江億院士：城鄉(xiāng)能源系統(tǒng)碳排放核算與減排路徑

 

這樣一來，我們分析得出了下表。為什么非要上一點(diǎn)調(diào)峰火電呢？比較了各種各樣的模式，從總的經(jīng)濟(jì)成本等各方面來看，火電調(diào)峰是經(jīng)濟(jì)上最合算的方案。

 

關(guān)于燃料：調(diào)峰火電1.5萬億度電，用4.5億噸標(biāo)煤作為燃料，其中1/3的生物質(zhì)燃料，其他是燃煤燃?xì)?，排?2億噸CO2。調(diào)峰火電發(fā)電的同時(shí)，還能熱電聯(lián)產(chǎn)，全年輸出70億GJ的熱量。流程工業(yè)用3萬億度電，另外還需要額外的7億噸標(biāo)煤的燃料，滿足生產(chǎn)過程的需要，排放14億噸CO2，還輸出50億GJ的熱量。

 

輕工業(yè)包括機(jī)電產(chǎn)品等，這些非流程工業(yè)用4萬億度電，還用3億噸標(biāo)煤排放6億噸CO2，還需要70億GJ的熱量，交通消耗2萬億度電，1億噸標(biāo)煤的油，排放2億噸CO2。建筑用4萬億度電，需要50億GJ的熱量，核電一年能出70億GJ 的熱量、1.5萬億kWh核電，調(diào)峰火電也能出70億GJ的熱量，加上流程工業(yè)的50億GJ熱量，三樣加起來輸出190億GJ的熱量。需求側(cè)一個(gè)是建筑的50億GJ，一個(gè)是非流程工業(yè)70億GJ，加起來共120億，輸出大于需求?？紤]到有些余熱不是那么好回收，尤其是地理位置相距太遠(yuǎn)，長途輸送經(jīng)濟(jì)性有問題，把這些不合適的因素考慮進(jìn)去之后，這樣等于只用不到70%輸出的熱量就能滿足我們對熱量的需要了。

 

剛才碳排放加起來是30億噸，燃料一共需要15.5億噸，其中我國有10億噸的生物質(zhì)能源，現(xiàn)在的秸稈、生畜的糞便加上城市綠化的產(chǎn)物保守計(jì)算6億～7億噸標(biāo)煤，還差3億~4億噸標(biāo)煤。已有好幾個(gè)機(jī)構(gòu)都在研究用蘆竹規(guī)模種植，一畝產(chǎn)10噸，這樣可利用廢棄的土地搞點(diǎn)蘆竹類的生物質(zhì)燃料，合起來一年提供10億噸標(biāo)煤的生物質(zhì)燃料。跟15.5億比還差6億噸燃料，由燃煤燃?xì)饨鉀Q，再通過CCS回收CO2，一年回收12億噸CO2，就能用于化工建材，這樣整個(gè)大系統(tǒng)就能平衡。

 

按照這個(gè)表，可以認(rèn)為能源側(cè)基本平衡了，也不需要過多的碳匯。要想實(shí)現(xiàn)這個(gè)目標(biāo)，就得干這幾件事：

 

一是建立新型零碳電力系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)電力系統(tǒng)的革命，其中包括改變電源結(jié)構(gòu)和調(diào)控方式，這是一個(gè)革命性變化。包括電源從現(xiàn)在集中電源改成集中和分布相結(jié)合的電源供給，現(xiàn)在電網(wǎng)調(diào)節(jié)靠電源側(cè)發(fā)電機(jī)組調(diào)節(jié)，未來要變成電源和終端聯(lián)合調(diào)節(jié)?，F(xiàn)在系統(tǒng)是源隨荷動(dòng)，未來通過比較好的儲能方式使源和荷之間可以解偶，就成為“荷隨源動(dòng)”或“源荷協(xié)同”。可靠性保障的方式，包括分析方法也和現(xiàn)在不一樣了，這是電力系統(tǒng)大的變化。與大的變化相應(yīng)的是要有足夠大的儲電系統(tǒng)，從而滿足風(fēng)電光電儲蓄的需求，這個(gè)儲電系統(tǒng)單獨(dú)投資是巨大的，很可能主要部分要依靠電動(dòng)車電池資源。另外，要實(shí)現(xiàn)電力系統(tǒng)大比例的風(fēng)電光電，這是低密度的能源，粗算一下需要1億畝土地或空間資源。到哪里去找這樣的資源？屋頂資源就是非常好的發(fā)展光電的空間資源。

 

第二是要建設(shè)帶有跨季節(jié)儲能設(shè)施的跨區(qū)域熱網(wǎng)，以全面協(xié)調(diào)低品位熱量的供、需、儲。主要包括三個(gè)方面：首先是剛才說的火電出來的熱量，什么時(shí)候出熱？需要電網(wǎng)調(diào)峰發(fā)電時(shí)調(diào)峰火電產(chǎn)熱，核電則全年持續(xù)出熱，流程工業(yè)得看市場狀況決定生產(chǎn)狀況，熱量產(chǎn)出的時(shí)間跟需求熱量的時(shí)間不同步。這些熱源的產(chǎn)生與需求之間在時(shí)間上不匹配，核電一年均勻的出余熱，建筑采暖冬天才用熱，這就得有大規(guī)模跨季節(jié)儲熱設(shè)施，解決時(shí)間上的不匹配。其次，有大規(guī)模的熱網(wǎng)解決熱源產(chǎn)生地與需求地之間地理上的不匹配，再次，還得有多種類型的低品類熱量變換器解決熱量產(chǎn)生和需求之間參數(shù)的不匹配。這三大問題，現(xiàn)在部分問題已得以解決或者也看明白方向了，有些還得努力攻關(guān)。

 

另外，剛才說要用好私家電動(dòng)車電池資源，為配套建立全覆蓋的智能有序充電樁，實(shí)現(xiàn)“一位一樁”、即停即插，隨時(shí)讓電池在那連接著保持備用的狀態(tài)，同時(shí)促進(jìn)交通電氣化的發(fā)展。

 

對建筑來說，以前是節(jié)能降耗，讓建筑表面發(fā)電是以前沒有的事，現(xiàn)在就變成非常重要的功能了，用余熱供暖，通過建筑連接充電樁，建筑實(shí)現(xiàn)柔性用電，這都給建筑賦予了新的重要任務(wù)。

 

對交通來說，電氣化是頭等大事，然后貨運(yùn)結(jié)構(gòu)、貨運(yùn)方式結(jié)構(gòu)的調(diào)整，一個(gè)是提效，一個(gè)是配合電氣化解決中國高速路，大量的長途貨運(yùn)大卡車一定不是未來，也不適合電氣化。

 

工業(yè)涉及到流程的改造、能源結(jié)構(gòu)的調(diào)整，對于流程工業(yè)來說把余熱回收回來用上，對非流程工業(yè)來說，通過熱源改造不使用化石燃料了，而是從別的地方回收回來的熱量為它服務(wù)。 本`文@內(nèi)-容-來-自；中^國_碳0排0放^交-易=網(wǎng) ta n pa i fa ng . co m