【特别策划·观点】推动现代能源体系高质量发展
文_清华大学能源互联网创新研究院副院长、数字化转型研究室主任 高峰
“四个革命、一个合作”能源安全新战略,是习近平新时代中国特色社会主义思想在能源领域的具体体现,为能源电力高质量发展提供了根本遵循。推动能源消费革命、能源供给革命、能源技术革命、能源体制革命,全方位加强国际合作,着力构建清洁低碳、安全高效的能源体系,是实现高质量发展、可持续发展的必由之路。
能源领域“双碳”需政策性创新
能源安全新战略提出后,带动了一系列能源政策改革,如2014年12月1日起在全国范围内实施煤炭资源税从价计征改革。2020年9月22日,习近平主席在第七十五届联合国大会一般性辩论上宣布,中国将提高国家自主贡献力度,采取更有力的政策和措施,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。我国能源转型与绿色发展的方向更加明晰。
随后,国家发展改革委、国家能源局发布《“十四五”现代能源体系规划》(以下简称《规划》)。文件阐明了我国的能源发展方针、主要目标和任务举措,是“十四五”时期加快构建现代能源体系、推动能源高质量发展的总体蓝图和行动纲领。
《规划》指出,我国的现代能源产业进入创新升级期,能源科技创新能力显著提升,产业发展能力持续增强,新能源和电力装备制造能力全球领先,低风速风力发电技术、光伏电池转换效率等不断取得新突破。
整体来看,能源是实现“双碳”目标的主战场。从这个角度出发,能源转型将在“双碳”工作中起到支撑作用。“十四五”期间,要协同推进能源低碳转型与供给保障,加快能源系统调整以适应新能源大规模发展,推动形成绿色发展方式和生活方式。有了政策打底,各个地方政府陆续发布“双碳”工作的时间表和路线图。
不同企业的差异化转型路径
在国家统筹的基础上,企业作为能源革命的重要力量,转型的相关实践和探索进入快车道。
目前来看,节能减排压力最大的企业,如一些传统的钢铁厂、火电厂等在能源转型过程中遭遇到最直接的冲击。对于这类企业,首先是要充分利用自身现有的资源进行生产活动,例如火电厂可以充分发挥自身灵活调节能力,为新型电力系统构建提供保障。对油田来说,可以利用二氧化碳捕集与驱油封存技术增加产量。
科技型企业产值的实现对排放和用碳的依赖较小,单位能耗带来的产值较高,还能获得额外的增值性收益。由此带来一种有趣的现象:科技型企业虽然也需要付出额外成本来实现节能减排,但实际上并没有太大压力。在经营实践中,例如谷歌、苹果这样的科技巨头,都率先打造出环保标签,让企业拥有一个良好的形象,增加品牌附加值,把成本压力转化为竞争优势。
科技企业的节能减排措施同样值得肯定。以数据中心为例,这种设施本身也是用能大户,在其中正发生一场能源革命和数字革命的结合。数据中心的技术路径具备较强的灵活性,可以采用更高级的手段匹配新能源,实现算力和电力的协同。同时数据中心还可以通过改进储能手段、更新备用机组等措施,实现绿色转型。
探索能源体系数字化和智能化
随着能源革命的推进,“双碳”目标不仅仅是降低碳排放,更多表现为一种驱动力,是国家经济转型的一个重要抓手。“双碳”目标的实现会对经济社会产生深远的影响。
《规划》对能源体系的数字化、智能化都作出了部署安排,提出要推动实现能源产业数字化初具成效,智慧能源系统建设取得重要进展。“十四五”期间,能源研发经费投入计划年均增长7%以上,新增关键技术突破领域将达50个左右,未来有必要进一步增加绿色低碳技术的研发投入,增强创新发展能力。
数字化、智能化之所以重要,首先在于它涉及“双碳”工作评价体系的构建。在各地热火朝天的节能减排实践中,有很多政府部门、企业表示已实现“双碳”布局或完成了阶段性目标。但对于减碳、零碳的评价标准,以及由谁测算等问题还有待进一步统一。其中,核心工作就是能源体系的数字化。通过建立起数据的共识,煤炭清洁化利用、新能源高比例接入等项目的监测和核算工作就能够有效展开。
另一项工作是智能化。在普遍的认知里,智能化能够让人从繁杂的重复劳动中解放出来,去从事更具创新性、更有价值的工作。但从现阶段来看,智能化主要还是作为数字化的辅助手段。
事实上,人工智能的核心在于人工,通过人的介入和训练,使人工智能能够以更接近人的角度去思考。智能化能源体系的一项核心目标在于能源与算力的协同优化,包括对电、冷、热、气等能源全过程数据的测量采集和全景展示,以及对能源系统运行状态的分析,包括能源生产、转换、存储和消费各环节的转换情况和利用效率,并在此基础上进行运行优化,给出满足用户能源需求的供给侧及消费侧协同运行的优化策略和建议,提高能源的整体利用效率。
针对推进数字化、智能化的目标,高校的许多研究成果已经在地方的智能电网、智慧能源等项目中得到应用和验证。广州市“广州面向特大城市电网能源互联网示范项目”通过“1+3+3”(即1个“互联网+”智慧能源综合服务平台,3个智慧园区,3个创新业态),涵盖了特大城市能源系统的核心元素,取得了多项创新性成果,尤其是通过开展多元用户互动、四网融合、车网协同、基站储能、智慧路灯等新兴业态的探索,提出了共建共享共治的理念、方法及商业模式,具备极强的推广价值。
一系列科技成果的接连落地,为打造开放、清洁、互动、高可靠性的能源互联网,推动能源行业高质量发展贡献了坚实的理论和实践基础。
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