在實現“雙碳”目標過程中，能源領域被視為低碳轉型的關鍵，各個行業都在深入推進能源革命。
國家發改委能源研究所可再生能源中心主任趙勇強在日前舉辦的《中國低碳化發電技術創新發展報告2023》（以下簡稱《發展報告》）發布會上指出，可再生能源是未來中國能源發展的主力方向，可再生能源發展到目前新階段，創新發展也需要達到前所未有的高度。
中國城市報記者了解到，《發展報告》的關鍵詞是可再生能源，聚焦可再生能源利用技術創新發展，分別對風力發電、光伏發電、光熱發電、太陽能熱利用、水力發電（抽蓄）、地熱能利用等進行了分析和研判。
可再生能源實現高速增長
可再生能源不僅是新型電力系統的基礎，也是實現碳達峰碳中和目標的重要支撐。
2023年12月21日召開的2024年全國能源工作會議公布的數據顯示，可再生能源已成為中國保障電力供應的新力量，總裝機年內連續突破13億千瓦、14億千瓦大關，達到14.5億千瓦，占全國發電總裝機超過50%，歷史性超過火電裝機。
2023年以來，全國可再生能源發電量3萬億千瓦時，約占全社會用電量的1/3，風電光伏發電量已超過同期城鄉居民生活用電量，占全社會用電量比重突破15%。
“‘十四五’以來，以風光為代表的可再生能源均實現了高速增長，全國可再生能源裝機總量歷史性地超越了煤電，在強勁的發展勢頭下，各類可再生能源利用技術的研發和應用不斷加快，在資源勘探、材料與設備研發、系統集成、產業鏈形成、項目應用等方面都取得了重要進展。”電力規劃設計總院黨委常委、副院長姜士宏說。
在他看來，伴隨著產業體量的增長，國產化率和技術指標水平均不斷提升，部分細分領域已經走到了世界前列。但規模大幅增長過程中，電源結構的變化，相應會帶來系統運行特性的變化，進而對可再生能源發展提出了新的技術要求。
為了推動可再生能源大規模、高比例、市場化、高質量發展，2023年10月，國家能源局發布的《關于組織開展可再生能源發展試點示范的通知》明確，通過組織開展可再生能源試點示范，支持培育可再生能源新技術、新模式、新業態，拓展可再生能源應用場景，著力推動可再生能源技術進步、成本下降、效率提升、機制完善，為促進可再生能源高質量躍升發展、加快規劃建設新型能源體系、如期實現碳達峰碳中和目標任務提供有力支撐。
趙勇強表示，我國可再生能源技術未來創新發展方向會體現在四個方面：一是多樣化，科研技術一定是多樣發展的，這樣才能夠實現普遍開發利用、系統成本最優的效果；二是集成化，科技現在逐步深入到各個領域，需要與終端的場景、技術工藝、本地需求結合起來；三是高端化，未來可再生能源要成為現代化產業體系、創新驅動和國際競爭力的重要支柱，技術需要具有引領性；四是國際化，新型能源技術在一些領域已處于國際領先地位，希望在技術的應用示范、模式創新等方面也可以走到世界前列。
可再生能源要實現安全、可靠、替代
“可再生能源利用技術和產業不僅是能源體系變革與新型電力系統構建的重要基礎，也是關系到國內制造業升級和開辟新的經濟增長點的重要領域。”中國可再生能源協會特別顧問李寶山說。
早在2015年，國務院已批準設立河北省張家口市為國家級可再生能源示范區。
2023年12月27日，張家口市能源局黨組書記、局長任曉偉在該市召開的新聞發布會上介紹稱，可再生能源裝機突破3000萬千瓦，規模穩居全國非水可再生能源第一大市，占全域電力總裝機的83.8%，是火電規模5倍以上；自示范區設立以來，可再生能源累計發電量近2500億千瓦時，減排二氧化碳2億噸。
任曉偉表示，該市計劃到2025年，示范區將基本形成適應綠色低碳能源體系的體制機制，將形成與碳達峰碳中和目標相適應的可再生能源發展政策體系。可再生能源將實現大規模、高比例、低成本、市場化、高質量發展的態勢，形成較為完善的綠色能源生產和消費體系，努力為可再生能源發展貢獻出更多張家口智慧，探索出更多中國方案。
隨著一系列政策措施的發力，我國可再生能源產業將不斷釋放潛力。
2023年6月，北京市碳達峰碳中和工作領導小組辦公室發布了《北京市可再生能源替代行動方案（2023—2025年）》，提出到2025年，北京可再生能源開發利用總量占能源消費總量的比重達到14.4%以上，力爭達到15%以上；可再生能源電力比重力爭達到25%左右。
按照方案，北京新增能源消費量將優先由可再生能源提供。比如，淺層地源熱泵暖民工程、再生水源熱泵暖民工程、中深層地熱能暖民工程、垃圾焚燒發電余熱暖民工程、空氣源熱泵暖民工程、太陽能熱水暖民工程等六大暖民工程，到2025年，可再生能源供熱的比重力爭達到10%左右。
電力規劃設計總院副總工程師王霽雪坦言，可再生能源行業近期可能從構網型角度發揮作用，從長遠來看，要承擔起安全可靠替代的責任，才能夠讓可再生能源真正在未來的能源競爭中成為主力軍。
供熱領域如何實現低碳化
如今，電力領域的低碳化路徑已經相對清晰，但是供熱領域如何實現低碳化，目前還不是十分明朗。
2023年世界地熱大會發布報告顯示，我國地熱直接利用規模多年位居世界第一。截至2021年底，我國地熱供暖（制冷）能力達13.3億平方米，溫泉年利用能力6665兆瓦，地熱農業年利用能力1108兆瓦。
“太陽能熱利用和地熱能利用在供熱方面具有巨大的潛力和獨特的優勢。太陽能或地熱能與儲能熱、化石能源等一種或多種形式進行耦合，將會成為未來實現低碳化供熱的主要發展模式。”電力規劃設計總院發電工程咨詢院院長助理李文凱說。
需要注意的是，可再生能源電力轉化成熱能的供熱思路存在現實問題。
“相比于電力領域，供熱領域低碳化重視度仍需加強。”李文凱表示，可再生能源往往存在波動性，因此供熱存在可靠性問題。由于可再生能源電力的電價水平相對較高，如果再轉化成熱能，與化石能源供熱相比，成本上也存在重大挑戰。
每個類型的可再生能源技術都有獨特的技術特點和發展水平，其重點創新方向也有所不同。
關于太陽能熱利用和地熱能利用的技術創新重點方向，《發展報告》提出以下研判：太陽能熱利用方面，產業制造水平尚需提高、產品質量監控有待完善，系統集成技術水平有待提高、技術創新亟需加強；地熱方面，需要在中深層地熱能資源直接利用、水熱型地熱能發電、干熱巖型地熱能發電等方面加強技術研發。
未來如何構建以可再生能源為主的能源和電力供應系統？李文凱說：“分進合擊，協同實現低碳能源可靠供應。一是強化頂層設計，持續推動可再生能源多元耦合。二是堅持保供優先，深入推進可再生能源與化石能源耦合。三是立足有效消納，積極推動和探索‘可再生能源＋儲能’‘可再生能源＋氫能’發展模式。四是堅持電熱并重，充分發揮太陽能、地熱等能源形式在供熱領域的獨特優勢。”

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