能源转型变革已行至何处?
出路何在?
可再生能源装机首次超过煤电，光伏、风电、生物质能发电技术领跑全球，超额兑现二氧化碳减排第一阶段国家自主贡献承诺……
2020年9月22日，中国首次提出“二氧化碳排放力争于2030年前达到峰值，努力争取2060年前实现碳中和”的国家目标。从此，这片960万平方公里的土地迎来一场广泛而深刻的经济社会系统性变革。
新能源革命意义非凡
2023年底，人类历史上最大规模的气候大会——第28届联合国气候变化大会所达成的《阿联酋共识》按下了逐步终结化石燃料时代的启动键，也提出了“全球新能源转型的两大具体目标”：2030年前实现全球可再生能源装机增至三倍，全球能效提高年均速率增至两倍。
能源转型是人类文明发展和进步的重要驱动力，从《巴黎协定》到《阿联酋共识》，新能源革命受到全球瞩目的同时，也成为中国实现“双碳”目标的关键所在。
中国国家能源局最新数据显示，2023年全球可再生能源新增装机5.1亿千瓦，其中中国的贡献超过了50%。中国风电机组等关键零部件产量占到全球市场70%以上，光伏多晶硅、硅片、电池片和组件产量占全球比重均超过80%。中国新能源正为全球能源绿色低碳转型注入强劲动力。
以光伏产业为例，随着中国光伏产业规模不断扩大，技术持续迭代升级，光伏发电成本大幅降低。工信部发布的最新数据显示，2023年中国多晶硅、硅片、电池、组件产量再创新高，行业总产值超过1.75万亿元。在此背景推动下，光伏发电成本在过去十年内降低了80%-90%，并已低于传统的燃煤发电，达到0.3元/KWh以内，未来还将持续降低。
中国制造极大推动了可再生能源替代的进程，中国新能源企业成为全球能源转型的主要推动力量。全球光伏行业首家世界500强企业通威集团亦诞生于中国，其高纯晶硅产销量居全球第一，太阳能电池出货量连续七年蝉联全球第一。
“中国制造的光伏、风电产品和相应的资本走向世界，一方面支撑并大大加快了发达国家的能源转型速度，另一方面帮助‘一带一路’共建国家及广大的欠发达国家和地区跨过先污染后治理的老路，踏入到可持续发展的快车道”，全国人大代表、全国工商联副主席、通威集团董事局主席刘汉元曾如是说。
全国人大代表、全国工商联副主席、通威集团董事局主席刘汉元。供图/通威
根据国际能源署测算，到2050年，全球要实现净零排放，近九成的发电量将来自可再生能源。而综合对比分析，光伏发电可能是未来一次能源的主要来源，最高占比可达60%-70%。未来30年左右，以汽车电动化、能源消费电力化、电力生产清洁化为代表的绿色转型，将在中国形成百万亿元人民币、在全球形成百万亿美元的产业规模。
中国和中国的光伏产业，是牵引和驱动全球能源转型的主力军。“客观地讲，离开中国制造，去推动人类不到30年的碳中和，几乎不太现实。”刘汉元说，如果美国要在可再生能源产业与中国脱钩，关起门来打造自己的供应链，10年到15年时间不一定能够完成;欧洲如果要做同样的事，15年到20年时间不一定能够完成。
业内预计，2030年之前，全球光伏新增装机量将突破1000GW(即1太瓦)，这意味着，未来包括中国市场在内的全球光伏新增装机需求的高增速还将维持较长一段时间。
电力系统遭遇前所未有的挑战
然而，中国新能源的快速发展，也让电力系统的安全稳定遭遇前所未有的挑战。尤其在中国西部、北部等新能源资源富集地区，清洁能源资源总量巨大但现有调节能力不足的矛盾尤为突出。
相较于传统燃煤发电，光伏风电受气候环境影响较大。例如，日照、温度、湿度等天气因素都会对光伏组件的发电功率产生影响。随着光伏风电的大规模发展，并逐渐成为主流能源，这种间歇性、不稳定性将让整个电力系统的平衡面临挑战。
在过去的2023年，中国光伏行业在阶段性周期影响下，产业链价格波动式下跌，叠加电池技术迭代提速，光伏装机呈现前所未有的快速增长，同时也让消纳难题异常凸显。
通威天津杨家泊渔光一体产业园。供图/通威
根据国家能源局数据，2023年全国新增光伏装机216.88GW，同比大幅增长148%,几乎是近四年光伏新增装机量之和。而大量的分布式光伏发电项目，因当地台区可开放容量不足、消纳困难导致并网困难，或因当地供需不平衡发电被限制。据不完全统计，截至目前全国已有超过150个地区分布式光伏无新增接入空间。湖北、辽宁等地甚至因为并网消纳等问题，出现了发文鼓励分布式光伏发展后政策“急刹车”。
在快速增长的光伏产业遭遇“成长的烦恼”背后，是我国传统电力系统“即发即用”的模式已不适应以可再生能源为主体的能源结构。“中国过去为‘集中发、集中送’建立的电网和传统的‘源随荷动’模式已不能适应大比例可再生能源接入，风光大基地配套的特高压外送能力也存在不足，让构建新型电力系统迫在眉睫”。作为中国新能源领域的全国人大代表，刘汉元曾多次在其提交的议案中呼吁，加快构建清洁低碳、安全可控、灵活高效、智能友好、开放互动的新型电力系统，是实现“双碳”目标的关键载体。
传统的电力系统中缺乏储能环节的调节，就像没有调节水库的径流式水电站，来水发电，没水罢工。这在以火电为主的电源结构下游刃有余，因为随用随发的火电能保证“河里始终有水”，电力系统能保证基本的平衡和基础电力支撑。但未来随着双碳战略的深入实施，以光伏风电为主的可再生能源占比提高到一定程度，发展配套储能在高峰时段消纳新能源电量，并在无风无光时段支撑系统安全运行，将真正成为“清洁电量的搬运工”。
应对挑战，出路何在?
“实现‘双碳’目标，构建新型电力系统，是破解经济社会发展过程中能源、资源与环境制约的关键举措”。中国工程院院士、全国工程勘察设计大师张宗亮指出，在诸多调节电源和储能品种之中，抽水蓄能技术成熟、寿命期长、绿色环保。
抽水蓄能在新型电力系统中可发挥稳定器、调节器、平衡器的作用。建设抽水蓄能项目不但能有力支撑我国新型电力系统建设，助力能源转型，还能有效拉动水泥、钢材、电气设备等相关产业发展，为稳增长、稳就业、促投资提供坚实支撑。
雅砻江道孚抽水蓄能电站效果图。供图/雅砻江流域水电开发有限公司
根据相关机构预测，我国要实现碳中和目标，按最保守估算，到2025年抽水蓄能电站装机规模需达到130GW，2030年达到250GW。而国家能源局数据显示，截至2022年我国抽水蓄能累计装机容量仅约45GW。
刘汉元曾多次对抽水蓄能进行专题调研。他指出，电价制度不够完善，缺乏合理的回报机制，建设周期长，生态环境及地质条件要求严格，审批困难等，是制约中国抽水蓄能发展的主要不利因素。
事实上，我国抽水蓄能站点资源并不稀缺，2020年12月启动的新一轮抽水蓄能中长期规划资源站点普查，共筛选出资源站点1500余个，总装机规模达1600GW。此外，我国常规水电站改造资源也很丰富，在刘汉元看来，通过对梯级水电及不同规模的常规水电进行改造，可形成混合抽水蓄能电站，不仅改造周期短、投资小，还能提高现有电网利用率，是未来抽水蓄能发展的重要方向之一。
重庆蟠龙抽水蓄能电站。供图/綦江发改委
“此外，随着近年来电池价格不断降低，以锂电为主的新型储能获得快速发展，新增装机规模大幅提升，系统建设成本不断降低，同样具备了大规模应用的经济性。”刘汉元指出，另一方面，如能有效利用电动汽车大量闲置时间和冗余充放电次数，作为分布式储能单元接入系统，用电高峰时向电网反向售电，用电低谷时存储过剩电量，不但为电网稳定作出贡献，还能以市场化方式通过充放电价差获得相应收益，分摊购买整车或电池包的成本，实现电动汽车和电网的良性互动。
“未来，储能所扮演的角色不能与现在进行简单类推类比，应当成为智慧电网、新型电力系统中一个独立且重要的组成部分，维持发电端与用电端之间的平衡，成为市场机制下的一项重要产业。”刘汉元认为。
人类社会应对气候变化的过程注定道阻且长。作为世界上最大的发展中国家与全球第二大经济体，中国克服重重阻力，不遗余力践行绿色低碳转型。
发展储能产业、构建新型电力系统只是中国持续推进经济社会发展全面绿色转型的举措之一。未来中国还将继续兑现承诺，为全球可再生能源发展继续做出最大的努力，助力“双碳”目标如期实现。
本文仅代表作者观点，不代表本刊立场。
免责声明：本网转载自其它媒体的文章，目的在于弘扬科技创新精神，传递更多科技创新信息，宣传国家科技政策，展示国家科技形象，参与国际科技舆论竞争，并不代表本网赞同其观点和对其真实性负责，在此我们谨向原作者和原媒体致以崇高敬意。如果您认为本网文章及图片侵犯了您的版权，请与我们联系，我们将第一时间删除。
