黄震:新型能源体系的“破”与“立”
“2060碳中和”目标距离现在还有37年,看似还有很长一段“调整”的时间,但事实上我们已经走到了能源变革的“深水区”,其中一些确定性的趋势正在逐渐显现。
实现生态环境根本好转是人与自然和谐共生的中国式现代化的内在要求,今年的政府工作报告首次提出要“加快建设新型能源体系”,就是从源头上根本改善环境质量的重要举措。数据显示,过去五年,我国可再生能源装机规模由6.5亿千瓦增至12亿千瓦以上,清洁能源消费占比已由20.8%上升到25%以上。
当新能源消费占比持续扩大,如何进一步与碳市场、电力市场深度融合?新型能源体系的构建还需要做好哪些准备?新型能源体系又将如何影响产业发展和居民生活?《首席评论》对话中国工程院院士、上海交通大学碳中和发展研究院院长黄震。
第一财经:随着绿色电力消费占比逐渐地提升,与之相适应的“新型电力系统”应该如何设计?
黄震:随着我国可再生能源,尤其是风电、光伏的装机量越来越大,以后要发展到“以新能源为主体的电力系统”,同时在使用端又有海量的用户,所以不管是在能源的供给端还是用户端,都会产生“双重的随机性和波动性”,因此需要“源网荷储”这四个元素的深度协同互动,来保障“新型电力系统”的稳定。
在“源”端,当新能源发电不稳定的时候,就用火电、核电、水电去补充它,要“多能互补”。也正是因为新能源的随机性和波动性,因此储能变得非常重要,要发展各种短时的储能、长时的储能。在“负荷”端、消费端,就需要增加它的灵活性,比如说发展“可中断的用户”——说拉电就可以拉电的用户,前提是这种用户的电价要足够便宜,不能和居民用电价格一样。还有“虚拟电厂”的概念,通过虚拟电厂软、硬件的构架,去调节小区、微网等场景的供电平衡,来维持整个电网的稳定和安全。在“网”端,要更加信息化、数字化、智能化,要发展更强大的智能电网。通过“源网荷储”构建的新型电力系统,就能够在未来可再生能源占比不断再增加的情况下,依旧能维持电网的安全和稳定。
高比例可再生能源不仅冲击了现有电力系统,同时对我国整体的能源体系有了更高的要求。二十大报告提出,要“加快规划建设新型能源体系,确保能源安全”。今年政府工作报告中也明确提出“加快建设新型能源体系”,意味着新型能源体系的建设将在2023年提速。
第一财经:要“加快规划建设新型能源体系”,当下最急切需要面对和解决问题是什么?
黄震:什么样的能源体系叫“新型能源体系”?我的理解是,以新能源作为主体,传统的火电、煤电、气电,化石能源和核电作为一种保障性能源,最后要构建一个“高度电气化的,清洁、零碳、安全、高效的能源体系”。这种能源体系有一个非常大的特征,就是要从原来基于“地下化石能源资源开发的能源利用”,要走向基于“技术创新的新能源的开发利用”。因此,我们可以从三个方面去加快构建它:
第一个方面,需要首先加大针对“双碳”的相关法律法规的体系的构建。目前比如说有《中华人民共和国环境保护法》、《中华人民共和国能源法(征求意见稿)》等重要法律法规,但它们当时制定的时候并没有考虑到现在的“双碳”目标和我国应对气候变化的目标,所以是有局限性的。
第二点,我们要加大能源科技进步,以更大的力度去推进。达到碳达峰只是一个量变过程,实现碳中和是个质变过程。没有那些变革性的、颠覆性的技术作为战略支撑,去推进碳中和目标的实现,我认为是不可想象的。所以就要求我们要设置短期、中期、远期目标,要加强对一些绿色技术、低碳技术、零碳技术的评价,技术的转移体系的构建,加快对那些好的成果的转化和应用。
第三点,市场的支撑非常重要。我认为主要是两大市场,一个是碳排放权交易市场。我们现在目前主要纳入的是电力行业,“十四五”期间计划要推广到其他七个高碳排放的,像化工、石化、钢铁、有色、建材等行业。碳交易市场的建设要加快推进,因为碳市场对促进减碳非常重要,它给了一个价格信号。每个企业的减碳减排的行为,或者通过技术进步把碳减下来了以后,你在市场上是可以得到回报的。由此,通过市场机制来促进企业的减排,促进低碳、零碳技术的研发和发展、进步。还有一个能源市场,其中最重要的是电力市场,关键是要让电价能够反映电的稀缺的程度,通过电力市场这个“无形之手”去推进,通过电力体制改革、电力市场改革,通过电价,特别是现货市场等等,做价格的发现,通过价格来调节,最后使它能够达到了供需的平衡。
第一财经:在新型能源体系中,电价如何充分反应市场稀缺程度?相关主体的利益如何平衡?
黄震:我们预计,到2030年左右,我国的光伏和风电的装机容量可能到18亿千瓦,到2040年、2050还会更大规模的发展。当新能源作为主体,火电作为保障能源以后,保障能源的发电时间会越来越少。在没有电的时候、稀缺的时候才去发的电,这时电价应该是按照市场来算。欧洲就是通过调节电力市场,它最高的“峰值电价”和“峰谷电价”可以相差十几倍到二十倍,因此就兼顾了火力发电企业的利益的保障。
所谓的需求侧也一样,跟我们老百姓都相关的。我认为我们将来的电价应该是更加的放开,就像我们前些年手机可以买套餐,各种套餐你可以自己挑。举个例子,比如我是双职工家庭,白天不用电,只有晚上和双休日用电,这时候是一个波谷电价,那就应该有一个相应的电价套餐,买它最便宜。但反过来,另外一家有老人孩子天天在家里,白天、周一到周五也要用洗衣机、用各种电器的,他就不能买这个套餐。这也是一种通过市场机制来调节用电负荷的方式。
在《“十四五”可再生能源发展规划》中,主要提及风电、光伏、新能源汽车、储能等领域。其中,新能源汽车和屋顶光伏与居民生活息息相关。
第一财经:在“双碳”的大背景下,新能源汽车未来发展的关键是什么?
黄震:重要的是它的定义要更明确。什么叫新能源?我认为应该把它定义为“零碳排放的汽车”更合适。将来应该是用绿电的电动车,而不是用煤电的电动车。现在用氢燃料电池,那一定是用绿氢的燃料电池。现在的柴油车和汽油车,未来如果是通过绿电把二氧化碳进行还原来制成的合成柴油、合成汽油,我们叫“绿油”,这样从全生命周期来说,它就没有二氧化碳排放,所以它也应该可以得到推广。
第一财经:数据显示,中国光农村地区的屋顶可利用的,就已经达到了约5000万个,这是非常大的新能源发电的资源。但是目前它还是局限在少数的地区,主要通过财政补贴的形式去进行发电和上网,未来能否实现全面的商业化?
黄震:分布式一定是未来光伏的一个重要发展方向,包括“屋顶”。这个“屋顶”可以是大厂房的屋顶,有一定规模的,也可以是一个小房子、一个小农屋的屋顶,这就是光伏最大的一个特点。农村房屋的屋顶,目前主要是从脱贫、扶贫的角度在推进,国家给了一些补贴,这是个好事情。从推进“双碳”目标、构建新型能源体系来说,屋顶光伏是一个重要的发展趋势。未来,不光是百万屋顶,应该是千万屋顶,10亿、20亿的屋顶,往“上”去发展,几乎所有的屋顶,能够装的都可以装。这就等于是增大了可再生能源的发电量,同时还能够把它就地消纳,尽可能少地利用化石能源发电,降低碳排放。这样一种屋顶光伏,它来自太阳能,是取之不尽用之不竭的。
在栏目组采访黄震院长的半个月后,3月17日,生态环境部对外合作与交流中心主任张玉军透露,生态环境部将在气候投融资、绿色金融等领域加强跨部门合力,引导和推动ESG在中国的健康发展。当有为政府通过推动ESG衔接环保与金融,金融又衔接千行百业与有效市场,绿色低碳转型将进一步走向主流化和专业化。