第一批風電(dian)、光伏發電(dian)平價上網項目的公布宣告了一個新(xin)時(shi)代的來臨(lin)。作為能(neng)源(yuan)(yuan)消(xiao)(xiao)耗(hao)的主(zhu)(zhu)陣地和能(neng)源(yuan)(yuan)轉(zhuan)(zhuan)型(xing)的主(zhu)(zhu)戰場,東部(bu)地區和城(cheng)市應該發揮什么(me)樣的作用?有哪些關(guan)鍵問題(ti)需(xu)要解決?記者(zhe)日(ri)前采訪(fang)了中國工程院原副院長杜祥(xiang)琬院士,他認為,在(zai)推(tui)動我(wo)國能(neng)源(yuan)(yuan)轉(zhuan)(zhuan)型(xing)進(jin)(jin)程中,東部(bu)地區和城(cheng)市不僅是(shi)能(neng)源(yuan)(yuan)消(xiao)(xiao)費者(zhe),也應成為新(xin)能(neng)源(yuan)(yuan)生產者(zhe)。新(xin)能(neng)源(yuan)(yuan)“產消(xiao)(xiao)者(zhe)”時(shi)代需(xu)要技(ji)術、體制和觀念(nian)三管齊下,可以通過(guo)泛(fan)在(zai)電(dian)力物聯網與(yu)用戶和產業進(jin)(jin)行(xing)連接和互動,推(tui)進(jin)(jin)中國能(neng)源(yuan)(yuan)轉(zhuan)(zhuan)型(xing),實現經濟、環境與(yu)社會共贏。
平價倒逼能源轉型
記者:無論從全球還是中國來看,新能源成本(ben)都(dou)在逼近傳統化(hua)石燃料(liao),您如何評價(jia)這(zhe)一歷史進程?
杜祥琬:高成(cheng)本(ben)(ben)曾是(shi)制(zhi)約可再生(sheng)能源發展(zhan)的(de)因素之(zhi)一(yi),近年(nian)(nian)來(lai)其(qi)成(cheng)本(ben)(ben)不(bu)斷下(xia)(xia)降。以風(feng)電(dian)(dian)為例(li),1980~2013年(nian)(nian),風(feng)電(dian)(dian)成(cheng)本(ben)(ben)下(xia)(xia)降90%,到2020年(nian)(nian)將與(yu)煤(mei)電(dian)(dian)相當。光伏發電(dian)(dian)成(cheng)本(ben)(ben)也在(zai)快速下(xia)(xia)降,2010~2017年(nian)(nian)從(cong)0.36美元/千(qian)瓦(wa)時(shi)降到了(le)0.1美元/千(qian)瓦(wa)時(shi),下(xia)(xia)降幅度(du)達(da)73%,且還(huan)在(zai)進(jin)一(yi)步下(xia)(xia)降。目前,除海上風(feng)電(dian)(dian)和光熱發電(dian)(dian)成(cheng)本(ben)(ben)仍然偏(pian)高外,水電(dian)(dian)、陸地風(feng)電(dian)(dian)、光伏發電(dian)(dian)的(de)成(cheng)本(ben)(ben)均已進(jin)入化石燃(ran)料電(dian)(dian)站的(de)成(cheng)本(ben)(ben)區間。
另(ling)一(yi)個更為(wei)重要的(de)視角是投(tou)資(zi)(zi),從全球能源(yuan)(yuan)投(tou)資(zi)(zi)來(lai)看,其重點已從煤(mei)炭(tan)逐步轉向可再生(sheng)能源(yuan)(yuan),2017年全球可再生(sheng)能源(yuan)(yuan)投(tou)資(zi)(zi)超(chao)出其他能源(yuan)(yuan)兩倍以上。
記者:這是(shi)否預示(shi)著未(wei)來能源電力(li)系統轉型(xing)的方向?
杜祥琬:未(wei)來的(de)電(dian)力系統(tong)應該有四(si)個特征:一是高比例的(de)非化石(shi)能(neng)(neng)源電(dian)力裝機(ji),二是集中式(shi)與(yu)分布式(shi)技術結合,三(san)是多能(neng)(neng)互補,四(si)是與(yu)儲能(neng)(neng)和智(zhi)能(neng)(neng)控制相結合。
從電網(wang)來看,未來轉型的方向(xiang)將是集(ji)中(zhong)式電網(wang)的智(zhi)能(neng)化(hua)(hua)與以分布式發電為基礎的微網(wang)結合。集(ji)中(zhong)式電網(wang)與微網(wang)可以雙(shuang)向(xiang)互動,也可以獨立運行,從而促(cu)進整個能(neng)源系(xi)統更(geng)加便(bian)利化(hua)(hua)、低(di)碳化(hua)(hua)、智(zhi)能(neng)化(hua)(hua)、網(wang)絡化(hua)(hua)。
記者:隨著新能源(yuan)(yuan)經濟性的(de)提升,非化石(shi)能源(yuan)(yuan)電力(li)高比(bi)例正在(zai)成為(wei)現實。截至2018年底,我(wo)國非化石(shi)能源(yuan)(yuan)裝機占比(bi)已經突破(po)40%,發電量占比(bi)突破(po)30%,隨之而來(lai)的(de)就是應用問題,您(nin)認為(wei),在(zai)這方(fang)面誰應發揮重要作用?
杜祥琬:東部(bu)地(di)區和城市的能源發展深刻影響著我(wo)國能源轉型。
長期以來,東(dong)(dong)(dong)部(bu)(bu)是我(wo)國能(neng)源(yuan)(yuan)的(de)主要(yao)消(xiao)耗區,西部(bu)(bu)、北部(bu)(bu)能(neng)源(yuan)(yuan)資源(yuan)(yuan)豐富,東(dong)(dong)(dong)部(bu)(bu)能(neng)源(yuan)(yuan)主要(yao)靠西部(bu)(bu)解決。但是我(wo)最近研究發現,東(dong)(dong)(dong)部(bu)(bu)地區也(ye)有(you)很(hen)多新能(neng)源(yuan)(yuan)資源(yuan)(yuan),然而利用比例(li)還是很(hen)低。如果(guo)將來東(dong)(dong)(dong)部(bu)(bu)能(neng)從(cong)能(neng)源(yuan)(yuan)“消(xiao)費者”變為(wei)“產消(xiao)者”,有(you)助于緩(huan)解中國能(neng)源(yuan)(yuan)發展不平衡(heng)、不充分的(de)矛盾。
同時(shi),城市(shi)的(de)能(neng)(neng)(neng)(neng)源利用水平是城市(shi)發(fa)展和社會進步的(de)重要標志,我(wo)國城市(shi)人口眾(zhong)多,能(neng)(neng)(neng)(neng)耗較大,也因此成為(wei)能(neng)(neng)(neng)(neng)源轉型(xing)的(de)主(zhu)戰(zhan)場(chang)。城市(shi)能(neng)(neng)(neng)(neng)源轉型(xing)已具備良好的(de)基礎(chu),但能(neng)(neng)(neng)(neng)源的(de)供應、環境(jing)與管(guan)理面臨(lin)著嚴峻挑戰(zhan)。
需統籌規劃全國能源布局
記者:大規模發(fa)展新能源需要(yao)面臨的一個重大挑戰就(jiu)是如何(he)解(jie)決新能源的跨(kua)區消納,也就(jiu)是電(dian)從遠(yuan)方來的問題。您認為(wei)這會(hui)隨著平價上網來臨發(fa)生變化嗎(ma)?
杜(du)祥琬:我長期以來是支持西電東(dong)送的,而且現在依然(ran)認(ren)為還要西電東(dong)送。從目前的情況來看,西電東(dong)送可(ke)(ke)能(neng)還會有所增(zeng)加,但隨著(zhu)東(dong)部電源的發展和(he)西部經濟的發展,西電東(dong)送的需求增(zeng)量可(ke)(ke)能(neng)會出現拐(guai)點,至于具體時間,取決(jue)于國家規劃和(he)政策(ce)引導等因素。
因此,新形勢下減(jian)輕西電東送、北煤南運的(de)壓力勢在必(bi)行(xing),這也是根據我(wo)國國情應(ying)該考(kao)慮的(de)能(neng)(neng)源轉型(xing)的(de)方(fang)向問題(ti)。從資(zi)源可能(neng)(neng)性(xing)、技術可行(xing)性(xing)、經濟可行(xing)性(xing)等方(fang)面(mian),東部各省完全有可能(neng)(neng)做到能(neng)(neng)源較高比例(li)的(de)自給。比例(li)具(ju)體能(neng)(neng)達到多(duo)少,各個地方(fang)要因地制宜。
記者:無(wu)論是基于環境容量(liang),還是能(neng)源總量(liang)控制,東部(bu)地區(qu)肯定不能(neng)增(zeng)加傳統火(huo)電比例(li),那究竟(jing)該如何提升東部(bu)城市能(neng)源自給比例(li)?
杜祥琬:是的(de)。這(zhe)就需要在(zai)戰略的(de)指(zhi)導(dao)下認真規劃包括(kuo)東(dong)部在(zai)內的(de)全國(guo)電力和能(neng)源布局(ju),包括(kuo)源、網(wang)、荷、儲、管、服等方面。一個突破方向就是新能(neng)源。如(ru)果東(dong)部的(de)新能(neng)源開(kai)發(fa)和自(zi)給做得好,就能(neng)減(jian)少西(xi)電東(dong)送和北煤南運(yun)的(de)壓力,這(zhe)對國(guo)家和人民(min)都是好事,一定程(cheng)度上也有助于改善我國(guo)能(neng)源發(fa)展(zhan)不(bu)平(ping)衡、不(bu)充分的(de)問題。
因此(ci),一定要轉(zhuan)變(bian)(bian)觀(guan)念,轉(zhuan)變(bian)(bian)習慣。東部從能(neng)(neng)源(yuan)“消(xiao)(xiao)費者”變(bian)(bian)為“產(chan)消(xiao)(xiao)者”的(de)能(neng)(neng)源(yuan)發展(zhan)思(si)路符(fu)合(he)電力轉(zhuan)型和能(neng)(neng)源(yuan)革命的(de)方(fang)向,有利于電力系統(tong)的(de)經濟性、安(an)全性、靈活性,也符(fu)合(he)綠色、低碳、高效、安(an)全、智(zhi)慧(hui)的(de)方(fang)向。
記者:您認為,東部地區從能源“消(xiao)費者(zhe)”變為“產消(xiao)者(zhe)”的信心來自哪(na)里?
杜祥琬:東(dong)部(bu)各(ge)省是節能提效的(de)先行(xing)區,核能發展的(de)優(you)先區,海(hai)上風電、海(hai)洋能發展的(de)優(you)勢區,天然氣(qi)(含非常規)、LNG進口(kou)的(de)接收區,還可以疊加分布式光伏、生物質(固廢資源(yuan)化(hua))、地熱、工業余熱、部(bu)分水電等。
中東部地區可再生能源(yuan)資(zi)源(yuan)潛力非常大(da),總體來看,目前已經開(kai)發的(de)風能和太陽能僅(jin)占可開(kai)發資(zi)源(yuan)量的(de)不足(zu)十分之一。
數據表明,在(zai)考慮低風(feng)(feng)(feng)速區(qu)域的情況下,我國中東(dong)部地區(qu)風(feng)(feng)(feng)能(neng)資(zi)源(yuan)可(ke)開(kai)(kai)發(fa)(fa)量共8.96億(yi)千(qian)瓦(wa)。水深在(zai)5~20米(mi)范圍內的海(hai)上風(feng)(feng)(feng)電可(ke)開(kai)(kai)發(fa)(fa)量約(yue)2.1億(yi)千(qian)瓦(wa),陸上和海(hai)上風(feng)(feng)(feng)電可(ke)開(kai)(kai)發(fa)(fa)資(zi)源(yuan)量共計約(yue)11億(yi)千(qian)瓦(wa)。
在(zai)太陽能(neng)方面,中(zhong)東(dong)部地區(qu)集中(zhong)式(shi)光(guang)伏(fu)電站可開發的潛力(li)是3.58億千(qian)瓦(wa),分布式(shi)光(guang)伏(fu)裝機的潛力(li)是5.31億千(qian)瓦(wa),包含光(guang)伏(fu)建筑一體化在(zai)內,共計(ji)近9億千(qian)瓦(wa)。中(zhong)東(dong)部房屋建筑面積(ji)大(da)約(yue)10萬平(ping)方公里,如果2050年總用電量的1/4由光(guang)伏(fu)產(chan)生,所需(xu)要(yao)安(an)裝面積(ji)大(da)約(yue)是中(zhong)部東(dong)部現有房屋面積(ji)的1/4。
技術、體制、觀念缺一不可
記者:風電、光伏等能(neng)源具有波動性、間歇性,要靠(kao)哪些新(xin)技術(shu)、新(xin)模(mo)式來解決?
杜祥琬:規模化(hua)(hua)發(fa)(fa)展(zhan)(zhan)新(xin)能(neng)源要(yao)跟(gen)儲能(neng)相結合。與此同時(shi),火電(dian)的靈活性可以為(wei)太陽能(neng)、風能(neng)調峰,再加(jia)上東部網(wang)絡和信息技術、智能(neng)化(hua)(hua)技術、大數據、云計算等快速發(fa)(fa)展(zhan)(zhan),都會(hui)為(wei)東部地區發(fa)(fa)展(zhan)(zhan)可再生能(neng)源提供技術支撐。
近期來看,通(tong)過虛擬電(dian)(dian)網(wang)(wang)(wang)和泛在電(dian)(dian)力物聯網(wang)(wang)(wang)技術可以(yi)(yi)很好解決(jue)。比(bi)如,可以(yi)(yi)將集中式(shi)智能(neng)電(dian)(dian)網(wang)(wang)(wang)和以(yi)(yi)分布式(shi)發(fa)電(dian)(dian)為(wei)基礎的微網(wang)(wang)(wang)網(wang)(wang)(wang)絡相結(jie)合,二者(zhe)雙向互動,通(tong)過虛擬電(dian)(dian)廠技術,結(jie)合儲能(neng)單元,再加上大數據智能(neng)化管(guan)理,把源、儲、調、用統籌起來,成為(wei)“智能(neng)大管(guan)家”。
記者:技術之外,還有(you)哪些(xie)關鍵環節需要(yao)克服?
杜祥琬:東部城市(shi)能源自給觀(guan)念確立后,需(xu)要進一步解決體(ti)制問題。比如(ru),光伏(fu)建筑(zhu)一體(ti)化非常適用(yong)于(yu)東部城市(shi),我國工商(shang)業屋頂分布式(shi)光伏(fu)的(de)(de)理論(lun)安裝容(rong)量不小于(yu)300吉(ji)瓦,但由于(yu)相關(guan)部門協(xie)調不利,缺(que)乏(fa)相關(guan)標(biao)準,導(dao)致目(mu)前(qian)滿(man)足要求的(de)(de)屋頂不到30%,如(ru)果完善相關(guan)政策(ce),未來發展潛(qian)力巨大。
因(yin)此,要把我國東部分布(bu)式(shi)可再生能源發展與(yu)國家(jia)各(ge)部門的政策(ce)結合起來,在建筑(zhu)、農業(ye)、土(tu)地等(deng)領域(yu)制定明(ming)確的能源轉型目標,然后落實到各(ge)個產(chan)業(ye)部門、企(qi)業(ye)、用戶(hu)等(deng)層面。
記者:體制問題(ti)的深層原因您認為(wei)來自(zi)哪里?目前各(ge)地的發(fa)展現狀(zhuang)如(ru)何?
杜祥琬:對于城市能源(yuan)轉(zhuan)型(xing)而言,政(zheng)府、企業的(de)(de)努力以(yi)及配(pei)合非常重要(yao)(yao),但最(zui)需(xu)要(yao)(yao)轉(zhuan)變的(de)(de)是思想(xiang)觀(guan)念(nian)(nian),即讓東部從(cong)能源(yuan)的(de)(de)“消費者”變為能源(yuan)“產消者”,做到寓電于民。長(chang)三角地區包括沿海大型(xing)城市,都應該樹立這(zhe)樣的(de)(de)思想(xiang)觀(guan)念(nian)(nian),即要(yao)(yao)盡可能充分利用(yong)當地的(de)(de)可再(zai)生能源(yuan)。
我在(zai)(zai)東(dong)部(bu)多省(sheng)調研后發(fa)現,不少(shao)地(di)區還(huan)沒有完全(quan)樹立起(qi)使(shi)用身邊能源(yuan)(yuan)的(de)觀(guan)念(nian)。當(dang)然,也有些(xie)(xie)地(di)方走在(zai)(zai)了前列。比如,浙(zhe)(zhe)江(jiang)(jiang)省(sheng)湖州(zhou)市(shi)正在(zai)(zai)推進(jin)“家庭屋頂(ding)光伏(fu)計劃(hua)”,力(li)爭到(dao)(dao)2020年建成10萬(wan)戶家庭屋頂(ding)光伏(fu),屆時(shi)該市(shi)煤電裝機占(zhan)比要降(jiang)到(dao)(dao)37%,這(zhe)一(yi)計劃(hua)在(zai)(zai)浙(zhe)(zhe)江(jiang)(jiang)具(ju)有普適性。嘉興的(de)能源(yuan)(yuan)來源(yuan)(yuan)既有核電,又有光伏(fu)和風電等,能源(yuan)(yuan)結(jie)構中(zhong)非化石能源(yuan)(yuan)占(zhan)的(de)比例(li)相當(dang)高(gao),還(huan)有信息平臺支撐能源(yuan)(yuan)系統整合。江(jiang)(jiang)蘇省(sheng)鹽城市(shi)也提出,盡快把可再生能源(yuan)(yuan)發(fa)電占(zhan)比提高(gao)到(dao)(dao)50%以上。這(zhe)些(xie)(xie)城市(shi)的(de)做法具(ju)有借鑒價值,江(jiang)(jiang)蘇、浙(zhe)(zhe)江(jiang)(jiang)、山東(dong)等省(sheng)份都能夠做到(dao)(dao)高(gao)比例(li)自給,東(dong)部(bu)地(di)區新能源(yuan)(yuan)產業市(shi)場前景和發(fa)展空間非常廣闊。
記者:您如何(he)看待(dai)清潔能源的(de)未來?
杜祥琬:清(qing)潔替代(dai)、電(dian)能(neng)替代(dai)是能(neng)源(yuan)(yuan)轉型(xing)的大(da)勢所趨。歷(li)史經驗表明,清(qing)潔能(neng)源(yuan)(yuan)要(yao)成(cheng)為(wei)主(zhu)導能(neng)源(yuan)(yuan),往(wang)往(wang)要(yao)經歷(li)漫長的過程,比(bi)如(ru)(ru)煤(mei)炭替代(dai)薪柴用了173年,石油替代(dai)煤(mei)炭用了106年。可再(zai)生能(neng)源(yuan)(yuan)如(ru)(ru)何從(cong)替代(dai)能(neng)源(yuan)(yuan)成(cheng)為(wei)主(zhu)導能(neng)源(yuan)(yuan),能(neng)否實現(xian)高質(zhi)量(liang)高比(bi)例發展,才是關鍵。
上述中(zhong)東(dong)部能(neng)源(yuan)(yuan)新發展思路(lu),符合電(dian)(dian)力(li)轉型和能(neng)源(yuan)(yuan)革命的方向(xiang),利于(yu)電(dian)(dian)力(li)發展趨于(yu)平衡、充分,利于(yu)電(dian)(dian)力(li)系(xi)統(tong)的經(jing)濟性(xing)、安(an)全性(xing)、靈活性(xing),符合綠色、低碳、高(gao)效、智慧(hui),也體現了從“政府辦(ban)電(dian)(dian)、大企業辦(ban)電(dian)(dian)”方向(xiang)。未來,在多方共同努力(li)下,中(zhong)國(guo)能(neng)源(yuan)(yuan)的格局和能(neng)源(yuan)(yuan)結構將(jiang)會(hui)有極大改善,中(zhong)國(guo)的能(neng)源(yuan)(yuan)轉型、能(neng)源(yuan)(yuan)革命前(qian)景將(jiang)會(hui)無限(xian)光(guang)明。