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(huì)發(fā)展是全社會(huì)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(guó)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(píng)價(jià)方法已經(jīng)不能滿足我國(guó)“雙碳”(即“碳達(dá)峰、碳中和”)總體目標(biāo)下的能源效率評(píng)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(guó)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(píng)價(jià)能源生產(chǎn)和利用的效率，也更加有助于推動(dòng)我國(guó)“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(jí)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(guó)單位國(guó)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(guó)單位GDP能耗仍然是世界平均水平的1.5倍、發(fā)達(dá)國(guó)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(guó)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)與OECD國(guó)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(guó)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(huì)，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(shì)、推動(dòng)產(chǎn)業(yè)升級(jí)、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(guó)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(guó)際產(chǎn)業(yè)鏈支撐、國(guó)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(guó)家、跨城市橫向?qū)Ρ榷峭鞘袃?nèi)跨行業(yè)能效水平對(duì)比。把握自身優(yōu)勢(shì)產(chǎn)業(yè)，通過科技創(chuàng)新促進(jìn)產(chǎn)業(yè)向知識(shí)技術(shù)密集型環(huán)節(jié)(上游)拓展升級(jí)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(guó)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(guó)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(guó)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(guó)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(duì)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(shì)。
而從我國(guó)能源消費(fèi)終端來看，雖然我國(guó)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(jí)利用程度不高，最終導(dǎo)致能源系統(tǒng)整體利用效率較低。快速以園區(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(huì)用能效率、減低全社會(huì)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(guó)電動(dòng)汽車充電站發(fā)展為例，我國(guó)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(jí)充電站的充電速度，充電效率已屬于世界前列水平，但中國(guó)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(tái)以及終端車主的需求信息共享化、平臺(tái)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(píng)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(duì)較低的使用成本有望大幅度降低社會(huì)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(duì)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(guó)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(duì)值一同納入未來的能源環(huán)境效率評(píng)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)
