我国能源生产、消费、储能现状及碳中和条件下变化趋势张永生*, 董舵, 肖逸, 汪涛, 王家伟华北电力大学能源动力与机械工程学院, 电站能量传递转化与系统教育部重点实验室, 北京 102206* 联系人, E-mail: yszhang@ncepu.edu.cn2021-08-07 收稿, 2021-09-27 修回, 2021-09-28 接受摘要碳达峰、碳中和是我国能源发展的重大需求和挑战. 本文以实现碳中和为目标, 基于统计数据分析了我国现有能源生产结构、电力装机、不同行业能源及电力消费等特点, 进而讨论实现碳中和目标下的能源结构和我国未来电力系统结构调整面临的问题及瓶颈. 主要结论包括: 实现碳中和目标, 风光可再生装机将是现有火电装机的2倍左右, 需要调整现有的能源生产和消费模式, 并配置适当的储能容量; 现有技术水平下, 抽水蓄能、电化学储能、氢能具有竞争力, 但抽水蓄能受限于地理环境, 锂离子电池受限于锂资源, 氢能燃料电池受限于铂资源, 都有发展瓶颈; 消纳可再生能源需要考虑多种储能技术储备, 氢燃气轮机、氢冶炼等相对成熟的路线技术具有支撑今后大规模可再生能源消纳的潜在优势. 分布式储热、压缩空气储能、非贵金属催化的氢燃料电池、钠/铅酸电池、液流电池、超级电容器及其他多种具有技术经济性、可实现大规模应用的储能技术也都具有良好的发展空间.关键词碳中和, 能源生产消费, 风电, 太阳能发电, 储能, 氢能目前, 我国处于从化石能源为主体向新能源为主体转型的历史过渡阶段, 力争实现“2030年碳达峰、2060年碳中和”目标. 总体来说, 在任何一个历史时期,现有生产、消费模式是当前条件下技术与经济的最佳匹配, 具有存在的合理性. 分析现有能源生产、消费结构, 并在此基础上探讨2060年碳中和的实现途径及相关问题, 对我国能源发展具有重要意义.2019年, 我国国内生产总值达到99.1万亿元[1], 占世界经济比重超过16%. 能源支撑了我国经济的发展.2018年, 我国能源生产占世界的比例为17.8%, 能源消费占世界的比例为20.8%[2]. 传统上, 我国能源生产和消费以化石能源为主. 然而, 从资源角度考虑, 我国化石能源探明储量并不丰富. 截至2020年底, 我国煤炭占世界的比例为13.3%, 石油占世界的比例为1.5%, 天然气占世界的比例为4.5%[3], 对可靠支撑经济社会的永续发展具有潜在风险, 同时排放大量二氧化碳.可再生新能源资源不会枯竭, 若不开发, 则会导致可用能量流失. 我国陆地70 m高度风能资源技术可开发量有72亿kW(中...
