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。為什么非要上一點調峰火電呢？比較了各種各樣的模式，從總的經(jīng)濟成本等各方面來看，火電調峰是經(jīng)濟上最合算的方案。

 

關于燃料：調峰火電1.5萬億度電，用4.5億噸標煤作為燃料，其中1/3的生物質燃料，其他是燃煤燃氣，排放12億噸CO2。調峰火電發(fā)電的同時，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。需求側一個是建筑的50億GJ，一個是非流程工業(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，長途輸送經(jīng)濟性有問題，把這些不合適的因素考慮進去之后，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)物保守計算6億～7億噸標煤，還差3億~4億噸標煤。已有好幾個機構都在研究用蘆竹規(guī)模種植，一畝產(chǎn)10噸，這樣可利用廢棄的土地搞點蘆竹類的生物質燃料，合起來一年提供10億噸標煤的生物質燃料。跟15.5億比還差6億噸燃料，由燃煤燃氣解決，再通過CCS回收CO2，一年回收12億噸CO2，就能用于化工建材，這樣整個大系統(tǒng)就能平衡。

 

按照這個表，可以認為能源側基本平衡了，也不需要過多的碳匯。要想實現(xiàn)這個目標，就得干這幾件事：

 

一是建立新型零碳電力系統(tǒng)，實現(xiàn)電力系統(tǒng)的革命，其中包括改變電源結構和調控方式，這是一個革命性變化。包括電源從現(xiàn)在集中電源改成集中和分布相結合的電源供給，現(xiàn)在電網(wǎng)調節(jié)靠電源側發(fā)電機組調節(jié)，未來要變成電源和終端聯(lián)合調節(jié)。現(xiàn)在系統(tǒng)是源隨荷動，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”或“源荷協(xié)同”?？煽啃员Ｕ系姆绞剑ǚ治龇椒ㄒ埠同F(xiàn)在不一樣了，這是電力系統(tǒng)大的變化。與大的變化相應的是要有足夠大的儲電系統(tǒng)，從而滿足風電光電儲蓄的需求，這個儲電系統(tǒng)單獨投資是巨大的，很可能主要部分要依靠電動車電池資源。另外，要實現(xiàn)電力系統(tǒng)大比例的風電光電，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。

 

第二是要建設帶有跨季節(jié)儲能設施的跨區(qū)域熱網(wǎng)，以全面協(xié)調低品位熱量的供、需、儲。主要包括三個方面：首先是剛才說的火電出來的熱量，什么時候出熱？需要電網(wǎng)調峰發(fā)電時調峰火電產(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)出的時間跟需求熱量的時間不同步。這些熱源的產(chǎn)生與需求之間在時間上不匹配，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)?？缂竟?jié)儲熱設施，解決時間上的不匹配。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。

 

另外，剛才說要用好私家電動車電池資源，為配套建立全覆蓋的智能有序充電樁，實現(xiàn)“一位一樁”、即停即插，隨時讓電池在那連接著保持備用的狀態(tài)，同時促進交通電氣化的發(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，建筑實現(xiàn)柔性用電，這都給建筑賦予了新的重要任務。

 

對交通來說，電氣化是頭等大事，然后貨運結構、貨運方式結構的調整，一個是提效，一個是配合電氣化解決中國高速路，大量的長途貨運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、能源結構的調整，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。 本`文@內-容-來-自；中^國_碳0排0放^交-易=網(wǎng) ta n pa i fa ng . co m