中國能源轉(zhuǎn)型升級問題研究

1、中國能源轉(zhuǎn)型升級問題研究 摘要：能源是人類賴以生存和發(fā)展的物質(zhì)基礎(chǔ)， 化石能源的長期、大量使用不僅導(dǎo)致自身儲量的岌岌可危， 而且造成了諸多不良社會影響 （如物價上漲、環(huán)境污染等） .本文在分析傳統(tǒng)化石能源存在問題及不足的基礎(chǔ)上， 指出以風(fēng)力、光伏為骨干成員的分布式可再生能源和多能協(xié)同優(yōu)化配置為我國能源轉(zhuǎn)型升級提供了新思路、新方法， 并對新能源普及應(yīng)用過程中面臨的問題 （如實現(xiàn)“源-荷”實時匹配與經(jīng)濟調(diào)度） 進(jìn)行了展望。 關(guān)鍵詞：能源轉(zhuǎn)型； 新能源； 光伏發(fā)電； 風(fēng)力發(fā)電；能源是人類賴以生存和發(fā)展的物質(zhì)基礎(chǔ)， 而經(jīng)濟社會的快速發(fā)展、人口數(shù)量的增加和人類對能源多樣化需求的激增， 導(dǎo)致我國能源消耗速

2、度、需求總量和人均需求量持續(xù)攀升。由于化石能源儲量有限， 導(dǎo)致能源供需矛盾日益加大、能源危機隨時可能爆發(fā)。為有效緩解眼下能源供需矛盾， 大規(guī)模化石能源 （如煤炭、石油等） 被深度開采和批量利用， 隨之而來的是能源保有量顯著下降， 能源交易價格不斷攀升。據(jù)專家預(yù)測， 全球現(xiàn)已探明化石資源僅可維持使用百年左右。我國化石能源也因供應(yīng)緊張、緩解疲憊而出現(xiàn)價格持續(xù)飆升、劇烈波動的局面。以5500大卡標(biāo)煤為例， 其在2015年末每噸的交易價格僅為370元， 但從2016年下半年開始因供不應(yīng)求而導(dǎo)致價格大幅上漲， 一度增至每噸700元的高價， 后又回落至年末的每噸639元。與2015年同期相比， 漲幅高達(dá)7

3、2.7%.同時， 能源價格的攀升也間接導(dǎo)致物價的上漲、引發(fā)經(jīng)濟危機甚至爆發(fā)因能源糾紛而引起的局部戰(zhàn)爭。我國2015年末的GDP、人口總數(shù)和年度電力需求總量分別是689052.1億元、137462萬人、58019.97億千瓦小時， 而同期的人均能源、電力需求量為3135千克標(biāo)準(zhǔn)煤和4231千瓦小時， 分別是2000年的2.72和3.97倍。由此可見， 在能源需求總量和人均需求量均持續(xù)增加的同時， 人們對電力能源的需求更加迫切。同時， 傳統(tǒng)化石能源在開采、運輸、利用的過程中， 由于技術(shù)、理念、資金、管理等方面的缺陷 （如選擇性開礦、礦資源轉(zhuǎn)換效率低下） , 極易出現(xiàn)一些生態(tài)問題 （植被破壞、耕地減

4、少、草場退化） 、環(huán)境問題 （氣候變暖、水土流失、水源污染） 和社會問題 （礦井坍塌、瓦斯爆炸、人員傷亡） 等。其中， 最典型的是近幾年我國北方地區(qū)頻發(fā)的霧霾天氣， 因其嚴(yán)重的惡劣影響使得人們談霾色變。雖然霧霾的起因、形成機理等尚不完全明確， 但大量化石能源的長期開采、使用難咎其責(zé)?？梢灶A(yù)見， 若不采取及時、有效地措施改善現(xiàn)有非可再生能源利用的被動局面， 不久的將來人們就會像面臨經(jīng)濟危機一樣去面臨生態(tài)危機、環(huán)境危機、資源危機。屆時， 所有以消耗資源為代價換得的文明成果在這些危機面前將顯得微不足道， 縱使再恨不當(dāng)初也為時已晚。此外， 電能因傳輸高效、使用便捷等優(yōu)點成為當(dāng)今世界能源利用的最有效方式

5、， 其用戶量大、涉及面廣， 且與人們的生產(chǎn)、生活的各主要環(huán)節(jié)深度融合、密切關(guān)聯(lián)。但電力系統(tǒng)集群式生產(chǎn)方式、遠(yuǎn)距離輸送方式以及各骨干網(wǎng)直連互通的配送方式存在安全性、經(jīng)濟性、可靠性等諸多詬病， 且隨著經(jīng)濟發(fā)展速度、電能需求總量的持續(xù)增加， 其所面臨的壓力和挑戰(zhàn)會越來越大。在全球化石能源日趨緊缺、能源供應(yīng)需求日益增大、化石能源使用造成環(huán)境日益惡化以及遠(yuǎn)距離、大功率單向傳輸電網(wǎng)事故頻發(fā)的背景下， 以風(fēng)力、光伏為骨干成員的分布式可再生能源產(chǎn)能技術(shù)和以多能協(xié)同優(yōu)化配置為核心的新能源調(diào)度技術(shù)應(yīng)運而生， 受到世界各國學(xué)術(shù)界和產(chǎn)業(yè)界的高度重視并成為電力系統(tǒng)研究的前沿?zé)狳c之一。在我國， 煤炭、石油等非可再生能源產(chǎn)

6、量出現(xiàn)連續(xù)三年下降的良好態(tài)勢， 如圖1所示。比如， 2016年我國原煤產(chǎn)量為34.1億噸， 不僅比上一年度降低9個百分點， 而且僅占2013年全年原煤產(chǎn)量的85.89%, 同比減少產(chǎn)量5.6億噸。與此同時， 為滿足經(jīng)濟不斷發(fā)展對能源消耗量日益加大的需求和踐行可持續(xù)發(fā)展的理念， 風(fēng)力、光伏、水電等可再生能源近年來受到國家政府、企業(yè)的高度重視和大力發(fā)展。據(jù)統(tǒng)計， 截止到2016年底， 我國可再生能源裝機容量總計達(dá)5.7億千瓦， 占傳統(tǒng)非可再生能源的52.9%.其中， 風(fēng)力、光伏的裝機總量為2.26億千瓦。僅2016年， 我國實現(xiàn)可再生能源新增裝機容量高達(dá)0.53億千瓦。同時， 由近十年來我國裝機容

7、量統(tǒng)計結(jié)果顯示：隨著國民經(jīng)濟發(fā)展， 無論是電力裝機總量， 還是可再生/非可再生能源裝機容量均逐年增加；相比于非可再生能源， 可再生能源近期裝機容量的增長速度明顯加快， 進(jìn)而導(dǎo)致其在總裝機容量中所占的比例出現(xiàn)連年遞增而非可再生能源所占比例持續(xù)下降的局面。由我國2000年以來人均煤炭和電力消耗量的統(tǒng)計結(jié)果可知：隨著人均電力消費量的持續(xù)增加， 人均煤炭消耗量在2013年達(dá)到峰值3127千克/人后出現(xiàn)首跌且一度降至2015年的2895千克/人。從電力消費總量角度進(jìn)行分析可知， 自2000以來人們對風(fēng)力、光伏等可再生能源的需求量也不斷加大且其在我國電力消費總量中所占的比例也持續(xù)增加 （如圖2所示） .總之， 隨著可再生能源產(chǎn)能規(guī)模的快速擴張， 其固有的地理分布分散、產(chǎn)能單元數(shù)量龐大且關(guān)聯(lián)關(guān)系復(fù)雜、產(chǎn)/用能過程的