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在實現(xiàn)“雙碳”目標過程中，能源領(lǐng)域被視為低碳轉(zhuǎn)型的關(guān)鍵，各個行業(yè)都在深入推進能源革命。
國家發(fā)改委能源研究所可再生能源中心主任趙勇強在日前舉辦的《中國低碳化發(fā)電技術(shù)創(chuàng)新發(fā)展報告2023》（以下簡稱《發(fā)展報告》）發(fā)布會上指出，可再生能源是未來中國能源發(fā)展的主力方向，可再生能源發(fā)展到目前新階段，創(chuàng)新發(fā)展也需要達到前所未有的高度。
中國城市報記者了解到，《發(fā)展報告》的關(guān)鍵詞是可再生能源，聚焦可再生能源利用技術(shù)創(chuàng)新發(fā)展，分別對風力發(fā)電、光伏發(fā)電、光熱發(fā)電、太陽能熱利用、水力發(fā)電（抽蓄）、地熱能利用等進行了分析和研判。
可再生能源實現(xiàn)高速增長
可再生能源不僅是新型電力系統(tǒng)的基礎，也是實現(xiàn)碳達峰碳中和目標的重要支撐。
2023年12月21日召開的2024年全國能源工作會議公布的數(shù)據(jù)顯示，可再生能源已成為中國保障電力供應的新力量，總裝機年內(nèi)連續(xù)突破13億千瓦、14億千瓦大關(guān)，達到14.5億千瓦，占全國發(fā)電總裝機超過50%，歷史性超過火電裝機。
2023年以來，全國可再生能源發(fā)電量3萬億千瓦時，約占全社會用電量的1/3，風電光伏發(fā)電量已超過同期城鄉(xiāng)居民生活用電量，占全社會用電量比重突破15%。
“‘十四五’以來，以風光為代表的可再生能源均實現(xiàn)了高速增長，全國可再生能源裝機總量歷史性地超越了煤電，在強勁的發(fā)展勢頭下，各類可再生能源利用技術(shù)的研發(fā)和應用不斷加快，在資源勘探、材料與設備研發(fā)、系統(tǒng)集成、產(chǎn)業(yè)鏈形成、項目應用等方面都取得了重要進展。”電力規(guī)劃設計總院黨委常委、副院長姜士宏說。
在他看來，伴隨著產(chǎn)業(yè)體量的增長，國產(chǎn)化率和技術(shù)指標水平均不斷提升，部分細分領(lǐng)域已經(jīng)走到了世界前列。但規(guī)模大幅增長過程中，電源結(jié)構(gòu)的變化，相應會帶來系統(tǒng)運行特性的變化，進而對可再生能源發(fā)展提出了新的技術(shù)要求。
為了推動可再生能源大規(guī)模、高比例、市場化、高質(zhì)量發(fā)展，2023年10月，國家能源局發(fā)布的《關(guān)于組織開展可再生能源發(fā)展試點示范的通知》明確，通過組織開展可再生能源試點示范，支持培育可再生能源新技術(shù)、新模式、新業(yè)態(tài)，拓展可再生能源應用場景，著力推動可再生能源技術(shù)進步、成本下降、效率提升、機制完善，為促進可再生能源高質(zhì)量躍升發(fā)展、加快規(guī)劃建設新型能源體系、如期實現(xiàn)碳達峰碳中和目標任務提供有力支撐。
趙勇強表示，我國可再生能源技術(shù)未來創(chuàng)新發(fā)展方向會體現(xiàn)在四個方面：一是多樣化，科研技術(shù)一定是多樣發(fā)展的，這樣才能夠?qū)崿F(xiàn)普遍開發(fā)利用、系統(tǒng)成本最優(yōu)的效果；二是集成化，科技現(xiàn)在逐步深入到各個領(lǐng)域，需要與終端的場景、技術(shù)工藝、本地需求結(jié)合起來；三是高端化，未來可再生能源要成為現(xiàn)代化產(chǎn)業(yè)體系、創(chuàng)新驅(qū)動和國際競爭力的重要支柱，技術(shù)需要具有引領(lǐng)性；四是國際化，新型能源技術(shù)在一些領(lǐng)域已處于國際領(lǐng)先地位，希望在技術(shù)的應用示范、模式創(chuàng)新等方面也可以走到世界前列。
可再生能源要實現(xiàn)安全、可靠、替代
“可再生能源利用技術(shù)和產(chǎn)業(yè)不僅是能源體系變革與新型電力系統(tǒng)構(gòu)建的重要基礎，也是關(guān)系到國內(nèi)制造業(yè)升級和開辟新的經(jīng)濟增長點的重要領(lǐng)域。”中國可再生能源協(xié)會特別顧問李寶山說。
早在2015年，國務院已批準設立河北省張家口市為國家級可再生能源示范區(qū)。
2023年12月27日，張家口市能源局黨組書記、局長任曉偉在該市召開的新聞發(fā)布會上介紹稱，可再生能源裝機突破3000萬千瓦，規(guī)模穩(wěn)居全國非水可再生能源第一大市，占全域電力總裝機的83.8%，是火電規(guī)模5倍以上；自示范區(qū)設立以來，可再生能源累計發(fā)電量近2500億千瓦時，減排二氧化碳2億噸。
任曉偉表示，該市計劃到2025年，示范區(qū)將基本形成適應綠色低碳能源體系的體制機制，將形成與碳達峰碳中和目標相適應的可再生能源發(fā)展政策體系。可再生能源將實現(xiàn)大規(guī)模、高比例、低成本、市場化、高質(zhì)量發(fā)展的態(tài)勢，形成較為完善的綠色能源生產(chǎn)和消費體系，努力為可再生能源發(fā)展貢獻出更多張家口智慧，探索出更多中國方案。
隨著一系列政策措施的發(fā)力，我國可再生能源產(chǎn)業(yè)將不斷釋放潛力。
2023年6月，北京市碳達峰碳中和工作領(lǐng)導小組辦公室發(fā)布了《北京市可再生能源替代行動方案（2023—2025年）》，提出到2025年，北京可再生能源開發(fā)利用總量占能源消費總量的比重達到14.4%以上，力爭達到15%以上；可再生能源電力比重力爭達到25%左右。
按照方案，北京新增能源消費量將優(yōu)先由可再生能源提供。比如，淺層地源熱泵暖民工程、再生水源熱泵暖民工程、中深層地熱能暖民工程、垃圾焚燒發(fā)電余熱暖民工程、空氣源熱泵暖民工程、太陽能熱水暖民工程等六大暖民工程，到2025年，可再生能源供熱的比重力爭達到10%左右。
電力規(guī)劃設計總院副總工程師王霽雪坦言，可再生能源行業(yè)近期可能從構(gòu)網(wǎng)型角度發(fā)揮作用，從長遠來看，要承擔起安全可靠替代的責任，才能夠讓可再生能源真正在未來的能源競爭中成為主力軍。
供熱領(lǐng)域如何實現(xiàn)低碳化
如今，電力領(lǐng)域的低碳化路徑已經(jīng)相對清晰，但是供熱領(lǐng)域如何實現(xiàn)低碳化，目前還不是十分明朗。
2023年世界地熱大會發(fā)布報告顯示，我國地熱直接利用規(guī)模多年位居世界第一。截至2021年底，我國地熱供暖（制冷）能力達13.3億平方米，溫泉年利用能力6665兆瓦，地熱農(nóng)業(yè)年利用能力1108兆瓦。
“太陽能熱利用和地熱能利用在供熱方面具有巨大的潛力和獨特的優(yōu)勢。太陽能或地熱能與儲能熱、化石能源等一種或多種形式進行耦合，將會成為未來實現(xiàn)低碳化供熱的主要發(fā)展模式。”電力規(guī)劃設計總院發(fā)電工程咨詢院院長助理李文凱說。
需要注意的是，可再生能源電力轉(zhuǎn)化成熱能的供熱思路存在現(xiàn)實問題。
“相比于電力領(lǐng)域，供熱領(lǐng)域低碳化重視度仍需加強。”李文凱表示，可再生能源往往存在波動性，因此供熱存在可靠性問題。由于可再生能源電力的電價水平相對較高，如果再轉(zhuǎn)化成熱能，與化石能源供熱相比，成本上也存在重大挑戰(zhàn)。
每個類型的可再生能源技術(shù)都有獨特的技術(shù)特點和發(fā)展水平，其重點創(chuàng)新方向也有所不同。
關(guān)于太陽能熱利用和地熱能利用的技術(shù)創(chuàng)新重點方向，《發(fā)展報告》提出以下研判：太陽能熱利用方面，產(chǎn)業(yè)制造水平尚需提高、產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)控有待完善，系統(tǒng)集成技術(shù)水平有待提高、技術(shù)創(chuàng)新亟需加強；地熱方面，需要在中深層地熱能資源直接利用、水熱型地熱能發(fā)電、干熱巖型地熱能發(fā)電等方面加強技術(shù)研發(fā)。
未來如何構(gòu)建以可再生能源為主的能源和電力供應系統(tǒng)？李文凱說：“分進合擊，協(xié)同實現(xiàn)低碳能源可靠供應。一是強化頂層設計，持續(xù)推動可再生能源多元耦合。二是堅持保供優(yōu)先，深入推進可再生能源與化石能源耦合。三是立足有效消納，積極推動和探索‘可再生能源＋儲能’‘可再生能源＋氫能’發(fā)展模式。四是堅持電熱并重，充分發(fā)揮太陽能、地熱等能源形式在供熱領(lǐng)域的獨特優(yōu)勢。”

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