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新一轮能源转型时代如何走?

2019-12-16 15:46  来源:中国石油资讯中心  浏览:  
转型是全球能源发展的永恒主题。近年来,应对气候变化推动可再生能源比重稳步上升,也促使全球加速从煤炭向天然气转型;新一代信息技术与人工智能技术深度参与能源技术革命,使得能源转型开始加速。欧盟委员会明确提出,到2020年欧洲可再生能源在电力部门的占比将达21%、2030年将达45%,2050年天然气、风能、核能将各占欧洲一次能源供应比例的25%。这表明世界正进入以清洁低碳化为主要特征的新一轮能源转型时代。

然而,能源转型将转向哪里?又有哪些现实的驱动力?

低碳清洁发展

美丽中国呼唤能源替代者陆续上路

人类文明进步史本身就是一部能源转型和变革的历史。11月24日在京召开的主题为“油气化工产业趋势、挑战及前景”的大成第一届油气论坛上,中国国际工程咨询有限企业石化轻纺部总工程师郭琛在《中国石油安全形势——机遇与挑战》报告中先容,国际石油供求格局正在变化,石油在一次能源结构中仍将具有重要地位,世界石油资源足以支撑中长期人类社会需求。中期来看,石油占我国一次能源比例仍将增加。我国石油消费总量规模扩大的同时,呈现出增速降、强度降、弹性降的“三降”特点。

郭琛认为,资源与消费的空间错配必然形成全球性的资源再分配,跨国跨域流动导致全球石油贸易增量及增长速度均超过了石油需求。2035年前后全球石油需求进入峰值平台期——世界石油需求增速将逐渐放缓。中期来看,世界经济缺少再次走向繁荣的新动力。能效提高、替代能源将抑制石油需求增长,但短期尚难以对全球消费产生大的冲击。

在中国的对外依存度居高不下的情况下,无论是从能源安全角度考量,还是生态文明建设,可再生清洁替代都成为能源转型的现实驱动力。特别是随着“气十条”“水十条”“土十条”等法律法规相继出台,企业每年需要投入巨额资金更新设施、采用新技术新工艺,全面推动能源转型向纵深发展。

今后,石油作为能源的燃料属性将日益减弱,作为原料的材料属性将逐步增强。郭琛认为,我国石油消费结构将显著调整——综合考虑燃油经济性、汽车保有量及限行措施、新能源汽车替代、铁路及城市公共交通替代等因素,石油的能源(燃料)属性将日益减弱,原料(材料)属性将逐渐增强。未来石油可望更多作为化工原料,生产更高附加值的化学品和合成材料,从而整体提高石油加工业全链条的增加值。目前,高度集成、紧密关联的炼化一体化发展模式已成为主流,我国力争2020年炼化一体化率将提高到15%,2025年将达到30%,2035年将超过40%。

中国到2035年要基本实现“美丽中国”目标,加快推动能源清洁低碳高质量发展成为最重大最紧迫的任务之一。

在北京市人民政府和国务院发展研究中心主办的“2019全球能源转型高层论坛”上,天伦燃气集团主席、十一届和十二届全国人大代表张瀛岑先容,在经济下行的大背景下,天然气仍保持快速增长,10年内,人均天然气消费量将从目前的200立方米增至400立方米以上,接近世界水平,未来10年在乡镇,天然气将迎来最有发展机会的黄金十年。

中国能源转型的未来发展方向,已越来越清晰。2018年我国天然气表观消费量2803亿立方米,同比增长17.5%。我国天然气消费虽然增长迅猛,但是天然气占一次能源的消费比重目前只有7.8%,而欧美发达国家均在30%左右,可以说我国天然气行业的发展潜力巨大。

此外,绿色金融也在蓬勃发展,将成为重要驱动力。在2019中国气候投融资国际研讨会上,生态环境部应对气候变化司司长、专委会主任委员李高宣布成立中国环境科学学会气候投融资专业委员会,并透露将推动形成国内统一、国际接轨、清晰可实行的气候投融资标准和规范体系,探索多种模式,广泛调动各种资源,为综合利用国内国外两个市场的资源提供有效渠道,推动气候投融资创新和可持续发展。

交通能源变迁

电池革命能否重新定义新能源汽车

目前,我国新能源汽车市场保有量和增量已经成为世界第一,电动汽车的“油箱”电池技术取得了哪些革命性进展,对汽车带来哪些影响,不仅关系电动汽车续航能否更持久更安全,更将关系电动汽车替代燃油车的步伐。

交通领域的电池革命特别是液氢燃料电池一直在悄然进行。北京理工大学材料学院教授陈人杰在以“电池革命如何重新‘定义’汽车”为主题的活动中先容,科学家一直在致力于提升电池“电力”,开发具有更高能量密度的电池体系。从铅酸电池、镍镉电池再到现在的锂离子电池,电池材料不断变化,电池的能量密度不断提高。

除了利用新材料,还可以通过电池的充放电管理让电池更持久。北京理工大学机械与车辆学院教授何洪文先容,动力电池系统的性能不仅取决于单个电池的性能,还取决于电池组,鉴于动力电池组具有的“木桶效应”和充放电末期具有的“扫帚效应”,加强对动力电池组的能量、安全、耐久性管理也很重要。

车辆电池的安全性也是消费者关心的问题。“虽然电动汽车暴露出一些安全隐患,但可以从安全的动力电池材料体系、动力电池的安全管理方面解决问题。”何洪文称,我国已率先建立了新能源汽车的三级监管平台,有了很好的一手数据积累。目前行业内也正在从动力电池安全风险在线评估、异常性能单体的预警管控以及整车的安全防护系统设计等多方面构建安全保障体系,完善电动汽车的安全性能。“大数据、云管控、智能化为完善动力电池的安全管理提供了新抓手。”何洪文表示,通过安全的电池材料体系升级再辅以智能化的动力电池管理可以进一步完善动力电池系统的安全性能。

“锂离子电池易燃主要和电解液有关。”陈人杰认为,现在电池的制造工艺、生产过程的安全管理等方面已经有了很大提升,但是依然使用液态电解质,未来可以研发固态的电解质体系,提升电池的安全性。改进电池的安全性可以从两个方面入手,一方面是电池材料的优化和改良,另一方面是对电池的结构和制备工艺进行改进。

随着越来越多的电动汽车投入市场,废旧电池的处理成为难题。“2018年我国报废电池达6000吨左右,三年后的数据会达到20万-30万吨,这对工业解决方案的要求特别迫切。”全国废弃化学品处置标准委员会委员林晓先容,报废电池留在城市中会有污染和安全风险,必须把报废电池资源回收。过去的10年中,电池的价格已降至原来的十分之一,这意味着电池的回收,可基本实现盈利,但目前还需探索更加成熟的工业解决方案。锂离子电池的回收技术,在常规的消费领域已经有了,但动力类电池的材料和系统不一样,需要更多的研发来解决问题。

在12月5日中国能源研究会年会上,中国能源研究会常务理事李俊峰表示,当前,全球已经把氢能源作为战略资源。从资源角度,未来趋势是逐步摆脱对化石能源的依赖;从技术角度,资源依赖逐步会向技术依赖转移,通过技术来找到石油的替代品。未来的资源越来越贵,氢能不仅能够跨年度新浦京、反季节调度,还能在炼钢、水泥等工业领域减少二氧化碳的排放。

生物质能苏醒

可再生能源中“被忽视的巨人”加速成长

生物质能作为重要的可再生能源,在全球范围内日益受到各国的高度重视。也在全球能源转型的历史关口中,生物质能扮演着越来越重要的角色。如何加强我国与国际生物质能行业的交流与协作,建立生物质能产业多边国际合作机制,成为当务之急。

11月6日,由中国产业发展促进会、国际能源署(IEA)联合主办,中国产业发展促进会生物质能产业分会(以下简称“生物质能产业促进会”)承办的“2019全球生物质能创新发展高峰论坛”在北京召开。“大家正处在应对气候变化的关键时刻。气候变化,关乎人类前途命运,国际社会和全人类都应该携起手来促进低碳社会和可持续发展。”国务院参事、国家发改委能源局原局长徐锭明在致辞中表示,全社会应对气候变化的决心不能变,中国应对气候变化的意志不会变,“共同但有区别的责任”主要原则不应变。

徐锭明表示,应对气候变化、应对能源环境的挑战、实现可持续发展是世界各国的共同愿望,也是世界各国的共同责任。加强可再生能源开发利用,是应对日益严重的能源和环境问题的必由之路,也是人类社会实现可持续发展的必由之路。

生态环境部固体废物与化学品管理技术中心副主任胡华龙表示,加快开发利用生物质能和可再生能源已经成为世界各国的普通共识和一致行动,也是全球能源转型的重大战略举措。生物质能是一种重要的可再生能源,开发利用生物质能源对推动中国生态文明建设、能源革命和低碳经济、美丽乡村建设、应对全球气候变化等国家重大战略落地具有重要意义。

胡华龙认为,在未来,生物质能开发利用将呈现多元化、智能化和网络化的发展态势。要加强创新促进生物质能综合利用,加强顶层设计,践行系统设计规划,发展生物质能技术要与美丽乡村建设、精准扶贫等国家重大战略相结合,要统筹考虑各种需求,协调考虑能源、资源、环境、生产模式、生活方式等进行多元技术集成。

“生物能源是‘可再生能源中被忽视的巨人’,挖掘出生物质能的巨大潜能,可以帮助大家为后代打造一个低碳能源体系。”IEA可再生能源中心主任Paolo Frankl在致辞中表示,中国可再生能源有了长足的发展,但是二氧化碳的排放增长仍然没有被遏制,这就需要重塑能源体系。

Paolo Frankl表示,在光伏、水电部署上中国都是首屈一指,要更关注供热,供热占到了能源需求的半壁江山。生物质能和可再生能源供热仍有大幅提升空间,通过良好的市场设计和政府市场支撑就可以提升市场应用。中国要扩大生物质能在政策方面的部署,以提升能源供给的安全,同时也可以解决三农问题以及帮助中国解决空气污染的问题。

中国农业大学原校长石元春认为,生物质能既是能源,胜似能源。占天时,据地利。生物质能在中国将进一步发展,亿吨级生物燃油工程、千亿立方米生物天然气工程、百亿平方米生物质清洁供热工程等将陆续出现在华夏大地,中国将为世界生物质能的发展做出自己的贡献。

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