今天,充满电能的汽车在街道上行驶,在外形上它们和普通的汽车并没有区别,但它们更清洁、实惠、安静,电动车几乎没有温室气体排放,而且维护的费用更低,这些都使得电动车越来越受到欢迎。
在偏远的山区,屋顶安装几片太阳能电池板,再配上储能电池,就可以满足一户人家基本的用能需求。虽然用能的质量比不上集中供电,却可以节约大量的输电成本。在西北的荒漠中,数以千计的太阳能电池组成阵列,就可以成为一个发电厂,它不需要燃料,只需要接受烈日的照射就可以为遥远的城市输送最绿色的电力。
在北方空旷的山丘上,以及东南沿海的海滨,随着一架架风车转动,就可以源源不断的生产出稳定的电力。这些能源既可以就近在负荷繁重的城市利用,也可以打捆输送到其他缺电的地区。
城市中的垃圾可以收集起来燃烧发电,农村的秸秆可以收集起来生产燃气……
当然,这只是今天新能源发展的一个缩影,未来能源的脑洞可能比我们预料的还要大得多。
未来想要的能源
我们正处在一个新旧交替的时代,化石能源体系开始消解,可再生能源体系逐渐崛起。
煤炭、石油、天然气等化石燃料是我们这个时代的主要能源,它们能源密度高、运输和利用方便,给人们的生活带来了很多便捷。
大量使用化石能源也带来了严重的环境问题,比如温室气体排放飙升、环境污染严重,以及严重的气候灾难等。
同时,化石能源的使用潜力已经挖掘殆尽,比如煤炭、天然气作为发电原料的使用效率已经接近理论极限,很难再有质的飞跃。
经济社会的发展离不开能源,随着环境问题越发严重,我们更需要的是源源不断,而且更加环保的能源。
目前全球的碳排放主要来自于电力行业,电力也是未来最主要的二次能源,要实现双碳目标,就要大力发展可再生能源发电。
光伏是发展潜力最大的新能源,光伏的优势首先在于资源分布更广泛,光伏电池板的安装更为亲民,是能源分布式利用的主要方式。
另外,随着TOPCon和HJT等新一代光伏技术投产,光伏电池的发电效率还会有明显的提升,进一步降低光伏发电的度电成本。远期来看,钙钛矿电池同样具备很好的发展潜力,且理论上HJT还可以与钙钛矿技术相融合,进一步提升光伏电池的发电效率。
风电发展主要依赖风能资源的分布,目前风电行业的发展重心已经转到了海上风电,海上风电的成本高于陆上风电,这是眼下需要克服的瓶颈,但海上风电更贴近沿海城市,巨大的需求和就近利用成为海上风电发展的基本动力。
当然,光伏、风电、水电、氢能,以及生物质、地热、潮汐等仅仅是常规的可再生能源发电形式。还有更多的能源技术正在研究当中,例如“热核聚变发电”,这项技术如果能够突破,那么将可能永远解决人们的用能问题。虽然核聚变还处在萌芽阶段,但好在世界的发展是不可预测的,也说明了技术的多样性为未来能源的发展提供了无限可能。
面临的难题
中国已经在新能源领域布局多年,风光发电成为世界领先的产业。
根据国家能源局发布的《2021年可再生能源电力消纳责任权重完成情况通报》,到2021年底,我国可再生能源发电装机达到10.6亿千瓦,占总电力装机的44.8%。
其中,水电装机3.91亿千瓦,风电装机3.28亿千瓦,太阳能发电装机3.06亿千瓦,生物质发电装机3798万千瓦。
从跟随者到引领者,需要面对前所未有的挑战。目前,可再生能源发电装机已经与煤电装机容量持平,随着新能源增长,电力系统面临的首要难题是电网如何安全和稳定运行。
未来如何更大规模利用可再生能源,提高可再生能源利用率,也是发展新能源面临的挑战。
虽然风电和光伏的电价已经进入平价时代,但综合考虑电能质量和供电可靠性,可再生能源的竞争能力仍然存在劣势。因此如何进一步降低可再生能源成本,也是当下迫切需要解决的问题。
碳达峰碳中和是一个系统工程,从动因和过程来讲都需要从全局角度审视。在这个背景下,如何将国内发展和全球发展接轨、统筹考虑国内的能源发展也是我们面临的挑战。
未来能源 融合与创新
中央财经委员会第九次会议上提出了实现碳达峰、碳中和的基本思路和主要举措。其中提到,“十四五”是碳达峰的关键期、窗口期,要构建清洁低碳安全高效的能源体系,控制化石能源总量,着力提高利用效能,实施可再生能源替代行动,深化电力体制改革,构建以新能源为主体的新型电力系统。
而欧盟委员会刚刚发布的“REPowerEU”计划,预计增加3000亿欧元资金促进清洁能源转型,“REPowerEU”计划为中欧的能源转型提供了巨大的合作契机。目前,我国绿色金融规模持续扩大,绿色信贷、绿色债券、绿色基金等多元化绿色金融工具陆续上线,加强与欧洲各国的能源合作,对促进我国能源转型和实现双碳目标意义重大。
我国新型电力系统的提出主要是为了解决未来新能源与电力系统的协同发展问题。而新能源大规模开发和利用,解决资源环境约束问题,需要从政策、金融、技术、国际合作等方面入手,全面加强产业间的融合与国际合作。
6月29日-30日,由中国能源研究会、中国能源网主办,阳光新能源开发股份有限公司联合主办的第四届未来能源大会在北京召开。本届大会以“他碳中和与全球产业融合”为主题,通过大会影响力推进能源绿色低碳转型,为构建循环发展经济体系、提升能源利用效率、提高非化石能源消费比重、降低二氧化碳排放水平、提升生态系统碳汇能力等方面贡献力量。此外,会议还得到新能源领域明阳智能、通威新能源、特变新能源等头部企业的大力支持。
在双碳背景下,第四届未来能源大会将突出未来能源系统及产业链融合发展,创新产业新业态,突出跨界融合、产业融合、区域融合形成的有机共生体系。汇集两院院士、国际知名专家、头部企业发言人,重点关注碳中和产业融合与绿色金融、新型电力系统与新能源系统技术创新、全球气候与减排。全力促进未来能源及碳中和相关行业间建立协同发展的认知,搭建资源共享、技术合作、战略相通的合作平台,以此促进碳中和产业链各方绿色、高效和可持续发展。