中國能源系統(tǒng)轉(zhuǎn)型及可再生能源消納路徑研究.pdf

1、經(jīng)過近三十多年來的快速發(fā)展，中國現(xiàn)在是世界上最大的能源消費和二氧化碳排放國，其碳減排將對全球減排路徑和實現(xiàn)國際“氣候公約”的目標(biāo)產(chǎn)生巨大的影響。為應(yīng)對這一責(zé)任，中國承諾在2030年左右達(dá)到碳排放峰值，同時使非化石能源占一次能源消費比重達(dá)到20％左右。與此同時，中國正處于社會經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)型發(fā)展的關(guān)鍵時期，面對發(fā)展和環(huán)保的兩難困境，實現(xiàn)經(jīng)濟(jì)增長和環(huán)境問題的“解耦”成為中國綠色發(fā)展的重大課題。其中的關(guān)鍵問題就是如何基于可再生能源實現(xiàn)可持續(xù)的能源系統(tǒng)

2、轉(zhuǎn)型。在此背景下，本文做了以下工作：1）梳理了中國能源系統(tǒng)轉(zhuǎn)型的資源基礎(chǔ)和背景；借鑒國際上能源系統(tǒng)轉(zhuǎn)型案例，梳理國內(nèi)節(jié)能減排的實踐，分析存在的問題，總結(jié)對中國未來能源系統(tǒng)轉(zhuǎn)型有益的經(jīng)驗，為后文分析提供基礎(chǔ)；2）針對中國應(yīng)對氣候變化的國際承諾，論證了中國碳排放的峰值節(jié)點和邊界條件。假設(shè)，當(dāng)經(jīng)濟(jì)增長帶來的增排效應(yīng)與能源結(jié)構(gòu)調(diào)整和用能技術(shù)進(jìn)步產(chǎn)生的減排效應(yīng)達(dá)到均衡時，中國碳排放將達(dá)到峰點。通過對宏觀時間序列數(shù)據(jù)的分析，運用三種不同的預(yù)測模型模

3、擬了中國能源-環(huán)境-經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)變動的趨勢和特點，估算出不同變量對能源系統(tǒng)轉(zhuǎn)型的影響,評估了幾種實現(xiàn)減排目標(biāo)的可行情景。3）以可再生能源大省甘肅省為研究對象，應(yīng)用能源系統(tǒng)模擬模型EnergyPLAN估算了環(huán)境優(yōu)先和經(jīng)濟(jì)優(yōu)先兩種情景下，對能源系統(tǒng)轉(zhuǎn)型路徑進(jìn)行了實際案例分析，并提出了在發(fā)展和消納可再生能源時的保障條件。論文得到了以下結(jié)論：
　　1.以2005年人均購買力為單位的不變美元價格為計算基礎(chǔ)，從1990年到2013年，中國的能源強

4、度從1.59kgoe/$下降到0.63kgoe/$，清潔能源的份額從4.18％上升到9.61％，在全球碳減排方面發(fā)揮了重要作用。在經(jīng)濟(jì)發(fā)展、能源結(jié)構(gòu)升級和用能技術(shù)進(jìn)步三個變量的不同組合水平下，如果保持經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展（GDP年增長率保持在7.6％以上），則中國在2030年前難以達(dá)到峰值。在經(jīng)濟(jì)中速發(fā)展（GDP增長率以0.05％的年速率遞減）的情況下，中國將在2032年和2034年出現(xiàn)三個可實現(xiàn)的排放峰值情景。屆時，CO2將達(dá)到11155-1

5、3205.6萬噸，比2013年基準(zhǔn)高9.01-29.05％；其他污染物排放將比2013年基準(zhǔn)高出5-30％；能源強度的范圍為0.219-0.26kgoe/$，清潔能源份額在17.75-20.54％之間。屆時，中國能基本實現(xiàn)其能源轉(zhuǎn)型的初步目標(biāo)。如果經(jīng)濟(jì)低速發(fā)展，中國雖能在2030年前達(dá)到碳排放峰點，但難以實現(xiàn)全面建成小康社會的目標(biāo)。
　　2.分析表明在現(xiàn)階段，技術(shù)進(jìn)步的減排效應(yīng)遠(yuǎn)大于結(jié)構(gòu)升級的效應(yīng)。把能源強度下降作為技術(shù)進(jìn)步的測度

6、，其減排貢獻(xiàn)占總量的87.5%，而能源結(jié)構(gòu)升級的減排貢獻(xiàn)只有5.0%，其余部分是二者的互作效應(yīng)。但從長遠(yuǎn)來看，能源結(jié)構(gòu)升級的作用在逐步增強，并能最終推動能源系統(tǒng)的低碳轉(zhuǎn)型。與發(fā)達(dá)國家相比，中國具有巨大的節(jié)能減排潛力，但需要積極推進(jìn)能源系統(tǒng)的轉(zhuǎn)型，才可能兼顧經(jīng)濟(jì)發(fā)展和環(huán)境保護(hù)兩方面的目標(biāo)。
　　3.甘肅省在現(xiàn)行規(guī)劃順利實施的情況下，可在2020年基本上能實現(xiàn)能源系統(tǒng)轉(zhuǎn)型的階段性目標(biāo)。到2030年碳排放能夠保持在2014年水平上。在近

7、期（2020年），無論是環(huán)境優(yōu)先還是經(jīng)濟(jì)優(yōu)先，兩種情景下一次能源消費量（不含電力）差距不大，分別為728.67TWh和731.96TWh；非化石能源占一次能源消費份額變化也不大，分別為12.70%和12.60%；可再生能源占電力生產(chǎn)份額達(dá)到61.1%，能源系統(tǒng)系統(tǒng)的年均總成本分別為1902.1和1899.4億元。到2030年，兩種情景下的結(jié)果差異變大，一次能源消費量（不含電力）分別為694.07TWh和716.33TWh；非化石能源占一

8、次能源消費份額分別為19.20%和18.70%；甘肅省可再生能源占電力生產(chǎn)份額為63.7%,能源系統(tǒng)系統(tǒng)的年均總成本為2224.5和2214.1億元。
　　4.在火電角色轉(zhuǎn)入積極調(diào)峰角色的情況下，甘肅省在未來2020年到2030年均無過剩電力產(chǎn)生，現(xiàn)行規(guī)劃中的新增大量可再生能源能被充分消納。在近期的路徑選擇上，應(yīng)著重投資改造供應(yīng)側(cè)與消費側(cè)的基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，著重提高供熱效率，并保證到2020年和2030年電網(wǎng)建設(shè)容量不少于18000M

9、W和32000MW。
　　5.基于以上分析，本文建議：
　　（1）要積極創(chuàng)造條件，促使技術(shù)進(jìn)步和能源結(jié)構(gòu)升級的減排效益的充分發(fā)揮，使其超過GDP增長帶來的增排效益。要加大投資和政策支持，加快清潔能源的開發(fā)，改造高耗能產(chǎn)業(yè)，促進(jìn)技術(shù)創(chuàng)新，著力提高能源效率，探索可持續(xù)能源系統(tǒng)轉(zhuǎn)型的途徑。
　?。?）促進(jìn)管理體制變革，加強政策調(diào)控。使可再生能源企業(yè)適應(yīng)市場機制的運行，實現(xiàn)由國家價格補貼的驅(qū)動到自我競爭力提高的平穩(wěn)過渡。鼓勵企

10、業(yè)通過降低成本、提高效益來增強生存能力。通過政策引導(dǎo)來可再生能源的降低投資風(fēng)險、疏通清潔能源的發(fā)展瓶頸。
　?。?）完善能源基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)，建造大規(guī)模、遠(yuǎn)距離、特高壓輸電線路，把豐富的可再生資源輸送到人口產(chǎn)業(yè)集中的中東部地區(qū)。在資源產(chǎn)地增加儲能設(shè)備，推進(jìn)電網(wǎng)的智能化改造，提高調(diào)峰填谷的能力。
　?。?）在經(jīng)濟(jì)欠發(fā)達(dá)的西部地區(qū)，通過可再生能源的開發(fā)利用，將其資源優(yōu)勢轉(zhuǎn)化為經(jīng)濟(jì)競爭優(yōu)勢。同時要加快工業(yè)結(jié)構(gòu)的調(diào)整，擴(kuò)大熱電聯(lián)產(chǎn)技術(shù)