI),致力于減少油氣行業的碳排放強度。中石化從2011年就把綠色低碳發展作為發展戰略之一,在溫室氣體減排方面做了大量的工作。

  在多位受訪者看來,隨著碳中和目標的提出,油氣行業將面臨更多挑戰。

  “碳減排壓力下,行業的整體成本肯定會增加。因為要想減少碳排放,首先需要采取技術手段,在生產過程中盡可能減少排放,這都需要以成本增加作為代價。在終端應用上,比如交通領域,碳排放越少,對油品、發動機的要求就越高,汽油從有鉛到無鉛,從國Ⅰ到國Ⅵ,每升一級,都意味著成本的增加,這就是企業要面臨的問題。”董秀成表示。

  董秀成建議:“對油氣行業來說,主要有兩個方向。第一,要加大減碳的技術投入,不管是生產環節還是消費環節,都要盡可能減少排放;第二,要加快轉型,隨著環保政策越來越嚴格,化石能源的市場空間會越來越小,石油企業不得不轉型。他們過去是石油公司,將來可以是綜合的能源公司,油氣之外,還可以發展其他的綠色低碳能源。”

  張建宇也指出:“石油企業本身是能源的生產者,從上游開采、儲存、運輸到終端用戶,一方面需要自己在生產過程中,把產生的碳排放盡量降到最低。但這樣是不夠的,有些企業已經意識到,即使生產過程中的排放降到最低,自己所處行業本身也會帶來大量的二氧化碳和甲烷排放,所以要進行轉型,主動降低石油天然氣業務占比,向更綠色、低碳的方向轉移。”

  “回顧人類能源的利用史,我們對能源的需求一直是向著高效和清潔的方向發展,從柴薪到煤炭,再到石油和氫能、風電和太陽能等。油氣公司若要在未來保持競爭力,就不能只關注傳統油氣業務,而是需要不斷調整,擁抱更多能源類型,提供多樣化能源服務和解決方案才是方向。”張建宇表示。 

  堅持嚴控煤電產能

  我國碳排放的主要來源是煤炭,其中,煤炭消費占比最高的是煤電。據統計,截至2019年底,我國煤電裝機達到10.4億千瓦,2019年煤電發電量4.6萬億千瓦時,在各自總量中分別占比52.0%、62.3%,較“十二五”末下降7個百分點和5個百分點。

  占比雖有所下降,但煤電仍是我國目前乃至中長期電力供應的主力。

  “與發達國家相比,我國實現碳中和的時間減半,難度加倍,任務艱巨。”全球能源互聯網發展合作組織經濟技術研究院院長周原冰表示,“對應碳中和目標,意味著供電碳排放必須從600克/千瓦時下降到100克/千瓦時,甚至50克/千瓦時。”

  周原冰直言,要實現“2030年前碳排放達峰、2060年前碳中和”目標,我國煤電裝機必須在“十四五”達峰,并在2030年后快速下降。

  華北電力大學教授袁家海則指出:“電力部門要在2050年前實現零排放、2060年前實現一定規模的負排放,才能支撐整個能源系統實現碳中和。”

  煤電擔負的減碳任務十分艱巨,但煤電的生產方式決定了大量二氧化碳的排放,碳捕獲、利用與封存(CCUS)被視為解決這一短板亟待突破的技術。但CCUS在實際應用中究竟能夠作出多少貢獻?

  從技術上,CCUS目前尚未展現出足夠的商業化可行性。“根據目前情況測算,煤電應用CCUS將使能耗增加24%到40%,投資增加20%到30%,效率損失8%到15%,綜合發電成本增加70%以上。”周原冰指出,CCUS在實現碳移除、碳中和中不可或缺,但在煤電領域難有大規模應用可能。“即便沒有CCUS,煤電未來的競爭力也將隨著可再生能源成本降低而大大減弱;CCUS帶來的成本大幅增加更是煤電難以承受的。”

  袁家海也指出,單獨依靠CCUS未必是電力系統實現脫碳的經濟選項。“從最大化利用現役資產而言,生物質摻燒加CCUS可能是一條可選路徑。”

  在盡可能降低煤電碳排放強度的同時,為了控制碳排放總量,煤電的產能限制也需要堅持下去。針對“2030年碳排放達峰、2060年實現碳中和”目標,受訪專家普遍對我國煤電裝機容量未來峰值給出了11-13億千瓦的預測,煤電產能整體增長空間已十分有限。

  “煤電供給側改革近年來取得了顯著成效,仍有必要繼續實施,優化存量煤電,主動減少無效供給。”華電集團副總法律顧問陳宗法指出,煤電產能過剩仍是發電行業的“風險源”,煤電要實現脫困、轉型,增量要嚴格控制,存量要先完成淘汰關停與重組整合,再分類實施升級改造。“從企業的角度講,希望國家能建立起幫助煤電退出、促進能源清潔轉型的公平長效保障機制。”

  國網能源研究院能源規劃所主任工程師張富強指出,“少新建、多延壽”是減少煤電新增投資、發揮存量煤電作用的重要途徑。“按30年設計壽命計算,2020-2030年將有1.4億千瓦煤電機組退役,2030-2050年則高達9億千瓦。從國際經驗和我國早期投產煤電機組來看,煤電機組運行壽命可以延長至40-50年。”

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