來源:中國能源新聞網 時間:2023-08-02 11:35
蔣德斌
能源是工業的糧食,是國家運轉與發展最重要的物質基礎,能源安全是國家安全的重要組成部分,而確保能源資源安全是確保能源安全的關鍵。能源安全最初的含義,是指確保以合理的價格保證能源的持續供應,支撐經濟和社會正常運轉。隨著氣候問題、環保問題日漸突出,其內涵擴展到環境安全、氣候安全。當前俄烏沖突外溢效應,再次將能源安全的概念延伸至能源供應鏈和能源基礎設施的安全。能源資源的安全,是能源供應鏈的起點和核心,是能源安全的基礎和重要組成部分,并在一定程度上影響其供應鏈后續安全問題。所以,確保我國能源轉型過程中的能源安全,首先要破解能源資源的掣肘和約束。
我國能源資源現狀
在過去絕大多數時間里,我國能源供應處于緊平衡或者緊缺狀態,在一定程度上制約著我國經濟社會的發展。隨著經濟的高速發展,以及受氣候變化、環境等因素影響,在實現“雙碳”目標的能源轉型過程中,能源資源制約的影響將更加突出。
我國化石能源資源稟賦的特點是“富煤、貧油、少氣”,實際上,我國煤炭總儲量在全球僅排名第四,占比只有美國的一半多一點。我國人口基數大,占全球人口接近兩成,但是已知化石能源資源儲量只有不到全球已知儲量的一成,人均擁有化石能源資源儲量只有全球平均水平的45%左右。
同時,我國能源資源結構不佳,煤炭占比超過九成,石油和天然氣明顯不足。能源資源的空間分布結構也不合理,化石能源資源、水電資源主要集中在西部、北部地區,而能源需求主要集中在東部、南部地區,需要能源大規模遠距離輸送。另外,我國煤炭和天然氣資源的儲采比都在四十年左右,石油的儲采比不足二十年。
近年來,我國風能、太陽能資源發展迅速。截至今年4月底,兩者合計并網裝機容量所占比重已經超過總裝機容量的30%。但是從全球角度看,我國風能資源和太陽能資源并不豐富,其中,陸上風電資源70米高度可開發的裝機容量在26億千瓦左右,太陽能可開發裝機容量在22億千瓦左右。我國近海風電資源不豐富。即使將這些可開發裝機容量完全利用,加上水電開發程度達到80%,亦不能滿足四十年后的能源需求,需要更多的核電裝機承載基本負荷,以及必要的(天然或人工)化石能源作為能源供應的補充。同樣,風電能和太陽能也存在能源分布和需求錯配的問題,需要建設大型能源基地集約開發,并遠距離大容量輸送到需求中心。
同時,在風能和太陽能開發過程中,還存在一些重要問題需要在發展過程中逐步解決。建設風力發電系統,需要占用大量土地空間,消耗大量資源。太陽能亦是如此,其本身是潔凈、零排放的能源,但是在生產太陽能電池板過程中,要消耗大量的能源,同時給環境帶來污染,并排放二氧化碳。而一些新型太陽能電池生產會使用到有毒元素和稀有元素,需要做好有毒物質的回收和再利用,研究尋找稀有元素的替代者等。此外,并網型的風力發電、太陽能發電的間歇性、波動性和隨機性以及大量電力電子元件接入等,會給電力系統安全穩定運行帶來一系列問題。
最后是氫能,但目前相關技術發展還存在很大的不確定性。綠氫就技術本身而言到大規模使用還有相當的距離。目前全球綠氫比例不足1%,且綠氫連續生產過程還存在很多需要解決的實際問題。
保障能源資源安全的對策
一是充分利用現有資源。煤炭能量密度高、技術成熟、經濟性好,是非常優質的能源資源。我國化石能源資源以煤為主,當前和今后相當長一段時間,煤炭仍是我國能源安全保障的“壓艙石”。立足自產煤炭為主,抓好煤炭集約高效和潔凈利用是重中之重。確保安全和應急產能的情況下,可適當增加煤炭進口比例,為安全構建新型能源體系爭取更多時間。我國石油和天然氣資源儲量不大,石油對外依存度超過70%,在盡可能尋找新資源的同時,要加強進口渠道多元化,同時強化應急儲備。我國天然氣對外依存度超過40%,要注意拓寬渠道來源。積極發展可燃冰開發利用技術,以補充天然氣氣源不足問題。目前我國水電資源開發程度只有40%左右,還有潛力。以我國水電技術可開發容量計算,平均每年可以提供相當于2.6億噸標準油(接近4億噸標準煤)的能源。我國風能資源、光伏資源的特點是比較集中,可以建設大型風電基地,同時也要重視離散型風電、光伏資源的開發,加強風光結合、微電網開發,充分利用自然資源。
二是努力開發潛在資源。化石能源儲量是動態的,隨著能源勘探和開采技術的進步,會不斷發現新的化石能源資源,同時資源采收率也會不斷提高。隨著化石能源逐步耗盡,必須找到合適的替代能源。目前全球公認的替代能源,包括核能、水能、風能、太陽能、海洋能等。未來可能作為主體增量能源供應的,一是核能,二是海洋能。由于水資源、可耕土地等資源的限制,生物質能不太可能在中國有太大規模的發展。
三是大力做好能源節約利用。我國能源強度高,是全球平均水平的1.5倍,是美國的2.3倍、歐盟的2.7倍。在提高能源效率和附加價值方面,還有很大的空間。能源節約,既是技術問題,也是管理問題;既涉及能源供給結構,也涉及能源需求結構即經濟結構;既與能源空間分布密切相關,也很大程度上受經濟整體布局的影響。節能既是節約成本,本質上也是增加能源供應能力,要花大力氣、綜合施策。既需要制定節能規劃和鼓勵政策,也要通過市場機制引入競爭和激勵;既要樹立民間的節能意識,培養節能文化,也要將節能和經濟效益緊密勾連,增強內在激勵;既要隨著經濟發展,不斷推動產業升級,也要通過供能模式轉換,建立高效能源供應系統。
四是高度重視能源技術。我國面臨的能源安全挑戰除了來自能源資源的稀缺,也來自技術能力的不足。其中,與新的能源資源開發相關的技術,如核聚變、海洋能開發等,以及發展與能源儲存、轉換、運輸和綜合集成相關的新技術,如CCUS、人造天然氣、大規模儲能、碳—能循環系統等,都有十分重要的意義。
五是抓緊布局海洋能源開發。海洋能是未來能源資源的藍海,具有近乎無限的發展空間。對于比較成熟的海洋能開發利用如潮汐能,逐步實現產業化、規模化,積極推進波浪能、海流能利用實用化,加強鹽差能、溫差能研究實驗。為實現風、光等能源充分開發利用,以及遠海深海的海洋能、海上風能、海上太陽能等能源資源綜合開發,大規模儲能技術、電轉甲烷技術、海水制氫技術等都應予以重點關注。成功突破海洋能源資源開發的技術約束,就可以成功突破能源資源的約束。海洋能源技術將是未來能源領域競爭的一個重要領域,和航空航天技術一樣,海洋能源技術的進展,將引導我們進入遠海,從而為我們尋找到源源不斷的可用能源,為國家安全提供源源不斷的動力。(作者系中國電力企業聯合會統計與數據中心副主任)
責任編輯:于彤彤