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杜祥琬院士：我国能源战略规划正面临新的边界条件

来源：能源评论•首席能源观 | 日期：2024-6-19 13:25:23 | 访问：次 | 字号：大 中 小

杜祥琬，中国工程院院士、国家能源专家咨询委员会副主任、国家气候变化专家委员会顾问、中国工程物理研究院高级科学顾问，主持了与能源转型、“双碳”目标相关的重大战略研究。

他认为，国家能源战略规划的研究与实施，既要长期坚持战略目标和方向，也要因时、因势、因新边界条件进行策略调整。对此，他一直保持深入调研和潜心思考。

（来源：能源评论•首席能源观 作者：本刊记者 程洪瑾 冯睿哲）

提高中东部能源自给率

必要且可行

《能源评论》：您一直强调，优化能源结构是实现“双碳”目标的基本路径。您认为，近十年来我国能源结构发生了怎样的变化，该如何进一步优化？

杜祥琬：实现“双碳”目标是一个复杂的、长达几十年的转型过程，优化能源结构是一个基本路径。近十年我国能源结构最突出的变化，是可再生能源发展迅速。从2023年的数据来看，我国可再生能源发电装机达到15亿千瓦，占全国发电总装机的51.9%，可再生能源的发电量已接近3万亿千瓦时，接近全社会用电量的三分之一；水电、风电、光伏发电、生物质发电的装机规模均取得了世界第一的成绩，我国在全球可再生能源新增装机的占比超过了50%。

对于能源结构如何优化，多年来我们一直说，节能与提效要“双轮驱动”、供给与消费要“两端发力”。这一次，我想更多地强调，要大力调整中东部地区的能源供给结构，逐步提高中东部能源自给率。

《能源评论》：从您近期到各地的调研情况看，提高中东部地区能源自给率的必要性和可行性是否已经具备，这对我国开展“十五五”规划前期研究工作有何启示？

杜祥琬：长期以来，我国中东部地区对西部的能源有依赖性。中东部地区化石能源资源相对匮乏，用电负荷却相对集中，这种分布的不均衡性决定了西电东送的必要性。但是，在能源转型的过程中，中东部地区的能源自给率要逐步提高，这非常必要。

具体来说，就是利用好中东部丰富的可再生能源，能源利用实行“身边取”和“远方来”相结合的策略——首先利用身边的可再生能源，提高自给率，不够的部分再靠西电东送做一些补充。分布式光伏发电、陆上风电、海上风电的蓬勃发展创造了良好的基础，和十年前的情况已经大不相同。

从经济可行性来看，天津大学和华北电力大学的专家，分别经过科学计算得出了一致的结论：同样1度电，中东部自发电的成本比西电东送的成本要低。以河南省兰考县为例，兰考是我国农村能源革命试点，构建了多能互补分布式能源系统，充分利用生物天然气、光伏发电、风力发电、地热取暖、垃圾发电等，使当地的能源结构发生了很大变化，农村人居环境明显改善，收入显著增加。自产直销、寓电于民，可培育出大量的“产消者”，不仅能提升当地的能源自给率、独立性和安全性，还缓解了高比例可再生能源对电网的冲击。虽然兰考并不算太阳能、风能特别富足的地方，但是它靠自己的可再生能源，已能基本上解决能源需求——这是最有说服力的事实。

当然，对于上海这类大负荷中心来说，就不宜一味追求“自给率”，外来电非常关键，这也是因地制宜策略的体现。

《能源评论》：中东部提高能源自给率，对于西部意味着什么？西部如何处理好电力外送和本地消纳的关系？

杜祥琬：“因地制宜”这四个字当然也适用于西部。中东部的能源自给率提高以后，也可以减轻西部的压力，西部可以在履行西电东送等长期协议的同时，把能源优势首先作用于自身的经济和产业发展上，甚至可以通过政策的引导，把东部沿海的一些产业逐步迁移到西北地区。比如，内蒙古自治区就正在改变传统的挖煤卖煤、发电卖电的产业结构，致力于建设“零碳”园区，迎来发展的新时期。不同地区根据自己的实际情况进行能源转型，这就是因地制宜。

当前应逐步提高

“能源三角”的安全性与经济性

《能源评论》：对于能源体系的三个目标（安全可靠、经济可行、绿色低碳），您倡导要形成一个“可能三角”。在这“三角”中，当前需要着重讨论的是什么？

杜祥琬：安全可靠是对能源系统的基本要求，经济可行的能源系统才会被社会接受，绿色低碳是能源转型的大方向，三者缺一不可。新型能源体系必须逐步满足这三个目标，使之成为“可能三角”，才是高质量的能源系统。

当前，新能源占比大幅增加，能源系统的绿色低碳特征比较清晰，需要着重讨论的是如何做到安全可靠、经济可行。

在安全可靠方面，要做到即使在极端天气等严重情况下，电力供应也不会出现较大功率缺额的风险。新型电力系统的电源发展需确立多能互补的策略，在高效、清洁化出力发电的同时，有序安排煤电机组的灵活性改造，让其参与深度调峰。要进一步挖掘我国水电在装机和出力上的潜力；核电发挥稳定基荷的作用，在安全前提下，我认为核电装机完全可能在2030年前达到1亿千瓦以上。在电网侧，发展智能电网和配电网，促进电力系统各环节的智能化，使电网可观、可测、可控。储能在发电侧、电网侧和用户侧都有应用市场，发展商用化的储能、储热技术，是能源系统具备柔性、包容性和平衡功能的关键。

在经济可行方面，则要兼顾社会用能阶段性的承受能力和长期的经济性。随着新能源比例的增大，系统平衡成本、安全保障成本将成为电力系统的成本增量。一方面，要广泛利用各领域灵活性资源，低成本解决电力系统的平衡难题。另一方面，随着分布式电源的发展，可将大电网的模式转化为大电网和一系列微网结合的模式，利用高精度的预测技术，实现局部的自平衡，减轻大系统的平衡压力，降低增量的成本投入。

《能源评论》：保障国家能源安全是能源行业的首要政治任务，业内已经有了“先立后破”“煤炭压舱石”等深刻认识，您对此有哪些思考？

杜祥琬：相对石油和天然气，我国煤炭储量较为丰富，在一次能源结构中，煤炭是主要贡献者。但我认为，大家对“富煤”要有一个清醒的认识——我国只是“相对富煤”。我们切不可有高枕无忧之心，一定要认识到煤炭的三个属性：重要性、不可再生性和有限性。

跟全球相比，我国人均煤炭储量仅为世界平均值的67%。我国目前探明可直接利用的煤炭储量为1710亿吨，现在每年大约能开发40亿吨，煤炭的储采比约为40年。十几年前发1度电大约需要消耗400克标准煤，但是现在发1度电，全国的燃煤发电厂平均只需标准煤300克，高能效的煤电厂只需248克。即便技术如此进步，2060年后煤炭也没有太大后劲，即便不讲碳中和，煤炭也不可能永远发挥“压舱石”的作用。这是我与煤炭行业的专家院士交流后得出的结论。

《能源评论》：所以您认为，可再生能源才是我国丰厚的“资源禀赋”？

杜祥琬：是的，丰富的可再生能源资源是我国能源资源禀赋，而且构成了我国能源转型的坚实基础。我国已经开发的可再生能源资源不到技术可开发资源量的十分之一，其潜力不可限量。此外，可再生能源资源是我国自己可以掌控的，不受国际地缘政治变化的影响，且分布式发展有利于分散地域风险，有利于能源体系的独立性和安全性。

尽管可再生能源尤其是新能源在技术上还要解决波动性等问题，但从大趋势来看，发展可再生能源才能同步解决能源转型和能源安全问题。未来我国用电需求仍将快速增长，电力行业保供面临巨大压力。国网能源研究院预测，到2030年，我国用电总量将由2021年的8.3万亿千瓦时增长到11.8万亿千瓦时，增幅为42%。电力需要供需平衡，需要电网智能化，风电、光伏发电和各种储能等灵活性资源实现更密切的配合。

能源科技战略研究

应注重“多元”

《能源评论》：城市和乡村组成了人类生活的二元结构，您近年对城市节能、农村能源革命尤其关注，可否介绍一下这方面的思考？

杜祥琬：这其实是个很有意思的话题。在化石能源被发现之前，人们依山林、水域而居，并不需要集中地使用能源，那时是没有城市的。城市的诞生与化石能源相伴，越是大城市，化石能源基础设施越完备，煤、油、气、电运行相当稳定。如果，能源革命发展到能源使用从以化石能源为主变成以可再生能源为主，城市将会有什么样的变革？城市能源革命的一个难点，就是如何激发城市的内生动力，为实现绿色用能，筹集巨额资金对基础设施进行大规模改造。

而从能源资源禀赋来看，农村地区有丰富的可再生能源资源，农村的可再生能源一直是就地生产、就地消费，分布式发展效率更高（有条件的地方也可以和集中式相结合）。此外，农村化石能源基础设施比较薄弱，化石能源价格比较高，相比之下，可再生能源发展成本低且受阻较小。我国的能源革命选择从化石能源基础薄弱的农村入手，代价更小，这不仅必要而且可行。

《能源评论》：随着新型电力系统建设不断推进，业内越来越强烈地感到，开展科技战略咨询非常重要。您对开展重大科技战略咨询研究有很深体悟，您认为，这方面最需要注意什么?

杜祥琬：我的感受是，进行科技战略研究既要立足国情，又要超脱于行业。煤、电、油、气、新能源……每个能源领域的专家都有很高的水平和丰厚的工作成果，但如果只从自己所在领域的角度来分析怎么做，就不一定完全客观了。

所以，一定要立足于国家全局，以系统论的方法、整体的视角去进行多元能源之间的科技战略研究。太阳能、风能有一定的间歇性、波动性，在新能源比例越来越高的情况下，保证输出电力稳定、安全，需要和储能技术相结合，通过灵活发电和灵活用电，将不稳定性变成人可以操控的灵活性，使绿色低碳能源同时成为智慧能源。除此之外，还需要建立科技创新联合体，建立健全低碳技术的标准体系，产学研用联合攻关。

《能源评论》：近年来，可控核聚变技术引发全球较高关注，我国也于去年底成立了中国聚变能源有限公司(筹)，您对相关技术的进展有何期待？

杜祥琬：可控核聚变没有原理上的困难，只有技术上的困难，目前正不断取得进展，只是还需要点时间。现在有一些民营企业也看到了可控核聚变的前景，投入到相关的研究中，是很有眼光的。我想，可再生能源和可控核聚变一同发力的话，人类的能源未来应该是乐观的。

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