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聚焦“双碳”,做好能源转型大文章

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  实现“双碳”目标是党中央作出的重大战略决策,也是推动高质量发展的内在要求。2022年政府工作报告提出,要有序推进碳达峰碳中和工作。3月10日采访了中国工程院院士、国家电网公司一级顾问、国家能源集团电力领域首席科学家黄其励,中国工程院院士、中国工程院能源与矿业工程学部副主任、国家能源集团科技委副主任顾大钊。两位院士表示,今年两会期间,党中央和国务院很多新的提法,给能源转型指出了很好的路径。

  谈煤炭发展

  做好煤炭清洁高效利用

  “煤炭一直是基础能源,现在又提出叫‘兜底能源’,我认为在我们国家只有煤炭才能称得上‘兜底能源’。”顾大钊说,煤炭资源要做到绿色开发、清洁利用、清洁转化,才能为实现“双碳”目标做支撑。

  黄其励表示,要把能源利用效率提上来,首先要把在同样的GDP下的煤碳的消耗量减下来,即煤炭消耗总量和消费强度降下来,首先在煤炭做文章。第二是在生产方式上做文章,就是提高煤炭科学产能的水平,提高煤炭生产的“洁配度”,提高信息化数字化的水平。

  说起煤炭清洁转化,不得不提煤化工产业。黄其励认为,在煤炭的功能上,煤炭既是能源也是资源,发展煤化工是煤炭清洁利用的一个很好的出路,也就是说延长加工链,不是“挖出煤来就上火车”,还是要继续在煤化工多联产上下功夫。

  煤化工要高端化、多元化、低碳化发展,这里面还有水资源制约的大问题。据顾大钊介绍,我国每采1吨煤大概产生两吨矿井水,目前我国每年有50亿吨矿井水没有得到有效的利用。国家能源集团变害为宝,实现了矿井水与煤化工产业耦合发展,从2017年开始,年产100万吨油品的鄂尔多斯煤化工项目就已经全部依靠矿井水来进行生产。

  “煤制油也是‘兜底油品’。现在我们国家原油对外依存度超过70%,天然气对外依存度超过40%,如果说一旦出现特殊情况,国内每年只能生产2亿吨原油,怎么办?” 谈及煤基能源,顾大钊认为,发展煤制油的首要目标是确保国家的油品安全。

  谈新能源发展

  未来实现“双碳”目标的主力军

  “可再生能源对我们国家能源供应的作用,简单点一句话就是‘把能源的饭碗端在自己手里’。”黄其励说,党中央国务院提倡积极发展新能源,我觉得是非常符合能源的特点,也符合我们国家的实际情况。能源转型,包括“双碳”目标的实现,主力军未来就是新能源。

  黄其励表示,可再生能源的首要特点是“本土化”,都在我们960万平方公里国土上,不需要进口。我们国家可再生能源丰富,太阳能可以装机456亿千瓦,风能87亿千瓦。这个资源既立足于本地又非常丰富,因此可以这么说,我们国家能源的禀赋特点是富煤、少油、贫气、富再生。

  黄其励提出,目前我国能源的主力军还是煤炭,未来可再生能源会逐渐成为主力。去年煤炭占一次能源消费比重56%,清洁能源包括了天然气、风能、水电、太阳能加在一起比重25.4%。这个比例显然不是最佳的,但是现实的,未来还要不断提升可再生能源和新能源的占比。

  不过,目前来讲,可再生能源还有两个缺点,一是对天气情况的依赖性,发电有随机性、不稳定性,二是可再生能源高比例发展后,电力系统的“双高”特点(高比例可再生能源和高比例电力电子化),这和电力系统需要稳定运行、用户需要安全供电就产生矛盾。

  对此,黄其励认为,任何新生事物都优缺点并存,我们的任务就是不断的改进,用科技创新来解决这些问题,确保新能源的快速发展。

  顾大钊表示,“双碳”目标下,国家能源集团未来也一定是“两条腿走路”,一是提升煤基能源对低碳转型的支撑作用; 另一方面加快发展可再生能源。

  据了解,国家能源集团一直积极推进氢能发展。顾大钊认为,未来,氢能可以在储能方面发挥更大的作用。电是无法储存的,我们国家可再生能源发电还存在弃风、弃光、弃水情况,如果把这些能源转化为氢储存起来,可再用于发电和燃料等。

  谈煤化工节能降碳

  降低CCS成本将具有颠覆性意义

  对于煤化工产业节能降碳的路径,顾大钊认为,煤化工产业因为二氧化碳排放量较高,除了要通过技术创新来提高煤转化率,还应关注CCS技术,如果未来一旦成本降低可大规模推广,将给减碳带来颠覆性地改变。

  据了解,碳捕集与封存(carbon capture and storage)技术是指将CO₂从工业或相关排放源中分离出来,输送到封存地点,并长期与大气隔绝的过程。这种技术被认为是未来大规模减少温室气体排放、减缓全球变暖最可行的方法。

  “我国现在每年大概排放100亿吨二氧化碳,据估计,我国可以埋藏二氧化碳的地质容量是2.4万亿吨,但为什么现在埋的很少呢?主要是成本问题。”顾大钊说。

  从去年到今年,欧洲碳交易市场十分活跃。欧盟碳价屡屡刷新纪录,这也间接提升了绿色能源技术的投资价值和经济效益。更高的碳价意味着企业排放成本愈发昂贵,像CCS这种新兴清洁能源技术的成本效益大大提升。

  “前两天欧盟碳交易价格已经超过90欧元/吨,就是每排1吨二氧化碳,需要多付90欧元的成本。这就和以前的买卖关系完全不一样了,以前我把煤卖给你,你要给我钱。现在反过来了,我卖给你二氧化碳,我还要给你钱。假设说你把一吨二氧化碳拿走了,我给你800块钱,如果说你有技术把他埋起来,假设封存成本500块钱,你不就赚了300块钱吗?”顾大钊说。

  据了解,几年前,国家能源集团成功示范了30万吨的二氧化碳封存(CCS)项目,掌握了CCS的整个技术流程,核心的技术和装备,但成本还比较高,主要是规模相比较还小。顾大钊认为,一个技术从提出来到成熟应用一般需要20年-30年。规模增加后,再加上技术逐渐成熟,未来CCS的成本一定会下降。所以说CCS应该是一个重大的战略研究方向。

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