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　　世界經(jīng)濟的每一次重大轉型，都與能源變革息息相關(guān)。近年來(lái)，以風(fēng)力和太陽(yáng)能發(fā)電為主的新能源發(fā)展勢頭強勁，以化石能源為主的能源開(kāi)發(fā)利用方式面臨挑戰，一場(chǎng)歷史性的能源變革正在全球范圍內孕育。與人類(lèi)歷史上的前兩次能源變革不同，中國有能力成為這輪能源革命的主要推動(dòng)者。

　　

　　新一輪能源革命的特征

　　

　　人類(lèi)歷史上經(jīng)歷過(guò)兩次大的能源轉型。一次是在18世紀末到19世紀，以蒸汽機的發(fā)明和煤炭的大規模利用為主要標志，人類(lèi)從薪柴時(shí)代邁入了煤炭時(shí)代。第二次發(fā)生在19世紀70年代到20世紀初，以發(fā)電機、內燃機等的發(fā)明與使用為標志，石油、天然氣在一次能源消費結構中的占比超過(guò)了煤炭，成為人類(lèi)生產(chǎn)和生活的主要能源。這期間，電力作為清潔、便利的二次能源，改變了人類(lèi)能源使用的方式。

　　

　　兩次能源革命都極大地推動(dòng)了世界經(jīng)濟的發(fā)展和人類(lèi)社會(huì )的進(jìn)步。但由于其本質(zhì)都是消耗化石能源，資源儲量持續下降，開(kāi)采和消費對生態(tài)環(huán)境造成了破壞，大量的二氧化碳排放也對全球氣候產(chǎn)生了影響。

　　

　　進(jìn)入21世紀，隨著(zhù)人類(lèi)技術(shù)進(jìn)步和環(huán)保意識的日益提高，以風(fēng)電和太陽(yáng)能為主的新能源的發(fā)展越來(lái)越受到重視。2015年，全球可再生能源發(fā)電新增裝機容量首次超過(guò)常規能源發(fā)電裝機。全球173個(gè)國家制定了自己的新能源發(fā)展目標，新能源在全部能源消費中的比例不斷上升。

　　

　　歐盟計劃到2050年時(shí)，非化石能源在能源消費中的比重將達到75％。瑞典等國家明確提出到2040年前后，電力消費100％來(lái)自可再生能源。中國政府也明確提出，到2030年非化石能源占全部發(fā)電量的比重力爭達到50％。從目前的情況看，有希望提前實(shí)現這一目標。

　　

　　新一輪能源革命呈現出三個(gè)主要特征。一是綠色、低碳，風(fēng)電光電讓人與自然更加和諧友好。二是不存在資源枯竭的風(fēng)險。與煤炭、石油和天然氣相比，風(fēng)力和太陽(yáng)能可謂取之不盡、用之不竭。

　　

　　2016年全球終端能源消費可折算為112.81萬(wàn)億度電，而全球的風(fēng)能資源按1000利用小時(shí)計算每年可以發(fā)電1640萬(wàn)億度，陸上（南極洲除外）太陽(yáng)能資源按500小時(shí)計算可以發(fā)電3195萬(wàn)億度以上。

　　

　　三是能源價(jià)格下降。前兩次能源革命，替代能源的價(jià)格都是上升的。而在新一輪的能源轉型中，由于以風(fēng)、光為主的新能源的生產(chǎn)邊際成本趨近于零，隨著(zhù)技術(shù)進(jìn)步和規?；瘞?lái)的單位造價(jià)持續下降，用不了多久，新能源的使用價(jià)格將全面低于傳統化石能源的價(jià)格。

　　

　　能源革命的戰略路徑

　　

　　現有的世界能源體系，從產(chǎn)業(yè)政策、價(jià)格制定到管理機制，主要是圍繞傳統化石能源的生產(chǎn)和消費而設計的。結合新能源的開(kāi)發(fā)利用現狀和技術(shù)的不斷突破，我們從能源戰略規劃的角度，提出了“新能源+特高壓+儲能”的發(fā)展模式，作為推動(dòng)新一輪能源變革的主要路徑選擇。

　　

　　一、加大新能源開(kāi)發(fā)力度

　　

　　近年來(lái)，風(fēng)、光發(fā)電的技術(shù)進(jìn)步很快。單體風(fēng)機的功率不斷增大，適應低風(fēng)速發(fā)電的風(fēng)機已推廣應用，太陽(yáng)能電池和組件的轉換效率持續改進(jìn)。與此同時(shí)，新能源的發(fā)電成本也在快速下降。風(fēng)電設備和光伏組件的價(jià)格，在過(guò)去的五年里下降幅度分別超過(guò)了20％和60％。美國風(fēng)電長(cháng)期購電協(xié)議價(jià)格已與化石能源發(fā)電達到同等水平，德國新增的新能源電力基本實(shí)現與傳統能源平價(jià)。我國部分地區新能源的價(jià)格已經(jīng)與煤電價(jià)格相當，預計到2030年，光伏發(fā)電成本可以達到0.2元/千瓦時(shí)，風(fēng)電達到0.22元/千瓦時(shí)（見(jiàn)圖表1）。
 

　　
 

　　新能源的開(kāi)發(fā)，應當采取集中式與分散式相結合。在人口稠密、土地資源緊張的地區，可以進(jìn)行小規模、分散式的開(kāi)發(fā)。但世界上許多開(kāi)發(fā)條件優(yōu)越的風(fēng)、光資源，往往集中在荒漠、高海拔、人口稀少的地區，適合大規模集中開(kāi)發(fā)。如北非、西亞地區的太陽(yáng)能，環(huán)北極圈的風(fēng)能等。

　　

　　中國的資源稟賦也決定了新能源應以大規模集中式開(kāi)發(fā)為主。甘肅、內蒙古的風(fēng)電利用小時(shí)可達3000以上，西藏、青海的光電利用小時(shí)超過(guò)了2000，都高于東中部地區500-1000小時(shí)左右，適合建設千萬(wàn)千瓦級的新能源基地。

　　

　　與小規模、分散式新能源開(kāi)發(fā)模式相比，大規?；匦烷_(kāi)發(fā)通過(guò)實(shí)行統一規劃、統一建設和統一運營(yíng)，可以發(fā)揮規模效益，同時(shí)利用不同風(fēng)場(chǎng)之間和東西部地區之間風(fēng)、光發(fā)電的互補性，在更大范圍內實(shí)現資源的優(yōu)化配置和高效利用，有效降低開(kāi)發(fā)和運營(yíng)成本，從而降低上網(wǎng)電價(jià)，加快新能源補貼的退坡進(jìn)程。

　　

　　以?xún)让晒懦喾宓貐^為例，我們測算到2020年，風(fēng)電上網(wǎng)電價(jià)可以實(shí)現0.35元/kWh左右，送到京津冀地區，不需要補貼就可以與當地火電機組同網(wǎng)競爭。

　　

　　二、發(fā)揮特高壓輸電優(yōu)勢

　　

　　世界許多地區的能源資源與能源消費中心往往呈逆向分布。特高壓技術(shù)大容量、遠距離（>1000公里）送電的特點(diǎn)，可以有效解決新能源遠離負荷中心的問(wèn)題，也使得大規?；匦烷_(kāi)發(fā)成為可能。

　　

　　截至2016年底，中國已投運的特高壓輸電線(xiàn)路有13條，在建線(xiàn)路有9條。將西北地區的新能源通過(guò)特高壓送到中東部地區，一方面提高了清潔能源占比，有助于解決中東部地區的環(huán)境污染和霧霾問(wèn)題，同時(shí)也將西部大片的荒漠變成了“寶地”。

　　

　　遠距離輸送并不會(huì )推高電價(jià)，因為同樣發(fā)電設備的利用小時(shí)數，因風(fēng)光資源的差異，在西部比在東部可以高出500小時(shí)以上，而這部分發(fā)電收益可以覆蓋特高壓線(xiàn)路的輸電成本。

　　

　　特高壓輸電技術(shù)是全球能源互聯(lián)網(wǎng)的重要組成部分。通過(guò)特高壓加強電網(wǎng)互聯(lián)、提升電力系統的靈活性，可以在電力系統的錯峰調節、降低備用容量、優(yōu)化能源資源配置以及促進(jìn)新能源發(fā)展等方面實(shí)現明顯的綜合效益。

　　

　　三、推動(dòng)儲能技術(shù)發(fā)展

　　

　　電力系統一直以來(lái)都是發(fā)、供、用同時(shí)完成。由于風(fēng)力變化和晝夜交替，風(fēng)力和太陽(yáng)能發(fā)電呈現出顯著(zhù)的隨機性、間歇性和波動(dòng)性的特點(diǎn)，導致其與用戶(hù)相對固定的用電需要難以匹配。因此，人們希望找到將電能儲存起來(lái)的辦法，即在電力富余的時(shí)候將其存儲，在電力短缺的時(shí)候再釋放出來(lái)，以滿(mǎn)足供需之間實(shí)時(shí)平衡的需要。

　　

　　沒(méi)有儲能技術(shù)，新能源就難以滿(mǎn)足用戶(hù)的負荷需求，資源也得不到充分利用?？梢哉f(shuō)，儲能技術(shù)的突破與普及，將使能源跨越時(shí)空進(jìn)行分配調節，對能源的生產(chǎn)和消費都有革命性意義。

　　

　　儲能包括儲電、儲熱和儲氫。儲電主要有物理、化學(xué)和電磁三種方式。近年來(lái)，儲能已經(jīng)在電網(wǎng)調峰調頻、分布式發(fā)電及微電網(wǎng)領(lǐng)域展現出廣闊的應用前景。美國、德國等形成了較為成熟的商業(yè)模式。中國在分布式光伏、電力需求側管理、電力輔助服務(wù)市場(chǎng)及發(fā)電側調峰等領(lǐng)域也開(kāi)展了研發(fā)示范，初步具備了產(chǎn)業(yè)化的基礎，不同場(chǎng)景下的商業(yè)模式也在積極探索。

　　

　　目前，應用最多的是抽水蓄能的物理儲能方式，鉛酸電池、鋰離子電池等化學(xué)儲能技術(shù)進(jìn)步也很快。但從不受自然條件限制和環(huán)保的角度看，儲氫則更具優(yōu)勢。

　　

　　因其可再生、可儲存運輸、使用無(wú)污染的特性，氫被認為是未來(lái)低碳社會(huì )理想的能源載體。在發(fā)電領(lǐng)域，利用風(fēng)能、太陽(yáng)能通過(guò)電解水制氫，使用燃料電池發(fā)電或實(shí)現熱電聯(lián)產(chǎn)，可以平抑新能源的間歇性和波動(dòng)性，幫助電網(wǎng)調峰，減少棄風(fēng)棄光。另外，氫氣通過(guò)燃料電池可以在交通運輸領(lǐng)域和家庭中廣泛使用。

　　

　　以日本為例，目前已建成加氫站100多座，安裝家庭氫氣熱電聯(lián)供系統20萬(wàn)臺，并計劃在2020年?yáng)|京奧運會(huì )之前投放以氫為動(dòng)力的6000輛公交車(chē)和5萬(wàn)輛家用轎車(chē)。我國在氫能發(fā)展方面盡管起步較晚，但是電解制氫技術(shù)與設備的研究已與國際先進(jìn)水平相當，多地開(kāi)展了氫能汽車(chē)的示范應用，行業(yè)呈現出快速發(fā)展的態(tài)勢。

　　

　　盡管目前儲能產(chǎn)品的價(jià)格還比較高，但隨著(zhù)技術(shù)進(jìn)步、整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈的完善和應用規模的不斷擴大，其使用成本一定會(huì )有大幅度下降。如日本在氫燃料電池技術(shù)方面最近就取得了很大進(jìn)展，成本已經(jīng)下降到1000美元/kW左右，經(jīng)濟可行性日漸顯現?？梢灶A見(jiàn)，未來(lái)五年到十年，儲能產(chǎn)業(yè)將會(huì )迎來(lái)高速發(fā)展期。
 

　　
 

　　按照設想，當新能源的輸送比例較低（30％以下）時(shí)，可以利用現有的火電機組調峰配合消納。五年到八年后，新能源的輸送占比越來(lái)越大，儲能技術(shù)將擔當調峰主力。

　　

　　能源新時(shí)代展望

　　

　　展望未來(lái)，一個(gè)以新能源為主的能源體系，將使人類(lèi)大大減少甚至擺脫對化石能源的依賴(lài)，全球總體能源利用率將大幅提升，能源供應將更加安全可靠，能源價(jià)格將更加低廉，生態(tài)環(huán)境惡化和氣候變暖的態(tài)勢將得到有效遏制，在促進(jìn)世界經(jīng)濟持續發(fā)展的同時(shí)，也有助于消除貧困，實(shí)現能源消費公平。

　　

　　儲能產(chǎn)品的普遍使用，將改善電力系統的整體運營(yíng)效率。傳統電力系統的規劃與設計，從安全性、可靠性的角度留有大量備用的空間，部分設備低效運行甚至閑置，存在很大的浪費。儲能技術(shù)通過(guò)在發(fā)、供、用各環(huán)節的協(xié)調配合，減少系統冗余和備用，提高電力系統設備利用率。同時(shí)，延長(cháng)升級改造的周期，從而降低投資和用電價(jià)格。

　　

　　能源變革將把人類(lèi)生活帶入一個(gè)全新的電氣化時(shí)代。一方面，風(fēng)力、太陽(yáng)能的電力生產(chǎn)方式更加簡(jiǎn)單，無(wú)需通過(guò)高溫、高壓蒸汽及磁場(chǎng)等復雜過(guò)程將熱能轉化為機械能，再轉化為電能，大量的燃燒及旋轉設備將被取代。

　　

　　另一方面，在占石油消耗約70％的交通運輸領(lǐng)域，氫能和蓄電池將取代內燃發(fā)動(dòng)機作為動(dòng)力，車(chē)輛內核設計全部實(shí)現電氣化，構造簡(jiǎn)單，易于維護，所有與內燃機相關(guān)的技術(shù)和設計技巧全部不需要了。德國已計劃到2030年停止銷(xiāo)售燃油汽車(chē)。大量清潔廉價(jià)的新能源的供給，無(wú)疑將增大電力在能源消費中的比重。

　　

　　新一輪的能源革命，還將推動(dòng)其他產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，如海水淡化。目前全世界有半數以上的國家和地區面臨淡水資源短缺的問(wèn)題，將近80％人口受到水荒的威脅。海水淡化是解決缺水問(wèn)題的主要途徑。但由于它是一個(gè)高耗能的產(chǎn)業(yè)，目前生產(chǎn)成本還比較高，不能普遍推廣應用。當新能源的價(jià)格足夠低廉，加上技術(shù)的進(jìn)步，將當前每立方淡化水的價(jià)格降到與使用地下水或地表水持平，甚至更低，海水就可以大規模利用了。

　　

　　那時(shí)，不僅可以解決全球范圍內的水資源短缺問(wèn)題，還可以通過(guò)管道從沿海將淡化水輸送到干旱、沙漠地區，實(shí)現“荒漠變綠洲”的夢(mèng)想，修復人類(lèi)被嚴重破壞的地球家園。

　　

　　能源革命的新時(shí)代寄托著(zhù)人類(lèi)的希望，但變革不會(huì )一蹴而就，需要我們從文明演進(jìn)的高度，攜手協(xié)作，扎實(shí)推進(jìn)。