能源理念

能源进化观

新奥提出“能源进化观”,认为能源发展与生物的进化存在某种相似性,新能源的发现与应用并不会彻底替代传统能源,而是在继承中发展,不断相互融合。新奥认为,能源体系的发展分为三个阶段:

传统能源体系,能源结构以化石能源为主、供应模式以集中式为主。

现代能源体系,可再生能源优先,化石能源补充,因地制宜的多元能源结构;分布式为主,集中制为辅,相互协同的可靠供应模式;供需互动、有序配置,节能高效的平衡用能方式。

未来能源体系,以可再生能源为主,因地制宜的多元能源结构;分布式为主,分散稳定的供应模式;供需互动、有序配置、高效智能的用能方式。

当前社会处于传统能源体系阶段,应当构建“可再生能源和气体能源融合发展”的现代能源体系阶段。

新奥提出现代能源体系的指导思想:“优势互补、循环低碳、平衡发展”。

一是优势互补。从资源禀赋与发展基础上看,化石能源和可再生能源各有优劣势。两类能源的优劣势存在明显的互补关系。而在化石能源中,以天然气为代表的气体能源最为清洁,而且具有更好的调节性,更适宜与可再生能源优势互补。

二是循环低碳。自然界的很多现象呈现出一种循环的状态,如碳循环,是二氧化碳经过光合作用,生成有机物,再通过新陈代谢或者燃烧重新变回二氧化碳的过程。能源系统作为地球运动的组成部分,也应遵循这样的自然规律,这就是能源“循环低碳”的理念。

首先在资源利用方面,应当优先发展可再生能源;其次,在使用化石能源之时,应提高化石能源利用效率。再次,对化石能源产生的废弃物和排放的二氧化碳,应尽量做到资源化利用,实现循环低碳。

三是平衡发展。平衡是地球运动和人类社会发展遵循的一条重要法则。今天,化石能源的过度使用,已经导致了人与自然的失衡,需要按照平衡发展的理念来重构能源系统:一是能源结构的平衡,即各能源品种间的优势互补,包括可再生能源与化石能源之间的优势互补,以及多种可再生能源之间的优势互补;二是分布式与集中式的平衡,既要就近利用,又要相互协同,保障供应;三是供需平衡,从线性的、单向的简单用能方式,向网络化的、供需互动的、平衡的高效用能方式转变。而需要说明的是,这种平衡并非绝对平衡,而应当是一种动态平衡的状态。

而今天的技术发展已经具备了支撑上述指导思想的基础。首先是信息和智能技术为融合能源和信息、构建智慧能源网发挥了关键的作用。通过构建能源互联网,可以实现大范围采集能源从生产到应用的信息,对能源进行智能调度与高效利用,极大提高经济效率,大大降低成本,在一系列技术中扮演着至关重要的枢纽角色。其次是可再生能源技术进步,成本不断下降。再次是气体能源利用技术,使得储气比储电更经济,同时近几年非常规天然气、煤气化技术的发展,也为人们使用气体能源提供了更多选择。最后生物固碳、碳捕捉、三废回收利用等技术的发展,能不断促进资源和碳的循环再利用。

现代能源体系的要求和三大特征

“优势互补、循环低碳、平衡发展”的基本指导思想确立之后,必须思考用何种能源体系支撑其落地。这就对能源体系也提出了新的要求:一是这个体系应是柔性开放、智能协同的,这样才能大规模接受可再生能源。二是这个体系要能实现能源的梯级利用,高效利用化石能源和可再生能源,尽可能减少污染物和碳排放。三是这个体系必须具有信息交互、市场调节的机制,改变“强势销售”、消费者被动接受的现状。

在明确了上述的体系要求之后,新奥提出“构建可再生能源与气体能源融合发展的现代能源体系”,这个体系具备三个核心特征:

一是可再生能源优先、化石能源支持,因地制宜的多元能源结构。在能源的增量上优先利用可再生能源,化石能源对其作为补充和调节。因地制宜是指,不同地区资源条件不同,我们需要根据当地自然条件,因地制宜地设计或建立适用于当地的能源结构。二是分布式为主,集中式为辅,相互协同的可靠供应模式。可再生能源最有效的利用方式是就近利用,就近分配。而气体能源可以根据需要分布式或集中式利用,既可以作为分布式可再生能源的调峰支持,也可以是分布式供应不足时的补充。三是供需互动,有序配置、节约高效的平衡用能方式。首先,消费者在用能的同时,也可能产能,既是能源需求者,也是能源供应者。而供需双方的地位将趋于平等。其次,为了提高系统可再生能源接受程度,需求侧应优先配置可再生能源。最后,还应充分发掘供需两侧的可调控资源,实现平衡用能、节约用能。

对于在这一时期,气体能源应当是可以长期保证对可再生能源的补充供应的。一方面天然气的来源日益增多;另一方面,随着诸如一氧化碳、氢气等其他气体能源技术的成熟,气体能源所蕴藏的潜力将被逐步释放。