“當(dāng)前，中國能源結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型正處在逐步向綠色、低碳、安全、高效轉(zhuǎn)型，實現(xiàn)電氣化、智能化、網(wǎng)絡(luò)化、低碳化的階段。”在12月1日召開的張家口長城•國際可再生能源論壇(2020)上，中國工程院院士杜祥琬表示，“十四五”期間，我國能源增量將主要靠非化石能源，特別是可再生能源提供，非水可再生能源行業(yè)要不斷創(chuàng)新，占領(lǐng)新能源戰(zhàn)略制高點。
隨著可再生能源規(guī)模的日漸擴(kuò)大和技術(shù)的持續(xù)提升，我國能源轉(zhuǎn)型的步伐不斷加快。今年9月，我國明確提出二氧化碳排放量力爭于2030年前達(dá)到峰值，努力爭取2060年前實現(xiàn)“碳中和”的目標(biāo)，在業(yè)內(nèi)看來，為實現(xiàn)這一目標(biāo)，風(fēng)電、光伏等可再生能源的進(jìn)一步發(fā)展意義重大。同時，為促進(jìn)新能源大規(guī)模開發(fā)利用，氫能作為一種儲能方式，也將扮演重要的角色。
“十四五”能源革命任重道遠(yuǎn)
推進(jìn)能源革命，降低能源領(lǐng)域碳排放強(qiáng)度，是我國能源行業(yè)當(dāng)前的重要使命。原國務(wù)院參事、世界綠色設(shè)計組織主席石定寰指出，為實現(xiàn)碳中和目標(biāo)，未來除了加大可再生能源的開發(fā)利用，還需要開展更廣泛的工作，包括提升能源效率、降低能源消耗水平，通過構(gòu)建智慧能源系統(tǒng)以實現(xiàn)各類能源間的平衡發(fā)展。
對此，杜祥琬也表示，目前，我國總體上能效仍然存在較明顯的差距。他指出，中國經(jīng)濟(jì)由平面擴(kuò)張型向多維立體質(zhì)量型轉(zhuǎn)變，由粗放低效向集約高效轉(zhuǎn)型，能源體系應(yīng)首先追求高效，節(jié)能提效應(yīng)成為我國能源戰(zhàn)略之首。同時，能源結(jié)構(gòu)還需要從化石能源為主要轉(zhuǎn)向非化石能源為主，在“十四五”期間，還要大力發(fā)展可再生能源，推進(jìn)低碳轉(zhuǎn)型。他強(qiáng)調(diào)，能源革命仍然任重道遠(yuǎn)。
杜祥琬指出，能源結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型的驅(qū)動力，在于能源的技術(shù)進(jìn)步，破解資源匱乏的需要，以及治理環(huán)境污染和應(yīng)對氣候變化的治本之策。在他看來，由于資源稟賦的限制，中國不會出現(xiàn)油氣作為主導(dǎo)能源的階段，所以替代煤炭的過程會呈現(xiàn)“多元化”發(fā)展，即化石能源和非化石能源多元協(xié)調(diào)互補(bǔ)，此消彼漲，逐步向綠色、低碳、安全、高效轉(zhuǎn)型，同時依靠電氣化、智能化、網(wǎng)絡(luò)化、低碳化走向非化石能源為主的階段。
中國產(chǎn)業(yè)發(fā)展促進(jìn)會氫能分會會長魏鎖認(rèn)為，我國作為世界上最大的能源消費國，環(huán)保減排壓力巨大;同時，油氣對外依存度居高不下，能源戰(zhàn)略安全的潛在風(fēng)險也不容忽視。要滿足經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展需求、保障能源供給和戰(zhàn)略安全，并實現(xiàn)碳中和目標(biāo)，能源體系將面臨需求增長和碳排放下降的雙重壓力。他表示，未來，政府層面勢必加強(qiáng)推動碳減排政策力度，鼓勵與約束雙向發(fā)力，加快能源革命步伐，加速清潔能源發(fā)展。
“發(fā)展太陽能等可再生能源，是讓地球回歸生態(tài)平衡的必經(jīng)之路。”中國科學(xué)院院士李燦指出，我國作為太陽能資源非常豐富的國家，開發(fā)太陽能等可再生能源，將足以支撐全國的能源消耗。他表示，近年來，我國光伏、光熱發(fā)電發(fā)展迅速，規(guī)模快速增長，技術(shù)也不斷提升，未來將在保障能源安全方面發(fā)揮重要作用。
打造可再生能源完整體系
可再生能源是低碳發(fā)展的重要方向，為保障可再生能源的大規(guī)模開發(fā)利用，氫能等新興技術(shù)的發(fā)展被普遍看好。中國科學(xué)院院士、中國電動汽車百人會副理事長歐陽明高指出，可再生能源是一個完整的技術(shù)體系，不僅需要太陽能、風(fēng)電等一次能源，更需要氫能作為能源的載體和儲能的方式來配合可再生能源形成真正的新能源體系。
作為可再生能源的太陽能和風(fēng)能，其波動性、間歇性，以及分布不均衡等問題，始終是持續(xù)大規(guī)模發(fā)展的一大瓶頸。在李燦看來，通過將太陽能轉(zhuǎn)化為氫能等“化學(xué)能”的儲能方式，是一條重要的路徑。“可再生能源要大規(guī)模發(fā)展，就需要‘化學(xué)能’。用氫儲能的技術(shù)把波動的電能穩(wěn)定下來，對解決可再生能源的波動性、間歇性意義重大。”
魏鎖認(rèn)為，發(fā)展氫能產(chǎn)業(yè)，能夠帶動風(fēng)電、太陽能發(fā)電等清潔能源的規(guī)模化發(fā)展，對我國減少油氣對外依賴，提高能源安全水平、減少大氣污染排放、改善生態(tài)環(huán)境、建設(shè)美好家園，有著重大現(xiàn)實意義;同時還將帶動能源科技創(chuàng)新、能源結(jié)構(gòu)調(diào)整、能源體系變革和可再生資源高效開發(fā)利用，對我國能源體系的高質(zhì)量發(fā)展、高能耗產(chǎn)業(yè)清潔轉(zhuǎn)型、高端裝備制造以及汽車等產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新發(fā)展，都具有重大戰(zhàn)略意義。
可再生能源制取“綠氫”，將有效解決可再生能源的消納問題，而對于“綠氫”的存儲，業(yè)內(nèi)提出了“液態(tài)陽光”的思路，即用二氧化碳和氫反應(yīng)生產(chǎn)甲醇，從而解決氫燃料制、儲、運安全等問題。中國科學(xué)院副院長、院士張濤表示，“綠色甲醇享有‘液態(tài)陽光’的美譽(yù)，其能量密度高，是理想的液體能源的儲運方式。作為能源轉(zhuǎn)化中樞，能從碳足跡全流程上解決能源的清潔性問題。”
對此，李燦表示，甲醇的儲能效率高，輸出甲醇，是儲能的新思路，而且可以實現(xiàn)大規(guī)模、長期儲能。在他看來，“氫能和作為‘液態(tài)陽光’的甲醇，將成為新的儲能形式，解決可再生資源間歇性的問題，同時解決邊遠(yuǎn)地區(qū)難以上網(wǎng)的可再生能源棄風(fēng)、棄光、棄水的問題，還將成為除特高壓輸電之外，另一種規(guī)模化輸送能源的途徑。”
推進(jìn)張家口綠色能源示范
記者了解到，作為國務(wù)院批準(zhǔn)的唯一一個國家可再生能源示范區(qū)，張家口市近年來不斷加快能源轉(zhuǎn)型步伐，已經(jīng)率先成為“負(fù)碳”城市。石定寰表示，張家口市的工作為全國各地作出了很好的示范作用，同時向世界展示出我國為應(yīng)對氣候變化的挑戰(zhàn)，實現(xiàn)全球可持續(xù)發(fā)展所做出的努力。
目前，張家口市可再生能源裝機(jī)規(guī)模位居全國地級市的首位，可再生能源消費量在總能源消費中占比30%。同時，借助風(fēng)光資源優(yōu)勢，當(dāng)?shù)匾苍诜e極推進(jìn)風(fēng)電等可再生能源制氫。歐陽明高表示，“多年來，張家口一直在引領(lǐng)全國可再生能源方向的政策制定和技術(shù)的發(fā)展，尤其是近些年，在氫能等新能源載體的產(chǎn)業(yè)發(fā)展方向作出了巨大的貢獻(xiàn)。”
去年，張家口市人民政府于發(fā)布了《氫能張家口建設(shè)規(guī)劃(2019-2035年)》，宣布將于2035年把張家口建成國際知名的氫能之都，將緊緊圍繞氫能的生產(chǎn)制備、儲存運輸、基礎(chǔ)設(shè)施、燃料電池、氫燃料電池汽車和示范應(yīng)用六大領(lǐng)域，著力建設(shè)氫能城市的政策、產(chǎn)業(yè)和服務(wù)三大生態(tài)體系。當(dāng)?shù)匕l(fā)展可再生能源制氫的路線日趨明朗。
據(jù)魏鎖介紹，張家口市域內(nèi)風(fēng)能、太陽能可開發(fā)量達(dá)7000萬千瓦以上，資源優(yōu)良，且靠近用能負(fù)荷中心，同時具有先行先試的政策便利，發(fā)展綠色氫能條件優(yōu)越，具備綠色氫能基地建設(shè)的有利條件。目前，該市已聚集了從氫燃料電池、制氫設(shè)備、加氫設(shè)備、制氫生產(chǎn)等一批制造企業(yè)和科研機(jī)構(gòu)，預(yù)期將會率先進(jìn)行綠氫基地建設(shè)。
張家口市推動綠氫的布局，對于我國氫能產(chǎn)業(yè)的發(fā)展和能源結(jié)構(gòu)的調(diào)整，都有著重要的示范意義。在張濤看來，依托張家口豐富的風(fēng)電等可再生能源，制取綠氫，再用綠氫和二氧化碳制取甲醇，可以起到拓展氫能應(yīng)用產(chǎn)業(yè)鏈、降低碳排放、實現(xiàn)碳利用等一舉多得的效果，助力早日實現(xiàn)“碳達(dá)峰”和“碳中和”。
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