2015 年10 月,中共十八届五中全会提出了“创新、协调、绿色、开放、共享”的新发展理念。“绿色”是永续发展的必要条件,实践证明,经济发展不能以破坏生态为代价,生态本身就是经济,保护生态就是发展生产力,“绿水青山就是金山银山”的理念已深得人心,成为新发展理念中的重要一环。2020 年9 月,国家主席习近平在联合国大会上指出,中国将提高国家自主贡献力度,采取更加有力的政策和措施,CO
排放力争于2030 年前达到峰值,努力争取2060 年前实现碳中和。同年12 月,习近平在气候雄心峰会上再次强调,到2030年,中国单位国内生产总值CO
排放将比2005 年下降65%以上,非化石能源占一次能源消费比重将达到25%左右,森林蓄积量将比2005 年增加60 亿m
,风电、太阳能发电总装机容量将达到12 亿kW 以上。在此背景下,我国的能源结构转型与新能源的大规模发展势在必行,新能源基地规划作为顶层设计对我国的新能源发展而言尤为重要。不少研究者在新能源基地建设、电力行业、电力市场、能源结构等方面开展了相关研究
。本文旨在通过梳理近期的政策、分析碳达峰对能源经济的影响和碳中和实施路径对新能源基地规划作出定位。同时,通过对基地规模、基地电源、基地接入、基地用地、基地用能、基地开发等方面的分析,总结新能源基地规划的发展趋势,并对新能源相关产业规划提出思考。
由图6可知,随着氨钼比的增大,产品直收率先缓慢下降,再明显下降。经XRD分析,产品为纯相。随着氨水加入量的增加,溶液pH值增加,氨溶反应更加彻底,但通过蒸氨所得的七钼酸铵反而减少。相反如果氨水加入量过少,氨溶反应不完全,溶液浑浊,所得的七钼酸铵杂质含量升高。
自国家实施碳达峰碳中和战略以来,国家层面出台了各种相关政策对新能源的发展给予了全方位扶持。2021年3月13日,《中华人民共和国国民经济和社会发展第十四个五年规划和2035年远景目标纲要》中明确指出,“十四五”期间要重点发展九大清洁能源基地与四大海上风电基地。3 月15日,习近平总书记在中央财经委员会第九次会议上提出要构建清洁低碳安全高效的能源体系,控制化石能源总量,着力提高利用效能,实施可再生能源替代行动,深化电力体制改革,构建以新能源为主体的新型电力系统。3月30日,国务院新闻办公室举行新闻发布会,国家能源局相关领导介绍了构建以新能源为主体的新型电力系统的基本思路,其中风电、光伏的发展特点为“大规模、高比例、市场化、高质量”。4月22日,国家能源局印发《2021年能源工作指导意见》,明确了大力发展非化石能源,新增电能替代电量2 000 亿kWh 左右,煤炭消费比重下降到56%以下。5月31日,国家发改委和国家能源局发布《关于做好新能源配套送出工程投资建设有关事项的通知》,为加强电网和电源规划的统筹协调,电网优先承建新能源配套送出工程,确保送出工程与电源建设进度相匹配。10月8日,李克强总理在国务院常务会议上提出,要加快推进沙漠戈壁荒漠地区大型风电、光伏基地建设,加快应急备用和调峰电源建设。10 月12 日,在《生物多样性公约》第十五次缔约方大会领导人峰会上,习近平主席宣布第一期装机容量约1亿kW的大型风电光伏基地项目已于近期有序开工。
我们总会把家比作温暖的港湾,然而这只是我们心中的一些期盼和愿望。现实生活中,家给我们的感觉会更复杂,有爱,有温暖,也有很多矛盾,争吵,甚至厌倦。
国家能源局还陆续开展了“源网荷储一体化和多能互补项目”“整县(市、区)屋顶分布式光伏开发项目”等示范试点工程的申报工作,一些省市如内蒙古自治区也开展了“火电灵活性改造项目”“园区可再生能源清洁替代行动”等示范试点工程的申报工作,探索新能源发展之路。
在基地规模方面,2015年国家能源局提出了实施光伏发电“领跑者”计划,2015年至今国家能源局共计批准了3批领跑基地,规模大多为50万至100万kW 规模。而今年各省、自治区、直辖市已规划“十四五”期间建设大型新能源基地项目共计46个,其中千万千瓦规模以上的大基地就有41 个。由此可见,在碳达峰碳中和战略大背景下,新能源基地的规模已经逐步趋向于大型化,从百万千瓦级向千万千瓦级迈进。
依托大型新能源基地的开发建设,开发新能源产业链,吸引光伏、风电、逆变器、储能、氢能等新能源设备制造的优质厂商投资产业项目,构建新能源装备制造产业集群。同时,通过开展关键技术、核心设备科研攻关研究,形成集技术研发、实证验证、检测认证、生产加工、示范应用于一体的装备制造产业。此外,新能源装备制造产业集群还能够在降低设备成本、保障设备供应、提高设备的寿命和安全性、应用推广一批具有自主知识产权的技术产品等方面发挥积极的作用。
创新长效退出机制,解决“过得硬”的问题。探索建立了自我加压式的脱贫目标,符合脱贫标准的严格退出,落到贫困线以下的及时纳入,并以“四卡合一”(帮扶政策明白卡、贫困户基本信息卡、帮扶工作记录卡、贫困户收益卡合为贫困户脱贫档案卡),做到帮扶措施落实情况明明白白,以“三表”(《贫困户收益确认公示表》红蓝黄表)公开,做到贫困群众每项实际收入清清楚楚,实现脱真贫、真脱贫。
In gastrectomy, the LD levels are as follows: (1) D0:LD in a volume less than D1; (2) D1: №1-7; (3) D1 +:D1 plus №8a, 9, 11p; and (4) D2: D1 plus №8a, 9, 10,11p, 11d, 12a (Figure 3).
静态测量以4个国家C级GPS控制点为起算点,利用4台双频GPS接收机进行观测,每个控制点观测时间均不小于90 min。数据后处理时,首先删除掉不合格的观测值,并剔除信号不好时段的基线,直至导出合格的基线为止,分别解算各期的观测数据,最后利用河北省似大地水准面软件自动解算出各控制点的高程。
能源是经济社会发展的基础,为实现中华民族伟大复兴,秉持可持续发展原则,能源结构转型迫在眉睫。现阶段降低单位国内生产总值CO
排放较为合理的方法是通过大规模发展新能源替代传统化石燃料,提供第二产业发展所需的能源,在保障GDP持续增长的同时,减少化石燃料引起的CO
排放。“到2020 年,非化石能源占一次能源消费比重将达到25%左右,风电、太阳能发电总装机容量将达到12亿kW 以上”。截至2019年底,我国非化石能源占一次能源消费比重为15.3%,距离25%的目标还有不小的差距。从装机规模看,截至2020年底,全国新能源发电装机容量为5.3 亿kW,距离习主席提出的2030 年风电、太阳能发电总装机容量达到12亿kW以上的目标,至少还有6.7亿kW的差距,可以预见今后每年风电、光伏发电新增装机总量将大幅增长。
目前,通过产业结构转型、节能减排、发展新能源、植树造林、CO
捕集封存等方能够实现碳中和目标。假设2030 年实现了碳达峰目标,那么2030 年以后CO
排放总量不能再增加,而且还要逐渐降低,至2060年达到碳中和。为实现这一目标,笔者尝试绘制了碳中和实施路径示意图进行分析讨论,如图1所示。
为保障新能源基地规划的顺利实施,将创新地采用统一规划、统一公建、统一帮扶、统一修复、统一运行的模式进行开发。统一规划,是指项目实施统一规划、土地流转等,为项目建设创造前期条件。统一公建,是指项目的公共设施或公共建设,包含主干道路、防护绿化、供水供电、场地平整、运维中心、升压站、畜牧养殖、环境治理等,实施统一建设,投资商只需关注场内能源建设部门,降低其开发维度。统一修复,是指项目统一进行防护绿化种植、矿山修复、荒漠化土地治理等。统一帮扶,是指为实现牧区乡村振兴,结合实际条件,统一制定帮扶方案并实施,包含畜牧养殖、光伏旅游、增加就业等,将方案蓝图转变为实际工程。统一运维,是指电站运维、基地物业、种养殖运营等。此外,还将以新能源基地为依托,围绕新能源基地的规划建设配套发展如装备制造业、化工产业升级、绿色交通、现代农牧业等新能源相关产业。
然而仅仅维持碳达峰时的CO
排放水平是远远不够的,为实现碳中和目标,仍需通过发展新能源对传统化石燃料进行替代,如利用新能源发电替代传统燃煤发电、利用电动汽车和氢燃料电池汽车替代燃油汽车、采用清洁供暖技术替代燃煤供暖等,进一步降低CO
排放总量。但是,对于全社会而言仍有部分化石燃料的应用难以替代,如部分燃煤火电厂将作为调节电源保留、涉及国防民生的石油化工产业等,这部分CO
的排放可以通过植树造林、CO
捕集封存、碳汇金融等方式进行抵消。通过上述措施,最终在2060年实现碳中和。
在碳达峰碳中和战略背景下,新能源基地规划的定位已不仅仅是停留在基地内部的层面,而是跳出了新能源甚至能源行业,通过与各行各业的衔接融合,达到引领国家社会经济发展的高度。不少市、区、县依托新能源基地规划,结合自身社会经济发展、产业结构布局和能源消费结构的特点,提出了“提前实现碳达峰”“打造碳中和先行示范区”等相关地区目标。
《中华人民共和国国民经济和社会发展第十四个五年规划和2035年远景目标纲要》中明确指出,“十四五”期间要重点发展九个大型清洁能源基地与四个大型海上风电基地。九个大型清洁能源基地均计划建设风电、光伏并配有储能,其中五个基地规划建设水电,三个基地规划建设火电。有分析指出,九大清洁能源基地全部建成后,新能源规模将达到4亿kW以上。
在各方的努力下,水科学方面的工作在中国渐见雏形。这主要得益于一批德高望重的科学家的支持,我很感动。由于这是很前沿的研究,发达国家都还没有重大计划,所以我们无法参照,缺乏可借鉴的经验,需要自己一步步探索。水科学对中国的意义又特别重大,因此早晚会成为一个主流科学,这已成为这个领域更多研究者的共识。
“到2030 年,中国单位国内生产总值CO
排放将比2005年下降65%以上”。从计算公式上看,单位国内生产总值CO
排放=CO
排放总量/GDP,如果要大幅度降低单位国内生产总值CO
排放,需要在GDP增长的同时减少CO
排放总量。
“十四五”规划中提出了要构建现代能源体系,加快发展非化石能源,大力提升风电、光伏发电规模,建设一批多能互补的清洁能源基地。多能互补的清洁能源基地内包括了多种电源形式及多种调峰措施,包括光伏、光热、风电、火电、水电、电化学储能、压缩空气储能、抽水蓄能、氢能等。与单一形式的光伏、风电基地相比,多能互补的清洁能源基地能够通过各种调峰措施平滑新能源发电出力,消除新能源发电的随机性与波动性,保障新能源电力稳定输出,减少弃风弃光现象。
对于传统煤化工企业而言,在能耗双控的压力下有着迫切的能源结构转型需求。这些企业可以通过培养绿色理念、耦合绿色技术、优化技术路线、转变生产模式等方式,逐步实现传统煤化工企业的改造升级以及工业价值创造与生态环境保护的和谐统一。以氢能融合为例,在传统化工行业中,氢气作为炼化原料气以及高能燃料应用广泛。新能源电解水制氢能够生产出“绿氢”,进而替代传统煤化工生产的“灰氢”,在还原剂、制甲醇、制氨、冶金、炼钢等领域实现传统化工业的清洁可持续发展。此外,对于一些需要使用蒸汽的企业而言,可以采用电极锅炉替代燃煤锅炉,通过新能源发电制得蒸汽,实现企业能源结构的绿色转型,降低企业的双控压力。
新能源基地规划过程中,除接入系统外,落实基地建设所需的土地也是极为重要的一个方面,直接关系到规划能否顺利实施。考虑到新能源基地建设对地表环境的要求不大,主要采用荒漠、戈壁滩等土地开展建设,国土5 号文、8 号文、林业153 号文等对于新能源用地给出了明确的规定。2021 年10 月8 日,国务院总理李克强主持召开国务院常务会议,会上强调要加快推进沙漠、戈壁、荒漠地区大型风电、光伏基地建设。各省、自治区、直辖市政府也出台了一系列相关措施,以内蒙古自治区为例,自治区政府明确提出了“支持在荒漠地区、采煤沉陷区、矿区排土场建设光伏和风电基地,节约、集约用地,推进荒漠化土地治理”的开发理念。
在“双碳”背景下,利用上述土地开展新能源建设仍远远不够,提高土地的综合利用价值也是新能源基地规划中的重要一环。对比我国“两屏三带”生态战略布局和九个大型清洁能源基地布局不难发现其中大部分有所重合。以北方防风固沙带为例,范围包括新疆、甘肃、宁夏、内蒙古、辽宁、吉林等部分地区,主攻方向是保护荒漠生态系统,加强防沙治沙,增加林草植被,成片构建乔灌草相结合的防风固沙林。在新能源基地开发建设的同时,可以在光伏场区外围设置沙障并种植灌木,在光伏阵列区板间种植经济作物,在光伏组件下种植牧草,在发展光伏产业的同时实现生态修复和防风固沙,打造“金沙·蓝海·绿洲”的绿色生态屏障。
在生态环境越发重要的今天,新能源开发与生态修复相结合将成为新能源基地规划的发展趋势,一般可采取的模式有沙漠治理、绿色矿山修复、林光互补、牧光互补等,在安装光伏设施时,特意将光伏组件支架加高布置于地面上方,按照“板上光伏发电、板下生态产业”的思路,配套发展沙棘沙柳、优质牧草、规模养殖、农业观光、特色果蔬等产业项目,实现新能源与生态修复的融合。
基地内部生产生活的能源消耗,坚持可持续发展原则,全部采用清洁能源提供,如用电均采用新能源发电供应,办公楼、宿舍楼采用清洁能源供暖、电供暖等。同时,通过综合能源管理提高能源利用率,将新能源基地打造成为零碳高效基地。此外,基地内用水方面依据梯阶循环原则,利用再生水、回用水、杂用水经过混凝、沉淀、气浮、过滤、消毒达到城市中水标准后,作为新能源基地内生态恢复、种植养殖、光伏组件清洗用水。
学生的智慧生成是一个长期的、内隐的过程,从主客体关系来看,人的智慧成长包括三个方面:主体对外部世界的主观认识和把握(即理性智慧)、主体对外部世界的能动改造(即实践智慧)和主体对外部世界和与主体世界关系的认识和把握(即价值智慧)。智慧课堂教学与以往课堂不同的是,其目的在于引导学生由浅入深的学习,培养学生学会学习的能力,最重要的莫过于促进学生创造性学习,最终实现启迪学生心智,促进学生智慧成长的目标。智慧课堂可以说是集多种智慧于一身的结合体,它包括德性智慧、理性智慧、实践智慧、价值智慧等。总之,智慧课堂是一种知性与理性相伴、科学与人文相伴、理论与实践结合、技术促进智慧生成的充满创造精神的积极课堂。
从图中可以发现,如果不采取任何措施,随着社会经济的发展,CO
排放总量仍会逐渐增加,但随着第三产业的壮大,我国工业化进程的逐步完善,CO
排放总量增速放缓。在产业结构转型的加持下,逐渐取缔一些低利润、高能耗、高污染的产业,转而向高级、精密、尖端的加工业发展,从而降低CO
排放总量。同时,各行各业可以采用各种有针对性的节能减排措施减少能源的消耗与浪费,起到降低CO
排放总量的目的。随着社会经济的高质量发展以及电气化进程的不断推进,始终会有新增的能耗需求,为避免新增的CO
排放,这部分新增能耗需求可以通过发展新能源来满足。通过上述手段,可以保障2030年后CO
排放不超过峰值。
在GDP 增长方面,对于发达国家而言,他们的GDP增长主要依靠第三产业推动,已经与CO
排放总量脱钩,通过一些激励政策刺激第三产业的发展,就能够实现在不增加CO
排放总量的情况下保障GDP的增长。但对于我国而言,目前仍处于发展中国家的行列,尚未完成工业化进程,GDP 增长主要依靠第二产业带动,相比之下第三产业能够起到的作用较小。同时,我国的第二产业已基本从劳动密集型产业升级至技术密集型产业,即主要由机器提供动力,而为机器提供动力的能源则是以煤为主体的化石燃料,这就导致了我国现阶段GDP与CO
排放总量之间具有正相关性。因此,在减少CO
排放总量方面,如果盲目地采用停工停产的方式减少CO
排放总量,也会导致GDP 的下滑,无法实现上述目标。
一直以来,新能源基地如何接入是规划实施过程中面临的困境之一,其根本原因在于如何消纳新增电力,一般而言可以采取就地消纳和外送两种方式。从新能源资源分布看,我国新能源资源较好的地区主要集中在三北地区,而我国电力需求较大的地区主要集中在东南沿海地区。从电力负荷看,白天是我国用电高峰,夜晚是电力需求的低谷。这导致了我国新能源发展面临着时空不平衡的问题。对于空间分布不平衡问题,结合国家电网已建成投运的“十四交十二直”26 项特高压工程不难发现,“十四五”规划中九个大型清洁能源基地都是围绕着特高压工程的送端进行布局,除部分电力就地消纳外,大部分将利用特高压通道外送。新能源发电的随机性和波动性给外送带来了困难,结合时空不平衡问题,“十四五”规划的九个大型清洁能源基地规划中均要求新能源配置一定比例的储能,同时还采用水电和火电进行调峰,与新能源发电一同打捆外送,在消除新能源发电随机性和波动性的同时提高特高压外送通道的利用率,解决新能源发电送出难题。
在能源结构转型方面,新能源汽车(电动汽车和氢燃料电池汽车)替代燃油汽车是尤为关键的环节。近年来,新能源汽车行业作为国家战略性新兴产业,受到国家层面鼓励和支持,相继出台了一系列扶持培育政策。国务院办公厅发布了《关于加快新能源汽车推广应用的指导意见》,以纯电驱动为新能源汽车发展的主要战略取向,重点发展纯电动汽车、插电式(含增程式)混合动力汽车和燃料电池汽车。《产业结构调整指导目录》中,鼓励新能源汽车及关键零部件研发能力建设,同时将高效制氢、运氢及高密度储氢技术开发应用及设备制造、加氢站、氢燃料电池汽车等内容列入鼓励类。
从表3可以看出,谷草的粗蛋白含量与燕麦秸秆的粗蛋白含量相当,稍低于大豆秸秆、玉米秸秆,明显低于苜蓿,但苜蓿是专用牧草,以粗蛋白含量高著称,所以与其他秸秆对比来看谷子在粗蛋白含量上可以满足饲喂需要。谷草的粗脂肪含量在对比的作物中处于中上游水平。谷草粗纤维含量明显低于其他几种作物,说明其适口性要好于其他几种作物。谷草的粗灰分含量要高于燕麦、大豆、玉米,低于苜蓿,说明谷草的矿物质含量要高于其他几种作物秸秆的含量,但低于苜蓿的矿物质含量。谷草的无氮浸出物含量高于燕麦和苜蓿,略低于大豆和玉米,无氮浸出物越高,其适口性越好、消化率越高。
真正实现汽车行业的零碳排放,对于电动汽车和燃料电池汽车而言,需要使用清洁电力及通过清洁电力产生的“绿氢”作为动力的来源。因此,依托大型新能源基地结合当地交通规划发展绿色交通,不仅能够促进新能源发电就地消纳,而且还可以带动新能源汽车行业的发展,为碳达峰碳中和战略目标添砖加瓦。
我国北方地区冬季取暖以燃煤作为主要能源形式,为推进清洁供暖进程,国家发改委等十部委发布了《北方地区冬季清洁取暖规划(2017-2021年)》,推广“煤改气”“煤改电”。然而天然气气源不足是目前“煤改气”工程实施过程中遇到的瓶颈问题,从国外大量进口天然气也存在能源供应安全风险。“煤改电”将成为清洁供暖的主要发展方向。依托新能源基地,采用清洁能源发电并通过电锅炉、空气源热泵、电暖气片等设备供暖,能够在改善居民生活环境的同时增加本地区电力消纳。此外,采用水蓄、固蓄、相变蓄热等蓄热设备在夜间进行电蓄热,还可以起到削峰填谷的作用。
植物工厂集生物技术、工程技术和系统管理于一体,是利用计算机技术和电子传感器对植物生长的温度、湿度、光照、CO
浓度以及营养液等环境条件进行自动控制的农作物产品生产方式,具有生长稳定、节约土地、节约用水、智能便捷、安全健康等方面的优点。依托大型新能源基地建设植物工厂,在实现增产增收的同时,植物工厂中的农作物还能够吸收CO
,减少地区碳排放。此外,植物工厂在光照、温度、湿度方面所需的能耗可由新能源发电提供,为新能源电力的就地消纳作出贡献。
此外,结合新能源基地规划,还可开展牧光互补项目,通过提高光伏组件支架高度,在光伏组件下种植牧草进行养殖。光伏组件的遮阴作用保留了土壤中的水分促进牧草的生长,牧草又可以作为饲料育肥牛羊,牛羊的粪便又能够改善土壤促进牧草的生长。因此,依托新能源基地开发畜牧业项目,可以打造“光-草-牲-粪草”的完整循环生态产业链,实现以农养牧、以牧促农、种养互促的绿色生态养殖圈。
在大型新能源基地建成后,通过新能源发电、生态治理等多元化业态,可实现大量碳减排。依托大型新能源基地的规模,可在当地搭建碳汇交易平台,通过专业化、规模化管理,减小企业交易成本,为碳交易提供便捷服务。同时,依托大型新能源基地建设和碳交易组建产业基金,搭建金融平台,培育碳汇金融产业。
在国家“双碳”战略背景下,新能源基地规划正在逐渐向着大型化、大融合和大统一的方向发展。大型化是指当前基地的规模已经从以往的百万千瓦上升到了千万千瓦的级别。大融合是指基地内融合了包括光伏、光热、风电、火电、水电、电化学储能、压缩空气储能、抽水蓄能、氢能在内的多种电源形式。同时,大融合还涵盖了新能源相关产业的融合,如装备制造业、化工升级、绿色交通、清洁供暖、现代农牧、碳汇金融等。大统一是指新能源基地的开发建设将通过统一规划、统一公建、统一修复、统一帮扶、统一运行的方式开展。
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