編者按:2021年7月8日,以“碳中和與未來能源”為主題的“第三屆未來能源大會”在北京召開,本次大會由中國能源研究會與中國能源網聯合主辦。會上,國家電投集團中央研究院碳中和技術中心資深總監呂錫嘉發表了“雙碳政策下發電行業的高質量發展之路”的主旨演講。
以下內容根據大會演講實錄進行整理。
呂錫嘉:各位嘉賓下午好!非常榮幸今天能夠受主辦方邀約,能夠在電力投資集團,在五大發電,站在我們的角度上分析和分享一下“雙碳”政策對于發電行業的影響和發電行業的轉型之路。
今天我的報告大概分成三個部分:
第一部分,國內碳排放的形勢分析。
第二部分,未來能源發展趨勢和我國能源戰略轉型,特別是聚焦在發電行業。
第三部分,“雙碳”目標下,國家電投集團,包括研究院,發展路徑規劃。
習近平總書記在75屆聯合國大會一般性辯論,承諾我們要“碳達峰碳中和”,過去幾個月,習主席在各個場合各個會議上都密集提出我們中國作為負責任大國,要“碳達峰碳中和”,做出這樣的承諾就要做出這樣的實踐行動。在這樣一個大背景下,各個行業現在都在積極探索和探討“雙碳”背景下的一些能源轉型和對于我們企業行業意味著什么。國內碳排放形勢實現碳中和大概有四個階段:
第一階段,碳達峰階段,碳達峰不是攀高峰,我們是希望能夠在2030年之前從高碳經濟能夠轉到低碳經濟,能夠在2035年時非化石能源電力占大概總電量的50%,非化石能源占一次能源消費比重約25%。我們希望能夠在碳達峰第一個時間節點上,在2030年完成。第二個,碳達峰總量能夠越低越好。
第二階段,2030年-2040年,碳排放要大幅度下降,基本上實現低碳產業經濟社會體系。
第三階段,2040年-2050年,主要產業特別是能源碳排放能夠趨降于零,特別是電力行業,希望實現凈零排放。
最后實現要實現碳中和,不光是電力行業,包括所有零碳產業,零碳經濟,零碳社會和零碳國家。
在這樣一個“雙碳”背景下,“碳達峰碳中和”對于能源行業的影響主要歸結于兩個轉變和兩個加快。兩個轉變,從煤電一家獨大向清潔能源為主體的轉變,未來的十年,清潔能源占比一定會大大提高,煤電要慢慢退出作為電力主體的角色。第二,從化石能源為主導向電為中心轉變,以電為中心轉變能源消費方式,加快電能替代,發展電制燃料產業,提升能源消費品質和安全保障能力。加快科技創新引領驅動產業發展,技術創新層面上,我們同樣要加快全國碳市場和電力市場的建設,“碳達峰碳中和”之路非常艱巨,未來我們不論是做CCUS,不論是做氫能儲能,未來很長一段時間都是高投入低回收的階段,因為技術的更新換代,技術產業鏈的成熟,需要的是碳市場,包括國家政策、金融市場的完善,能夠促進企業的技術更新換代。
未來能源發展趨勢,多元化、低碳化、分散化、數字化和全球化。具體落實到大概七個層面:
1、碳排放成為能源產業發展的重大約束,全球127個國家已制定碳中和目標或愿景,基本上碳中和時間節點都在2050年左右。
2、清潔能源占比不斷上升。預計2025年中國清潔電力裝機將達到50%以上,2030年將達到60%以上。
3、清潔能源經濟性不斷提高。根據IEA預測,全球光伏光熱發電、海、陸風電成本均將下降30%-82%左右。
4、電氣化進程能夠逐步加快。
5、分布式能源占比會增高,我們提倡的綜合智慧能源,分布式能源的設計。據統計,近年來,世界新增發電裝機容量的25%-30%是為分布式能源,2020年中國分布式光伏新增裝機已經超過30%。
6、數字化進程要不斷增速,與智能化技術深度融合,利用大數據、AI區塊鏈等實現多能協同。
7、能源企業的邊界逐步趨同,過去傳統能源企業包括化工,包括電力,包括石油,包括鋼鐵,包括水泥,屬于垂直式的發展,大家自己做好自己的事情就可以了。在“雙碳”背景下,各個行業未來在橫向協同,在系統創新整合這塊,會有很大的發展,連接各個企業行業的橋梁是什么呢?就是碳捕捉低碳化路徑的發展,比如說我們需要能夠做到終端電氣化,通過電能替代方式,幫助別的行業能夠降碳。所以我國能源轉型要從傳統能源體系,以供給為核心向現代能源體系以需求為主導,清潔化、市場化、智能高效、多能協同的這個方向去轉型發展。
聽了很多專家包括院士的報告,包括國內國際的各個學術機構,都會做很多未來清潔能源煤電等等裝機的預測和模型預測,每個預測百分比可能是不一樣的,但是一個大的結論,未來從2025年-2030年,2050-2060年,煤電裝機一定大幅下降,清潔能源一定大幅提升,我非常同意魯所長剛才說的。未來的“碳達峰碳中和”有兩個大的體系,一個是可再生能源對儲能的發展,一個是化石能源對CCUS的發展,這兩條路都要同時往前走,而不能偏頗。如果說儲能未來技術革新突破了,能夠讓儲能的技術整個經濟性大幅增長,也能大幅上儲能。CCUS整個技術不光是要配煤電,同樣配鋼鐵、水泥等等行業的低碳化。
舉一個簡單的例子。2020年,中國水泥行業碳排放大概是15億噸,占中國所有碳排放量的14%,水泥行業的碳排放當中70%左右是石灰石碳酸鈣燒石所產生的二氧化碳,如果要做到社會成體系的碳中和和低碳發展,光靠電能替代,光靠氫能替代,是無法實現水泥行業這個碳排放大戶的低碳發展。所以CCUS技術未來一定是需要能夠大力推動,不光是在咱們的電力行業,不光是在咱們的鋼鐵行業,特別是在水泥行業,這個技術的成熟,這個產業的完善,能夠反哺到電力行業,能夠讓煤炭,包括天然氣、化石能源發電能有一個最終的出路。
機遇和挑戰大家已經說很多了,我不會花太多時間說這塊。
機遇,電力行業低碳發展的目標非常明晰,投資規模也會不斷增加,在“雙碳”背景下,碳市場將為電力行業低碳化發展發揮更加重要的基礎性作用。CCUS等減排技術發展從國內到國際都是在往前推動的。挑戰同樣,我們是煤電大國,煤電裝機快速增長時代正式宣告結束,智能電網長期安全與穩定運行壓力增大,因為我們清潔能源占比不斷提高對電網沖擊,如何能夠解決這個問題。CCUS等減排技術現在還不具備技術的成熟度還沒那么高,技術成熟度相對來說在5-6和6-7,投資成本非常大,而且需要全產業鏈都配套,不光是捕捉,包括二氧化碳運輸、儲存、消納等等全產業鏈配套成熟,才能讓這樣的技術真正在產業化做到發展,所以這塊還有巨大的挑戰。
接下來我主要介紹一下國家電力投資集團在“雙碳”背景下的戰略規劃等等。國家電投是五大發電集團之一,國家電投集團也是第一個宣布2023年碳達峰的電力企業,國家電投集團裝機清潔能源占比是56.7%,相對于別的發電集團來說,碳達峰壓力會小一些,我們風電裝機全球第二,光伏裝機全球第一,有17家企業是百分之百為清潔能源,為零排放的企業。在“雙碳”背景下,集團也密集做出“雙碳”發展戰略以及“雙碳”發展的行動,包括在低碳負碳技術的研發布局,加強碳資產管理,加強綠色低碳轉型,推動市場化改革,加快能源數字化以及交通工業領域電氣化等等。集團在發展戰略部署以后,也密集的有“雙碳”這些行動,加快新能源項目的開發和建設,加快分布式能源微電網的發展和創新,積極開拓配電網以及用戶側的功能業務,加強存量項目的提質增效,加快數字化轉型,深度挖掘綠色的價值,促進電碳耦合。
國家電投集團中央研究院碳中和技術中心,承接國家電投集團的科技創新平臺、戰略支持機構和高層次的具體平臺,我們是幫助國家電投集團能夠在“雙碳”背景下,幫集團公司制定戰略規劃,包括孵化和培育新的低碳技術,能夠給集團在戰略先導上提供支撐的一個地位。
簡單介紹一下國家電投的中央研究院。前身是國核研究院和中電投研究院成立以后的合并,2015年9月15號正式宣布中央研究院正式成立。在國家電投的定位屬于先導層,國家電投以中央研究院為牽引,開展前沿技術關鍵共性技術研究和商業化孵化,能夠支撐集團的產業創新。在很多清潔能源技術都做了布局,也做了很多清潔能源技術的研發與孵化,概括一下,包括其中四代鉛冷堆的研發,氫燃料電池關鍵技術參數達到國際先進水平,包括高效光伏電池,大型儲能系統,永磁傳動技術等等,這些清潔能源技術我們都做了很深入研究,很多技術已經到了商業孵化的階段。在集團的號召和國家號召下,國家電投中央研究院成立了碳中和技術中心,我們的使命和定位是服務于集團,服務于國家,能夠盡快完成“雙碳”目標,能夠幫助集團制定戰略,孵化培育低碳的技術。
未來主要有三塊業務布局:第一,希望能夠打造成高端智庫,展開前沿戰略研究,包括碳市場的政策分析,包括碳金融資產管理的研究分析,建言獻策。第二,碳中和路徑規劃等咨詢服務,我們希望能夠建立碳中和技術的技術數據庫,并且同時在開發和研發結合碳中和的能源規劃平臺,能夠幫助各行各業政府企業園區,根據他們的行業特征,根據他們的需求側、供給側的數據,能夠制定契合量身定做的碳中和路徑規劃。第三,既然是技術中心,我們必須做前沿碳中和技術的研發、開拓和孵化。
在經濟政策戰略研究方面,包括清華北大,包括中科院,也都在做這塊的政策戰略研究,我相信我們國家電投中央研究院從發電企業的角度也能夠結合國家的經濟政策建言獻策,因為未來得很長一段時間,碳中和技術孵化和培育不光是企業自身要做的事情,也需要有國家的政策導向,各種碳金融產品,包括碳市場的健全和建立,在資本的推動下,幫助企業能夠快速地推進低碳技術的研發和孵化。所以在前期會有很多的投資低回報時期,需要國家的政策支撐,也需要金融產品和資本市場的參與,能夠共同推動技術的進步。
碳中和路徑規劃咨詢與研究。第一,要建立真正的低碳技術數據庫,在不同的低碳技術門類能夠真正搜尋到國際國內這些好的低碳技術,不論它是成熟的,不論它是不成熟的,能夠幫助企業做到碳排放的核算,能夠切實的設定碳中和的目標和路徑的規劃。這個路徑規劃不是一個單一維度的以降碳為唯一的衡量標準的規劃,必須結合到技術的成熟度,什么時候能推什么技術,什么樣的技術能夠推到什么樣的企業行業,而且要做出技術和經濟性評價,我們不能不顧成本的做降碳目標,是要結合企業,結合行業,要有一個經濟性的評價模型。所以這樣一個路徑規劃應該是多維度的路徑規劃,而且是一個切實可行的路徑規劃。
最后一個,碳中和技術中心希望能布局的一些碳中和技術。CCUS技術一定是未來要重點突破的一個技術門類,包括二氧化碳捕集,包括二氧化碳的利用等等。在這我要重點突出一下,現在二氧化碳補集,因為我過去十多年都在做二氧化碳捕集CCUS技術,大部分研究,包括現在的中試,都是在做燃燒后捕集技術,過去這些年,包括在歐美,在倡導空氣捕捉的技術,能夠從空氣直接捕捉二氧化碳,空氣二氧化碳濃度只有400個PPM,非常低,成本非常高,但是在各個經濟性模型當中,包括政府間IPCC模型,建立了各種模型,我們和他們一起合作的。如果說真正能達到1.5℃或2℃的目標可行路徑,最終是需要能夠配到一個負碳技術,才能真正達到碳中和。負碳技術包括空氣捕捉,包括生物質加CCS,包括森林碳匯等等。空氣捕捉,集中式捕捉還有一個優勢在哪呢?比較靈活,不需要有煙囪的地方,而且可以做一個分布式的二氧化碳捕捉和就地消納,這樣的話能夠對后端二氧化碳輸送和消納這塊的壓力承壓性比較小,所以有一個靈活布局的特征。這樣一個技術是前期先進技術的培育與布局。二氧化碳利用技術包括二氧化碳加氫能夠變成液態燃料的甲醇,包括二氧化碳植物消納,包括二氧化碳的固化,包括驅油、封存等等這些技術布局。第三是低碳能源轉化技術,包括氫能技術,包括低碳能源將化石燃料變成清潔的、藍氫的這些技術這些路線。
最終我想通過這樣一個圖去強調一下,各個研究機構,包括麻省理工、IPCC等等研究機構,做過很多幫助“碳達峰碳中和”,實現1.5、2℃目標路徑的規劃,不管怎么設計各種情景,各種路徑規劃,最終得到的結論是什么呢?為了實現“碳達峰碳中和”,必須多種路徑一起往前走,包括CCUS的技術,包括氫能儲能的技術,包括可再生能源的技術,生物質的技術,負碳的技術,森林碳匯的技術,大數據、人工智能技術。所以一個綜合的能源技術的研發和解決方案才能夠真正幫助我們的國家、我們的社會達到“碳達峰碳中和”的技術目標。
我今天的報告就到這,感謝大家!
責任編輯: 中國能源網