從2014年6月13日習(xí)近平總書記提出“四個革命、一個合作”的能源新戰(zhàn)略至今,已經(jīng)過去了整整五個年頭。五年來,在這一戰(zhàn)略指引下,我國能源行業(yè)通過促進技術(shù)進步和深化改革,無論是在供給側(cè)還是消費側(cè),以及國際合作方面,都取得了巨大的成績,產(chǎn)生了深刻的變化。在新能源生產(chǎn)等領(lǐng)域,革命性的轉(zhuǎn)折點已經(jīng)顯現(xiàn),非化石能源替代化石能源的趨勢已不可阻擋,能源轉(zhuǎn)型進入了一個全新的階段。今后一個時期,圍繞既定目標(biāo),面對新形勢,還需要各方協(xié)調(diào)、創(chuàng)新,共同推動新時代能源革命的到來。
在供給側(cè),非化石能源取代化石能源的條件初步具備
要實現(xiàn)非化石能源對化石能源的大規(guī)模替代,最主要的是解決風(fēng)、光等新能源的經(jīng)濟性和電力供應(yīng)的不穩(wěn)定性問題。基地式規(guī)?;拈_發(fā)、能源技術(shù)的不斷進步、智能控制技術(shù)的廣泛應(yīng)用,為我們提供可行解決方案。
“2毛錢”上網(wǎng)電價,能源生產(chǎn)大規(guī)模清潔替代的轉(zhuǎn)折點。隨著新能源發(fā)電技術(shù)的不斷突破和日益成熟,其開發(fā)成本逐漸降低。當(dāng)上網(wǎng)電價接近“2毛錢”時,新能源建設(shè)及生產(chǎn)成本優(yōu)勢將更加明顯,非化石能源將加速替代傳統(tǒng)化石能源。根據(jù)國際可再生能源署(IRENA)數(shù)據(jù)顯示,2010年至2018年,可再生能源發(fā)電成本大幅下降,其中太陽能發(fā)電全球平均成本下降75.7%,陸上風(fēng)力發(fā)電下降25%。
在世界某些地區(qū),陸上風(fēng)能和太陽能光伏發(fā)電的成本可達到每千瓦時0.04美元,巴西某光伏項目最新中標(biāo)價格僅為1.75美分/千瓦時,折合人民幣度電成本僅為0.12元,“2毛錢”新能源上網(wǎng)電價已具備同火電標(biāo)桿電價同臺競爭的潛力。我國風(fēng)光資源豐富,內(nèi)蒙古、新疆等地風(fēng)光資源開發(fā)1/60,即可滿足全國電力需求。相比于分布式能源開發(fā),大規(guī)模集中開發(fā)新能源,一方面可通過規(guī)模效應(yīng)降低造價,另一方面由于大規(guī)模開發(fā)風(fēng)電、光伏能有效互補,提升風(fēng)光整體利用效率,實際生產(chǎn)效益有所增加。
2018年,我國陸上風(fēng)電項目平均單位千瓦造價約為7100元,部分地區(qū)風(fēng)電項目單位千瓦造價已低于6000元;光伏全年平均單位千瓦造價約5500元,部分光伏電站單位千瓦造價已低于4500元。如在內(nèi)外蒙選取年利用小時3000小時以上的區(qū)域,建設(shè)1~2億千瓦的風(fēng)電,其風(fēng)資源是充沛的,上網(wǎng)電價可達0.2元/千瓦時。又如在青藏高原、柴達木盆地等區(qū)域建5~10億千瓦光伏,其光資源利用小時數(shù)可達到2000小時,單位造價也可實現(xiàn)4000元/千瓦,原預(yù)測2023年可達到的0.2元/千瓦時的上網(wǎng)電價,目前就可實現(xiàn)。
儲能和需求側(cè)管理可以有效改善新能源的不穩(wěn)定性。近年來,儲能技術(shù)的快速發(fā)展及成本持續(xù)下降,使其在新能源領(lǐng)域的應(yīng)用越來越廣泛。它不僅能使新能源更有效的利用,減少棄風(fēng)棄光,還可以平抑發(fā)電出力,提高電能質(zhì)量,使更多的“2毛錢”新能源得到消納。同時,當(dāng)新能源的發(fā)電成本降到“2毛錢”或更低時,通過針對性的電力需求側(cè)管理,可以為新能源的不穩(wěn)定性問題找到新的解決方案。如調(diào)整峰谷電價差,谷段電價設(shè)定在0.1~0.2元/千瓦時,峰段電價設(shè)定在0.9~1.0元/千瓦時。通過價格信號鼓勵需求側(cè)的用戶在谷段多用電、峰段多放電,使蓄電、蓄熱、蓄冷、蓄氫等多種能源形式、多種設(shè)備資源得到合理有效的利用。通過時間、空間兩個維度的調(diào)節(jié),解決新能源出力與負荷同時率差的問題,進而降低新能源不穩(wěn)定特性對能源供需的影響,促進新能源大規(guī)模利用。
智能控制技術(shù)為能源轉(zhuǎn)型提供了保障。大數(shù)據(jù)、云計算、物聯(lián)網(wǎng)、移動互聯(lián)網(wǎng)等先進信息技術(shù)與能源行業(yè)正在深度融合。各種智能控制技術(shù)使得能源資源配置更加靈活高效,多能互補、智能電網(wǎng)、車網(wǎng)互聯(lián)等技術(shù)在“源—網(wǎng)—荷—儲”各領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)快速突破,更加智慧、柔性更高的新一代電力系統(tǒng)正在加速形成。同時,城市級、園區(qū)級、系統(tǒng)級能源智慧控制系統(tǒng)也得到了廣泛應(yīng)用,為能源電力系統(tǒng)帶來了“智慧大腦”,使能源電力資源能在更大范圍內(nèi)實現(xiàn)靈活高效配置,實現(xiàn)出力和負荷的動態(tài)匹配,促進了不穩(wěn)定非化石能源的消納。
在消費側(cè),大規(guī)模電能替代初具經(jīng)濟性
在能源消費側(cè),除了工業(yè)用戶,供暖和交通是最主要的兩個終端用能領(lǐng)域。如上所述,在新能源上網(wǎng)電價下降的前提下,通過拉大峰谷電價差,特別是降低谷電價格,如“2毛錢”,可以實現(xiàn)大規(guī)模電能替代,以電為核心的能源消費新時代將加速到來。
電供熱可取代天然氣供熱。1立方天然氣燃燒后的熱值約36兆焦,1度電的熱值約為3.6兆焦,即10度電產(chǎn)生的熱值與1立方天然氣熱值相當(dāng)。當(dāng)采用天然氣鍋爐和直熱式電鍋爐進行供暖時,考慮管網(wǎng)及換熱站損失后,兩者系統(tǒng)供熱效率相當(dāng)。以北京地區(qū)商業(yè)天然氣及銷售電價估算,若以2毛錢清潔電力為熱力生產(chǎn)原料時,考慮輸配成本、稅收、線損折價等因素,其終端銷售電價可控制在4毛錢以內(nèi),使直熱式電鍋爐供熱具有同天然鍋爐氣供熱相當(dāng)?shù)慕?jīng)濟性,若采用空氣源熱泵等更先進技術(shù),其經(jīng)濟性將更加明顯。“2毛錢”的用電價格可實現(xiàn)電供熱對天然氣供熱的加速取代。
電制氫可實現(xiàn)燃油替代。若以“2毛錢”的清潔電力制氫,平均60度電可制1公斤氫氣,1公斤氫氣可使氫能汽車實現(xiàn)100公里續(xù)航里程,考慮氫氣儲運、加氫設(shè)備及加氫站運行維護成本,1公斤氫氣的終端使用價格約在40~50元左右,百公里用能成本約0.4~0.5元。因此,考慮技術(shù)成熟度及各環(huán)節(jié)成本下降趨勢,當(dāng)制氫度電成本為“2毛錢”時,氫能汽車則具有汽油汽車同樣的經(jīng)濟性,可大規(guī)模實現(xiàn)對燃油車的替代。
能源轉(zhuǎn)型新階段的展望
新能源“2毛錢”上網(wǎng)電價和消費側(cè)“2毛錢”谷電價格,是能源轉(zhuǎn)型進入新階段的重要標(biāo)志。前者使供應(yīng)側(cè)清潔能源大規(guī)模替代化石能源成為可能,后者使消費側(cè)電能大規(guī)模替代化石能源成為變得可行。能源轉(zhuǎn)型進入新階段,必將帶來能源生產(chǎn)方式、消費觀念和社會生態(tài)的變化。“清潔主導(dǎo)、電為主體”的能源格局是發(fā)展的方向和趨勢?;厥揭?guī)?;_發(fā)與儲能配合將成為主要的清潔能源開發(fā)方式。利用遠方輸送來的清潔電力及本地開發(fā)的分布式清潔能源,氫能小鎮(zhèn)、零碳小鎮(zhèn)將大量出現(xiàn),形成無碳、無煤、無油、無天然氣城鎮(zhèn)能源發(fā)展的新模式、新思路。
當(dāng)前,推動“2毛錢電價”新時代來臨,仍需從“源—網(wǎng)—荷—儲”等方面進行“綜合配套改革”,以體制機制為保障,以各級政策為引導(dǎo),以技術(shù)創(chuàng)新為手段,以市場競爭為動力,才能實現(xiàn)能源革命的“全面突破”,加速能源革命進程。