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以生态能源新模式促进黄河流域能源产业高质量发展

2020-12-26刘文李鹏

科技中国 2020年12期
关键词:黄河流域流域高质量

刘文,李鹏

(1.国家电投战略研究院;2.国家电力投资集团有限公司)

黄河流域是我国重要的生态屏障带和经济带,习近平总书记高度重视生态保护工作,并多次对黄河流域生态保护和高质量发展做出重要指示。黄河流域能源资源禀赋条件较好,但依托一次能源利用为主的能源产业发展模式对黄河流域的生态环境带来较大压力。为此,建议以发展生态能源为切入点,有效统筹黄河流域上中下游能源生产与消费协同发展,更好促进黄河流域生态保护与能源产业高质量发展。

一、黄河流域能源产业发展概况

黄河流域又被称为“能源流域”,化石能源资源和水电、风电、光伏等可再生能源丰富,是我国重要的能源生产基地。黄河流域煤炭储量占全国一半以上,我国重点建设的14 个亿吨级大型煤炭基地有8 个位于黄河流域及附近地区,9 个千万千瓦级大型煤电基地有6 个位于黄河流域。总体来看,流域上游地区以大型水电开发为主,中游地区煤炭资源富集,下游地区石油和天然气资源丰富。能源供需平衡方面,黄河流域中上游地区能源生产总量远大于能源消费总量,是我国重要的能源对外输出地区(见表1)。

电力产业方面,流域地区依托当地资源禀赋和发展基础,在装机规模上得到了快速发展(见表2)。其中,上游青海等地区凭借当地丰富的水、风、光资源,可再生能源得到快速发展,清洁化特征突出。内蒙古、宁夏和山西地区因煤炭资源丰富,火电装机规模较大,电能以外送为主。而下游河南、山东等省负荷地区电力需求大,火电占比相对较高,以电力集中就地消纳为主。

二、黄河流域传统能源产业发展中存在的问题

长期以来,黄河流域以一次能源开发利用为主,且发展方式较为粗放,对环境造成了较严重的破坏。近年通过治理、修复等工作,流域生态环境有所改善,发展质量持续向好,但能源结构仍不够合理,产业布局较为单一、工业污染突出等问题依然存在。实现流域绿色开发与生态环境协调发展,是推动黄河流域高质量发展的关键环节。

能源结构方面,黄河流域煤炭生产和消费占比高,环境治理问题突出。大规模的煤炭开采引起的地表塌陷、开裂、地下水位下降等现象严重,矿山治理压力较大。电力结构中,流域火电装机占比高达66%,低碳减排任务较重。产业布局方面,在中、上游适合人口和产业集聚的区域,当地二、三产业发展规模有限,不具备吸纳生态脆弱地区过载的农牧业人口的能力。在部分能矿资源富集区域,由于对能源资源的开发长期以采掘和粗加工为主,高附加值和中、高端产业发展力度远远不够。近年来,在承接东部地区产业转移的过程中,流域多数省份低碳转型仍显不够,清洁能源发展空间较大,需持续推动产业转型升级,提高环保水平。工业发展方面,黄河流域煤、油化工等传统企业数量多,对水资源的需求居高不下,从而加剧了黄河流域的缺水状况。同时工业排污排废等现象持续存在,对水环境、大气环境破坏较为严重,亟需进一步加强水环境、大气污染等综合治理。

表1 黄河流域主要省份能源生产和消费情况

表2 黄河流域省份发电装机情况

三、以生态能源新模式促进黄河流域能源产业高质量发展的思考

生态能源立足协调经济社会和生态环境可持续发展,以清洁能源开发建设为基础,兼顾生态治理,着力实现全生命周期零排放和对环境近零影响,是促进黄河流域生态保护和能源产业高质量发展的重要抓手。黄河流域拥有火电、煤炭、铝业、环保等传统产业,同时在水电、风电、光伏、综合智慧能源、氢能、储能等清洁能源领域发展空间广阔。能源及相关企业可积极参与黄河流域生态能源产业布局,持续提供清洁、可靠、高质量的电力服务和电能质量,推动当地生态治理和黄河流域高质量发展。

(一)加大清洁能源开发力度

积极推进清洁能源基地建设,促进黄河流域上中下游能源生产和消费均衡,实现全流域能源协调发展。预计到2025 年,河南、山东两省全社会用电量达1.26 万亿千瓦时,较2019 年增加3000亿千瓦时,通过外电入豫、外电入鲁可以进一步拓展黄河中上游地区清洁电力消纳空间。能源及相关企业可加大流域内清洁能源开发力度,加快推进青海海南州、海西州、陇东地区、鄂尔多斯等新能源外送基地项目开发建设,开展宁夏、晋北、蒙西地区既有外送通道的挖潜,提高河南、山东等地区清洁能源消纳能力,带动流域上游的清洁能源基地开发。

(二)因地制宜推进生态能源建设

通过环保项目与能源项目开发深度捆绑,提供能源项目全生命周期的环保解决方案,以清洁能源基地和“光伏+”生态能源开发等方式,促进生态环境修复和水资源合理利用,进一步提升清洁能源在本地能源消费中的占比,加快实现碳排放达峰的目标。据报道,青海、甘肃、内蒙古三地沙化土地面积约65 万平方公里,如果采用“光伏+生态治理”模式,光伏发电装机规模潜力达3.3万GW,若其中3%的沙化土地加以利用,新增装机容量约1000GW。预计到2025 年,黄河流域环保产业投资增长空间超900 亿元,节约用水约5.78 亿吨,减少二氧化碳排放约5335 万吨、二氧化硫排放约17 万吨、氮氧化物排放约15万吨。可结合黄河流域资源禀赋和生态治理需求,尽快形成水土治理、煤电超低排放、能源行业节水技术方案、能源领域污染物和固废处理等核心竞争力,促进生态环境修复和水资源合理利用。

(三)多领域探索电能替代新模式新路径

在交通领域,推进用户侧清洁电能替代,助力地方生态治理和绿色发展。如在冷链物流领域推广换电冷藏车业务,将有效降低碳排放,促进清洁能源的就地消纳。以河南省为例,河南省现有冷藏车超14000 辆,居全国第二位,每年消耗柴油超2 亿升,排放二氧化碳约56 万吨。到2025年,河南省部分冷藏车采用换电模式将增加清洁电力消纳约3 亿千瓦时,替代标煤9 万吨,减少二氧化碳排放约28 万吨。可抓住河南省打造全国物流降本增效先行区、示范区的契机,探索当地冷链物流高质量发展。随着该产业的发展和成熟,可逐步复制推广至太原、西安、青岛等经济发达地区,促进交通领域以电代油(见表3)。

在信息领域,积极参与建设大数据中心配套清洁电源。据初步测算,到2025 年,青海、宁夏、内蒙古三地的数据中心绿电需求量预计达974 亿千瓦时,可替代标煤2991 万吨,减少二氧化碳排放9714 万吨(见表4)。在青海、宁夏、内蒙古等资源优势区,可研究大数据中心智慧用能方案,参与建设大数据中心配套清洁电源及相关项目布局。

表3 河南省冷藏车业务电能替代绿电需求

表4 青海、宁夏、内蒙古三地数据中心绿电需求

在工业领域,探索实施矿区零碳智慧方案。黄河流域是我国重要的矿业基地之一,如内蒙古自治区拥有煤矿数量约550 处、产能13 亿吨左右,千万吨级煤矿约10 座。到2025 年,预计内蒙古自治区通过矿区电能替代方式就地消纳清洁电力达4 亿千瓦时,替代标煤12 万吨,减少二氧化碳排放约40 万吨。可积极探索在矿区实施零碳智慧方案,加快推动流域范围内矿区“换电重卡+智慧矿区”服务模式,加强拓展矿区固废处理和生态修复业务,提供涵盖全生命周期的智慧零碳矿区解决方案。

(四)助力乡村振兴提升农村人居环境水平

黄河以南流域面积约45.9万平方公里,乡村人口近5000万人,其中大多数地区未能实现集中供暖。预计到2025 年,黄河流域以南地区清洁供暖用电量达144 亿千瓦时,替代标煤441万吨,减少二氧化碳排放1433 万吨(见表5)。

加大该地区的清洁供暖力度,可改善乡村人居环境,助力当地乡村振兴。如充分利用当地农林养殖业废弃物等资源,综合乡村用水、取暖、垃圾处理等需求,研究“光伏+农业”“光伏+畜牧业养殖”等多种用能解决方案,因地制宜推进光伏与乡村产业的有机融合。探索智慧清洁供暖方案,促进绿电替代散煤、煤电,拓展清洁能源消纳空间。

表5 黄河以南地区乡村清洁供暖用电量需求

总之,黄河流域是我国重要的能源生产基地,能源转型方面的需求十分迫切,实现碳排放达峰和碳中和的任务较为艰巨。促进黄河流域能源产业高质量发展要坚持“生态能源”核心理念,聚焦清洁能源对煤电的替代,通过扩大消费侧清洁能源需求,带动上游清洁能源基地开发。我国能源及相关企业宜及早谋划,加快战略布局,以生态能源新理念推动企业全面提升,促进黄河流域能源生产和消费双转型,助力黄河流域生态保护和高质量发展。

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