新型能源体系: 以安全为基,以技术为钥

能源供应安全事关经济社会平稳运行。在今年的全国两会上,代表委员们就新型能源体系如何规划建设等问题展开了热议。

传统能源也要绿色发展

近年来,极端天气频现、地缘冲突不断,欧洲多国的能源供应一度陷入危机。因此,新型能源体系的建设仍要以能源供应安全为前提,今年的政府工作报告也对此进行了强调。

中国工程院院士、中国矿业大学(北京)校长葛世荣表示,“清洁、低碳、安全、高效”这8个字在新型能源体系里的顺序很重要。首先要考虑我国能源安全,其次兼顾环境安全。要在保障能源安全的基础上,确定非化石能源和化石能源所承担的保供比例。

受我国资源禀赋影响,确保能源安全绕不开煤炭供应。近年来,通过不断加强基础地质调查和煤炭资源勘查,我国的煤炭资源保有储量实现了新增长。

根据煤炭工业协会发布的最新数据,十年来,通过大型现代化煤矿和智能化煤矿的加快建设,我国实现了先进产能比重的大幅提升,煤矿产能超过44亿吨/年,全国煤炭产量由2016年最低的34.1亿吨,快速增加到2022年的45.6亿吨,6年增加了11.5亿吨。煤炭国内自给率始终保持在92%以上,做到了基本自给,守住了工业和民生用能底线。

但“双碳”目标下,煤炭行业仍需“降碳”,其绿色转型方式仍是新型能源体系中的重要议题。

全国人大代表、中国工程院院士袁亮表示,煤炭行业降碳的重点在于增加先进产能和走好清洁高效利用之路。他建议:一要加大煤炭资源评价和资源勘探工作力度。做好煤炭地质普查,积极开展煤炭精查,加快增加煤炭资源储量,规划建设新的大型煤炭矿区,提高煤炭资源支撑保障能力。二要在煤炭资源配置上向大型煤炭矿区倾斜。在总量控制和确保能源安全的前提下,优先核增大型煤炭矿区产能项目,优先核准煤炭资源接续的新建煤矿项目,增强大型煤炭矿区稳产增产潜力。

其实,近十年来,我国煤炭产业的结构性改革一直在推进。截至2022年年底,全国累计退出煤矿5600处左右、退出落后煤炭产能10亿吨/年以上,我国煤炭行业化解产能过剩取得了实质性进展。

从煤电行业来看,我国已在清洁高效利用技术方面取得了一定突破。目前,我国已实现高参数、大容量超超临界燃煤机组自主研发和制造,主要参数达到世界先进水平,建成全球发电能效最高、在建单机容量最大的燃煤机组,供电煤耗最低降至260克/千瓦时以下;通过燃煤电厂超低排放和节能改造工作,实现超低排放的煤电机组超过10.5亿千瓦,占比达到94%左右。

除了研发清洁高效利用技术,传统能源与新能源耦合发展也是新型能源体系的应有之义。

全国人大代表、山东能源枣矿集团董事长侯宇刚表示,在实施煤炭与新能源融合、优化用能结构方面,要在提高煤炭生产效率、降低能源消耗,减少温室气体及其他污染物排放的同时,充分利用自身条件,顺应行业发展趋势,积极探索煤炭生产与新能源产业的深度融合,加快能源替代,优化能源结构,全面降低生产过程碳排放强度。积极创新“煤矿+新能源”,在具备条件的企业和园区就近利用清洁能源,支持具备条件的企业与园区开展“光伏+储能”等自备电厂、自备电源建设。

关于如何实现煤炭和新能源“1+1>2”的效应,全国政协委员、中国矿业大学(北京)原副校长姜耀东认为,应发挥好煤炭资源优势,加强能源系统一体化整合。强化系统理念、整体观念,坚决避免自行建设、重复建设、标准各异、数据难以共享的弊端,加强煤炭的清洁高效利用,发挥好煤炭资源的优势,运用先进科学技术和系统工程方法,把煤炭、石油、天然气、新能源等各个子系统、分系统整合成一个紧密结合的有机整体,统一规划、统一建设、协调运行。

与煤炭行业的“减法”或“乘法”效应不同,作为战略资源,我国的油气行业一直以来都在力图做“加法”。受“贫油、少气”资源禀赋限制,多年来,增产上储一直是我国油气行业的发展目标。今年的政府工作报告也提出,要“加强重要能源、矿产资源国内勘探开发和增储上产”。

根据中国石油和化学工业联合会发布的数据,2022年我国油气生产保持平稳增长,原油产量2.05亿吨,同比增长2.9%;天然气产量2177.9亿立方米,同比增长6.4%。中国石油和化学工业联合会副会长傅向升表示,2022年我国原油产量实现了四连增,天然气产量也是连续六年增量百亿立方米以上,为国家的能源安全作出了重要贡献。

不过,油气行业同样需要绿色转型,不仅仅是我国,这也是摆在全球石油公司面前的一道难题。

为了助力油气行业在新型能源体系中发挥更大作用,3月22日,国家能源局印发《加快油气勘探开发与新能源融合发展行动方案(2023-2025年)》。该方案指出,“十四五”时期,要统筹推进油气供应安全和绿色发展,在稳油增气、提升油气资源供给能力的基础上,加快行业绿色低碳转型势在必行;要加强油气勘探开发与新能源融合发展,大力推进新能源和低碳负碳产业发展,加大清洁能源开发利用和生产用能替代,形成油气上游领域与新能源新产业融合、多能互补的发展新格局,持续推动能源生产供应结构转型升级。

技术突破需数智化助力

如果说“安全”是新型能源体系的底线或基石,那么科技创新就是新型能源体系的“新”之所在。今年的政府工作报告也明确提出:增强科技创新引领作用。强化国家战略科技力量,实施一批科技创新重大项目,加强关键核心技术攻关。

中国工程院院士黄震在接受媒体采访时表示,达到碳达峰只是一个量变过程,而实现碳中和则是质变过程。没有变革性的、颠覆性的技术作为战略支撑,很难推进碳中和目标的实现。

葛世荣强调,未来煤炭的清洁高效利用,可以改变固态燃烧这一传统的煤炭利用方式,发展地下煤层原位采油或采气方式,即直接将煤炭从固态能源转化为气态能源,如此一来,煤电就直接变成了超低排放的天然气发电。

传统能源需要技术创新的不断赋能,作为新型能源体系中的关键一环,新能源的发展更离不开多个领域的技术突破。

2022年,我国可再生能源新增装机容量1.52亿千瓦,占全国新增发电装机容量的76.2%,已成为我国电力新增装机的主体;全国可再生能源发电量2.7万亿千瓦时,占全国发电量的31.3%、占全国新增发电量的81%,已成为我国新增发电量的主体;全国主要流域水能利用率为98.7%、风电平均利用率96.8%、光伏发电平均利用率为98.3%,持续保持高利用率水平。

未来,随着用能终端电气化水平的提升,作为一、二次能源转换的枢纽,电力系统的技术创新和智能化应用在新型能源体系的规划建设中至关重要。

中电联常务副理事长杨昆在2023年经济形势与电力发展分析预测会上指出,建设新型能源体系,要强化科技创新引领作用。他表示,要加大新技术示范、应用和推广。拓宽储能、氢能、能源互联网等技术的多元化应用。开展智慧电厂、智能电网、智能用电、虚拟电厂、微电网、增量配电网等试点示范。在具备高比例清洁能源接入、高密集负荷接入、高度市场化特征的地区,开展新型电力系统建设试点,推动建设以电为中心的新型能源体系。

随着5G和人工智能等技术的发展,能源领域的智能化进程也开始提速。从智能矿山、智慧油田,到智能电网、巡检机器人,数字技术的应用,极大提升了能源系统的运行效率。

以智能采矿为例,2022年,我国建成智能化煤矿572处、智能化采掘工作面1019处,31种煤矿机器人在煤矿现场得到应用。全国煤矿平均单井(矿)产能由38万吨/年左右提高到120万吨/年以上,人均生产效率由750吨/年提高到1800吨/年。大型煤炭企业原煤生产综合能耗由17.1千克标煤/吨下降到 9.7千克标准煤/吨,综合电耗由28.4千瓦时/吨下降到20.0千瓦时/吨。

全国政协委员、中国南方电网有限责任公司董事长孟振平表示,当前数字化、绿色化成为全球产业竞争的战略制高点,两者相互依存、相互促进,正深刻改变全球产业发展竞争格局。

其实,用“数”控“碳”已有实践。国网浙江省电力有限公司研发的全国首个“区块链+5G”需求响应系统已在义乌展开试点。据悉,该系统聚合可中断负荷、用户侧储能等各类灵活性响应资源,利用5G基站备电电池实现参与电网削峰填谷,助力铁塔公司打造绿色基站,助推电力行业、通信行业实现绿色双赢和降本增效。

为推动数字技术与能源产业发展的深度融合,3月31日,国家能源局发布《关于加快推进能源数字化智能化发展的若干意见》,其中明确提出:加强传统能源与数字化智能化技术相融合的新型基础设施建设,释放能源数据要素价值潜力,强化网络与信息安全保障,有效提升能源数字化、智能化发展水平,促进能源数字经济和绿色低碳循环经济发展,构建清洁低碳、安全高效的能源体系,为积极稳妥推进碳达峰碳中和提供有力支撑。

未来,打造优势长板、攻克技术短板,是稳步推进能源科技创新的重要举措,也是新型能源体系平稳运行的先决条件。

 

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