碳中和从“资源依赖”走向“技术依赖”
“当前我国的非化石能源发电装机容量占比达到50.9%，历史性超过化石能源发电装机容量。”在近日举行的首届上海国际碳中和技术、产品与成果博览会开幕式上，国家发展改革委副主任杨荫凯披露了这一重要数字。以“走向碳中和之路”为主题的首届碳博会展出面积近10万平方米，吸引来自15个国家和地区的近600家知名企业，展示低碳技术和产品1081个。从煤电机组降碳改造到可再生能源发展，从新型储能技术到氢能产业发展，碳博会折射出能源加快从“资源依赖”走向“技术依赖”的转型趋势。气候变化成为全球性难题，碳中和是追求高质量可持续发展的必由之路。电力行业是我国最大的碳排放部门，碳排放量占全国碳排放总量的40%以上。我国要达到“2030年前实现碳达峰、2060年前实现碳中和”的发展目标，电力低碳转型十分关键。来自中国电力企业联合会的统计显示，截至2023年3月底，全国全口径发电装机容量26.2亿千瓦，同比增长9.1%，位居世界第一。其中，包括光伏、风电等非化石能源发电装机容量13.3亿千瓦，同比增长15.9%，占总装机容量比重为50.5%，首次超过总装机容量的一半。化石能源与非化石能源发电装机此消彼长背后，能源的转型趋势清晰可见。以光伏为例，过去十年，中国光伏产业一路高歌猛进、飞速发展，成为中国制造的一张“名片”。海关数据显示，有着外贸“新三样”之称的电动载人汽车、锂电池、太阳能电池，今年前4个月合计出口3534.8亿元，同比增长72%。在首届碳博会举行的科学论坛上，阿特斯阳光电力集团创始人瞿晓铧博士留意到一个有趣的细节，曾经的电量单位是MW（兆瓦）、GW（吉瓦）、TW（太瓦），现在太瓦的基础上继续呈现指数级上升，出现了PW（拍瓦），这足以佐证近年来全球可再生能源装机和发电量的快速增长。国家能源局发布的《2023年能源工作指导意见》提出，2023年我国要深入推进能源结构转型。其中非化石能源发电装机占比提高到51.9%左右，风电、光伏发电量占全社会用电量的比重达到15.3%。“下一步，我们将加快推进能源革命，坚持‘先立后破’，有序推进新旧能源转换替代。”杨荫凯说。推进能源转型，会不会影响能源安全？对此，中国工程院院士、上海交通大学碳中和发展研究院名誉院长杜祥琬认为，我们要“先立再破”，先发展可再生能源，新房子没有盖好不要动老房子，这样能源才能越转型越安全。从碳博会现场看，各家能源企业正在加快绿色低碳化转型步伐。如中国石化正积极由单一油品经销商向综合能源服务商转型升级。中国石化的展台上，展示了该公司涵盖“制储运加用研”的氢能全产业链条。聚焦“氢能交通、绿氢炼化”两大领域，中国石化在绿电制绿氢、加氢站、氢燃料电池、储氢材料等多个领域均取得突破。目前，中国石化已建成9家炼化企业的氢纯化及充装设施，加氢站累计建成98座，建设和运营加氢站数量居全球首位。除了加快发展可再生能源，传统煤电机组的改造也是一大看点。统计显示，近三年来我国完成煤电机组节能降碳改造、灵活性改造和供热改造超4.8亿千瓦。首届碳博会期间，申能集团展示了全球单机容量最大能耗最低的火力发电项目——申能安徽平山电厂二期工程。申能集团旗下申能股份相关负责人表示，该项目包括1台目前全球单机容量最大的1350兆瓦火电机组，采用申能系列具有自主知识产权及专利的节能减排创新技术。其设计供电煤耗仅251克/千瓦时，是全球最节能的火电机组。技术将成碳中和竞争焦点在走向碳中和的道路上，科技创新将是最重要的武器。在首届碳博会开幕式的主旨演讲中，中国工程院院士、清华大学碳中和研究院院长贺克斌表示，未来世界经济将从对能源的“资源依赖”转变为“技术依赖”，也就是说，技术将成为以后的竞争焦点。“与煤炭石油等化石资源分布非常不均衡不同，世界各国都拥有自己的风力和太阳能资源。所以未来的矛盾不在于有没有资源，而在于有没有大规模、稳定地使用这些资源的技术。因此，经济发展面临的约束也逐步从资源的约束走向技术的约束。”贺克斌说。杜祥琬谈到，包括光伏、风电等新能源技术的发展，让学术界和产业界重新认识到我国的资源禀赋特点，不再是传统的“富煤、缺油、少气”，而是拥有丰富的风光等可再生能源资源。他认为，通过强化技术创新和政策激励，我国一定可以构建起新的发展范式，未来可开发的可再生能源总量是当前规模的10倍以上。作为能源装备龙头企业，上海电气集团在首届碳博会上正式发布企业“双碳”行动方案，集中展示了“16+MW全海域大容量风机”“20GW异质结光伏整线装备”等四项“风光储氢”领域的创新成果。其中，上海电气风电集团研制的全新“16+MW全海域大容量风机”，为全球已中标最大单机容量、最大风轮直径的海上风电机组。该机组可适配不同基础形式、不同水深，覆盖全海域风况，并可拓展到18MW。能源领域的创新成果还在源源不断涌现。中科院北京纳米能源与系统研究所所长王中林在碳博会上表示，他和团队研发了一种新型器件——纳米摩擦发电机，使得海浪起浮等传统发电装置无法利用的低频动能，首次可以被转化为电。“理论上，如果能大规模部署这一装置，那么只需相当于北京市面积的一片海域，就可以满足全国20%的用电量。”不过，贺克斌提醒，从各项数据来看，我国要实现2060年前碳中和的发展目标，即解决每年百亿吨左右的二氧化碳排放问题，现在有1/3已经拥有商业化的技术，1/3是在示范阶段，另外1/3还处在基础研究阶段。“所以，我国和全球一样，在碳中和领域还有非常繁重的科技创新任务。”气候变化等复杂问题，非一国之力所能应对。首届碳博会上发布的《科学促进碳中和上海倡议》提出，必须打破碳中和领域的“研究孤岛”，以开阔的眼光和思路，联合国际科学力量，开展多学科联合研究，加强全球协作和数据共享。