全球能源綠色低碳轉(zhuǎn)型的幾點(diǎn)思考-全球能源互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展合作組織 劉澤洪

全球能源綠色低碳轉(zhuǎn)型的幾點(diǎn)思考劉澤洪2023年12月1.挑戰(zhàn)與思路全球溫室氣體濃度持續(xù)攀升至近80萬(wàn)年以來(lái)的最高水平，2015-2023年成為人類有記錄以來(lái)最熱的9年，造成經(jīng)濟(jì)社會(huì)損失影響巨大。濃度1.4濃度1.4NOAAGiobsIfemp(1850-2023Year全球平均氣溫上升趨勢(shì)(1850-2023年)3GlobalEnergyIntercon1.1全球能源轉(zhuǎn)型的新形勢(shì)1.1全球能源轉(zhuǎn)型的新形勢(shì)全球綠色低碳轉(zhuǎn)型進(jìn)入快速發(fā)展新階段。各國(guó)將綠色清潔發(fā)展、實(shí)現(xiàn)碳中和作為提高經(jīng)濟(jì)競(jìng)爭(zhēng)力、提升國(guó)際影響力、搶占科技制高點(diǎn)的重大機(jī)遇和關(guān)鍵抓手。2012201320142015201620172018201920122013201420152016201720182019:42017—2022年全球清潔能源投資4GlobalEnengyInterconDewlopmentandGlobalEnengyInterconDewlopmentandCooperationOngant能源安全保供壓力大、高碳產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型難度高、極端天氣影響加劇等挑戰(zhàn)制約能源轉(zhuǎn)型實(shí)踐。33.8億干瓦。新能源“大裝機(jī)小出力”特征明顯，發(fā)電1965—2022年大停電總次數(shù)與極5GlobalEnergyInterco1.3能源包容公正韌性轉(zhuǎn)型的內(nèi)涵DewlopmentandCooperationCn0rga1.3能源包容公正韌性轉(zhuǎn)型的內(nèi)涵立足能源命運(yùn)共同體宗旨和發(fā)展中國(guó)家立場(chǎng)，提出能源包容、公正、韌性轉(zhuǎn)型內(nèi)涵。清潔能源與化石能源包容發(fā)展有助于提升能源系統(tǒng)氣候韌性@包容多能互補(bǔ)互聯(lián)互通清潔能源與化石能源包容發(fā)展有助于提升能源系統(tǒng)氣候韌性@包容多能互補(bǔ)互聯(lián)互通高效互動(dòng)以人為本以人為本協(xié)調(diào)發(fā)展普惠可及充裕性可靠性>能源公正轉(zhuǎn)型：遵循以人為本理念，以能源清潔發(fā)展推動(dòng)充裕性可靠性能源系統(tǒng)韌性提升有利于清潔能源更好更快發(fā)展能源公正轉(zhuǎn)型有助于提升社會(huì)能源系統(tǒng)韌性提升有利于清潔能源更好更快發(fā)展能源公正轉(zhuǎn)型有助于提升社會(huì)6統(tǒng)籌減排與安全、轉(zhuǎn)型與民生、減緩與適應(yīng)“三對(duì)關(guān)系”,以全球能源互聯(lián)網(wǎng)為全球碳中和系統(tǒng)方案，通過(guò)推動(dòng)清潔能源與化石能源、能源與產(chǎn)業(yè)、能源與氣象“三個(gè)協(xié)同”,轉(zhuǎn)型包容轉(zhuǎn)型清潔能源與化石能原協(xié)同公正轉(zhuǎn)型韌性轉(zhuǎn)型71.挑戰(zhàn)與思路GlobalEnergyIntercoDewwlopmentGlobalEnergyIntercoDewwlopmentandCooper基于全球綜合評(píng)估模型框架，集成經(jīng)濟(jì)社會(huì)預(yù)測(cè)、能源技術(shù)組合、電力系統(tǒng)規(guī)劃、氣候規(guī)劃(GOPT)。1全球碳中和實(shí)現(xiàn)路徑全球力爭(zhēng)2030年前實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰，2060年前實(shí)現(xiàn)全社會(huì)碳中和，總體可分為盡早達(dá)峰、快速減排、全面中和三階段。2.2全球碳中和路徑DewolopmentandCooperationOrani2.2全球碳中和路徑全球能源互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展合作組織全社會(huì)碳減排電力系統(tǒng)在碳中和進(jìn)程中累計(jì)貢獻(xiàn)將超過(guò)80%,通過(guò)電能替代與綠氫助力全行業(yè)減排。生產(chǎn)碳排放實(shí)現(xiàn)2030年達(dá)峰，2050年降至21.3億噸能源生產(chǎn)體系風(fēng)光水火儲(chǔ)”多能互補(bǔ)的能源生產(chǎn)體系源2040年左右超過(guò)化石能源成為能源供應(yīng)主體，2050年全球總裝機(jī)404億千瓦(含儲(chǔ)能),風(fēng)光水火儲(chǔ)占比分別為25%、45%、6%、13%、9%,風(fēng)光水等可再生能源裝機(jī)占比超過(guò)3/4,各類儲(chǔ)能加速發(fā)展，儲(chǔ)能電池占比7%,抽水蓄能占比2%。全球能源互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展合作組織20202025203020352040204520502055年風(fēng)電光伏光熱◆清潔能源裝機(jī)占比能源消費(fèi)體系電為中心、“電氫冷熱氣”互通互濟(jì)的能源消費(fèi)體系氣占比分別為56%、8%、15%、7%。全球能源互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展合作組織乙吃標(biāo)望乙吃標(biāo)望%(a)終端現(xiàn)狀(b)終端2025年(d)終端2060年(c)(d)終端2060年的的DevwlopmentandCoopDevwlopmentandCoop能源配置體系廣域互聯(lián)、電氫協(xié)同的清潔能源配置網(wǎng)絡(luò)GlobalEnergyIntercon2.4方案特色2.4方案特色全球能源互聯(lián)網(wǎng)碳中和方案，已納入聯(lián)合國(guó)政府間氣候變化專門委員會(huì)(IPCC)第六次評(píng)估報(bào)告，成為全球七個(gè)典型代表性減排路徑之一。費(fèi)量，充分保障能源安全充裕。電氣化水平達(dá)到63%,清潔化水3344球GDP比重不超過(guò)2%,創(chuàng)造綜合價(jià)值累計(jì)超過(guò)美元的能源投資能獲得1.挑戰(zhàn)與思路4.主要結(jié)論加快清潔能源開(kāi)發(fā)·光伏基地化開(kāi)發(fā)。全球集中式光伏潛力約2.6萬(wàn)億干瓦，5000萬(wàn)億干瓦時(shí)，度電成本低至1.65美分。350萬(wàn)億干瓦時(shí)，陸上風(fēng)電成本低至1.75美分?！鰳?shù)林■辨地農(nóng)田■域市■冰雪■水體■樹(shù)林■辨地農(nóng)田■域市■冰雪■水體全球能源互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展合作組織寧夏騰格里沙漠風(fēng)光基地寧夏騰格里沙漠風(fēng)光基地并網(wǎng)發(fā)電。二期200萬(wàn)千瓦項(xiàng)目是目前中國(guó)最大的中國(guó)金寨分布式可再生能源發(fā)電并網(wǎng)工程中國(guó)金寨分布式可再生能源發(fā)電并網(wǎng)工程子站遠(yuǎn)動(dòng)接口集群調(diào)控子站穩(wěn)態(tài)調(diào)控動(dòng)態(tài)調(diào)控到控裝面接口置則控裝置接口測(cè)控e理擦口測(cè)儲(chǔ)能則控裝置逆變器測(cè)控裝四3.1清潔與化石能源協(xié)同促進(jìn)包容轉(zhuǎn)型DowwlopmentandCooponutlo3.1清潔與化石能源協(xié)同促進(jìn)包容轉(zhuǎn)型低碳化利用生物質(zhì)改造需要的關(guān)鍵技術(shù)包括原料的預(yù)低碳化利用的多種原料適用性技術(shù)等行業(yè)深度減排存實(shí)施煤炭潔凈化生產(chǎn)、實(shí)施煤炭潔凈化生產(chǎn)、降低火電煤耗，提升已建化石能源基礎(chǔ)設(shè)施清潔高效水平利用多措井舉提升火電調(diào)峰深度、調(diào)頻能力和熱電解耦運(yùn)行煤電綜合利用模式與燃?xì)錂C(jī)組替代模式比較煤電綜合利用模式與燃?xì)錂C(jī)組替代模式比較裝機(jī)量(萬(wàn)干瓦)發(fā)電量(億干瓦時(shí))(美元/kWh)(美元/kWh)(美元/kWh)(億美元)燃?xì)涞?、CCUS中(燃?xì)洌?.057,CCUS:0.02)9燃?xì)渲?、CCUS中(燃?xì)洌?.064,CCUS:0.02)燃?xì)涓?、CCUS中(燃?xì)洌?.071,CCUS:0.02)DowlopmontandCoopotatlnnDowlopmontandCoopotatlnn0r運(yùn)行，最大摻氨量大于每小時(shí)21噸，氨燃盡率達(dá)到99.99%,標(biāo)志著燃煤機(jī)組摻氨進(jìn)入工程應(yīng)用階段。使用氨能等清潔燃料對(duì)化石能源進(jìn)行替代是歐洲煤電機(jī)組生物質(zhì)改造歐洲煤電機(jī)組生物質(zhì)改造歐洲正掀起燃煤電廠改造為生物質(zhì)電廠的潮流，中歐例改燃生物質(zhì)機(jī)組路線。英國(guó)Drax電廠走在燃煤電廠GlobalEnengyInterconne3.1清潔與化石能源協(xié)同促進(jìn)包容轉(zhuǎn)型DewlopmentandCooperatlon3.1清潔與化石能源協(xié)同促進(jìn)包容轉(zhuǎn)型新型儲(chǔ)能發(fā)展機(jī)分別達(dá)到7.4億干瓦、28.5億干瓦。2050年鋰(鈉)離子電池儲(chǔ)能循環(huán)次數(shù)提升至1萬(wàn)~1.4萬(wàn)次；壓縮空氣儲(chǔ)能系統(tǒng)效率提升至70%;氫能系統(tǒng)效率提高至60%~65。DewwlopmentandCooperation0nganization3.1清潔與化石能源協(xié)同促進(jìn)包容轉(zhuǎn)型DewwlopmentandCooperation0nganization 豐寧抽水蓄能電站德德國(guó)NextKraftwerke虛擬電廠項(xiàng)目DewlopmentandDewlopmentandCooper推動(dòng)更具經(jīng)濟(jì)性和操作性的終端電能替代模式，通過(guò)以電補(bǔ)熱、以電補(bǔ)冷、以氣補(bǔ)3.1清潔與化石能源協(xié)同促進(jìn)包容轉(zhuǎn)型·公路交通：加強(qiáng)充電基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，突破氫燃料汽車電池核心技術(shù)。到2050年，全球交通用氫規(guī)模增加至2.5億噸標(biāo)準(zhǔn)煤，氫能占公路交通用能比重達(dá)10%。·航運(yùn)與航空：航運(yùn)運(yùn)輸加快以清潔能源替代傳統(tǒng)燃料；航空運(yùn)輸加快氫動(dòng)力飛機(jī)的研發(fā)和應(yīng)用，推廣機(jī)場(chǎng)智能化改造。到2050年，航運(yùn)航空用氫規(guī)模達(dá)2億噸標(biāo)準(zhǔn)煤。>建筑領(lǐng)域推廣電采暖、綠色節(jié)能建筑等，提高建筑領(lǐng)域用能效率?！ね茝V清潔能源采暖。集中供暖為主的國(guó)家，推廣效率更高的燃?xì)忮仩t和電鍋爐，分散供暖為主的國(guó)家，推廣清潔能源采暖與電采暖?！ぜ訌?qiáng)電力基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)。推動(dòng)大功率、高性能電采暖、電炊具等技術(shù)與裝備創(chuàng)新，提高配電網(wǎng)可靠性和智能性。到2050年，建筑領(lǐng)域電能消費(fèi)進(jìn)一步增加至34億噸標(biāo)準(zhǔn)煤，電氣化率達(dá)68%。20302050■電能消費(fèi)■氫能消費(fèi)20302050■電能消費(fèi)量——電氣化率GlobalEnergyIntercoDewelopmentGlobalEnergyIntercoDewelopmentandCooper動(dòng)平臺(tái)為全球提供了可借鑒的創(chuàng)新模式。殼牌殼牌Refhyne電制氫項(xiàng)目深圳電動(dòng)汽車與電網(wǎng)互動(dòng)運(yùn)營(yíng)管理平臺(tái)深圳電動(dòng)汽車與電網(wǎng)互動(dòng)運(yùn)營(yíng)管理平臺(tái)1新型產(chǎn)業(yè)發(fā)展能源電力基礎(chǔ)設(shè)施變革，將重塑相關(guān)制造業(yè)、服務(wù)業(yè)發(fā)展形態(tài)，為經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)提供新動(dòng)能。計(jì)2030年，光伏和風(fēng)電產(chǎn)業(yè)市場(chǎng)規(guī)模將分別達(dá)到7000億美2015～2022年全球新能源汽車銷售數(shù)量28場(chǎng)規(guī)模分別達(dá)到2100億美元和100億美元2015～2022年全球新能源汽車銷售數(shù)量28國(guó)網(wǎng)新能源云平臺(tái)國(guó)網(wǎng)新能源云平臺(tái)中國(guó)江蘇怡寧能源微碳慧能科創(chuàng)產(chǎn)業(yè)園中國(guó)江蘇怡寧能源微碳慧能科創(chuàng)產(chǎn)業(yè)園傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)高載能產(chǎn)業(yè)的高質(zhì)量綠色轉(zhuǎn)型，為發(fā)展中國(guó)家綠色可持續(xù)工業(yè)化提供發(fā)展新機(jī)遇。>鋼鐵行業(yè)加快構(gòu)建電為中心、電-氫-生物質(zhì)電市場(chǎng)規(guī)模將在2030達(dá)到2500億美元，2050年3.2能源與產(chǎn)業(yè)協(xié)同促進(jìn)公正轉(zhuǎn)型DowwlopmentandCmopetatlonm3.2能源與產(chǎn)業(yè)協(xié)同促進(jìn)公正轉(zhuǎn)型內(nèi)蒙古風(fēng)光火一體化多能互補(bǔ)項(xiàng)目?jī)?nèi)蒙古風(fēng)光火一體化多能互補(bǔ)項(xiàng)目印尼加里曼丹工業(yè)園印尼加里曼丹工業(yè)園DowlopmentandCooperationOnganizationDowlopmentandCooperationOnganization3區(qū)域發(fā)展與電網(wǎng)互聯(lián)將清潔能源資源優(yōu)勢(shì)轉(zhuǎn)化為經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢(shì)，促進(jìn)國(guó)家間區(qū)域間清潔能源合作，提升各國(guó)碳減排力度，共同實(shí)現(xiàn)全球碳中和目標(biāo)。全球跨區(qū)互聯(lián)到2050年清潔能源發(fā)電量將增加12.3%,累積節(jié)省火電裝機(jī)3000萬(wàn)干瓦和儲(chǔ)能7000萬(wàn)干瓦，節(jié)省投資1000億元?！龅统杀居邢拗苹ヂ毲樽睢鰳?biāo)準(zhǔn)變本有限制且職情景■低或本無(wú)限制互聯(lián)情最■標(biāo)準(zhǔn)建本無(wú)服制面聯(lián)情景大容量跨國(guó)跨洲輸電工程實(shí)現(xiàn)突破，成為促進(jìn)非洲、南美洲清潔能源開(kāi)發(fā)的動(dòng)脈和樞紐。埃塞俄比亞一肯尼亞±500干伏直流輸電工程埃塞俄比亞一肯尼亞±500干伏直流輸電工程巴西美麗山特高壓直流輸電二期項(xiàng)目巴西美麗山特高壓直流輸電二期項(xiàng)目3.2能源與產(chǎn)業(yè)協(xié)同促進(jìn)公正轉(zhuǎn)型DewolopmentandCooperation3.2能源與產(chǎn)業(yè)協(xié)同促進(jìn)公正轉(zhuǎn)型保障社會(huì)公平正義以集約化、互聯(lián)化方式開(kāi)發(fā)清潔能源，提升電力可及性、降低用能成本，增加體面就業(yè)。DevelopmentandCooper電網(wǎng)覆蓋為學(xué)校提供電力保障電網(wǎng)覆蓋為學(xué)校提供電力保障美國(guó)大湖區(qū)能源轉(zhuǎn)型投資與就業(yè)創(chuàng)造域。2022年五大湖地區(qū)各州新能源相關(guān)就業(yè)人數(shù)增加DewlopmentandDewlopmentandCooperationOrgani1能源電力系統(tǒng)的氣候敏感性能源電力系統(tǒng)已成為氣候高敏感性基礎(chǔ)設(shè)施。表現(xiàn)為電源的出力受阻、電網(wǎng)的設(shè)施損毀、負(fù)荷的急劇增加復(fù)雜交織。2022年中國(guó)某區(qū)域2022年中國(guó)某區(qū)域GlobalEnergyIntercon3.3能源與氣象協(xié)同促進(jìn)韌性轉(zhuǎn)型3.3能源與氣象協(xié)同促進(jìn)韌性轉(zhuǎn)型全球能源互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展合作組織提升韌性就是實(shí)現(xiàn)能源電力基礎(chǔ)設(shè)施氣候“脫敏”,顯著降低氣候風(fēng)險(xiǎn)，提升高比例可再生能源條件下的安全可靠水平。減緩和適應(yīng)是應(yīng)對(duì)氣候變化的兩大策略，二者相輔相成，缺一不可。減緩是指減少溫室氣體排放，增加碳互作用結(jié)果，氣候變化不一定導(dǎo)致災(zāi)害，必須與暴露能須電力原候的影致災(zāi)因子氣候系統(tǒng)致災(zāi)因子經(jīng)濟(jì)社會(huì)系統(tǒng)(能源電力系統(tǒng))風(fēng)光水等極端氣侯事件用電負(fù)荷能源電力系統(tǒng)與氣候風(fēng)險(xiǎn)的相互關(guān)系3.3能源與氣象協(xié)同促進(jìn)韌性轉(zhuǎn)型提升能源氣候韌性機(jī)理框架通過(guò)減緩和適應(yīng)并重，降低氣候風(fēng)險(xiǎn)“三要素”減少風(fēng)險(xiǎn)損失。減緩適應(yīng)風(fēng)險(xiǎn)要素減緩適應(yīng)風(fēng)險(xiǎn)要素號(hào)電力系統(tǒng)3.3能源與氣象協(xié)同促進(jìn)韌性轉(zhuǎn)型全球龍?jiān)椿?shù)網(wǎng)發(fā)解合作a織3能源氣象協(xié)同發(fā)展構(gòu)建氣候適應(yīng)型能源電力系統(tǒng)，建設(shè)多元主體電源、智能互聯(lián)電網(wǎng)、靈活開(kāi)放負(fù)荷，加強(qiáng)能源電力與供水、交通、通訊等基礎(chǔ)設(shè)施的協(xié)同應(yīng)災(zāi)能力。通片氣性空化的不同均，912通片氣性空化的不同均，912·10革比肉損頭，0a4d下2空氣保a風(fēng)風(fēng)2n2n放和4貝真化.例如2氣體38E·H工心不泛的工診0·H工心不泛的工診0DewlopmentandCooperationOnDewlopmentandCooperationOn篩選分析數(shù)據(jù)繪制柱狀圖篩選分析數(shù)據(jù)繪制柱狀圖像識(shí)別K-means聚類3.3能源與氣象協(xié)同促進(jìn)韌性轉(zhuǎn)型全球能源互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展合作組織風(fēng)電/光伏(多年/小時(shí)級(jí))優(yōu)化負(fù)荷需求發(fā)電數(shù)據(jù)成本數(shù)據(jù)風(fēng)電/光伏多年小時(shí)級(jí)出力數(shù)據(jù)常規(guī)儲(chǔ)能周風(fēng)/光發(fā)電政策規(guī)劃源-網(wǎng)-儲(chǔ)協(xié)同2年俄羅斯遠(yuǎn)東35至50年新增容量全球能源互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展合作組織電力氣象服務(wù)保障北京冬奧100%綠色電力供應(yīng)電力氣象服務(wù)保障北京冬奧100%綠色電力供應(yīng)電力-供水-供氣協(xié)同應(yīng)災(zāi)保障關(guān)鍵負(fù)荷恢復(fù)電力-供水-供氣協(xié)同應(yīng)災(zāi)保障關(guān)鍵負(fù)荷恢復(fù)考慮配電網(wǎng)、供水、供電、醫(yī)院之間的復(fù)雜耦合性，建立災(zāi)害后協(xié)同應(yīng)災(zāi)機(jī)制，通過(guò)電力流、供水流、天然氣流、交通流協(xié)同調(diào)度，確保醫(yī)院等關(guān)鍵負(fù)荷的運(yùn)行能力。電力潮流供水水流天然氣流交通流3.3能源與氣象協(xié)同促進(jìn)韌性轉(zhuǎn)型多系統(tǒng)協(xié)同應(yīng)急恢復(fù)氣候感知多系統(tǒng)協(xié)同應(yīng)急恢復(fù)氣候感知與機(jī)理研究智能監(jiān)測(cè)防災(zāi)減災(zāi)技術(shù)網(wǎng)架優(yōu)化規(guī)劃防災(zāi)減災(zāi)技術(shù)電力-供水-供氣協(xié)同電力-供水-供氣協(xié)同恢復(fù)技術(shù)恢復(fù)技術(shù)三網(wǎng)融合三網(wǎng)融合能源氣象融合發(fā)展技術(shù)體系氣候氣象監(jiān)測(cè)、預(yù)測(cè)技術(shù)快速發(fā)展，在電網(wǎng)設(shè)備運(yùn)行、調(diào)控及防災(zāi)減災(zāi)中發(fā)揮重要作用。合電網(wǎng)冰凍災(zāi)害預(yù)報(bào)技術(shù)與覆冰實(shí)時(shí)監(jiān)視預(yù)警技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了電網(wǎng)冰災(zāi)應(yīng)急自動(dòng)決策。該技術(shù)在冰凍災(zāi)害省份推廣后，已節(jié)約輸電線建立完善政策和市場(chǎng)機(jī)制，積極動(dòng)員政府、企業(yè)、社區(qū)、公眾各方資源，提升全社會(huì)的響應(yīng)能力。3.3能源與氣象協(xié)同促進(jìn)韌性轉(zhuǎn)型將適應(yīng)氣候變化上升為國(guó)家戰(zhàn)略、建設(shè)國(guó)家級(jí)服務(wù)體系，促進(jìn)全社會(huì)更好應(yīng)對(duì)氣候風(fēng)險(xiǎn)。歐洲委員會(huì)和航