碳中和目标下我国能源发展战略思考

碳中和已成全球共识,能源转型是大势所趋。碳中和目标下,我国能源结构将发生颠覆性变化,由目前化石能源占比80%以上,转变为非化石能源占比超80%以上,能源体系也将发生革命性重塑。文章系统分析了我国能源转型面临的产业结构偏重、能源结构偏煤、能源利用效率偏低、碳中和窗口期偏短、新能源关键矿物供应不足等挑战,提出在碳中和目标下,我国能源发展应坚持“立足国情、安全发展,科学创新、务求实效”的方针。能源转型应遵循自主可控和绿色低碳的理念,通过节能与提效双轮驱动、供给与消费两端发力,分“三步走”：（1）减煤控油增气,大力发展新能源;（2）非化石能源加速替代;（3）清洁低碳、安全高效的现代能源体系全面建成。系统实施节能、去碳、创新、提效、应急、支撑、合作七大战略工程,支撑我国如期实现碳达峰、碳中和的目标。     

碳中和背景下世界能源转型与中国式现代化能源革命

全球碳中和共识与地区冲突加剧的背景下,新能源已成为各个国家实现能源安全和绿色发展的主要方向。以风能、光能、地热能、氢能、储能、可控核聚变等为代表的新能源技术和规模优势正在不断增强,低成本风能、太阳能、储能将支撑全球能源转型,新能源生产与利用进入快速发展时期,2022年世界新能源消费平均占比达18.2%,预计2050年占比达到55%左右。世界能源在资源、消费地域、技术发展、人均消费量、节能领域、碳排放等存在分布不均的情况,化石能源低碳化提速、新能源规模化提速、能源管理智慧化提速的“三化提速”推动世界能源加快转型。中国式现代化强调人与自然和谐共生,积极稳妥推进碳达峰碳中和,深入推进能源革命,坚持“六性原则”,即能源生产的“独立性”、能源供给的“绿色性”、能源储备的“安全性”、能源消费的“高效性”、能源管理的“智慧性”、能源成本的“经济性”,加快规划建设新能源为主、新电力为主、新储能为主、新智慧能源为主“四个为主”绿色智慧的新型能源体系,确保能源安全。目前中国是能源大国但不是能源强国,能源消费结构有待进一步优化。中国能源安全发展新战略是能源消费革命、能源供给革命、能源技术革命、能源体制革命、...     

世界能源转型内涵、路径及其对碳中和的意义

"绿色地球"是人类赖以生存和发展的共同家园,气候变化是全球工业化以来地球生态系统面临的严峻挑战,能源问题是人类社会的根本问题.能源转型是指人类利用能源从木柴到煤炭、从煤炭到油气、从油气到新能源、从有碳到无碳的发展趋势,是能源形态、能源技术、能源结构、能源管理等能源体系主体要素发生根本性转变的过程.以清洁、无碳、智能、高...     

碳中和目标下天然气发电产业发展前景优化

天然气发电产业作为我国清洁能源发展进程中的重要一环,在"碳中和"目标下将发挥特殊的作用。为了量化"碳中和"目标下气电产业的发展前景,基于平准化电力成本(LCOE),考虑天然气供应和电力需求在多期经济环境下的最大化收益,构建气电产业收益动态非线性优化模型,通过对比分析维持现状(基准情景)和"碳中和"情景,对"碳中和"目标下气电产业的发展前景进行了多情景量化分析。结论认为:(1)较之于基准情景,碳中和情景下气电产业长远发展前景更好;(2)发电补贴是碳中和情境下气电产业的主要收入来源,政府应当给予气电企业适当补贴;(3)天然气市场价格对气电企业影响较大,较低的天然气价格可以维持气电企业较好的发展,政府应关注天然气市场价格,当天然气价格变高时适当增加补贴来保证气电企业的基本收入;(4)政府应培育多种电力调峰辅助市场服务,降低或取消天然气发电企业发电最小比例约束,这将有利于气电企业的良性发展,促进发电与调峰市场化,同时气电企业也应加大科技研发和创新力度,提高管理效率。     

碳达峰碳中和背景下我国能源发展多情景研究

能源是支撑我国经济社会发展重要物质基础。化石能源是保障我国2035年基本实现社会主义现代化的中坚力量,可再生能源将是保障我国2050年全面建成社会主义现代化强国的主体能源。基于经济—能源—碳排放“S”形增长趋势与碳达峰碳中和目标约束,按照化石能源与非化石能源比例不同划分为4种情景预测了2060年中国能源需求趋势。在推荐情景中,未来40年（2021—2060年）我国预计需要累计消费煤炭877×10⁸t、石油201×10⁸t、天然气18.1×10¹²m³,分别为1949—2020年70余年累计消费量的0.9倍、1.6倍和7.2倍,能源安全保障责任依然重大。建议开展可再生能源环境承载能力调查,摸清未来发展潜力;制定碳达峰碳中和技术发展路线,开展关键领域技术攻关和应用;优选一批生态碳汇示范项目,建设一批二氧化碳捕集利用与封存示范区,形成可复制可推广的经验、技术和标准;处理好降碳减排与能源安全的关系,把握好能源替代节奏,保持能源供需平衡。     

碳达峰碳中和目标下采油厂的绿色低碳发展

在国家碳达峰、碳中和目标下采油厂需要完善清洁低碳、节能高效的能源供应体系,减污降碳将成为行业绿色发展的重要手段。CCUS技术是实现碳中和的核心技术,分驱油、减碳、负排放三个阶段,其驱动力分别为驱采石油、减碳、深度减排,与采油厂的生产路线一致,通过CCUS技术将二氧化碳变废为宝,助力采油、减少排放。以华北油田第三采油厂潜山油藏为例,利用碳驱油、碳埋存配套工艺技术,规模埋存后实现零排放及收益率大于6%,为京津冀地区打造亿吨级潜山碳库群做好了技术储备,为双碳目标的实现做出贡献。该技术具有推广价值和应用前景,可在中小潜山群进行工业化推广。     

碳达峰碳中和愿景下中国能源需求预测与转型发展趋势

中国是全球能源消费和碳排放第一大国,优化能源结构、加速能源绿色低碳发展是实现碳达峰、碳中和愿景的关键。综合分析既有研究成果,统筹考虑经济发展、能源安全和碳减排目标,设置了稳健型、积极型、激进型3种可实现碳中和的情景,对我国2021—2060年关键时间节点的能源需求与碳排放进行预测。展望各种类型能源发展趋势：煤炭消费中短期内稳中有降,未来要重点做好兜底保障;石油消费中短期内仍将持续增长,未来回归原料属性;天然气消费中长期内快速增长,未来成为可再生能源的“最佳伙伴”;非化石能源方面,核电要安全有序发展,水电要保持稳健有序开发,风能、太阳能中长期内将持续快速发展,以绿电和绿氢为载体共同推动可再生能源成为我国能源消费总量主体。     

“碳中和”目标下分布式制氢技术优选

氢气因其使用过程“零碳排放”,是未来“碳中和”目标下的重要能量载体,并将在交通运输行业中发挥重要作用。然而氢气的体积密度小,运输成本高,在生产和储运过程中存在二氧化碳排放。为了选择合适的制氢用氢方式,对不同氢气运输方式的经济性和能耗进行了系统分析,对不同制氢技术的二氧化碳排放量进行了计算和对比,并分析探讨了制氢过程的二氧化碳减排路径。研究结果表明：(1)分布式站内制氢可以作为降低氢气储运成本,减少二氧化碳排放的重要制氢方式.其制氢技术包括天然气转化制氢、甲醇裂解制氢、水电解制氢和氨分解制氢4种;(2)以水电解制氢和氨分解制氢为基础可开发无二氧化碳排放的制氢技术,如采用分布式风电和分布式太阳能发电配合水电解制氢,可实现制氢和加氢过程的二氧化碳零排放,以可再生能源的弃电生产“绿氨”结合氨分解制氢也可实现二氧化碳零排放;(3)分布式“绿电”需要面临风电或光伏发电选址、储能系统建设以及投资大幅增加的问题,而弃电生产“绿氨”同样面临大量稳定的电源、降低氨合成的能耗以及较大的投资问题。结论认为,以“绿电”为基础的分布式制取“绿氢”技术,是氢能应用于交通领域的发展趋势,同时,经济稳定的“绿电”生产是...     

"碳中和"下我国油气行业转型对策研究

"碳中和"目标的提出为我国应对气候变化明确了方向,但同时也对"油气"等传统能源行业的发展带来了一定挑战.在分析碳排放阶段控制目标对能源结构影响的基础上,重点研究了可再生能源发展对油气利用方向的影响,形成石油行业将由"能源化"时代迈入"材料化"时代,以及天然气将在能源转型和终端再电气化发挥集成作用两个基本判断,并在此基础...     

如何利用化石能源推动碳达峰、碳中和

据国际能源署(IEA)统计,化石能源的消耗是现今碳排放的主要来源.2019年煤炭、石油、天然气以及其他消耗分别占总碳排量的44％、34％、21％、1％.各个行业里,电力、交通、工业、建筑等行业分别占总碳排量的38％、24％、23％、9％.可见,人类活动产生的碳排放,主要来自于能源领域.     

碳中和愿景下油气钻井的数字化、智能化转型之路

钻完井工程历经百年发展,经历了概念-经验-科学-自动化钻井4个发展阶段,形成了以钻完井工艺原理、方法为指导,以装备、工具、软件为手段的钻完井工程技术体系。当前,全球碳中和愿景的实施,将大幅度减少对油气能源的需求与油气勘探开发投资,油服企业碳足迹控制和安全环保保障压力增大,工程技术服务效益空间被压缩,以绿色低碳为特征的石油钻井转型势在必然。石油钻井的数字化、智能化是顺应新达峰目标和碳中和愿景、实现其高质量发展的必由之路。调研了油气钻井数字化、智能化技术发展现状,分析了目前钻井工程技术发展面临的挑战,提出了从智能钻完井技术的3个层面实现传统工程技术转型升级、跨越式发展,将智能地面装备、智能井下工具依托智能软件作为交互系统协同运行,完成一个闭环钻井优化过程,形成钻完井数字化转型协同生态,实现数字化转型升级,大幅度提升钻完井作业效率和保障生产安全。     

实现碳中和目标的路径与对策

我国力争于2030年前达到二氧化碳排放峰值,努力争取2060年前实现碳中和,这对加快经济社会发展全面绿色转型、实现高质量发展、全面建设社会主义现代化强国具有重大意义。为实现碳达峰、碳中和,我国能源系统需进行全方位变革,积极推动能源系统相关碳排放尽快达峰后快速下降,加快煤炭减量和非化石能源替代,统筹好阶段目标,同步推进终端用能电气化和电力部门低碳化。技术布局上,达峰期（2030年前）,要高质量达峰兼顾经济社会可持续发展;平台期（2030—2035年）,巩固碳达峰成果,开展新型低碳前沿技术布局;下降期（2035—2060年）,需加快脱碳步伐,大规模布局CCUS等技术;同时加强前沿性、颠覆性技术研发。研究提出了建立健全能源需求侧节能低碳转型的政策体系,完善能源供应侧清洁低碳化的保障机制,建立更加积极的碳利用政策环境等对策,为进一步研究碳达峰、碳中和发展战略提供理论参考。     

碳达峰碳中和目标下国内天然气净化厂运行现状与展望

天然气是低碳清洁能源,在我国实现碳达峰、碳中和时代背景下的需求日益增长,天然气净化作为常规气田开发的重要环节,天然气净化装置的优化运行、节能减排及绿色能源业务拓展等对促进天然气增产和行业绿色低碳发展具有重要意义。以国内起步最早、规模最大、工艺技术先进、综合配套齐全、自动化程度高的中国石油西南油气田公司天然气净化总厂为例,分析了现有装置的运行现状和面临产品气质量指标难控制、运行成本增加的挑战,结合国家碳达峰、碳中和的目标,给出了如何提升处理量、完善新兴技术、持续节能减排、革新控制系统和开展碳捕集、利用与封存及绿色能源业务拓展的具体方向和建议。     

碳中和目标下中国天然气工业进展、挑战及对策

天然气在21世纪中叶将迈入“鼎盛期”,“天然气时代”正在到来。回顾全球天然气工业历程,梳理美国页岩革命启示,总结中国天然气发展历史与成果进展,分析天然气在能源绿色低碳转型中的地位与挑战,提出当前和未来中国天然气工业的发展对策。中国天然气工业经历了起步、增长、跨越3个发展阶段,已成为世界第4大天然气生产国与第3大消费国;天然气勘探开发理论技术取得重大成就,为储量产量规模增长提供了重要支撑。碳中和目标下,推动绿色可持续发展,天然气工业发展挑战与机遇并存。天然气低碳优势显著,“气电调峰”助力新能源发展;同时,开采难度与成本加大等问题更突出。为保障国家能源安全,实现经济社会与生态环境和谐共生,碳中和进程中,立足“统筹布局、科技创新;多能互补、多元融合;灵活高效、优化升级”,完善产供储销体系建设,加速推动天然气工业发展：(1)加大天然气勘探开发力度,规划部署重点勘探开发领域,突破关键理论,强化技术攻关,持续支撑增储上产;(2)推进天然气绿色创新发展,突破新技术,拓展新领域,融合新能源;(3)优化天然气供需转型升级,加大管道气、液化天然气布局和地下储气库建设,建立储备体系,提升应急调节能力和天然气...     

"碳中和"背景下"十四五"能源电力发展趋势分析

绿色低碳是能源发展的重要方向,"十四五"是能源转型的关键时期.从能源供应、能源消费、能源利用效率等维度总结梳理了"十三五"期间我国能源电力的发展现状,并基于碳中和目标和国内大循环为主的新格局,对"十四五"能源电力需求及发展情况进行了初步预判,并从政策、机制体制、能源替代以及数字化技术与节能服务几个方面提出了相关建议,为...     

能源转型主体脉络与逻辑延展

能源是人类生存和社会发展的重要基础,没有能源转型发展就不会有人类社会的进步.但是,技术发展是能源转型的重要前提.正是火的发明使柴薪成为了远古时代的重要能源产品,而蒸汽机的发明则使煤炭替代了柴薪,之后内燃机的发明使石油表现出了替代煤炭的趋势,电的发明和电气化技术的发展开启了二次能源消费的新时代,进一步推动了人类社会文明的...     

中国碳达峰碳中和与能源发展战略的认识与思考

碳达峰碳中和是建设具有中国特色社会主义强国大业的重要战略目标之一。中国现代能源体系的要求是“清洁、低碳、安全、高效”,其中能源安全关乎国家安全。开展碳达峰碳中和与能源发展战略研究,已成为中国能源科技工作者面前的重要任务。通过碳达峰与碳中和战略及路径研究、“双碳”目标下的能源战略、建设能源强国等多个项目的研究,得出碳达峰碳中和研究的基本理念、基本认识、数据预测、情景分析、实现路径和战略举措。     

碳中和目标下我国LNG产业链发展对氢能产业发展的启示

由于环境问题日益严峻,世界发达国家纷纷将氢能产业上升为国家战略。我国氢能产业发展提速但尚在起步阶段,LNG产业从起步到快速发展积累了丰富的经验,氢能在制取、储运、应用等多方面与LNG有明显的相似性和融合性。为此,本文归纳总结了我国LNG产业的发展经验,并指出其对氢能产业发展的借鉴作用。分析认为,LNG产业主要发展经验有自主技术创新体系和装备制造能力、系统化的产业政策、符合不同发展阶段的发展模式、产业集群和产业链协同。结合LNG产业发展经验,氢能产业发展应坚持氢能和燃料电池自主技术创新,加大产业政策支持力度,重视产业发展模式的积累,大力推动燃料电池产业链集群建设。     

论地球能源演化与人类发展及碳中和战略

能源是人类发展的基础与社会进步的动力,“能”具有3种来源:地球外部天体能、地球自身能及地球与其他天体相互作用能。生命起源、能源形成与地球系统密切相关,具有3个尺度的协同演化关系:超长时间尺度上,日-地-月系统演化为地球系统的形成提供了能量来源和地外环境条件;长时间尺度上,地球系统演化为生命的诞生和人类的发展提供了能源资源等物质前提和适宜的圈层环境;短时间尺度上,人类文明发展使人类圈层突破了地球系统向地外文明拓展。伴随这一协同关系的演进,碳循环存在无机碳循环、短期有机碳循环、长期有机碳循环3种过程,人类对化石能源的无节制利用和全球化圈层改造活动打破了碳循环的自然平衡和闭环路径,导致温室气体增加和全球气候变化,影响人类幸福发展。能源转型势在必行,碳中和愿景必将实现,构建“绿色能源命运共同体”是碳中和目标下构建新型能源体系的根本举措。中国加快能源革命,建设能源强国,筑牢筑强化石能源安全供给“压舱石”,筑高筑大新能源绿色可持续发展“增长极”,依靠高水平科技自立自强,构建高质量的“清洁低碳、安全高效、独立自主”的绿色能源体系,实现中国能源生产与消费结构,从以化石能源为主的“一大三小”向以新能源为主的“三小一大”革命性转型。能源发展具有化石能源低碳化、新能源规模化、能源系统智慧化三大趋势,依靠绿色创新,贡献绿色能源,建设绿色家园,共享绿色生活。     

论地球能源演化与人类发展及碳中和战略

能源是人类发展的基础与社会进步的动力,“能”具有3种来源:地球外部天体能、地球自身能及地球与其他天体相互作用能。生命起源、能源形成与地球系统密切相关,具有3个尺度的协同演化关系:超长时间尺度上,日-地-月系统演化为地球系统的形成提供了能量来源和地外环境条件;长时间尺度上,地球系统演化为生命的诞生和人类的发展提供了能源资源等物质前提和适宜的圈层环境;短时间尺度上,人类文明发展使人类圈层突破了地球系统向地外文明拓展。伴随这一协同关系的演进,碳循环存在无机碳循环、短期有机碳循环、长期有机碳循环3种过程,人类对化石能源的无节制利用和全球化圈层改造活动打破了碳循环的自然平衡和闭环路径,导致温室气体增加和全球气候变化,影响人类幸福发展。能源转型势在必行,碳中和愿景必将实现,构建“绿色能源命运共同体”是碳中和目标下构建新型能源体系的根本举措。中国加快能源革命,建设能源强国,筑牢筑强化石能源安全供给“压舱石”,筑高筑大新能源绿色可持续发展“增长极”,依靠高水平科技自立自强,构建高质量的“清洁低碳、安全高效、独立自主”的绿色能源体系,实现中国能源生产与消费结构,从以化石能源为主的“一大三小”向以新能源为主的“三小一大”革命性转型。能源发展具有化石能源低碳化、新能源规模化、能源系统智慧化三大趋势,依靠绿色创新,贡献绿色能源,建设绿色家园,共享绿色生活。