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【資料圖】

本期課程主講人：

杜祥琬 “兩彈一星”核心科學(xué)家、中國工程院院士、國家能源咨詢專家委員會副主任

以下為課程實錄：

大家都知道，我們國家向全世界提出了我們的碳達峰、碳中和這兩個目標的戰(zhàn)略意義我先說幾句。我們要認清了中國的能源資源稟賦，就知道該立什么，我們才能先立后破。我們下面會加以解釋。

首先碳達峰碳中和這個目標的戰(zhàn)略意義，應(yīng)該說它是應(yīng)對氣候變化的國策，包括國內(nèi)外兩個大局。碳達峰碳中和也是2004 年國家提出來能源革命，這兩個里程碑。能源變革是人類文明形態(tài)進步的基礎(chǔ)，現(xiàn)在就要碳達峰碳中和來引領(lǐng)我們國家，逐步地走向生態(tài)文明這樣一個地步，屬于引領(lǐng)我國基石的實施低碳轉(zhuǎn)型，經(jīng)濟社會發(fā)展的戰(zhàn)略目標，就是碳達峰碳中和，它可以促進新型的、高質(zhì)量的、可持續(xù)的發(fā)展。它的意義主要就這個。

下面的第二部分我們就說一說，主要說一說風(fēng)電和光電的發(fā)展的幾點思考。我先說說對于未來能源的一點認識。

我們可以從物理概念上來說，未來能源就是核聚變。大家可能問怎么可以這樣說？我們可以把這個東西分解成兩塊。

一塊是太陽上，我們叫做太陽能，我們感受到太陽能，而它的物理本質(zhì)就是太陽上的核聚變。我們接受到的太陽能，包括我們現(xiàn)在能夠光伏發(fā)電，光熱發(fā)電，還能太陽能熱利用，還有風(fēng)能、生物質(zhì)能，都來自于太陽能。這就是它的物理本質(zhì)核聚變。再加上我們現(xiàn)在正在地球上做所謂“人造太陽”，也就是受控核聚變，受控核聚變現(xiàn)在正在這做，正在取得進展，本世紀應(yīng)該能夠突破。

說到這個地方我要稍微說一下，最近美國人提出來他們發(fā)布了，還說得挺鄭重其事的，說他們的激光核聚變?nèi)〉昧嗽鲆妗＿M去 2 個MJ出來 3 個MJ，這樣，進去 2 個百萬焦耳，出來 3 個百萬焦耳。它這個是一個進展是一個研究進展。但是它離受控核聚變，第一它概念上不是一回事，因為它做激光核聚變，它使用很大量的激光。它 2 個百萬焦耳進去，這 2 個百萬焦耳哪來的？是外面一個足球場那么大的一個裝置，這其中要花多少能量？花 300 個百萬焦耳，最后出來 2 個百萬焦耳，這樣進去以后出來 3 個百萬焦耳。他光說了最后這一步，它算是增益了。其實“點火”剛有一點增益，離激光核聚變本來的目標是要產(chǎn)生高增益，比如它現(xiàn)在增益的剛一倍還不到這樣子。

我們要目標是核聚變，激光核聚變它增益要上百比如說。但是這樣也還是為了激光核聚變，研究它的聚變物理。研究物理它還不能夠，因為它整個要花 300 個百萬焦耳的能量，才產(chǎn)生了 2 個百萬焦耳，然后打到聚變球上，產(chǎn)生了 3 個百萬焦耳。它是這樣一個過程，要說清楚，這個跟可控利用核聚變這個目標還很遠，而且它概念也還是不太一樣的。

所以我們在這要是把這件事情說清楚。當然它要拿能源來說事，這是可以理解的，我們要往受控核聚變方向走。但是美國人現(xiàn)在宣布的進展，并不是受控核聚變，而是它的激光核聚變的，最后一步的增益。

從總的來說，它的效率還是很低的。剛才我說的它 300 個百萬焦耳出來了 2 個百萬焦耳，打到聚變球上，聚變產(chǎn)生了 3 個百萬焦耳。所以它只是一個進展，但它離激光核聚變，第一不是一個概念，第二，離得還很遠。

剛才說到能源資源稟賦，我們認清了我們國家能源資源稟賦，我們才知道先立后破，我們有沒有可立的，我們立什么？應(yīng)該說豐富的可再生能源資源，是我國資源稟賦的重要組成部分。所以發(fā)展高比例的可再生能源，資源基礎(chǔ)是豐厚的這個是前提。我們要比如發(fā)展風(fēng)能、光能，如果沒有資源怎么發(fā)展呢是吧？你要發(fā)展高比例的風(fēng)能、光能，它必須有資源它才有基礎(chǔ)。我們現(xiàn)在已經(jīng)開發(fā)的風(fēng)、光，還不到技術(shù)可開發(fā)資源量的 1/ 10，屬于有資源基礎(chǔ)，才有轉(zhuǎn)型的前提。這一點我要說清楚，我們國家的資源稟賦應(yīng)該說有一個特征，資源稟賦有豐富的可再生能源資源。

那我這里稍微加一句，一說起資源稟賦來，現(xiàn)在有些提法，馬上就會想到 6 個字就是“富煤缺油少氣”。好像“富煤缺油少氣”是中國的能源資源稟賦，這個是就化石能源而言可以說是這樣。

但是我們國家能源資源稟賦不光是化石能源，不光是化石能源的“富煤缺油少氣”，還有非化石能源，特別是可再生能源資源。

所以要把可再生能源資源，是我們國家能源資源稟賦的這一部分，這個認識搞清楚了。 中東部的能源發(fā)展的思路是“身邊取”和“遠方來”相結(jié)合。首先要身邊取，身邊就是發(fā)展可再生能源資源，實在不夠了，再“遠方來”，“遠方來”什么意思？西電東送可以給你增加一點。

但是主要的部分應(yīng)該是身邊取，從自己身邊發(fā)展可再生能源資源，這樣我們要提高中部和東部的能源，包括電力的自給比例，讓我們的東部成為產(chǎn)銷者。 這里面我稍微提一下蘭考，河南蘭考縣，它是一個中部的小縣城，做了一個試點。這個試點的意義首先在于這一點，它現(xiàn)在只是很初步的了。

但是它證明了，蘭考這個地方風(fēng)能、太陽能的資源并不是十分得豐富，不像我們大西北、新疆、內(nèi)蒙這樣，它是風(fēng)和光的資源，都是三類地區(qū)。但是它風(fēng)也轉(zhuǎn)起來了，風(fēng)力風(fēng)機也裝了，也轉(zhuǎn)起來了，風(fēng)電發(fā)起來了，光伏裝上去，光伏也發(fā)起電來了，再加上儲能，風(fēng)和光，還加上它垃圾發(fā)電。當然還有生物質(zhì)能、地?zé)崮艿鹊鹊?，是以蘭考 4 年的能源革命試點，它在試點開始的時候，它的電力主要是外來電，就是外來的燃煤發(fā)電。

經(jīng)過這 4 年，它自己能夠完全可以依靠可再生能源資源發(fā)出的電力，每年發(fā)出的總電力的量大于蘭考所需要的電力的量。這就很有說服力的。它還要繼續(xù)往下做了，還有把自發(fā)自用做好。但是它現(xiàn)在證明了一點，我們中東部自己身邊的可再生能源，把它用好了，發(fā)起電來，我自己就可以當產(chǎn)銷者。

我就不光是消耗電力，不光是靠著外來電讓我來消費，而且我自己可以發(fā)電，可以生產(chǎn)，所以它就成了產(chǎn)銷者。不光是消費者，而成了產(chǎn)銷者。這個概念很重要，我們中國中部和東部的很多地區(qū)都可以成為能源的產(chǎn)銷者，一個企業(yè)甚至一個家庭也可以。如果比如BIPV，就是給你建筑集合好的光伏，你就可以發(fā)電，你自己不光用電，還可以發(fā)電，就成了產(chǎn)銷者。

這個概念是對我們國家是很有意義的。 還有一點就是我們中東部發(fā)展，除了“身邊來”以外，還有集中式和分布式，或者叫分散式相結(jié)合。我們很多像太陽能、風(fēng)能這樣，它本身就適合于分布式的發(fā)展，或者分散式的發(fā)展。我們要提高分布式的比例。過去我們只有燃煤發(fā)電了，所以大家都習(xí)慣于一種集中式的。但是以后有了比較多的可再生能源發(fā)電，它比較適合用的分布式的比例。不管城鄉(xiāng)都是這樣。

分布式的比例，從產(chǎn)能建筑。剛才說的BIPV，自己房子上裝了光伏，你就不僅用了，而且產(chǎn)能了。不僅從產(chǎn)能建筑，而且可以發(fā)展產(chǎn)能社區(qū)，發(fā)展出來微網(wǎng)概念。譬如我們除了自己用戶以外，各種棚子，比如車棚子、車棚子上面也可以放光伏，公路、橋梁都可以跟光伏相結(jié)合。這樣各種各樣的建筑跟光伏相結(jié)合，自己就可以發(fā)展出來。自己有電源，自己可以做成微網(wǎng)，再加上儲能，自己可以做一個自己獨立的微網(wǎng)，也可以和大電網(wǎng)相聯(lián)系。有一個數(shù)據(jù)，我們?nèi)珖梢杂玫慕ㄖ娣e大概有 200 億平方米，就可以裝 20 億千瓦的光伏，所以這個是很可觀的一個量。

但是我們西部的，咱們西部的有很豐富的風(fēng)、光、水，我們還是要用好。但是西部能源一部分是可以東送，比如青海到河南的這條青豫線，它就是風(fēng)、光、水相結(jié)合。整個這條線是可再生能源，運送它到河南來的。但是西部風(fēng)、光、和水資源，它可以用來，主要的應(yīng)該用來發(fā)展西部的產(chǎn)業(yè)，發(fā)展西部的經(jīng)濟，包括國家所需要的，比如有一些高耗能產(chǎn)業(yè)，國家并不是不需要，我們可以把它建在西部。這樣既發(fā)展了西部的產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟，又可以利用了西部的可再生能源資源。

譬如數(shù)據(jù)中心，我們現(xiàn)在提出來東數(shù)西算，就是這個意思，這些的數(shù)據(jù)中心很耗能，它還是很需要的，我們可以利用西部的可再生能源資源就地消納，這樣就是一種西部的集中式的。能源的利用的方式，我覺得是這樣兩個。

再一點，我們現(xiàn)在風(fēng)和光，它由于技術(shù)進步，成本明顯下降，經(jīng)濟性大大地增加了。這十年來風(fēng)、光的成本下降了，都是百分之好幾十，將近百分之百的?，F(xiàn)在全國用電量一年是 7. 5 萬億度，風(fēng)、光現(xiàn)在占到 0. 72 萬億度，還不到 1/ 10 的樣子。我們完全可以它現(xiàn)在成本下降以后，可以很快地增長，可以對我們國家的電力做出越來越大的貢獻，原來比較貴，現(xiàn)在比較便宜了。

再一點就是風(fēng)、光要認識到，不管是發(fā)展風(fēng)還是發(fā)展光，都是一個產(chǎn)業(yè)鏈條，從風(fēng)和光來說，風(fēng)和光是自然的，但是要把它變成電，它都是一個產(chǎn)業(yè)鏈。從前端的材料科學(xué)、制造業(yè)，譬如要發(fā)展風(fēng)，就是風(fēng)機，光要發(fā)展Solar Cell 光電池，這些都是需要材料，需要制造業(yè)，然后才是組件然后才到工程，一直到后端的循環(huán)利用。 我要特別強調(diào)一下后端的循環(huán)利用。我們風(fēng)機也好，光電池也好，用到一定的年頭它都會到期了，到期的它身上含著有很多重要的礦物質(zhì)，所以要把風(fēng)機、太陽能電池回收回來，要把其中的重要的一些礦產(chǎn)資源把它回收回來，這樣要注意循環(huán)利用。這是循環(huán)經(jīng)濟的一個新的課題。

做好這樣一個整個的產(chǎn)業(yè)鏈，從頭到尾的產(chǎn)業(yè)鏈，支撐長遠的發(fā)展，以核心技術(shù)、新科技來爭得發(fā)展權(quán)。我們風(fēng)和光的企業(yè)家們，都會認識到這一點，當然大家馬上就會說到風(fēng)也好，光也好，都有一點靠天吃飯，它有間歇性。而我們社會經(jīng)濟、家庭用能，都需要有一定的穩(wěn)定，需要有一定的供需平衡。

如何實現(xiàn)供需平衡？我們又要用光，又用電，用風(fēng)用光，但是又要實現(xiàn)供需平衡，也就是源和荷。發(fā)電的源和負荷如何平衡？這就要把我們的發(fā)電這一端再結(jié)合電網(wǎng)的智能化靈活性。所以電網(wǎng)要逐步的進一步成為智能電網(wǎng)。我們的風(fēng)能和光能的源，要和儲能技術(shù)和各種靈活性資源調(diào)節(jié)相結(jié)合，要需要加強這方面，這是完全可以做到的，但是我們的實踐還不夠，現(xiàn)在要加強實踐，把源、網(wǎng)、荷、儲連起來，實現(xiàn)它的價值。這樣它的價值必須由這幾個相結(jié)合，才能得到充分的體現(xiàn)。

剛才說到儲能靈活性資源了，我就稍微展開一點，儲能靈活性資源有很多種，它適用于不同的場合來用儲能和靈活性資源，比如一個是現(xiàn)在我們很多火電，它可以做調(diào)峰的一個改造，火電調(diào)峰它就是一種靈活性資源，這是一個。再一個物理儲能，譬如儲水蓄能，用壓縮風(fēng)機儲能等等，儲冷儲熱，物理儲能是一個手段。

還有化學(xué)儲能，譬如蓄電池這種儲能。這種化學(xué)儲能電池一般對于每天幾個小時之內(nèi)的波動，比如白天、晚上，這個短周期的儲能可以用化學(xué)儲能，而我們有時候還需要長周期的儲能。就是氫儲能。比如季節(jié)性的，我們很多天沒有太陽，或者很多天沒有風(fēng)的情況下，當太陽充足和風(fēng)大的時候，把它儲起來，用制氫把它儲存起來。而氫儲能，它是可以季節(jié)性的儲能，可以用于長周期的儲能，這是一種。還有管理可以調(diào)節(jié)，比如利用分時電價的機制，這是一種需求側(cè)管理。這樣幾種靈活性的資源結(jié)合起來，就可以使得我們的風(fēng)和光能夠符合用戶，符合經(jīng)濟和社會的需要。 在目前多能互補的條件下，可以通過電力交易市場解決調(diào)峰問題。

我再這說一個例子，德國它有一個地方是個弄了很多光電、光伏發(fā)電，但是有一次它出現(xiàn)了日全食，日全食這段時間它當然是有預(yù)報的了，這段時間就沒有光、電，光伏就發(fā)不出來電了。

德國事先就準備了一定的電廠，作為備用的應(yīng)急電源。而且在現(xiàn)在不是提倡數(shù)字化，各種電源都要數(shù)字化到各個家庭，這樣用戶可以有大數(shù)據(jù)提供的各種電力出力的情況的預(yù)測，你比如什么時候有光發(fā)電，光伏發(fā)電，什么時候有風(fēng)發(fā)電，什么時候有煤發(fā)電。這樣用戶可以選擇根據(jù)您預(yù)測情況來選擇電源。這種選擇電源的作用在于，可以緩解的不光是儲能，就不一定都用儲能來解決這個問題。有相當一部分就可以用選擇備用應(yīng)急電源來解決這個問題。

我們國家也有一個提法了，國家提出來新能源發(fā)電的企業(yè)，像風(fēng)和光的這些企業(yè)，為了要實現(xiàn)高質(zhì)量的出力，可以通過自建或者購買調(diào)峰能力，因為我們自己的光、風(fēng)也是需要調(diào)峰的，你可以自己建，也可以購買調(diào)峰電力，這樣目的就是讓你自己發(fā)的電，可以成為高質(zhì)量的出力，這樣可以調(diào)節(jié)自己的光和風(fēng)的發(fā)電就不再是這么間歇性的，而是能夠高質(zhì)量地出力了。經(jīng)濟社會需要的時候出力，把新能源可以做好。

總而言之，實現(xiàn)碳達峰、碳中和，不僅是有路徑可操作，而且會帶動一系列的技術(shù)進步。它會帶來新能源、新電力、新工業(yè)、新交通、新建筑，帶動新的產(chǎn)業(yè)、新的經(jīng)濟和生態(tài)文明的發(fā)展。為本世紀中葉建成現(xiàn)代化的美麗中國打下堅實的基礎(chǔ)。我主要的就給大家講這樣幾點內(nèi)容，供大家參考，謝謝。