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致公党中央调研组:致公党中央关于“深入推进能源革命”的调研报告
致公党中央关于“深入推进能源革命”的调研报告
致公党中央调研组
致公党中央调研组由全国人大常委会委员、华侨委员会副主任委员,致公党中央副主席曹鸿鸣率队,主要成员有许光文、曹晓钟、赵莉、南寅、陈家榕、高峰、高翔、王超、魏晨、王鑫等。执笔人为高峰。
摘要:在习近平总书记提出“四个革命、一个合作”能源安全新战略十周年之际,致公党中央于2024年6月至7月间,赴内蒙古开展了“深入推进能源革命”调研,并在京召开“深入推进能源革命”座谈会。调研发现,推进能源革命的责任感、使命感深入人心,能源革命为绿色生产力夯实坚定基础并推动其快速发展,但在能源供需引导机制、关键技术研发与转化等方面仍需进一步完善。为此建议:深化能源供需改革,增强能源流通效能;深化能源技术革命,促进新质生产力发展;深化能源体制革命,完善市场、标准、政策体系;深化能源国际合作,强化人才与智力支撑。
关键词:能源革命;新质生产力;能源气象服务;绿氢;算电协同
中图分类号:F206 文献标识码:A
中共十八大以来,习近平总书记提出“四个革命、一个合作”能源安全新战略,指引我国推进能源消费革命、能源供给革命、能源技术革命、能源体制革命,全方位加强国际合作,为我国能源高质量发展指明了方向。中共二十大对深入推进能源革命、确保能源安全、推进碳达峰碳中和、规划建设新型能源体系等作出重要部署,提出明确要求。中共二十届三中全会科学谋划了围绕推进中国式现代化进一步全面深化改革的总体部署,为能源高质量发展注入强大力量。
2024年7月28日至30日,由全国人大常委会委员、华侨委副主任委员,致公党中央副主席曹鸿鸣率队,致公党中央与国家能源局、国家气象局相关领导和专家组成调研组,赴内蒙古开展“深入推进能源革命”调研。调研组先后赴鄂尔多斯碳中和研究院、万界智算中心、伊泰煤基新材料研究院、库布齐沙漠新能源基地,包头双良硅材料有限公司、英思特稀磁新材料股份有限公司、稀土博物馆、明阳北方智慧能源有限公司、弘元新材料有限公司、一机集团,呼和浩特中环产业园、内蒙古自治区气象局等地开展实地调研,并与内蒙古自治区能源局、科学技术厅、工业和信息化厅、气象局、政务服务与数据管理局等有关部门,以及内蒙古电力集团、能源集团、国网蒙东公司等企业座谈交流。6月6日,致公党中央以线上线下相结合的方式召开“深入推进能源革命”座谈会。现将有关情况报告如下。
1调研发现
1. 1推进能源革命的责任感、使命感深入人心
能源是经济社会发展的重要物质基础和动力源泉,深入推进能源革命具有重大意义。能源革命是维护我国能源安全的紧迫要求,是实现碳达峰碳中和的必然要求,是全面建设能源强国的重要途径。推进能源革命不仅是科学技术革命和产业革命,还将是一场广泛而深刻的经济社会变革,是在百年变局当中把握大局的重要机遇,是进一步全面深化改革、推进中国式现代化的重要内容。要牢牢把握碳达峰、碳中和这一重大任务,不断激发能源发展内生动力和市场活力,全力推进能源革命的各项任务落实落地,力争取得良好成效,切实增强人民群众的获得感、幸福感、安全感。
1. 2能源供给消费革命为绿色生产力夯实坚定基础
习近平总书记强调,“绿色发展是高质量发展的底色,新质生产力本身就是绿色生产力”。加快发展新质生产力,能源领域具备良好的条件和能力。从能源供给革命角度看,能源革命不断促进制造业等产业绿色发展,以新能源新技术为典型代表的新质生产力快速发展,多元清洁的能源供应体系逐渐形成。从能源消费革命角度看,我国生产用能方式发生深刻变化,主要工业产品能效总体达到世界先进水平;油品质量实现由国三到国六标准“三连升”;建成全球最大规模的充电基础设施,已实现长江主要港口岸电设施全覆盖;节能建筑占城镇既有建筑比重超过六成。2023年,我国煤炭消费比重降至55.3%,非化石能源消费比重提高到17.9%,全社会绿电消费占比接近四成,能源消费结构明显优化。
1. 3能源领域科技创新带动绿色生产力快速发展
能源技术革命在能源转型中起决定性作用,我国能源技术取得多项重大突破。形成自主知识产权的华龙一号、国和一号等三代核电技术,全球首座高温气冷堆示范工程投入商运。特高压输电、高参数煤电等技术保持世界领先,光伏电池转换效率多次刷新世界纪录,非常规油气勘探开发、重型燃气轮机研制不断取得新突破。产业竞争力大幅提升,风电形成完备的全产业链制造体系,光伏发电成本十年下降90%,成为我国外贸出口“新名片”。水电全产业链领先全球,建成单机容量世界最大的白鹤滩水电站。新型储能、氢能等前沿技术产业化步伐加快。
能源数字化加速推进,核心芯片全国产的火电DCS、水电DCS、风电PLC实现规模化替代应用,累计建成智能化采掘工作面超4 000处,积极推进智能油气田、智能炼化厂、智慧管网、智慧加油站建设。能源互联网企业数量从2014年的3 667家达到了2023年的32.5万家,充分展现了能源技术革命成就。
1. 4能源生产消费的新技术新模式推动能源革命走深走实
以风电、光伏为代表的新型一次能源发展迅猛。2024年1-6月,内蒙古自治区全区新增并网规模1 177万千瓦,是去年同期的1.4倍,累计并网新能源装机规模1.05亿千瓦,成为全国首个规模突破1亿千瓦的省份,新能源装机占电力总装机比重提高至45.7%,同比提高7.6个百分点;新能源发电量1 063亿千瓦时,同比增长25.2%。
以氢能为代表的新型二次能源发展迅速。我国氢能产业从示范培育进入商业化发展初期,氢能产业链全面发展,从氢制备、氢纯化、氢存储、氢应用已形成长三角、珠三角、环渤海和川渝鄂四个氢能产业集聚区。氢能产业经济效益和社会效益已初步显现,中国“氢经济”正在持续稳步推进。2023年,全国氢气产能超4 900万吨/年,产量3 500万吨;建成可再生能源制氢项目产能超6万吨/年。截至6月底,内蒙古自治区全区累计批复风光制氢一体化项目40个、绿氢产能90万吨/年,规模居全国第一,已建成项目4个,绿氢产能3万吨/年。项目全部建成后,每年可消纳新能源规模超2 200万千瓦,相比于煤制氢每年可减少二氧化碳排放超1 500万吨。
以AI算力为代表的新型能源消费增速显著。今年以来,内蒙古自治区智能算力呈指数级增长,截至7月,全区服务器装机能力超过390万台,总算力规模已突破4.79万PFLOPS(每秒千万亿次浮点运算),其中智算规模达到4.15万PFLOPS,较2023年底增长了2倍多。截至12月,全区服务器装机能力突破440万台,算力总规模已达到8.4万P,其中智算规模为7.7万P,智算规模占比超90%。预计到2030年,内蒙古自治区数据中心耗电量将比现在增长10倍以上,达到300亿千瓦时以上。
2存在的问题
2. 1能源供需引导机制、流通效能有待进一步完善
一是新能源的快速发展对电力供应调节能力提出更高要求,新能源小出力时段电力支撑能力严重不足,已经危及能源安全稳定供应。比如,在蒙西地区,新能源发电波动超过2 000万千瓦,在蒙东局部区域,同一天内发生新能源送出受限和供电不足交替出现的情况。目前内蒙古全区仅投运1座装机120万千瓦的抽水蓄能电站、建成新型储能装机520.5万千瓦,火电灵活性改造受限,不能完全适应新能源大规模开发的绿色转型需求。
二是大量新能源项目集中在沙戈荒地区布局,普遍位于电网末端,就近消纳条件有限,亟需加强外送能力建设。当前内蒙古自治区新能源开发以装机规模百万千瓦以上基地项目为主,大多需通过220千伏变电站汇集、上送至500千伏变电站并入大电网或直接输送至负荷侧消纳,但500千伏电网项目需纳入国家规划后才可实施,纳规及建设周期约1.5年-2年,较新能源项目建设周期严重滞后,部分新能源项目建成后只能先以过渡方案并入电网,电量送出及消纳利用均受限。
三是新型储能发展规模需求不清晰,部分地方出台的新能源配储政策未考虑地区资源禀赋、新能源规模、网架结构,负荷特性等实际情况。新能源配储利用率相对偏低,储能建设与电力流和电网结构衔接不够。
四是算力能耗井喷式增长,给电力基础设施建设提出新要求。随着人工智能大模型对算力处理能力和规模要求的双重提升,大型、超大型智能算力中心成为新建数据集群的发展趋势。数据中心规模化、区域集聚化趋势明显。我国算力需求与能源资源分布日益呈空间不均衡态势,随着“东数西算”工程建设,西部数据中心与新能源选址整体耦合,但局部方案、具体设计落地时并非完全匹配。电力基础设施建设工程点多面广、建设周期长,局部地区爆发式增长的数据中心电力需求将给电力保供和输配电设施建设带来较大压力,大量数据中心项目密集并网可能导致电网接入资源紧张。
2. 2能源关键技术亟待攻克,技术到产业的通道仍需进一步通畅
一是能源产业大而不强,研发投入还需加强。以内蒙古为例,面临能源领域科技创新基础弱、底子薄、人才匮乏等发展瓶颈。区内企业自主创新能力、承接先进成果转化能力不足;高层次人才短缺,缺乏原始创新;平台资源集聚能力、服务、转化能力不足。
二是绿氢技术及产业化亟待破局。目前,全球氢气主要来自化石能源制氢及工业副产氢(灰氢/蓝氢),绿氢占比仅为0.4‰。我国氢能源产业发展规划有待进一步完善,氢气纯度以及电解水制氢难以达到相关用氢要求,碱性电解槽产氢速率与美国仍有差距、纸质交换膜电解水制氢处于小规模应用阶段,储运技术及安全运行方面数据及经验相对缺乏,经济性距大规模商业化应用还有差距。
三是算力负荷存在峰值电力负荷需求高、波动性大、预测难度大等问题。如算力负荷难以精准预测,导致电网难以确定系统运行策略;算力资源配置与调度难度大,导致算力中心难以实现高比例新能源下的低碳经济运行;算力负荷的波动,对电网安全稳定运行带来挑战。此外,现有的算力中心设备效率仍有提升空间,升级现有设备和采用新技术的成本较高。
四是能源气象服务精细化水平还不高。能源气象服务关键技术尚未突破,能源企业仍然存在一定程度的“靠天吃饭”的现象;能源气象服务产品供给不平衡,低端的监测、常规预报类产品多,高端的精细化预报产品少,支撑电力交易、能源期货等新质生产力发展的气象服务产品还有待进一步开发。
2. 3能源市场体系、标准体系有待进一步构建
一是煤炭相关市场、标准不够健全,影响煤炭清洁高效利用。煤炭同质不同价,影响煤炭市场运行、保供企业履约积极性和地方财政收入。煤制油产品消费税较高,煤制油项目业主单位税负压力较大。煤电机组深度调峰与机组安全、煤耗和效益的矛盾显现。如内蒙古能源集团机组30%额定工况下调峰运行时,供电煤耗升高40至50克/千瓦时,锅炉泄漏占比升高近15%,影响机组运行安全并增加企业经营压力。不同区域煤矿清洁高效利用等建设基础与技术水平参差不齐,标准体系滞后于技术创新及工程示范。煤化工要素保障不足,一些企业的自产煤用于保供,只能外购量价不稳定的市场煤保障生产运营。煤制油产品消费税较高,煤制油项目业主单位税负压力较大,叠加煤价上涨致成本上升等因素,面临停产或改造转产非油产品风险。煤电机组深度调峰与机组安全、煤耗和效益的矛盾显现。
二是绿色能源工程的设计和建设标准规范滞后于发展需求。例如大部分抽水蓄能的设计建设沿用传统水利水电工程标准;海上、水上光伏的设计方法指南依然借用单体浮体及系泊受力分析方法,这对于群体结构浮体群不仅在受力上产生偏差,而且在成本控制上无法进行准确估计。明阳、金风、远景、运达、三一重能五大风电头部企业占据整机市场的80%,但他们的核心大部件设计不通用、制造不通用,彼此几乎没有部件互采互用,不利于行业持续健康发展。
2. 4能源国际合作、人才发展面临挑战
能源问题和气候变化是当前突出的全球性挑战,世界能源发展由资源主导向技术主导转变,美西方通过构筑“小院高墙”对高端技术合作进行管制。我国能源科技许多领域跻身世界前列,但也存在诸多短板。深化能源革命具有极强的开创性和挑战性,亟需大量理论与实践综合能力强,尤其是具备跨学科背景和多领域技能的高质量人才。产教融合是培养高质量人才的关键举措。现有产教融合协同育人模式在形式、内容、数量和质量上都难以满足新型电力系统构建需求,存在较大提升空间。
3对策建议
3. 1深化能源供需改革,增强能源流通效能
坚持立足国内多元供应,深化能源供给侧改革。加强统筹规划和科学布局,加快构建“1+N”政策体系,做好氢能产业规划布局,研究制定相关行业领域配套的政策措施。推动氢能多元化示范应用,推动氢电融合等氢能基础设施建设,推动绿氢在矿山、发电等场景应用。
深化需求侧改革,优化产业结构。一是要优化调整产业结构,降低单位GDP能耗和排放。推动低碳产业,开辟“碳中和”技术路线,聚焦超级排放源的“碳中和”“负碳”化。二是促进各行各业与能源深度融合发展,加强顶层设计,明确战略目标,推动协同技术创新和人才培养,促进各主体深度合作。研究制定算电协同发展2030年规划,适度超前为算力产业发展做好新能源场址预留和电网规划建设,鼓励新能源发电企业与智算中心签订多年度电力交易合同,采取绿电直供和构网型储能提高绿电消纳比例。
增强流通效能。加快发展新型储能,提高新能源消纳和调控能力。加大特高压和配套电网建设力度,推进大电网、区域网、微电网互通共存的电力输配体系建设,优化电网布局。加大网源协调能力,提升电网输送效能和智能化水平,提高可再生能源的消纳能力。将500千伏电网项目纳规权限下放或国家开辟纳规“绿色通道”,定期研究论证后纳入规划,缩减项目纳规时间;协调电网公司做好500千伏输变电工程纳规及建设工作,促进电网和新能源项目建设有效衔接。
3. 2深化能源技术革命,促进新质生产力发展
深化气象领域服务能源革命科技创新。强化科技攻关,组成产学研用创新联合体,聚焦“沙戈荒”风电基地建设气象服务,开展核心技术攻关,提升精细化能源气象服务能力。建立健全新能源规划、建设、运行、调度全链条气象保障服务,加强“气象数据要素×能源安全”关键核心技术研究,开展输电线路、露天煤矿、风电场、太阳能电站等领域气象灾害风险评估,建立风险阈值,做好气象影响预报和风险预警服务。
提升氢能产业创新发展水平,围绕氢能制储输用全链条,组织实施关键核心技术攻关。突破适用于可再生能源电解水制氢的各类电解水制氢关键技术,推动多能互补可再生能源制氢集成关键技术研发应用。加强天然氢资源成因机制等基础理论研究,加强天然氢资源地质调查方法研究,摸清“天然氢资源家底”。推进高效储氢技术突破。进一步提高燃料电池技术成熟度,开展不同燃料电池本体技术的集中攻关和集成设计优化,推动燃料电池向大规模、高效率方向发展并实现固定式发电、分布式供能等应用。
提升算力电力协同发展水平,加强电力算网融合服务和安全技术攻关。深化高效计算架构、低功耗芯片、先进冷却技术研究。开展智算平台与数据中心的负荷特性分析及预测技术、算力能源系统容量优化配置与电网响应策略、算力负荷可调节调配模式与经济运行技术等算电协同技术研究。促进电力公司、IT企业、数据中心运营商之间的深度合作,形成产业链上下游的紧密联系,推进算力和电力融合示范试点。
3. 3深化能源体制革命,完善市场、标准、政策体系
因地制宜建立煤炭清洁高效利用路线图,健全完善相关标准体系,加强煤炭清洁高效利用技术研发,促进煤炭消费转型升级。组织开展煤电机组深度调峰对机组安全性经济性影响专题研究,有效应对煤电机组在转型过程中出现的新问题。建立深度调峰煤电机组碳配额补偿机制,适当减缓碳排放因子调整力度。
进一步加强新能源行业管理,鼓励新能源装备制造企业与新能源开发、金融服务等优势企业深化合作。采用“装备+工程+投资+运营+服务”一体化模式,鼓励装备制造企业与开发企业共同开发太阳能、风能等资源,带动装备制造企业加快发展。进一步规范开发建设模式,促进行业规范有序发展。
持续推进国家、行业相关技术标准的制修订,完善新能源涉网标准、提高涉网性能。加快推进工程设计和建设的规范标准编制。组织国家有关部门、开发机构、流域机构,以及高校和科研院所等,研究各类型抽水蓄能、水上光电、水上风电设计和建设的规范标准。鼓励风电主机企业发挥带动作用,推动产业协作,重点解决核心大部件设计不通用、制造不通用、相互配套兼容性不强等痛点,促进产业发展提质增效。
建立发电、电网、用户侧共同承担的储能价格机制,完善储能调度运行机制,探索多电源品种联合优化调度机制,出台电网替代性储能纳入输配电价回收的政策。
3. 4深化能源国际合作,强化人才与智力支撑
深化新能源科技创新国际合作,推动“双碳”领域国际大科学计划和大科学工程,重点加强清洁低碳技术合作,主动融入全球清洁能源技术创新网络。有序推进新能源产业链合作,以共建“一带一路”为引领,发挥我国多种能源一体化开发优势,引导企业加强海外布局,争取更多大型综合性能源合作项目,构建能源绿色低碳转型共赢新模式。
加强能源领域治理国际合作,积极参加双边、多边贸易协定谈判,积极推进减排责任公平合理分配,加强与其他发展中国家在绿色低碳发展、国际气候问题治理等方面的合作和政策协调,尤其是倡导与“一带一路”国家共同绿色低碳发展。注重参与“碳足迹”追踪和碳汇计量的国际标准与规则制定,防止这些规则扩展为新的“绿色”投资和贸易壁垒,坚决维护我国发展权利和企业合法权益。
聚焦我国对能源领域核心技术人才的迫切需求,创新产学研协同人才培养模式,加快建设由高科技人才、高技能人才、高级管理人才等组成的多层次、复合型专业人才队伍。将产教融合从聚焦职业教育扩展到涵盖高等教育、继续教育等多层级、立体式协同育人模式,完善产教融合激励与评价机制,激发相关电力企业、高校等主体积极性。挖掘相关示范工程、科技重大专项资源,加快新建一批新型能源体系产教融合实训基地。盘活各主体线上课程资源,打造开放共享的产教融合线上平台,开展新型电力系统产教融合虚训(线上培训)基地试点,鼓励相关高校与企业合作打造系统性、多元化的线上课程体系与协同育人模式。引导企业利用数字孪生、虚拟现实、增强现实、混合现实等先进数字技术进一步升级改造现有实训基地,搭建虚实结合的培训基地。
本文发表于《中国发展》2024年第6期,注释省略。
编辑:朱建华