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于明 张恩铭 | “十四五”我国综合能源发展趋势探究
发布日期:2021-07-20 作者:于明 张恩铭 信息来源:中咨研究 访问次数: 字号:[ ]

能源是国民经济的命脉,“十四五”期间节能减排及提高能源使用效率已经逐渐成为社会发展各领域关注的重要问题。党的十九届五中全会对“十四五”时期乃至2035年经济社会发展作出系统谋划和战略部署,提出了能源资源配置要更加合理、利用效率应大幅提高的要求。综合能源体系是在能源领域深度应用信息技术,将不同类型的能源进行组合管理,在满足用户需求的前提下,为用户提供智能化、高效率的能源供应和服务。智慧能源作为综合能源发展的趋势,在国家加快构建以国内大循环为主体、国内国际双循环相互促进的新发展格局背景下,对于推进低碳经济发展,落实好国家碳达峰碳中和重大决策具有积极作用。

一、我国综合能源发展面临形势

(一)能源结构优化需求日益显现,主要国家竞相开展能源转型战略部署

随着化石能源的枯竭以及环境问题的突出,世界范围内开始大力推动能源结构优化。从能源转型趋势来看,能源生产与消费革命势在必行,能源结构不断清洁化。同时,能源互联网成为推动能源转型升级的重要方向。

赢多多低碳转型已经成为世界能源发展的大趋势[1],在新一轮能源革命中,发达国家高度重视能源转型战略的部署,制定了一系列能源转型政策,开展了智慧能源创新实践,如美国发起的FREEDM项目、德国大力推动的E-Energy项目和日本“智能能源共同体”项目均取得显著成效。

2020年,我国在联合国大会上明确提出,二氧化碳排放力争于2030年前达到峰值,努力争取2060年前实现碳中和。碳达峰、碳中和将推动能源产业格局产生重大调整。我国能源产业格局中,煤炭、石油、天然气等占能源消耗总量的84%,而不产生碳排放的水电、风电、核能和光伏等仅占16%。要实现2060年碳中和的目标,需要大幅提升可再生能源使用比重,必然需要推动能源格局重构。

(二)全球能源竞争日趋激烈,能源供应格局深刻调整

赢多多从全球情况看,发达国家普遍实施高能耗模式,而发展中国家的工业化快速推进带来了能耗需求持续增长,全球能源供给形势日趋紧张。在未来五到十年内,发展中国家能源需求增速较快,约占全球能源需求增量的80 %以上。在此形势下,发达国家会进一步加强对能源的战略管控,保持其在世界能源市场的主导权。美国、加拿大对页岩气、页岩油等非常规能源的开发,也将推动全球能源结构发生变革。欧盟通过支持可再生能源开发利用,逐步替代化石能源。

对我国而言,全球能源竞争加剧和能源供应格局变化,对“十四五”期间节能及能源规划的制定将产生重要影响,并应采取措施积极应对。习近平总书记在2021年中央财经委员会第五次会议上强调,要完善能源消费总量和强度双控制度,这对加快能源供给侧结构性改革提出了更高的要求。同时,国家相关政策措施的陆续出台,为能源结构调整提供了良好的宏观机遇。

(三)能源技术创新加快,国际能源博弈政治特征明显

技术创新有力推动了能源高质量发展。发达国家大力投入能源科技研发,着力突破新能源、清洁生产等关键技术,世界能源将跨入化石能源和新能源并驾齐驱共同发展的新时代。国家之间的能源博弈愈发体现出政治较量的特色,发达国家正在借助能源技术进步和产业升级契机对发展中国家制造压力。通过技术和资本优势,设置新能源产业发展的壁垒。在强制性减排指标、碳排放交易、碳关税、环境标准等方面设置壁垒,在持续强化其既有领先优势的同时,对发展中国家的经济发展制造压力。

赢多多对我国而言,全球新能源技术和产业的加速发展,必然会产生强大的溢出效应,为“十四五”期间持续推进能源革命、减少对化石能源依赖、实现能源结构调整提供经验与有益借鉴。值得注意的是,国际能源博弈会造成我国在保证经济稳定增长的同时,承受越来越大的、来自外部的减排和环保压力。我国大部分地区正处于工业化中后期发展阶段,仍需要加快工业发展和城市建设,能源需求总量持续上升,经济发展面临严峻挑战。

(四)国内资源和环境问题突出,政策措施陆续出台

我国能源需求将持续上涨,部分地区和领域的粗放式发展特征在短期内还难以得到全面扭转。我国常规化石能源短缺问题也正在日益突出,以煤为主的能源结构在开发利用方式上过于单一且水平不高,促使环境压力不断加大,主要污染物和温室气体排放总量已居世界前列,难以继续承载和支撑现有发展方式。针对于此,党的十八大以来,我国相继出台《关于加快推进生态文明建设的意见》《生态文明体制改革总体方案》,出台了一系列涉及生态文明、环境保护、绿色发展的改革举措。“十四五”期间,各项防治性政策配套措施将陆续出台,在落实到地方和产业层面的同时,也开始加快环境立法进程。

二、我国综合能源行业发展基础与存在问题

(一)我国综合能源行业发展基础

赢多多我国能源生产和消费总量持续增长。2020年我国全社会用电量75110亿千瓦时,同比增长3.1%。其中,第一、二、三产业用电量增速分别为10.2%、2.5%、1.9%。电力指标作为经济运行的“晴雨表”“和“风向标”,显示我国市场的回暖趋势,印证了中国经济的韧性和活力。

截至2020年底,全国电力装机22亿千瓦,可再生能源发电装机达到9.34亿千瓦,同比增长约17.5%,占总装机的比重达到42.4%。其中水电装机3.7亿千瓦、风电装机2.81亿千瓦、光伏发电装机2.53亿千瓦、核电装机0.5亿千瓦(见图1)。

数据来源:根据国家统计局数据整理

图1 我国发电装机结构情况图

赢多多能源产业结构转型不仅是国家政策的要求,也是行业可持续发展的内在要求。以技术改造带动节能降耗已经成为企业发展壮大的关键环节,呈现出清洁化、智能化的发展趋势。在此形势下,挖掘行业节能潜力,构建绿色低碳循环发展模式,为经济高质量发展提供有力支撑,节能降耗势在必行。

同时,应对气候变化对能源结构转型提出了更高要求。习近平总书记在二十国集团领导人利雅得峰会上表示,要加大应对气候变化力度、深入推进清洁能源转型、构筑尊重自然的生态系统,并宣布中国将提高国家自主贡献力度,力争二氧化碳排放2030年前达到峰值,2060年前实现碳中和[2]。在此形势下,进一步做好节能降耗和应对气候变化的各项工作尤为必要。

(二)当前存在主要问题

1.能源供应存在瓶颈

赢多多我国整体上面临着经济社会发展与能源总需求和强度控制之间的深刻矛盾,中国能源消费高居世界第一,连续多年保持快速增长,能源消费量占全球的23.2%,能源增长占全球的33.6%。然而我国能源供应能力有限,除煤炭外,其余化石类能源均需大量依靠国外进口,石油对外依存度超过60%,天然气对外依存度超过30%。随着工业化、城镇化持续推进,必须更加强调绿色低碳经济高质量发展。

2.技术节能难度增加

赢多多工业部门在较长时间内仍然是我国经济发展的支撑力量。主要高耗能行业经过多年的产业结构调整,节能潜力已经减弱,水泥、钢铁、电力等高耗能行业的能耗水平已大幅降低,产品单耗已达到或接近国际先进水平,进一步提高节能水平的技术难度很大。“十四五”期间,我国清洁能源的使用总量将会进一步上升,但对于规模以上工业企业,原煤、燃料油等非清洁能源仍是主要来源,会产生大气污染物,在国家和各地方政府环保措施的严格管控下,会显著制约工业发展的能源消费需求,这就势必要求科学谋划能源产业的发展空间,持续优化能源结构,加大非化石能源、新能源供应,提升替代原煤和燃料油的比例。

3.城镇化发展致使能源消费总量呈刚性增长

随着城镇化建设的推进,城市规模加速扩张,建筑、交通和生活用能大幅上升。农村居民继续向城市涌入,新进入城市人口将带来能耗的刚性需求。“十四五”期间,我国经济社会仍将维持加速发展的态势,生产生活能源需求总量仍将持续上升,长期以来形成的以化石能源为主的能源生产结构和能源消费方式也会继续存在。城乡居民生活水平必将继续提高,汽车和家用电器大量进入家庭引致生活能耗迅速增长。刚性需求会在一定程度上受制于现有能源内生供给能力,给生产生活用能保障带来较多不确定因素。加快优化能源供给结构,贯彻正确的能源消费理念,是破解内生供给制约的必然选择。

三、智慧能源是综合能源发展的重要趋势

(一)智慧能源技术对综合能源发展具有重要支撑作用

赢多多智慧能源将互联网技术与能源生产、传输、存储、消费以及能源市场深度融合,具有设备智能、多能协同、信息对称、供需分散、系统扁平、交易开放等主要特征。通过对现有信息技术高度集成,采取感知化、互联化、数字化、智能化的手段,将分散的、各自为政的基础设施连接起来,将能源生产端、传输端、消费端连接起来,通过大数据分析,优化调整能源生产和消费端的运作,需求和供应将可以进行随时的动态匹配调整,大幅提升效率,成为推动能源系统转型升级的有效手段[3]。

图2 智慧能源体系示意图

(二)智慧能源技术具有广阔的市场空间

赢多多随着社会经济的不断发展,高耗能行业必须有与之匹配的节能机制。我国节能环保产业产值,已由2015年的4.5万亿元,上升到2020年的7.5万亿元左右,并呈持续增长态势(见图3)。

图3 2015-2020年我国节能环保产业总产值(单位:万亿元)

在相关政策的推动下,我国节能减排效果明显,2012-2020年节能减排量见图4。在节能减排的政策环境下,我国智慧能源产业将会具有良好的市场空间。

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图4 2012-2020年我国节能减排量

(三)智慧能源发展趋势展望

一是以综合能源服务为核心的新型业务体系不断发展。从智慧能源产业发展走向看,工业4.0的技术背景下,综合运用大数据、物联网、云计算等新一代信息技术,与产业链涉及的传统发电、储能、传感计算、网络通信[4]等环节交叉融合,实现智慧能源服务。远程监控、无人值守及电力数据分析等新模式将得到推广应用,并将更加关注提高服务效率,节省维护成本,改善用能环境,提高能源使用效率。

二是能源大数据应用领域不断拓展。能源行业的大数据应用具有极为关键的战略意义。能源大数据主要来源于能源生产和使用的各个环节。其中,运行和设备检测、企业管理数据最具发掘价值。一方面,能源大数据的体量大、数据类型繁多,能源系统运行会产生大量结构化、半结构化和非结构化数据;另一方面,数据价值高、处理要求高,监测到的异常数据可以作为决策判断的重要依据,需要迅速对大量数据进行分析。基于此,对能源大数据进行采集和分析,不仅能够有效优化电力系统生产运行方式,引导全社会更新节能减排观念,更能够准确反映实体经济运行态势,为实体经济政策制定提供重要依据。以电网数据为例,将物联网、大数据、云计算等技术进行整合,对远程监控系统采集的海量电力运行数据进行深入挖掘分析,从用电总量、用电特征、用电时段、用电峰谷等多个方面,在实现经济效益的同时,还能减少不必要的能源浪费。

三是能源行业与互联网行业深度融合。传统能源企业和互联网企业各具优势,在智慧能源领域共同开展商业模式创新,能够形成融合发展的新局面。例如,传统发电企业与互联网企业合作,通过大数据分析典型耗能用户的需求,可进行用能预测以及能源安全预警分析。能源基础设施层面,互联网公司与地方电力公司、供电部门在城市供电系统等领域也可进行深度合作。

赢多多四是城市智慧能源管理系统建设潜力巨大。当前城市管理中对节约能源、治理环境等方面的需求日益增多,用户需求侧用能在安全稳定等需求的基础上,又提出了提高能效、节能减排等更高要求。应用智慧能源技术,通过对能源大数据的分析,可以准确反映供能系统和生产系统的运行情况,针对具体问题,优化用户的用能需求,提高用户用能效率,预判设备故障,提高用能安全性及经济性。同时,海量的能源大数据,还可以统计分析出行业及区域用能情况,为引导行业发展提供数据依据。基于大数据分析对用电方案进行优化,可以合理调节负载的峰谷平,为用户节省电费。用户负荷侧节能管理,可提高用户设备使用效率,延长设备使用寿命。

图5 智慧能源系统分析示意图

四、结语

赢多多推进低碳发展,落实好国家碳达峰碳中和重大决策,是应对世界百年未有之大变局的重要部署。实现碳达峰碳中和目标,重构能源格局是大势所趋。智慧能源通过先进技术手段整合各类能源资源,优化能源生产、输送、消费环节,提升运行效率,作为能源革命的重要支撑,是新一轮能源变革的核心力量。与以往过分依赖某一种单一能源方式不同,智慧能源利用新一代信息技术,依托能源科技创新,根据能源的种类、性能,优先利用可再生能源,通过多能互补方式降低对化石能源的依赖,在实现“双碳”目标中具有特殊重要意义。

参考文献

[1]朱宁.综合能源发展脉络、技术特点和未来趋势[J].中国能源.2019,41(10) :18-22+43.

[2]张一峰.碳中和,能源绿色转型的新路径[J].中国石油和化工.2020,(12) :29-31.

[3]曹寅.“中国能源互联网之路”白皮书[J].电器工业.2015,(07) :38-44.

[4]王梦迪.智慧能源产业发展呈现新特点[J].企业观察家.2019,(10) :26-27.




 
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