2023年12月21日,中国电动汽车百人会和济南新旧动能转换起步区管理委员会在济南共同举办了“清洁智慧能源高质量发展大会”。本次大会以“清洁能源促进产业绿色低碳转型”为主题,中国工程院院士、山东省科协主席、上海交通大学讲席教授、世界工程组织联合会执行委员会委员、工程与环境委员会主席凌文发表题为“中国能源低碳转型进展与展望”主旨演讲。以下为观点摘要。
一、中国能源行业四大挑战---能源供应、生态环境、CO2排放和能源系统效率
2022年,全球一次能源消费总量为604亿吨标准煤,较2021年增长2.9%,煤炭占比上升0.2%,油气分别下降0.6%和0.4%,形成煤、油、气、电、核、可再生能源多轮驱动的能源体系。预计到2050年,太阳能和风能发电约占全球发电量的2/3。当下,全球能源面临能源稳定供应、能源生态环境破坏和全球气候变化三大挑战,中国不仅能源对外依存度高,生态环境和气候变暖值得关注,而且能源效率问题更加突出。我国石油对外依存度72.8%,天然气对外依存度39.5%,化石能源粗放式开发利用带来生态损伤和大气污染,并且我国单位GDP能耗是世界平均的1.4倍,能源使用效率有待提高。
二、中国能源绿色转型的路径----规模能源清洁化、清洁能源规模化、能源系统智能化
加快煤炭等传统化石能源的清洁化利用,降低污染物排放。目前中国的规模化能源中大约80%是化石能源,完成能源煤炭绿色转型要实现四大转变,由资源驱动向创新驱动型转变,由燃料向燃料、原料并重方式转变,由粗放开发向集约绿色、互联智能方式转变,由高排放利用向近零排放利用方式转变,努力实现净零排放,通过科技创新支撑煤炭成为清洁能源、低碳能源和高端材料。
加快清洁能源(风、光、水、电、核能)迅速规模化。第一,增效率,突破高效率光伏能电池、新一代核电、氢燃料电池和氢能储运、高效海上风电、可燃冰开采等关键技术,不断提升新能系统效率;第二,降成本,加强新技术和装备示范推广,不断降低成本,逐步实现风电、光伏等可再生能源平价上网,推动氢能等技术大规模商业化;第三,促消纳,加强可再生能源输出通道建设,落实好可再生能源上网保障机制,减少可再生能源弃电。
打造多能耦合高效利用的智能能源体系。能源的智慧化建设,一方面是火电机组系统的灵活性,目前,火电深度调峰从原来的负荷100%降低到70%,发展到目前降低到20%,已经有很大的突破。另一方面,分布式能源技术打造高效灵活的分布式能源系统,推进电能替代,加快用户端“互联网+”应用。通过清洁能源、可再生能源等绿色能源为绿色源头,电网、水网、交通网等诸多绿色能源网络输送,用绿色数字反映绿色数智生产力、能源算力、智能制造等,从绿色政治、经济、社会、环境,保障能源安全等方面推动绿色发展,持续保障碳达峰、碳中和实现。
三、能源呈现向“多元化”供给发展趋势—2050年前后进入天然气时代,未来有望进入氢能和核能时代
氢是最清洁的能源,煤制氢是目前成本最低的大规模制氢方式,煤制氢结合CCS技术,可以实现能源生产和利用全过程的CO2近零排放。利用弃风弃光为能源制氢,可以为现代煤化工提供低成本和零碳排放的氢气,大幅降低现代煤化工的CO2排放。在科技部资助下,研制并示范的国内首套兆瓦级煤气化固体氧化物燃料电池(SOFC)发电系统,发电效率达到50%,发电的同时可以实现CO2高效率低成本捕集。