能源,是推动人类文明进步的引擎。从煤炭到石油,从天然气到可再生能源,每一次能源革命都深刻改变了世界。时至今日,随着全球能源绿色低碳转型快速推进,如何坚持立足国情、先立后破,“端好能源饭碗”,应对气候变化、资源枯竭的严峻挑战,成为摆在我们面前的重要课题。

3月20日,以“创变时代 构建能源合作新格局”为主题的第十届中国能源发展与创新大会在京召开。本次大会由中国产业发展促进会指导,中国产业发展促进会氢能分会主办,汇聚了来自能源领域的院士专家、企业领袖、行业精英,共同探讨在“双碳”目标背景下,加快构建新型能源体系,推动能源产业的转型升级与可持续发展。

新能源实现跃升式发展

近年来,我国新能源发展取得了历史性成就,新能源从“替补能源”转向“主体能源”。2020年以来,我国可再生能源新增装机连续五年达到亿千瓦级。2024年新增装机规模再创历史新高,达到3.7亿千瓦,占全国新增电力装机的86%,成为我国电力新增装机的主体。

截至2024年底,全国可再生能源装机达到18.89亿千瓦,占比达到全国发电总装机的56.4%,同比提高4.5个百分点。其中风电、光伏发电规模达到14.07亿千瓦,提前6年多完成了我国对外宣布的“2030年达到12亿千瓦以上”的目标。

新能源发电量实现稳步增长,在电力保供中作用逐步增强。2024年,全国可再生能源发电量3.47万亿千瓦时,同比增加17.6%,占全部发电量的35.0%,在保障能源供应方面发挥的作用越来越明显。其中,风电太阳能发电量1.83万亿千瓦时、占全部发电量比重接近20%,与同期第三产业用电量基本持平,超过了同期城乡居民生活用电量,高于全球平均水平。

在新能源技术创新方面,企业正成为推动产业升级的重要力量。浙江正泰新能源开发有限公司董事长陆川在会上分享了正泰新能源在市场变革下的发展跃迁之路。他认为,当前新能源企业需从单纯的产能规模扩张向高科技、轻资产、平台化、服务型方向跃迁,用“聚变”做强新能源产业平台化能力,积极开拓业务新模式、新场景,以适应市场变革的需求。正泰将创新布局形成从绿色电力到绿色制造、绿色产品再到绿色电力的新能源产业链闭环,借助绿色金融政策,为可持续健康发展奠定基础。

“当前集中式光伏面临资源、场景与安全三重制约。”爱旭股份中国区集中式业务副总裁陈力表示,爱旭基于全背接触(BC)电池技术推出的N型ABC产品,通过超高效率与降本优势、全生命周期更高发电量、复杂场景适应性以及超强安全保障四大差异化能力,实现了技术破局。爱旭珠海、义乌、济南三大基地预计2025年底具备35吉瓦可交付N型ABC组件产能,产品覆盖户用、工商业、集中式等全场景。

法治建设也有新突破。2025年1月1日,《中华人民共和国能源法》正式施行,成为我国能源法治建设的重要里程碑。中国水力发电工程学会副理事长、国家能源局原总工程师向海平表示,能源法将全方位夯实能源发展和安全的法治根基。聚焦能源安全保供、绿色转型、创新引领、市场建设等方面完善制度设计,为能源高质量发展与高水平安全保驾护航,对于加快规划建设新型能源体系、加快构建新型电力系统具有重要意义。

“十五五”将是未来发展需求最大的五年。水电水利规划设计总院副院长张益国表示,在能源消费总量巨大、持续较快增长的形势下,为确保2030年非化石能源消费占比达到25%左右、支撑实现全社会碳达峰,需要以更大规模、更大力度发展可再生能源。目前,新能源已成为装机主体,但容量支撑、灵活调节等能力尚未形成有效替代。新能源要加快“立起来”“靠得住”,尽快实现对传统能源的安全可靠替代。

多元储能技术成破局关键

风光资源极其丰富,分布广泛,但也具有间歇和随机的弱势。随着风光发电规模的增加,新能源的消纳问题不断显现,成为当前新能源发展的重要制约。“过去风光电的快速发展是寄生在常规能源发电基础之上的,是依靠常规能源发电的补偿调节而运行的,这种依靠常规能源发电调节运行的模式不可持续。”中国产业发展促进会会长于彤坦言,在这样的背景下,新型储能技术应运而生,氢能产业迎来发展机遇。今后储能技术、氢能技术将是与风光发电技术同等重要的新能源技术。

解决可再生能源间歇性问题的关键在于储能技术,未来需要研发高性能、低成本、长寿命的储能电池,推动热储能、氢储能和压缩空气储能等新型储能技术进步,探索新型储能技术与发电侧、电网侧、用户侧相结合的不同融合发展模式,以实现新能源的稳定供应,做到对传统能源的有效替代。

在中国电建集团北京勘测设计研究院有限公司党委书记、董事长朱国金看来,不同储能技术的有效融合可进一步提升储能系统整体的性能,带来更好的经济性。以抽水蓄能与压缩空气储能融合为例,抽水蓄能作为目前应用最广泛的大规模储能技术,具有技术成熟、储能容量大、寿命长等优势,但存在地理限制问题,限制了其在许多地区的应用。压缩空气储能与抽蓄同属大容量、长寿命长时储能。但压缩空气储能也存在转换效率低、建设成本高等缺点。通过优化地下洞室、交通洞、送出线路等设施的设计,实现抽水蓄能和压缩空气储能的共享使用,可减少重复建设,降低投资成本。同时,利用抽蓄上水库的水头压力,使水和空气在同一空间内共存,并通过合理的结构设计,降低储气规模,构建水气共容定压压缩空气储能结构,可有效地提高储能效率、降低压储成本。

氢能是更有效的长时储能技术。朱国金表示,通过可再生能源离网制氢,可将可再生能源从“波动性电源”转化为“可储存、可调度”的清洁能源载体,实现就地消纳,提高新能源消纳比例。同时,可再生能源制氢不受电网约束,可实现可再生能源的就近消纳,适用于远海岛屿、沙漠、矿区等电网未覆盖的偏远地区。

中国产业发展促进会副会长兼氢能分会会长魏锁指出,我国氢能从基础研究、技术研发、设备制造、基础设施建设,到生产应用技术开发验证、项目示范,取得了重大进展和成效。氢能技术水平快速提升,成本大幅下降,示范项目顺利推进,自主可控的氢能供应链基本形成。氢能产业已基本具备全产业链规模化发展能力,发展氢能有了技术能力支撑。

由中国产业发展促进会氢能分会联合氢能产业企业和科研院校共同编写的《中国氢能技术发展研究报告2024》显示,在氢应用环节,我国氢能应用技术呈现从单一交通领域向能源、冶金等领域加速拓展的态势,化工领域用氢需求逐步从灰氢向绿氢过渡。预计我国氢能在交通、化工、能源、冶金等领域应用技术将在2030年前后步入成熟期,到2030年,我国各领域绿氢需求总量预计将达到500万吨左右。

产业融合发展大势所趋

促进能源产业跨界融合,是构建新型能源体系的必然要求。推动电动汽车、氢燃料电池汽车等新能源汽车的发展,探索“车网互动”模式,实现交通与能源的协同发展。推广绿色建筑理念,开发智能建筑管理系统,根据室内外环境自动调节能源消耗。鼓励工业企业建设分布式能源系统,更多利用新能源制氢产品,减少对传统能源的依赖,提高能源利用效率,降低企业生产成本……这些都是未来的发展方向。

朱国金表示,高比例新能源离网“源网荷储”系统应用前景广阔。在远离大陆的海岛地区,传统电网难以覆盖,新能源结合储能系统是解决偏远海岛离网供电的关键方案;高原地区光照资源丰富但电网薄弱,离网源网荷储系统可有效解决供电问题;矿区及工业离网等场景对能源需求大且环境敏感,新能源离网系统可降低污染并提高经济性;高速公路、铁路等场景需稳定电力支持,新能源离网系统可减少对电网依赖。

绿色化学作为21世纪的核心主题之一,将在解决经济、资源、环境三者间矛盾的过程中发挥重要作用。中国科学院院士、中科院化学所研究员韩布兴指出,碳中和涉及多学科领域,物质转化和能量转换是最核心的科学问题。因此,化学在化工、材料、能源等领域在实现碳中和的过程中具有不可替代的作用。他提出,绿色化学是化学化工、能源、材料等领域发展的必然方向,也是实现化学工业可持续发展的根本途径,绿色化学与技术的发展将促进相关学科的发展以及生产生活方式的变革。

“绿色化学涵盖无害和可再生原料、绿色溶剂、绿色催化、高效反应路线、高效清洁化工过程和绿色产品等内容。”韩布兴介绍,我国有大量的可收集利用的生物质,每年因使用化石能源利用产生的二氧化碳约100亿吨。同时,我国现存废弃塑料约10亿吨,每年还将产生约5000万吨。因此,通过化学化工技术,将二氧化碳、生物质、废弃塑料等废物转化为化学品、能源产品和材料,可以实现变废为宝,具有重要的意义。

“结合各地区新能源消纳能力、分时电价政策以及电网通道建设情况,计划进一步推进源荷聚合服务业务的创新与实践,推动风光储氢等跨产业环节的耦合发展。”陆川表示,正泰将创新布局形成从绿色电力—绿色制造/化工—绿色产品—绿色电力的新能源产业链闭环。在上游实现光储产品绿色制造,中下游拓展绿氢绿醇设备制造与应用工艺解决消纳,并通过虚拟电厂和智能微(配)网布局等综合能源服务赋能绿色生产。