優(yōu)化能源結(jié)構(gòu) 構(gòu)建新型能源體系——訪中國(guó)工程院院士杜祥琬

記者：“四個(gè)革命、一個(gè)合作”能源安全新戰(zhàn)略提出10年來(lái)，您認(rèn)為我國(guó)能源領(lǐng)域發(fā)生的最突出變化是什么？

杜祥琬：10年來(lái)，我國(guó)能源轉(zhuǎn)型是深刻的、全方位的，我印象最深的是能源結(jié)構(gòu)的變化，是可再生能源的迅速發(fā)展。從2023年的數(shù)據(jù)來(lái)看，我國(guó)可再生能源發(fā)電裝機(jī)達(dá)到15億千瓦，占全國(guó)發(fā)電總裝機(jī)的51.9%，可再生能源的發(fā)電量已接近3萬(wàn)億千瓦時(shí)，接近全社會(huì)用電量的三分之一；水電、風(fēng)電、光伏發(fā)電、生物質(zhì)發(fā)電裝機(jī)規(guī)模均為世界第一，在全球可再生能源發(fā)電新增裝機(jī)中我國(guó)的占比超過(guò)了50%。

優(yōu)化能源結(jié)構(gòu)才能確保能源安全、實(shí)現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)。對(duì)于能源結(jié)構(gòu)如何優(yōu)化，多年來(lái)我們一直說(shuō)，節(jié)能與提效要“雙輪驅(qū)動(dòng)”、供給與消費(fèi)要“兩端發(fā)力”。這一次，我想更多地強(qiáng)調(diào)，要大力調(diào)整中東部地區(qū)的能源供給結(jié)構(gòu)，逐步提高中東部能源自給率。

記者：對(duì)于能源體系“安全可靠、經(jīng)濟(jì)可行、綠色低碳”，您倡導(dǎo)要形成一個(gè)“可能三角”。在“可能三角”中，當(dāng)前需要著重討論的是什么？

杜祥琬：安全可靠是對(duì)能源系統(tǒng)的基本要求，經(jīng)濟(jì)可行的能源系統(tǒng)才會(huì)被社會(huì)接受，綠色低碳是能源轉(zhuǎn)型的大方向，三者缺一不可。新型能源體系必須逐步滿足這三個(gè)目標(biāo)，使之成為“可能三角”，才是高質(zhì)量的能源系統(tǒng)。

當(dāng)前，新能源發(fā)電占比大幅增加，能源系統(tǒng)的綠色低碳特征比較清晰，需要著重討論的是如何做到安全可靠、經(jīng)濟(jì)可行。

在安全可靠方面，要做到即使在極端天氣等情況下，電力供應(yīng)也不會(huì)出現(xiàn)較大功率缺額的風(fēng)險(xiǎn)。新型電力系統(tǒng)的電源發(fā)展需多能互補(bǔ)，在實(shí)現(xiàn)高效、清潔化發(fā)電的同時(shí)，有序安排煤電機(jī)組靈活性改造，讓其參與深度調(diào)峰。要進(jìn)一步挖掘我國(guó)水電在裝機(jī)和出力上的潛力，發(fā)揮核電穩(wěn)定基荷的作用。在安全前提下，我認(rèn)為核電裝機(jī)完全可能在2030年前達(dá)到1億千瓦以上。在電網(wǎng)側(cè)，要建設(shè)智能電網(wǎng)，促進(jìn)電力系統(tǒng)各環(huán)節(jié)的智能化，使電網(wǎng)可觀、可測(cè)、可控。儲(chǔ)能在發(fā)電側(cè)、電網(wǎng)側(cè)和用戶側(cè)都有應(yīng)用市場(chǎng)，發(fā)展商用化的儲(chǔ)能、儲(chǔ)熱技術(shù)是能源系統(tǒng)具備柔性、包容性和平衡功能的關(guān)鍵。

在經(jīng)濟(jì)可行方面，則要兼顧社會(huì)用能階段性的承受能力和長(zhǎng)期的經(jīng)濟(jì)性。隨著新能源發(fā)電占比提高，系統(tǒng)平衡成本、安全保障成本將成為電力系統(tǒng)的成本增量。一方面，要廣泛利用各領(lǐng)域的靈活性資源，低成本解決電力系統(tǒng)的平衡難題。另一方面，隨著分布式電源的發(fā)展，可將大電網(wǎng)的運(yùn)行模式轉(zhuǎn)化為大電網(wǎng)和一系列微網(wǎng)結(jié)合的模式，利用高精度的預(yù)測(cè)技術(shù)實(shí)現(xiàn)局部的自平衡，減輕大系統(tǒng)的平衡壓力，降低增量成本投入。

記者：保障國(guó)家能源安全是能源行業(yè)的首要政治任務(wù)，業(yè)內(nèi)已經(jīng)有了“先立后破”“煤炭壓艙石”等深刻認(rèn)識(shí)，您對(duì)此有哪些思考？

杜祥琬：相對(duì)石油和天然氣，我國(guó)煤炭?jī)?chǔ)量較為豐富，在一次能源結(jié)構(gòu)中，煤炭是主要貢獻(xiàn)者。但我認(rèn)為，大家對(duì)“富煤”要有一個(gè)清醒的認(rèn)識(shí)——我國(guó)只是“相對(duì)富煤”。我們切不可有高枕無(wú)憂之心，一定要認(rèn)識(shí)到煤炭的三個(gè)屬性：重要性、不可再生性和有限性。

放眼全球，我國(guó)人均煤炭?jī)?chǔ)量?jī)H為世界平均值的67%。我國(guó)目前探明可直接利用的煤炭?jī)?chǔ)量為1710億噸，現(xiàn)在每年大約能開(kāi)發(fā)40億噸，煤炭的儲(chǔ)采比約為40年。十幾年前發(fā)1千瓦時(shí)電大約需要消耗400克標(biāo)準(zhǔn)煤，現(xiàn)在發(fā)1千瓦時(shí)電，全國(guó)的燃煤發(fā)電廠平均只需標(biāo)準(zhǔn)煤300克，高能效的煤電廠只需248克。即便技術(shù)如此進(jìn)步，2060年后煤炭也沒(méi)有太大后勁，即便不講碳中和，煤炭也不可能永遠(yuǎn)發(fā)揮“壓艙石”的作用。這是我與煤炭行業(yè)的專家院士交流后得出的結(jié)論。

記者：所以您認(rèn)為，可再生能源才是我國(guó)豐厚的資源稟賦？

杜祥琬：是的，我國(guó)已經(jīng)開(kāi)發(fā)的可再生能源資源不到技術(shù)可開(kāi)發(fā)資源量的十分之一，其潛力不可限量。此外，可再生能源資源是我國(guó)自己可以掌控的，不受國(guó)際地緣政治變化的影響，且分布式發(fā)展有利于分散地域風(fēng)險(xiǎn)，有利于保障能源體系的獨(dú)立性和安全性。

盡管可再生能源尤其是新能源在技術(shù)上還要解決波動(dòng)性等問(wèn)題，但從大趨勢(shì)來(lái)看，發(fā)展可再生能源才能同步解決能源轉(zhuǎn)型和能源安全問(wèn)題。未來(lái)我國(guó)用電需求仍將快速增長(zhǎng)，電力行業(yè)保供面臨巨大壓力。國(guó)網(wǎng)能源研究院有限公司預(yù)測(cè)，到2030年，我國(guó)用電總量將由2021年的8.3萬(wàn)億千瓦時(shí)增長(zhǎng)到11.8萬(wàn)億千瓦時(shí)，增幅為42%。電力需要供需平衡，電網(wǎng)需要更加智能，風(fēng)電、光伏發(fā)電和各種儲(chǔ)能等靈活性資源需要更密切地配合。

記者：隨著新型電力系統(tǒng)建設(shè)不斷推進(jìn)，業(yè)內(nèi)越來(lái)越強(qiáng)烈地感到，開(kāi)展科技戰(zhàn)略咨詢非常重要。您對(duì)開(kāi)展重大科技戰(zhàn)略咨詢研究有很深體悟。您認(rèn)為，這方面最需要注意什么？

杜祥琬：我的感受是，進(jìn)行科技戰(zhàn)略研究既要立足國(guó)情，又要超脫于行業(yè)。煤、電、油、氣、新能源……每個(gè)能源領(lǐng)域的專家都有很高的水平和豐富的工作成果，但如果只從自己所在領(lǐng)域的角度來(lái)分析怎么做，就不一定完全客觀了。

所以，一定要立足于全局，以系統(tǒng)的方法、整體的視角去進(jìn)行多元能源之間的科技戰(zhàn)略研究。太陽(yáng)能、風(fēng)能有一定的間歇性、波動(dòng)性。在新能源發(fā)電占比越來(lái)越高的情況下，保證輸出的電力穩(wěn)定、安全，需要把新能源技術(shù)和儲(chǔ)能技術(shù)結(jié)合起來(lái)，通過(guò)靈活發(fā)電和用電，將不穩(wěn)定性變成人可以操控的靈活性，使綠色低碳能源同時(shí)成為智慧能源。除此之外，還需要建立科技創(chuàng)新聯(lián)合體，建立健全低碳技術(shù)的標(biāo)準(zhǔn)體系，開(kāi)展產(chǎn)學(xué)研用聯(lián)合攻關(guān)。