化石能源：煤炭清潔高效利用是關(guān)鍵

一直以來，在我國已探明的化石能源資源總量中，煤炭占據(jù)了大半壁江山。

來自國家統(tǒng)計局的數(shù)據(jù)可證實這一論斷。2018年，全年能源消費總量46.4億噸標(biāo)煤，比上年增長3.3%。煤炭消費量占能源消費總量59%。此外，原油對外依存度從2010年的53.8%迅速飆升到2018年的71%，天然氣也提升至43.9%。

在這場化石能源的改革中，作為“主力軍”的煤炭首當(dāng)其沖。

在杜祥琬看來，煤炭要“革命”，首先要替代散燒煤。

相比于煤電廠，散燒煤燃燒效率低下且污染較大。應(yīng)用潔凈的供暖來替代散燒煤，可實現(xiàn)煤炭在全行業(yè)、全產(chǎn)業(yè)鏈的清潔、高效、可持續(xù)開發(fā)利用，最大程度降低排放和污染。

通常來說，煤炭的去向是發(fā)電，中國煤電也是供電的中堅力量。每發(fā)1度電，全國平均燃煤量約309克。

近年來，各種“減煤”舉措已初顯成效。

例如，上海外高橋三廠有兩臺100萬千瓦發(fā)電機組的供電煤耗可低至276克標(biāo)煤/度，燃煤效率遙遙領(lǐng)先于世界水平。

2019年9月15日，中國科學(xué)院大連化學(xué)物理研究所與陜西延長石油(集團)有限責(zé)任公司(以下簡稱“延長石油集團”)合作，在陜西榆林進行了煤經(jīng)合成氣直接制低碳烯烴技術(shù)的工業(yè)中試試驗，為我國實現(xiàn)煤炭清潔利用提供一條全新的技術(shù)路線。

“煤炭的清潔高效利用會導(dǎo)致煤炭消耗量的減少，減煤是進步。”杜祥琬說。

縱向比較煤炭、石油、天然氣三類主要的化石能源，相對低碳的是天然氣。杜祥琬表示，需要提高天然氣的開發(fā)利用和儲備。

2019年1月，中國首個深水自營氣田——陵水17-2氣田開發(fā)工程項目半潛式生產(chǎn)平臺在海洋石油工程青島制造場地開工建造，按照計劃，每年約生產(chǎn)30億至35億立方米天然氣。

“我有一個自己的提法，中國的低碳能源有‘三駕馬車’，就是天然氣、可再生能源以及核能，要靠它們?nèi)齻€一起‘拉車’，把低碳能源的比例拉上去。”杜祥琬說。

非化石能源：風(fēng)能、太陽能跟儲能結(jié)合

盡管化石能源目前在我國一次能源中占據(jù)絕對優(yōu)勢，但如果將目光轉(zhuǎn)向非化石能源(可再生能源和核能)，又會有新的發(fā)現(xiàn)。

接受采訪時，杜祥琬提出了新的觀念。“我國的能源資源稟賦，通常的說法是‘富煤、缺油、少氣’。但是，這樣的理解已經(jīng)跟不上形勢的發(fā)展。”

他進一步指出，我國擁有豐富的非化石能源資源，特別是可再生能源資源，這也是資源稟賦的一種。確定這一點，對制定能源戰(zhàn)略極為重要。

我國可再生能源大約有多少?他向記者展示了一組數(shù)據(jù)：我國風(fēng)能資源技術(shù)可開發(fā)量約為35億千瓦，太陽能光伏資源技術(shù)可開發(fā)量為22億千瓦。

截至2019年三季度，風(fēng)能裝機1.98億千瓦，太陽能裝機1.9億千瓦，風(fēng)機和太陽能開發(fā)量都不到技術(shù)可開發(fā)量的十分之一，其發(fā)展還有十多倍的空間。

由于太陽能、風(fēng)能具有間歇性的特征，因此必須跟儲能結(jié)合起來。

2019年11月，中國科學(xué)院院士董紹俊等在《美國化學(xué)會志》上發(fā)表論文，研究人員通過構(gòu)建基于水/氧循環(huán)的生物光電化學(xué)模型，實現(xiàn)了一體化體系下太陽能的連續(xù)轉(zhuǎn)化與存儲，為可再生能源的高效利用提供了一條新的研究思路。

同月，湖南大學(xué)教授張泠等在《應(yīng)用能源》上發(fā)表研究成果，團隊研發(fā)了一套可根據(jù)需求智能調(diào)節(jié)溫度的零能耗新型光伏熱電墻體系統(tǒng)，不僅為傳統(tǒng)墻體的熱性能增加了靈活性，還大大降低了建筑供電的能耗。

華中科技大學(xué)羅勇強博士告訴《中國科學(xué)報》，這些研究不僅可以解決太陽能、風(fēng)能間歇性的問題，而且能夠有力推動電動汽車及小區(qū)建設(shè)微網(wǎng)。

“需要強調(diào)的是，可再生能源資源的利用是我國自己可以掌控的。”杜祥琬告訴記者，風(fēng)能、太陽能的開發(fā)不依賴于國際地緣政治的變換，也不用考慮對外依存度。

構(gòu)建能源轉(zhuǎn)型新體系

談及2019—2020年的能源轉(zhuǎn)型，杜祥琬用16個字概括了中國能源的現(xiàn)狀：多元體系、互補協(xié)調(diào)、此消彼長、低碳轉(zhuǎn)型。

簡言之，面對高比例的化石能源和正在增長中的可再生能源，要處理好它們之間的互補關(guān)系和協(xié)調(diào)關(guān)系。“比如說煤電，它還是發(fā)電的主力，同時我們還要對一些煤電做靈活性的改造。”

如今，隨著能源轉(zhuǎn)型的深入展開，非化石能源的經(jīng)濟性、技術(shù)能力、制造能力及相應(yīng)的儲能技術(shù)也在進步，光伏、風(fēng)電等成本已進入化石燃料發(fā)電的成本區(qū)間。全球能源投資趨勢隨之從煤炭逐步轉(zhuǎn)向可再生能源。而這些得益于更好的戰(zhàn)略、規(guī)劃、政策等引導(dǎo)。

杜祥琬透露，有關(guān)方面正在起草能源與電力“十四五”規(guī)劃和2050年能源發(fā)展戰(zhàn)略綱要。

展望未來，對中國來說，長遠(yuǎn)的能源安全靠什么?

杜祥琬認(rèn)為，關(guān)鍵要占領(lǐng)未來新能源技術(shù)的戰(zhàn)略制高點，高比例地發(fā)展非化石能源。“只有掌握了未來能源的技術(shù)，走在世界的前沿，中國未來的能源才是安全的。”