中國能源轉(zhuǎn)型的路線問題可以用一句話來表述:擺脫煤炭依賴,跨躍油氣時(shí)代,融入新能源電氣化的未來。正如全球能源互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展合作組織提出的,要通過三步走實(shí)現(xiàn)我國的能源變革轉(zhuǎn)型,即增量替代、存量替代、全面轉(zhuǎn)型?;茉撮_發(fā)利用的外部影響特點(diǎn)是,有限的資源、破壞生態(tài)環(huán)境、危害公眾身體健康和排放溫室氣體,化石能源制約了社會經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展和人民生活質(zhì)量水平的提高。
一、 擺脫煤炭的依賴
近年來,世界煤炭消耗量開始下降。煤炭消費(fèi)從高效清潔的利用加快向減量、替代和退出的方向轉(zhuǎn)變,并已形成不可逆轉(zhuǎn)的世界潮流。中國作為世界上煤炭生產(chǎn)和消費(fèi)最大的國家,已深切地感受到這種變化。長期以來煤炭占據(jù)70%以上的能源供應(yīng)的主體地位,已發(fā)生動搖。
2012-2013年冬春季,中國爆發(fā)了歷史上面積最廣、時(shí)間最長、危害程度最重的空氣污染事件,觸發(fā)了一場聲勢浩大的藍(lán)天保衛(wèi)戰(zhàn),鋒芒首指煤炭消費(fèi)。中國政府在“十三五規(guī)劃”中,首次將煤炭消費(fèi)在總能耗占比58%和煤電供電煤耗310克標(biāo)煤/千瓦時(shí)列為約束性指標(biāo),開展了高煤耗部門和重點(diǎn)地區(qū)的煤炭消費(fèi)總量控制的工作。
煤炭的開發(fā)利用破壞生態(tài)環(huán)境和威脅公眾身體健康。據(jù)中國煤控項(xiàng)目估算,汞的直接和間接排放、二氧化硫(SO2)、氮氧化合物(NOX)、PM2.5和PM10空氣污染物的排放中,煤炭開采和利用的貢獻(xiàn)率都在55%以上。煤炭消費(fèi)產(chǎn)生的CO2占能源活動的75%以上,有關(guān)的甲烷排放量占總排放量的80%以上,黑碳排放占總量的80%以上。煤炭開發(fā)利用對水資源和土地資源破壞很大。廢水和固廢年排放量很高。煤炭開發(fā)和利用造成的環(huán)境和健康成本,以及氣候變化風(fēng)險(xiǎn)估算,2012年總外部單位成本是463元/噸煤,總外部成本占當(dāng)年GDP的3.7%。隨著時(shí)間的推移,總外部的單位成本會逐年提高。
煤耗的主要部門按消費(fèi)量順序排列,有電力、鋼鐵、建筑、水泥、煤化工、有色金屬、其它建材部門等。煤電裝機(jī)容量、鋼鐵及水泥產(chǎn)量近幾年都占到全世界煤電裝機(jī)總量和產(chǎn)量的50%、60%和40%以上。煤電裝機(jī)容量過剩造成投資擱淺,增加企業(yè)的經(jīng)濟(jì)虧損,降低企業(yè)的競爭力。在“十四五煤電規(guī)劃”中,爭取煤耗和煤電裝機(jī)容量達(dá)到峰值,分別為11.5億千瓦和13.4億噸標(biāo)煤。煤化工的增長主要依賴廉價(jià)的煤炭。煤炭的能源轉(zhuǎn)換(煤制油、媒制氣、煤制氫、煤制甲醇等)需要控制在示范項(xiàng)目的范圍內(nèi)。煤化工的經(jīng)濟(jì)性、環(huán)保要求和碳排放約束著煤化工的發(fā)展。在高耗煤部門實(shí)施煤控措施,加強(qiáng)部門煤炭、水、電的節(jié)約和減排減碳。預(yù)計(jì)高耗煤部門主要產(chǎn)品的產(chǎn)量在2025年左右達(dá)峰并下降。
在煤炭消費(fèi)高、空氣污染嚴(yán)重的地區(qū),例如山西、內(nèi)蒙、山東、河南、陜西等省,與世界上煤耗高的國家和地區(qū)進(jìn)行排名的話,都在世界前十名的行列。在中國經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展時(shí)期,發(fā)展高耗能的產(chǎn)業(yè)和煤炭生產(chǎn),促進(jìn)了地區(qū)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展。在經(jīng)濟(jì)高質(zhì)量發(fā)展的新形勢下,依賴當(dāng)?shù)孛禾抠Y源和高耗能產(chǎn)業(yè),高投入、高污染、低效率、低產(chǎn)出,不僅使經(jīng)濟(jì)發(fā)展滯慢,也固化了思維。發(fā)展新型產(chǎn)業(yè)和新生態(tài),新舊動能轉(zhuǎn)換,跳出煤炭資源依賴的枷鎖,在煤炭減量、替代和退出的過程中,注重社會和能源轉(zhuǎn)型中的就業(yè)問題,實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)型正義。
“十三五”煤炭消費(fèi)利用清潔化、減量化和替代取得顯著的進(jìn)展。2019年煤耗占比達(dá)到57.7%,預(yù)計(jì)2020年達(dá)到56.5%。2019年煤電供電煤耗為306克標(biāo)煤/千瓦時(shí),預(yù)計(jì)2020年會達(dá)到305克標(biāo)煤/千瓦時(shí)。這兩個(gè)約束性的指標(biāo)都超額完成了國家規(guī)定的目標(biāo)。2015年全國散煤消費(fèi)總量約為7.5億噸實(shí)物量。“十三五”中削減約2.1億噸,“十四五”再削減2億噸散煤,2030年解決散煤問題??諝赓|(zhì)量的約束性指標(biāo)到2020年都能超額完成,其中全國337城市平均PM2.5從2015年72微克/立方米下降到2019年36微克/立方米。2025年P(guān)M2.5可以下降到30微克/立方米。
在“十四五”規(guī)劃中,建議繼續(xù)實(shí)施煤炭消費(fèi)總量控制。煤耗在總能耗占比下降到50%以下,突破煤炭是主體能源的心理防線。煤電供電煤耗下降到300克標(biāo)煤/千瓦時(shí)以下。煤耗占比2035年下降到35%以下,2050年下降到7%以下。
二、 跨越石油時(shí)代
全世界能源消費(fèi)目前處于石油時(shí)代。中國能源消費(fèi)應(yīng)該可以跨越“石油時(shí)代”、快速融入可再生能源電氣化的未來。2015年石油在開采、運(yùn)輸、生產(chǎn)和消費(fèi)對環(huán)境的單位外部成本估算為347元/噸石油,加上氣候變化的風(fēng)險(xiǎn),單位外部成本為507元/噸石油。中國是世界上最大的塑料生產(chǎn)和消費(fèi)國,對海洋和陸地污染造成的損失單位成本為17.4元/噸石油。在空氣污染治理中,化工和交通用油導(dǎo)致的臭氧(O3)逆勢上升,成為城市和夏季空氣中的主要污染物,威脅公眾身體健康。
石油消費(fèi)總量控制是中國建設(shè)安全、清潔、低碳、高效的現(xiàn)代能源體系的有力手段。保障能源安全需要在需求側(cè)和供給側(cè)同時(shí)發(fā)力,保障石油供應(yīng)安全尤為突出。2019年中國石油對外依存度已經(jīng)超過70%。如果逆全球化愈演愈烈,對外依存度越高意味著風(fēng)險(xiǎn)越高。除了擴(kuò)大本國石油供應(yīng)能力,多元化石油進(jìn)口來源,建設(shè)應(yīng)急戰(zhàn)略石油儲備等措施外,中國能否在供應(yīng)側(cè)和需求側(cè)提高石油使用效率,減少石油消費(fèi)量。在交通、石化、耗油設(shè)備等領(lǐng)域推動石油的電力替代,是經(jīng)濟(jì)效益高的重要措施。
石油消費(fèi)總量控制對經(jīng)濟(jì)增長的拉動作用明顯。在石化領(lǐng)域,推動塑料的替代和節(jié)能技術(shù)發(fā)展。在交通與電力互動領(lǐng)域,如交通領(lǐng)域的電動化和電動汽車;電池蓄能系統(tǒng)對電網(wǎng)消納可再生能源能力和調(diào)峰調(diào)頻能力的提升;充電樁對電力系統(tǒng)的智慧運(yùn)營等都有助于經(jīng)濟(jì)增長。促進(jìn)石油消費(fèi)在“十四五”達(dá)峰。如果“十四五”時(shí)期中國石油消費(fèi)能夠達(dá)峰,加上煤炭在2013年就已達(dá)峰,到2025年中國就有望提前實(shí)現(xiàn)巴黎承諾的碳排放達(dá)峰的目標(biāo)。
石油消費(fèi)總量控制的三大抓手是禁燃、凈塑、定標(biāo)。禁燃主要是針對交通部門。在交通部門石油消費(fèi)中,道路、國內(nèi)水面航運(yùn)、國內(nèi)航空分別占83%、8%、8%,鐵路及管道占比約1%。從電動汽車禁燃時(shí)間表和路線圖分析結(jié)果看,2050年禁燃可以減少約1.5億噸的石油消費(fèi)量。凈塑主要針對石化部門的塑料生產(chǎn)。如果中國能夠禁塑、限塑、循環(huán)利用塑料,每年可節(jié)省1900萬噸的石油消費(fèi)量。定標(biāo)主要指提高汽柴油發(fā)動機(jī)的能效標(biāo)準(zhǔn)和排放標(biāo)準(zhǔn),也可以采用電動化水平作標(biāo)準(zhǔn)。
道路交通作為石油消費(fèi)的主要方式,是禁燃的主要對象。應(yīng)分區(qū)域、分車型、分時(shí)段在一些地區(qū)針對不同車型實(shí)施燃油持續(xù)退出制度。2025年新能源汽車在新車銷售中占比達(dá)到25%;到 2050年全國范圍內(nèi)傳統(tǒng)燃油汽車在新車市場上完全退出;公共交通領(lǐng)域燃油車在2030年前后退出。燃油車可以先在東部沿海地區(qū)退出,然后中部,再西部。“十四五”時(shí)期重點(diǎn)推動公共交通電動化,同時(shí)為私人和運(yùn)營領(lǐng)域電動化應(yīng)用打下基礎(chǔ)。
市場正成為中國交通電動化發(fā)展的驅(qū)動力。一是消費(fèi)者對電動車的接受程度越來越高。二是電動車企從供給側(cè)主動發(fā)力。越來越多的大型車企在向電動化轉(zhuǎn)型,給消費(fèi)者提供了更多選擇。三是中小城市和農(nóng)村機(jī)動化出行需求越來越大。未來我國提升千人保有量很大一部分要靠中小城市和農(nóng)村。四是供應(yīng)鏈和新技術(shù)發(fā)展為提高電動汽車競爭力奠定了基礎(chǔ)。
中國道路的燃油消費(fèi)量在2023年左右就能達(dá)到峰值,這個(gè)峰值很可能推動整個(gè)石油消費(fèi)的峰值在2025年左右到來。2050年基本實(shí)現(xiàn)汽車全面電動化的情況下,全國城市(一級城市到四級城市)石油消費(fèi)量較2025年峰值均下降80%以上,減油效益非常明顯。生命周期內(nèi)溫室氣體排放結(jié)果顯示,在2050年增量基本實(shí)現(xiàn)全面電動化的情況下,各層級省市的道路交通(主要指汽車)所引起的溫室氣體達(dá)峰時(shí)間在2025年左右。
建議石油消費(fèi)占一次能源的比重在2025年應(yīng)控制在20%以下,這是一個(gè)指導(dǎo)性指標(biāo),在2035年、2050年分別下降到約15%和11%;石油對外依存度建議到2025年控制在72%以內(nèi),這是一個(gè)預(yù)警性指標(biāo),在2035年、2050年分別控制在67%和48%;能源效率應(yīng)作為約束性指標(biāo)在2025年、2035年均采用雙積分標(biāo)準(zhǔn)。在化工部門,“十四五”應(yīng)實(shí)施禁塑、限塑、塑料回收以及塑料替代,2030年應(yīng)實(shí)施全面從生產(chǎn)端禁塑。“十四五”其他部門各類汽柴油發(fā)動機(jī)均執(zhí)行約束性能效標(biāo)準(zhǔn)和排放標(biāo)準(zhǔn)。
三、 發(fā)展和替代天然氣
天然氣目前是世界第三大一次能源,占比24%。多數(shù)發(fā)達(dá)國家天然氣消費(fèi)早已達(dá)峰。中國2019年天然氣消費(fèi)占比8.1%,“十三五”天然氣占比15%的目標(biāo)不能實(shí)現(xiàn)。在推動煤控和油控的同時(shí),適度發(fā)展天然氣,增加天然氣在能源消費(fèi)中的占比,在“十四五”時(shí)期提高到13%左右。
在近期和中期增加天然氣在燃料方面替代煤炭和石油。針對煤炭替代,在電力領(lǐng)域加大天然氣調(diào)峰的比例,替代現(xiàn)有的煤電調(diào)峰,助推可再生能源高比例利用,保證電網(wǎng)運(yùn)行安全高效。其次,在產(chǎn)品質(zhì)量要求嚴(yán)格的玻璃、陶瓷等行業(yè),使用天然氣替代煤炭。再次,在建筑民用領(lǐng)域,在城市近郊、鎮(zhèn)和中心村推廣“煤改氣”,但在分散的村落,更多是采用“煤改電”,可以減少天然氣基礎(chǔ)設(shè)施投資。從長期來說,大力推廣電氣化,置換建筑部門、民用領(lǐng)域和工業(yè)部門的天然氣消費(fèi)。
在交通運(yùn)輸領(lǐng)域,公交、出租、長途貨運(yùn)和水運(yùn)等領(lǐng)域,推動天然氣使用具有一定空間。盡管天然氣車船有一定發(fā)展空間,可以減少燃油車船所產(chǎn)生的環(huán)境污染。但是,由于天然氣用于機(jī)動車會增加氮氧化物的排放,因此天然氣在該領(lǐng)域的應(yīng)用應(yīng)該只是過渡性質(zhì),長期來看仍然需要加強(qiáng)交通電氣化發(fā)展。
除了從消費(fèi)端推動天然氣對煤炭和石油的替代,在供給端,建議在開發(fā)常規(guī)天然氣的基礎(chǔ)上,開發(fā)非常規(guī)天然氣,增加國內(nèi)天然氣的供應(yīng)比例。從中、長期來看,天然氣的未來定位不是作為燃料而是作為原料。在發(fā)揮天然氣的原料屬性方面,應(yīng)加強(qiáng)天然氣作為原料在化工領(lǐng)域的應(yīng)用,加強(qiáng)氣基原料對煤基和油基原料的替代?;ぴ系亩嘣?、輕質(zhì)化和高效清潔化工藝發(fā)展是近幾年國際的大趨勢。
(《能源高質(zhì)量發(fā)展》2020年9月(上))
責(zé)任編輯: 張磊