能源效率提升是當前能源發(fā)展現(xiàn)實條件下實現(xiàn)高質(zhì)量碳達峰的重要手段，也是未來實現(xiàn)碳中和的重要途徑之一。
傳統(tǒng)能源結(jié)構下占據(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)濟社會發(fā)展是全社會共同關注的重要問題。因此，傳統(tǒng)能源效率側(cè)重于描述經(jīng)濟產(chǎn)值與能源消費量之間的多種關系。
隨著我國未來能源結(jié)構顛覆性轉(zhuǎn)變、能源成本重新定義、環(huán)境成本日益受關注、脫碳效果要求更加嚴格，傳統(tǒng)的主要關注能源消費總量(標準煤)和經(jīng)濟產(chǎn)值的能源效率評價方法已經(jīng)不能滿足我國“雙碳”(即“碳達峰、碳中和”)總體目標下的能源效率評價需求。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”目標驅(qū)動下以風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光等可再生資源占據(jù)主導地位的系統(tǒng)中，我國能源經(jīng)濟應該更加關注能源全生命周期內(nèi)的能源消費量、二氧化碳等溫室氣體排放量以及能源相關設備生產(chǎn)過程能耗等。
在此背景下，將“能源環(huán)境效率”與傳統(tǒng)關注的“能源物理效率”和“能源經(jīng)濟效率”一同放入“雙碳”能源效率的綜合考量體系當中，更加有助于科學完整地評價能源生產(chǎn)和利用的效率，也更加有助于推動我國“雙碳”目標的實現(xiàn)。
著眼產(chǎn)業(yè)實情
因地制宜提升城市能效
能源經(jīng)濟效率提升以產(chǎn)業(yè)升級和產(chǎn)業(yè)結(jié)構調(diào)整為主，不同發(fā)展階段的城市有不同策略。
我國單位國內(nèi)生產(chǎn)總值能耗自2012年以來累計降低24.6%，相當于減少能源消費12.7億噸標準煤。但從2020年總體能源效率來看，我國單位GDP能耗仍然是世界平均水平的1.5倍、發(fā)達國家的3倍，能效提升仍存在較大空間。
大量研究指出，這是由于我國產(chǎn)業(yè)結(jié)構與OECD國家存在差距的原因。然而產(chǎn)業(yè)結(jié)構調(diào)整幅度與能源效率提升之間并非完全正相關關系，如何區(qū)分產(chǎn)業(yè)結(jié)構能效與產(chǎn)業(yè)鏈占比能效、因地制宜提升城市能源效率，是新時期能源指標需要思考的問題。
如一部分工業(yè)發(fā)展階段較為落后的城市應促進第三產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，重點關注結(jié)構能效。部分城市工業(yè)化進程落后于我國平均水平，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該著重關注城市整體產(chǎn)業(yè)結(jié)構能效，積極承接區(qū)域間產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移，有效借鑒發(fā)展領先地區(qū)“退二進三”和“騰籠換鳥”經(jīng)驗，推動地區(qū)資本有低效率向高效率移動，產(chǎn)業(yè)結(jié)構由工業(yè)主導向服務業(yè)主導過渡。此外，勇于為新經(jīng)濟、新業(yè)態(tài)和新動能在政策和制度上創(chuàng)新突破也是這類城市實現(xiàn)跳躍式經(jīng)濟結(jié)構發(fā)展的機會，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、推動產(chǎn)業(yè)升級、向上游改善產(chǎn)業(yè)鏈所處位置，重點關注產(chǎn)業(yè)鏈能效。這類城市承擔了我國各類制造業(yè)基地和中心的重任，能源消費較高的同時也承擔起了重要國際產(chǎn)業(yè)鏈支撐、國家基礎行業(yè)領頭人和區(qū)域?qū)嶓w經(jīng)濟基礎的重要角色。這類城市切忌通過產(chǎn)業(yè)結(jié)構大幅度調(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”而非“城市整體產(chǎn)業(yè)結(jié)構”，重同行業(yè)跨國家、跨城市橫向?qū)Ρ榷峭鞘袃?nèi)跨行業(yè)能效水平對比。把握自身優(yōu)勢產(chǎn)業(yè)，通過科技創(chuàng)新促進產(chǎn)業(yè)向知識技術密集型環(huán)節(jié)(上游)拓展升級是這類城市向產(chǎn)業(yè)要能效的重要途徑。
強化能源綜合利用
消除跨網(wǎng)互濟壁壘
從重點高耗能行業(yè)來看，我國單一環(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先水平。光伏發(fā)電多次刷新電池轉(zhuǎn)換效率世界紀錄，中國今年建設全球首座20萬千瓦高溫氣冷堆發(fā)電效率可以達到40%以上。
但與單一環(huán)節(jié)能源效率領先的現(xiàn)狀不同，我國系統(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)互濟深度有限所致。
一方面通過加強綜合能源系統(tǒng)建設和應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，全國風電量和光伏電量平均利用率已經(jīng)高達97%和98%，但5.3億千瓦的風電和光伏總裝機規(guī)模對應的實際發(fā)電量其實不足2億千瓦。傳統(tǒng)“風火打捆”方式已經(jīng)不能滿足新的能效提升要求，風、光及綠氫、甲烷等能源有效整合是未來的趨勢。
而從我國能源消費終端來看，雖然我國電力、熱力和燃氣系統(tǒng)自身能源效率水平已經(jīng)棲身世界先進水平，但由于不同品類能源所屬系統(tǒng)不同，相關基礎設施和能源數(shù)據(jù)交互存在壁壘，終端電力、熱力、燃氣等不同供能系統(tǒng)集成互補、梯級利用程度不高，最終導致能源系統(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、推動冷熱電協(xié)同互補，是提高全社會用能效率、減低全社會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、推動產(chǎn)業(yè)數(shù)字化從而深度提升系統(tǒng)能效。
以我國電動汽車充電站發(fā)展為例，我國部分服務區(qū)已經(jīng)開始陸續(xù)配套120kW的直流快充樁能夠?qū)崿F(xiàn)接近超級充電站的充電速度，充電效率已屬于世界前列水平，但中國充電樁的平均使用效率不足5%，這背后凸顯的是電動汽車產(chǎn)業(yè)生態(tài)化、數(shù)字化缺乏導致的另一種系統(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落后、基礎設施落后可以解決，還需在不斷推進清潔能源汽車占比的同時將充電站、氣站、油站與貨運、客運等平臺以及終端車主的需求信息共享化、平臺化，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)濟要能效的情景。
從能源設備生產(chǎn)開始
建立全生命周期能效評價體系
隨著可再生能源占比不斷提升，可再生能源因其相對較低的使用成本有望大幅度降低社會用能成本總量，這也使傳統(tǒng)的能源效率概念逐漸失去其度量作用。
一方面從能效對象來看，碳排放相關的能效水平將更受關注。相較于傳統(tǒng)的單位GDP和度電能耗而言，“雙碳”發(fā)展目標下能源轉(zhuǎn)型應該更加關注單位GDP碳排放、人均碳排放和度電碳排放等指標。
另一方面從能效考量周期來看，從能源設備生產(chǎn)開始的碳排放量也應被納入能源效率考量范圍內(nèi)。
以我國當前的光伏板的生產(chǎn)技術為例，光伏板碳回收周期約為6個月。這一類新能源設備的“生產(chǎn)過程能源消費回收周期”、“生產(chǎn)過程碳排放回收周期”應該與設備生產(chǎn)過程中的碳排放絕對值一同納入未來的能源環(huán)境效率評價體系。
在此概念延伸基礎之上，也可以通過使用“生產(chǎn)過程能源消費回收周期”或者“生產(chǎn)過程碳排放回收周期”等概念來補充度量CCS、CCUS等脫碳設備的全生命周期能源效率。
(作者 江海燕 王林鈺)
