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(资料图)

本期课程主讲人：

杜祥琬 “两弹一星”核心科学家、中国工程院院士、国家能源咨询专家委员会副主任

以下为课程实录：

大家都知道，我们国家向全世界提出了我们的碳达峰、碳中和这两个目标的战略意义我先说几句。我们要认清了中国的能源资源禀赋，就知道该立什么，我们才能先立后破。我们下面会加以解释。

首先碳达峰碳中和这个目标的战略意义，应该说它是应对气候变化的国策，包括国内外两个大局。碳达峰碳中和也是2004 年国家提出来能源革命，这两个里程碑。能源变革是人类文明形态进步的基础，现在就要碳达峰碳中和来引领我们国家，逐步地走向生态文明这样一个地步，属于引领我国基石的实施低碳转型，经济社会发展的战略目标，就是碳达峰碳中和，它可以促进新型的、高质量的、可持续的发展。它的意义主要就这个。

下面的第二部分我们就说一说，主要说一说风电和光电的发展的几点思考。我先说说对于未来能源的一点认识。

我们可以从物理概念上来说，未来能源就是核聚变。大家可能问怎么可以这样说？我们可以把这个东西分解成两块。

一块是太阳上，我们叫做太阳能，我们感受到太阳能，而它的物理本质就是太阳上的核聚变。我们接受到的太阳能，包括我们现在能够光伏发电，光热发电，还能太阳能热利用，还有风能、生物质能，都来自于太阳能。这就是它的物理本质核聚变。再加上我们现在正在地球上做所谓“人造太阳”，也就是受控核聚变，受控核聚变现在正在这做，正在取得进展，本世纪应该能够突破。

说到这个地方我要稍微说一下，最近美国人提出来他们发布了，还说得挺郑重其事的，说他们的激光核聚变取得了增益。进去 2 个MJ出来 3 个MJ，这样，进去 2 个百万焦耳，出来 3 个百万焦耳。它这个是一个进展是一个研究进展。但是它离受控核聚变，第一它概念上不是一回事，因为它做激光核聚变，它使用很大量的激光。它 2 个百万焦耳进去，这 2 个百万焦耳哪来的？是外面一个足球场那么大的一个装置，这其中要花多少能量？花 300 个百万焦耳，最后出来 2 个百万焦耳，这样进去以后出来 3 个百万焦耳。他光说了最后这一步，它算是增益了。其实“点火”刚有一点增益，离激光核聚变本来的目标是要产生高增益，比如它现在增益的刚一倍还不到这样子。

我们要目标是核聚变，激光核聚变它增益要上百比如说。但是这样也还是为了激光核聚变，研究它的聚变物理。研究物理它还不能够，因为它整个要花 300 个百万焦耳的能量，才产生了 2 个百万焦耳，然后打到聚变球上，产生了 3 个百万焦耳。它是这样一个过程，要说清楚，这个跟可控利用核聚变这个目标还很远，而且它概念也还是不太一样的。

所以我们在这要是把这件事情说清楚。当然它要拿能源来说事，这是可以理解的，我们要往受控核聚变方向走。但是美国人现在宣布的进展，并不是受控核聚变，而是它的激光核聚变的，最后一步的增益。

从总的来说，它的效率还是很低的。刚才我说的它 300 个百万焦耳出来了 2 个百万焦耳，打到聚变球上，聚变产生了 3 个百万焦耳。所以它只是一个进展，但它离激光核聚变，第一不是一个概念，第二，离得还很远。

刚才说到能源资源禀赋，我们认清了我们国家能源资源禀赋，我们才知道先立后破，我们有没有可立的，我们立什么？应该说丰富的可再生能源资源，是我国资源禀赋的重要组成部分。所以发展高比例的可再生能源，资源基础是丰厚的这个是前提。我们要比如发展风能、光能，如果没有资源怎么发展呢是吧？你要发展高比例的风能、光能，它必须有资源它才有基础。我们现在已经开发的风、光，还不到技术可开发资源量的 1/ 10，属于有资源基础，才有转型的前提。这一点我要说清楚，我们国家的资源禀赋应该说有一个特征，资源禀赋有丰富的可再生能源资源。

那我这里稍微加一句，一说起资源禀赋来，现在有些提法，马上就会想到 6 个字就是“富煤缺油少气”。好像“富煤缺油少气”是中国的能源资源禀赋，这个是就化石能源而言可以说是这样。

但是我们国家能源资源禀赋不光是化石能源，不光是化石能源的“富煤缺油少气”，还有非化石能源，特别是可再生能源资源。

所以要把可再生能源资源，是我们国家能源资源禀赋的这一部分，这个认识搞清楚了。 中东部的能源发展的思路是“身边取”和“远方来”相结合。首先要身边取，身边就是发展可再生能源资源，实在不够了，再“远方来”，“远方来”什么意思？西电东送可以给你增加一点。

但是主要的部分应该是身边取，从自己身边发展可再生能源资源，这样我们要提高中部和东部的能源，包括电力的自给比例，让我们的东部成为产销者。 这里面我稍微提一下兰考，河南兰考县，它是一个中部的小县城，做了一个试点。这个试点的意义首先在于这一点，它现在只是很初步的了。

但是它证明了，兰考这个地方风能、太阳能的资源并不是十分得丰富，不像我们大西北、新疆、内蒙这样，它是风和光的资源，都是三类地区。但是它风也转起来了，风力风机也装了，也转起来了，风电发起来了，光伏装上去，光伏也发起电来了，再加上储能，风和光，还加上它垃圾发电。当然还有生物质能、地热能等等的，是以兰考 4 年的能源革命试点，它在试点开始的时候，它的电力主要是外来电，就是外来的燃煤发电。

经过这 4 年，它自己能够完全可以依靠可再生能源资源发出的电力，每年发出的总电力的量大于兰考所需要的电力的量。这就很有说服力的。它还要继续往下做了，还有把自发自用做好。但是它现在证明了一点，我们中东部自己身边的可再生能源，把它用好了，发起电来，我自己就可以当产销者。

我就不光是消耗电力，不光是靠着外来电让我来消费，而且我自己可以发电，可以生产，所以它就成了产销者。不光是消费者，而成了产销者。这个概念很重要，我们中国中部和东部的很多地区都可以成为能源的产销者，一个企业甚至一个家庭也可以。如果比如BIPV，就是给你建筑集合好的光伏，你就可以发电，你自己不光用电，还可以发电，就成了产销者。

这个概念是对我们国家是很有意义的。 还有一点就是我们中东部发展，除了“身边来”以外，还有集中式和分布式，或者叫分散式相结合。我们很多像太阳能、风能这样，它本身就适合于分布式的发展，或者分散式的发展。我们要提高分布式的比例。过去我们只有燃煤发电了，所以大家都习惯于一种集中式的。但是以后有了比较多的可再生能源发电，它比较适合用的分布式的比例。不管城乡都是这样。

分布式的比例，从产能建筑。刚才说的BIPV，自己房子上装了光伏，你就不仅用了，而且产能了。不仅从产能建筑，而且可以发展产能社区，发展出来微网概念。譬如我们除了自己用户以外，各种棚子，比如车棚子、车棚子上面也可以放光伏，公路、桥梁都可以跟光伏相结合。这样各种各样的建筑跟光伏相结合，自己就可以发展出来。自己有电源，自己可以做成微网，再加上储能，自己可以做一个自己独立的微网，也可以和大电网相联系。有一个数据，我们全国可以用的建筑面积大概有 200 亿平方米，就可以装 20 亿千瓦的光伏，所以这个是很可观的一个量。

但是我们西部的，咱们西部的有很丰富的风、光、水，我们还是要用好。但是西部能源一部分是可以东送，比如青海到河南的这条青豫线，它就是风、光、水相结合。整个这条线是可再生能源，运送它到河南来的。但是西部风、光、和水资源，它可以用来，主要的应该用来发展西部的产业，发展西部的经济，包括国家所需要的，比如有一些高耗能产业，国家并不是不需要，我们可以把它建在西部。这样既发展了西部的产业经济，又可以利用了西部的可再生能源资源。

譬如数据中心，我们现在提出来东数西算，就是这个意思，这些的数据中心很耗能，它还是很需要的，我们可以利用西部的可再生能源资源就地消纳，这样就是一种西部的集中式的。能源的利用的方式，我觉得是这样两个。

再一点，我们现在风和光，它由于技术进步，成本明显下降，经济性大大地增加了。这十年来风、光的成本下降了，都是百分之好几十，将近百分之百的。现在全国用电量一年是 7. 5 万亿度，风、光现在占到 0. 72 万亿度，还不到 1/ 10 的样子。我们完全可以它现在成本下降以后，可以很快地增长，可以对我们国家的电力做出越来越大的贡献，原来比较贵，现在比较便宜了。

再一点就是风、光要认识到，不管是发展风还是发展光，都是一个产业链条，从风和光来说，风和光是自然的，但是要把它变成电，它都是一个产业链。从前端的材料科学、制造业，譬如要发展风，就是风机，光要发展Solar Cell 光电池，这些都是需要材料，需要制造业，然后才是组件然后才到工程，一直到后端的循环利用。 我要特别强调一下后端的循环利用。我们风机也好，光电池也好，用到一定的年头它都会到期了，到期的它身上含着有很多重要的矿物质，所以要把风机、太阳能电池回收回来，要把其中的重要的一些矿产资源把它回收回来，这样要注意循环利用。这是循环经济的一个新的课题。

做好这样一个整个的产业链，从头到尾的产业链，支撑长远的发展，以核心技术、新科技来争得发展权。我们风和光的企业家们，都会认识到这一点，当然大家马上就会说到风也好，光也好，都有一点靠天吃饭，它有间歇性。而我们社会经济、家庭用能，都需要有一定的稳定，需要有一定的供需平衡。

如何实现供需平衡？我们又要用光，又用电，用风用光，但是又要实现供需平衡，也就是源和荷。发电的源和负荷如何平衡？这就要把我们的发电这一端再结合电网的智能化灵活性。所以电网要逐步的进一步成为智能电网。我们的风能和光能的源，要和储能技术和各种灵活性资源调节相结合，要需要加强这方面，这是完全可以做到的，但是我们的实践还不够，现在要加强实践，把源、网、荷、储连起来，实现它的价值。这样它的价值必须由这几个相结合，才能得到充分的体现。

刚才说到储能灵活性资源了，我就稍微展开一点，储能灵活性资源有很多种，它适用于不同的场合来用储能和灵活性资源，比如一个是现在我们很多火电，它可以做调峰的一个改造，火电调峰它就是一种灵活性资源，这是一个。再一个物理储能，譬如储水蓄能，用压缩风机储能等等，储冷储热，物理储能是一个手段。

还有化学储能，譬如蓄电池这种储能。这种化学储能电池一般对于每天几个小时之内的波动，比如白天、晚上，这个短周期的储能可以用化学储能，而我们有时候还需要长周期的储能。就是氢储能。比如季节性的，我们很多天没有太阳，或者很多天没有风的情况下，当太阳充足和风大的时候，把它储起来，用制氢把它储存起来。而氢储能，它是可以季节性的储能，可以用于长周期的储能，这是一种。还有管理可以调节，比如利用分时电价的机制，这是一种需求侧管理。这样几种灵活性的资源结合起来，就可以使得我们的风和光能够符合用户，符合经济和社会的需要。 在目前多能互补的条件下，可以通过电力交易市场解决调峰问题。

我再这说一个例子，德国它有一个地方是个弄了很多光电、光伏发电，但是有一次它出现了日全食，日全食这段时间它当然是有预报的了，这段时间就没有光、电，光伏就发不出来电了。

德国事先就准备了一定的电厂，作为备用的应急电源。而且在现在不是提倡数字化，各种电源都要数字化到各个家庭，这样用户可以有大数据提供的各种电力出力的情况的预测，你比如什么时候有光发电，光伏发电，什么时候有风发电，什么时候有煤发电。这样用户可以选择根据您预测情况来选择电源。这种选择电源的作用在于，可以缓解的不光是储能，就不一定都用储能来解决这个问题。有相当一部分就可以用选择备用应急电源来解决这个问题。

我们国家也有一个提法了，国家提出来新能源发电的企业，像风和光的这些企业，为了要实现高质量的出力，可以通过自建或者购买调峰能力，因为我们自己的光、风也是需要调峰的，你可以自己建，也可以购买调峰电力，这样目的就是让你自己发的电，可以成为高质量的出力，这样可以调节自己的光和风的发电就不再是这么间歇性的，而是能够高质量地出力了。经济社会需要的时候出力，把新能源可以做好。

总而言之，实现碳达峰、碳中和，不仅是有路径可操作，而且会带动一系列的技术进步。它会带来新能源、新电力、新工业、新交通、新建筑，带动新的产业、新的经济和生态文明的发展。为本世纪中叶建成现代化的美丽中国打下坚实的基础。我主要的就给大家讲这样几点内容，供大家参考，谢谢。