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可再生能源真正優(yōu)勢在成本中國能源轉型之路如何走？

來源：石油商報 | 0評論 | 3884查看 | 2016-12-08 10:20:52

國際能源署署長比羅爾上個月在巴黎召開的“紐約時報明日能源大會”上宣稱，目前可再生能源的發(fā)電能力已超過煤電，成為世界頭號電力來源。可再生能源變得越來越便宜，且具有較高的成本效率，但仍然需要政府的支持，尤其應像中國和美國那樣，若缺少政府支持，發(fā)展可再生能源會遇到困難。

　　國際能源署稱，2015年是可再生能源的轉折點，全球新增清潔能源發(fā)電能力超過50%，達到1.53億千瓦，同比上年增加15%。2015年，全球每天安裝50萬塊太陽能板，每小時安裝兩臺渦輪風機，而中國就占了新增可再生能源發(fā)電能力的40%。

　　據國際能源署對可再生能源的最新預測，未來5年，這一發(fā)展仍將繼續(xù)，每小時將安裝3萬塊太陽能板、2.5臺渦輪風機。可再生能源在發(fā)電能力中所占份額將從2015年的23%，增至2021年的28%。可見，未來能源系統的問題十分重要，將影響各國的政策和決策，那么未來全球能源系統將遵循什么樣的技術路線，可再生能源的發(fā)展前景究竟如何？

　　持續(xù)減碳的能源轉型為何停滯

　　澳大利亞麥考瑞大學教授馬修（JohnA.Mathew）在11月出版的《未來》雜志發(fā)表論文指出，未來能源的競爭原則，將是化石燃料脫碳與制造學習曲線的競爭。這兩條路線都是要逐漸淘汰化石燃料，一條是脫碳過程，即主要基于氫能的集中式能源系統，包括大規(guī)模的零排放電廠，這條路線將導致核電規(guī)模擴張。另一條是發(fā)展分散的可再生能源系統，如風電、光伏發(fā)電，這些都是制造業(yè)產品，可以增加回報減少成本。其實主要驅動力不在于“分散”，而在于對化石燃料“創(chuàng)造性破壞”的副效應。

　　第一條“集中”路線是由東西方研究中心下屬國際應用系統分析研究所（IIASA）的學者創(chuàng)立，由該所具有遠見卓識的物理學家馬切蒂（CesareMarchetti）在上世紀70年代最先提出，該路線技術傾向于10億級規(guī)模的核電和氫能經濟，對太陽能、風能和可再生能源不屑一顧。

　　馬切蒂1986年提出的一個“主要概念”是以脫碳驅動能源轉型，并勾畫出未來50年的能源技術、電力和運輸系統演變的圖景。馬切蒂認為，能源轉型就是從一種燃料向另一種燃料持續(xù)減碳的過程，薪柴的碳氫比為10︰1，煤炭為1︰1，石油為1︰2，天然氣為1︰4，最終為零碳氫能。

　　然而，這一趨勢現在發(fā)生逆轉或停滯，近20年全球碳強度走勢并未下降，沒有走向氫經濟“不可阻擋”的化石燃料脫碳過程，更沒有高碳向低碳能源轉型的精確機制。馬切蒂描繪的是上世紀70年代看到的化石燃料脫碳情景，但此后的“石油沖擊”，新世紀以來快速工業(yè)化用煤造成的“中國沖擊”，接著是當前的“印度沖擊”（可能要延續(xù)10年），更不必說美國的“頁巖氣沖擊”，以及不太顯著的能源效率提升和氣候變化激發(fā)的可再生能源熱潮，這一切都在破壞靜態(tài)系統。

　　馬修指出，馬切蒂曾經提出“10億級規(guī)模核電能源島”，以及由數十個零排放電廠供電的“大陸超級電網”構想，這些聽起來十分有趣，但與各國當今需要做出的能源選擇無關。相反，核電的發(fā)展趨勢是反應堆的小型化、模塊化，并且會比10億級規(guī)模的項目更廉價，可見“大的并不一定總是美的”。

　　IIASA學者看不上常規(guī)可再生能源，尤其是太陽能和風電，甚至無視水電的存在。他們說風電的功率密度低，不可能在陸上發(fā)展?jié)M足需求。然而從中國的實例來看，2009年風電能力已超過核電，2012年風電發(fā)電量超過了核電。

　　風電還經常因“資源需求過多”遭到詬病。馬修說，以美國總發(fā)電能力100億千瓦來說，建設100億千瓦風電設施需要2900萬噸鐵、9000萬噸鋼、3.5億噸混凝土。而僅中國2012年就生產了7.09億噸粗鋼和6.54億噸生鐵，所以材料供應不是問題。

　　IIASA學者批評，光伏板效率還停留在10%，然而事實并非如此。以意大利已竣工的蒙塔爾托迪卡斯特羅光伏電場為例，這個項目光伏板面積1.7平方千米，額定功率8.4萬千瓦，一年可發(fā)電1.4億千瓦時，真實的功率因數為19%。以此推算全美100億千瓦發(fā)電能力，光伏發(fā)電需要土地面積2萬平方千米，僅為美國陸地面積（960萬平方千米）0.2%。

　　可再生能源的真正優(yōu)勢在成本

　　那么，常規(guī)可再生能源在21世紀前半期有可能成為主要一次能源的真正原因是什么？根據中國和一些工業(yè)化國家如德國的實踐經驗，在能源轉型過程中，常規(guī)可再生能源的基本優(yōu)越性表現在幾個方面：清潔（低排放以至零排放），無污染（這對燃煤造成顆粒污染物的中國和印度尤其重要），資源不枯竭；由于不需要燃料，運行接近零成本；“分散”也應視為一個優(yōu)越性，無論規(guī)模大小均可，因此十分具有實用性。

　　可再生能源的某些優(yōu)點并不明顯，需要進一步解釋。從根本上說，可再生能源能夠實現規(guī)模化，模塊化結構可以是1塊太陽能板，也可以是100塊、1000塊，由于模式可以復制，額定功率就能不斷增加，而不會因復雜性降低效率。在這方面，核電就不行了，核電有一個優(yōu)化運行規(guī)模，低于或高于這個水平，運行效果都不佳。而且，可再生能源是一種沒有重大風險的相對安全的技術，不會因擴大規(guī)模而加劇危害。至于采用的危害性材料，解決辦法是循環(huán)利用，最大限度地減少用量和廢棄。

　　更重要的是，可再生能源優(yōu)越性在于節(jié)約成本趨勢，可再生能源本質上是制造產品，大規(guī)模生產制造帶來規(guī)模經濟效益。這意味著真正的能源安全，因為制造業(yè)可以在任何地方開展，不像化石能源在各地分布不均，因而沒有地緣政治壓力，所以，“制造可再生能源”是能源安全的關鍵。制造業(yè)的特點是隨著經驗的積累而提高效率，結果是減少成本、增加回報，成為增加收入和財富又不會給地球進一步帶來壓力的資源。可再生能源還有一個最重要的經濟優(yōu)越性，即制造業(yè)可為農村和城市提供就業(yè)，是具有創(chuàng)新性和競爭力的能源部門，也是未來的出口平臺。

　　在列舉可再生能源的優(yōu)點時幾乎沒有提到低碳和減少碳排放，實際上，可再生能源是唯一真正解決能源系統清潔化問題的途徑。這也是中國和印度大力建立可再生能源系統的原因，不是出于道德或審美目的，而是事關國家發(fā)展戰(zhàn)略的最高優(yōu)先安排。所以，可再生能源革命的真正驅動力不是政府政策，不是商業(yè)風險承擔，不是消費者需求，說來簡單，就是降低成本，可再生能源降低發(fā)電成本，并可匹敵傳統化石燃料，而且還有進一步降成本的可能。

　　超級電網也在促進可再生能源發(fā)展，但概念與以往完全不同，這是基于IT技術電網整合的很多波動資源，也具有同樣的可規(guī)模化、可復制特點。相對這些優(yōu)點，可再生能源常被提及的問題實際并不大，波動性可進行各種形式的系統整合，如智能電網、需求響應，以及能源存儲。隨著國家與商業(yè)儲能設施的快速發(fā)展，甚至可以消除發(fā)電波動。

　　馬修最后說，兩條競爭路線，基于脫碳的大規(guī)模核電廠生產氫迄今還是一種幻想，而基于可再生能源和可再生能源設施制造，將注定推動中國和印度新興大國進一步工業(yè)化。如果特朗普堅持親化石燃料路線，否定可再生能源，那么他遲早將會發(fā)現這是個錯誤。

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