能源效率提升是當(dāng)前能源發(fā)展現(xiàn)實(shí)條件下實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量碳達(dá)峰的重要手段，也是未來實(shí)現(xiàn)碳中和的重要途徑之一。
傳統(tǒng)能源結(jié)構(gòu)下占據(jù)主體的化石能源屬于典型的可枯竭性自然資源，如何利用有限的能源資源支撐經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展是全社會共同關(guān)注的重要問題。因此，傳統(tǒng)能源效率側(cè)重于描述經(jīng)濟(jì)產(chǎn)值與能源消費(fèi)量之間的多種關(guān)系。
隨著我國未來能源結(jié)構(gòu)顛覆性轉(zhuǎn)變、能源成本重新定義、環(huán)境成本日益受關(guān)注、脫碳效果要求更加嚴(yán)格，傳統(tǒng)的主要關(guān)注能源消費(fèi)總量(標(biāo)準(zhǔn)煤)和經(jīng)濟(jì)產(chǎn)值的能源效率評價(jià)方法已經(jīng)不能滿足我國“雙碳”(即“碳達(dá)峰、碳中和”)總體目標(biāo)下的能源效率評價(jià)需求。如何在新的視角下界定能源效率和如何提升能源效率是一個(gè)值得思考的問題。
區(qū)分新能源與化石能源商品屬性
能效考量體系要有新內(nèi)涵
“雙碳”目標(biāo)驅(qū)動(dòng)下以風(fēng)光為主的新能源將逐步代替?zhèn)鹘y(tǒng)的化石能源，而新能源與傳統(tǒng)化石能源的商品屬性具有顯著差異，包括可獲取性、獲取成本、能源密度、碳排放量等。
在未來近乎無限的風(fēng)光等可再生資源占據(jù)主導(dǎo)地位的系統(tǒng)中，我國能源經(jīng)濟(jì)應(yīng)該更加關(guān)注能源全生命周期內(nèi)的能源消費(fèi)量、二氧化碳等溫室氣體排放量以及能源相關(guān)設(shè)備生產(chǎn)過程能耗等。
在此背景下，將“能源環(huán)境效率”與傳統(tǒng)關(guān)注的“能源物理效率”和“能源經(jīng)濟(jì)效率”一同放入“雙碳”能源效率的綜合考量體系當(dāng)中，更加有助于科學(xué)完整地評價(jià)能源生產(chǎn)和利用的效率，也更加有助于推動(dòng)我國“雙碳”目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。
著眼產(chǎn)業(yè)實(shí)情
因地制宜提升城市能效
能源經(jīng)濟(jì)效率提升以產(chǎn)業(yè)升級和產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整為主，不同發(fā)展階段的城市有不同策略。
我國單位國內(nèi)生產(chǎn)總值能耗自2012年以來累計(jì)降低24.6%，相當(dāng)于減少能源消費(fèi)12.7億噸標(biāo)準(zhǔn)煤。但從2020年總體能源效率來看，我國單位GDP能耗仍然是世界平均水平的1.5倍、發(fā)達(dá)國家的3倍，能效提升仍存在較大空間。
大量研究指出，這是由于我國產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)與OECD國家存在差距的原因。然而產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整幅度與能源效率提升之間并非完全正相關(guān)關(guān)系，如何區(qū)分產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)能效與產(chǎn)業(yè)鏈占比能效、因地制宜提升城市能源效率，是新時(shí)期能源指標(biāo)需要思考的問題。
如一部分工業(yè)發(fā)展階段較為落后的城市應(yīng)促進(jìn)第三產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，重點(diǎn)關(guān)注結(jié)構(gòu)能效。部分城市工業(yè)化進(jìn)程落后于我國平均水平，存在第二產(chǎn)業(yè)落后產(chǎn)能過剩以及第三產(chǎn)業(yè)發(fā)展基礎(chǔ)薄弱等綜合產(chǎn)業(yè)發(fā)展困難。這類城市的能效提升過程應(yīng)該著重關(guān)注城市整體產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)能效，積極承接區(qū)域間產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移，有效借鑒發(fā)展領(lǐng)先地區(qū)“退二進(jìn)三”和“騰籠換鳥”經(jīng)驗(yàn)，推動(dòng)地區(qū)資本有低效率向高效率移動(dòng)，產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)由工業(yè)主導(dǎo)向服務(wù)業(yè)主導(dǎo)過渡。此外，勇于為新經(jīng)濟(jì)、新業(yè)態(tài)和新動(dòng)能在政策和制度上創(chuàng)新突破也是這類城市實(shí)現(xiàn)跳躍式經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)發(fā)展的機(jī)會，從而大幅提升區(qū)域整體能效水平。
另一部分城市適合通過發(fā)揮既有產(chǎn)業(yè)優(yōu)勢、推動(dòng)產(chǎn)業(yè)升級、向上游改善產(chǎn)業(yè)鏈所處位置，重點(diǎn)關(guān)注產(chǎn)業(yè)鏈能效。這類城市承擔(dān)了我國各類制造業(yè)基地和中心的重任，能源消費(fèi)較高的同時(shí)也承擔(dān)起了重要國際產(chǎn)業(yè)鏈支撐、國家基礎(chǔ)行業(yè)領(lǐng)頭人和區(qū)域?qū)嶓w經(jīng)濟(jì)基礎(chǔ)的重要角色。這類城市切忌通過產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)大幅度調(diào)整提升能效，明確產(chǎn)業(yè)調(diào)整“重質(zhì)量”而非“重幅度”，重“產(chǎn)業(yè)鏈所處環(huán)節(jié)結(jié)構(gòu)”而非“城市整體產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)”，重同行業(yè)跨國家、跨城市橫向?qū)Ρ榷峭鞘袃?nèi)跨行業(yè)能效水平對比。把握自身優(yōu)勢產(chǎn)業(yè)，通過科技創(chuàng)新促進(jìn)產(chǎn)業(yè)向知識技術(shù)密集型環(huán)節(jié)(上游)拓展升級是這類城市向產(chǎn)業(yè)要能效的重要途徑。
強(qiáng)化能源綜合利用
消除跨網(wǎng)互濟(jì)壁壘
從重點(diǎn)高耗能行業(yè)來看，我國單一環(huán)節(jié)的能源利用效率，例如發(fā)電效率、電網(wǎng)綜合線損率、電池轉(zhuǎn)換效率等基本處于世界領(lǐng)先水平。光伏發(fā)電多次刷新電池轉(zhuǎn)換效率世界紀(jì)錄，中國今年建設(shè)全球首座20萬千瓦高溫氣冷堆發(fā)電效率可以達(dá)到40%以上。
但與單一環(huán)節(jié)能源效率領(lǐng)先的現(xiàn)狀不同，我國系統(tǒng)能效水平目前仍處于較為落后的階段，這主要是受不同能源品種協(xié)同壁壘較大、跨網(wǎng)互濟(jì)深度有限所致。
一方面通過加強(qiáng)綜合能源系統(tǒng)建設(shè)和應(yīng)用著力解決能源系統(tǒng)協(xié)同能力弱的問題，從而提升系統(tǒng)能效。
以2020年源端新能源發(fā)電情況為例，全國風(fēng)電量和光伏電量平均利用率已經(jīng)高達(dá)97%和98%，但5.3億千瓦的風(fēng)電和光伏總裝機(jī)規(guī)模對應(yīng)的實(shí)際發(fā)電量其實(shí)不足2億千瓦。傳統(tǒng)“風(fēng)火打捆”方式已經(jīng)不能滿足新的能效提升要求，風(fēng)、光及綠氫、甲烷等能源有效整合是未來的趨勢。
而從我國能源消費(fèi)終端來看，雖然我國電力、熱力和燃?xì)庀到y(tǒng)自身能源效率水平已經(jīng)棲身世界先進(jìn)水平，但由于不同品類能源所屬系統(tǒng)不同，相關(guān)基礎(chǔ)設(shè)施和能源數(shù)據(jù)交互存在壁壘，終端電力、熱力、燃?xì)獾炔煌┠芟到y(tǒng)集成互補(bǔ)、梯級利用程度不高，最終導(dǎo)致能源系統(tǒng)整體利用效率較低?？焖僖詧@區(qū)為突破口開展綜合能源系統(tǒng)建設(shè)、推動(dòng)冷熱電協(xié)同互補(bǔ)，是提高全社會用能效率、減低全社會碳排放邊際成本的有效路徑。
另一方面通過完善產(chǎn)業(yè)生態(tài)鏈、推動(dòng)產(chǎn)業(yè)數(shù)字化從而深度提升系統(tǒng)能效。
以我國電動(dòng)汽車充電站發(fā)展為例，我國部分服務(wù)區(qū)已經(jīng)開始陸續(xù)配套120kW的直流快充樁能夠?qū)崿F(xiàn)接近超級充電站的充電速度，充電效率已屬于世界前列水平，但中國充電樁的平均使用效率不足5%，這背后凸顯的是電動(dòng)汽車產(chǎn)業(yè)生態(tài)化、數(shù)字化缺乏導(dǎo)致的另一種系統(tǒng)能效低表現(xiàn)形態(tài)。這類系統(tǒng)能效低的問題并非單純技術(shù)落后、基礎(chǔ)設(shè)施落后可以解決，還需在不斷推進(jìn)清潔能源汽車占比的同時(shí)將充電站、氣站、油站與貨運(yùn)、客運(yùn)等平臺以及終端車主的需求信息共享化、平臺化，從而有效提升交通部門整體能源效率，屬于典型的向產(chǎn)業(yè)生態(tài)要能效和向數(shù)字經(jīng)濟(jì)要能效的情景。
從能源設(shè)備生產(chǎn)開始
建立全生命周期能效評價(jià)體系
隨著可再生能源占比不斷提升，可再生能源因其相對較低的使用成本有望大幅度降低社會用能成本總量，這也使傳統(tǒng)的能源效率概念逐漸失去其度量作用。
一方面從能效對象來看，碳排放相關(guān)的能效水平將更受關(guān)注。相較于傳統(tǒng)的單位GDP和度電能耗而言，“雙碳”發(fā)展目標(biāo)下能源轉(zhuǎn)型應(yīng)該更加關(guān)注單位GDP碳排放、人均碳排放和度電碳排放等指標(biāo)。
另一方面從能效考量周期來看，從能源設(shè)備生產(chǎn)開始的碳排放量也應(yīng)被納入能源效率考量范圍內(nèi)。
以我國當(dāng)前的光伏板的生產(chǎn)技術(shù)為例，光伏板碳回收周期約為6個(gè)月。這一類新能源設(shè)備的“生產(chǎn)過程能源消費(fèi)回收周期”、“生產(chǎn)過程碳排放回收周期”應(yīng)該與設(shè)備生產(chǎn)過程中的碳排放絕對值一同納入未來的能源環(huán)境效率評價(jià)體系。
在此概念延伸基礎(chǔ)之上，也可以通過使用“生產(chǎn)過程能源消費(fèi)回收周期”或者“生產(chǎn)過程碳排放回收周期”等概念來補(bǔ)充度量CCS、CCUS等脫碳設(shè)備的全生命周期能源效率。
(作者 江海燕 王林鈺)
