杜祥琬，中國工程院院士、國家能源專家咨詢委員會副主任、國家氣候變化專家委員會顧問、中國工程物理研究院高級科學顧問，主持了與能源轉型、“雙碳”目標相關的重大戰(zhàn)略研究。
他認為，國家能源戰(zhàn)略規(guī)劃的研究與實施，既要長期堅持戰(zhàn)略目標和方向，也要因時、因勢、因新邊界條件進行策略調整。對此，他一直保持深入調研和潛心思考。
（來源：能源評論•首席能源觀 作者：本刊記者 程洪瑾 馮睿哲）
提高中東部能源自給率
必要且可行
《能源評論》：您一直強調，優(yōu)化能源結構是實現(xiàn)“雙碳”目標的基本路徑。您認為，近十年來我國能源結構發(fā)生了怎樣的變化，該如何進一步優(yōu)化？
杜祥琬：實現(xiàn)“雙碳”目標是一個復雜的、長達幾十年的轉型過程，優(yōu)化能源結構是一個基本路徑。近十年我國能源結構最突出的變化，是可再生能源發(fā)展迅速。從2023年的數(shù)據(jù)來看，我國可再生能源發(fā)電裝機達到15億千瓦，占全國發(fā)電總裝機的51.9%，可再生能源的發(fā)電量已接近3萬億千瓦時，接近全社會用電量的三分之一；水電、風電、光伏發(fā)電、生物質發(fā)電的裝機規(guī)模均取得了世界第一的成績，我國在全球可再生能源新增裝機的占比超過了50%。
對于能源結構如何優(yōu)化，多年來我們一直說，節(jié)能與提效要“雙輪驅動”、供給與消費要“兩端發(fā)力”。這一次，我想更多地強調，要大力調整中東部地區(qū)的能源供給結構，逐步提高中東部能源自給率。
《能源評論》：從您近期到各地的調研情況看，提高中東部地區(qū)能源自給率的必要性和可行性是否已經具備，這對我國開展“十五五”規(guī)劃前期研究工作有何啟示？
杜祥琬：長期以來，我國中東部地區(qū)對西部的能源有依賴性。中東部地區(qū)化石能源資源相對匱乏，用電負荷卻相對集中，這種分布的不均衡性決定了西電東送的必要性。但是，在能源轉型的過程中，中東部地區(qū)的能源自給率要逐步提高，這非常必要。
具體來說，就是利用好中東部豐富的可再生能源，能源利用實行“身邊取”和“遠方來”相結合的策略——首先利用身邊的可再生能源，提高自給率，不夠的部分再靠西電東送做一些補充。分布式光伏發(fā)電、陸上風電、海上風電的蓬勃發(fā)展創(chuàng)造了良好的基礎，和十年前的情況已經大不相同。
從經濟可行性來看，天津大學和華北電力大學的專家，分別經過科學計算得出了一致的結論：同樣1度電，中東部自發(fā)電的成本比西電東送的成本要低。以河南省蘭考縣為例，蘭考是我國農村能源革命試點，構建了多能互補分布式能源系統(tǒng)，充分利用生物天然氣、光伏發(fā)電、風力發(fā)電、地熱取暖、垃圾發(fā)電等，使當?shù)氐哪茉唇Y構發(fā)生了很大變化，農村人居環(huán)境明顯改善，收入顯著增加。自產直銷、寓電于民，可培育出大量的“產消者”，不僅能提升當?shù)氐哪茉醋越o率、獨立性和安全性，還緩解了高比例可再生能源對電網(wǎng)的沖擊。雖然蘭考并不算太陽能、風能特別富足的地方，但是它靠自己的可再生能源，已能基本上解決能源需求——這是最有說服力的事實。
當然，對于上海這類大負荷中心來說，就不宜一味追求“自給率”，外來電非常關鍵，這也是因地制宜策略的體現(xiàn)。
《能源評論》：中東部提高能源自給率，對于西部意味著什么？西部如何處理好電力外送和本地消納的關系？
杜祥琬：“因地制宜”這四個字當然也適用于西部。中東部的能源自給率提高以后，也可以減輕西部的壓力，西部可以在履行西電東送等長期協(xié)議的同時，把能源優(yōu)勢首先作用于自身的經濟和產業(yè)發(fā)展上，甚至可以通過政策的引導，把東部沿海的一些產業(yè)逐步遷移到西北地區(qū)。比如，內蒙古自治區(qū)就正在改變傳統(tǒng)的挖煤賣煤、發(fā)電賣電的產業(yè)結構，致力于建設“零碳”園區(qū)，迎來發(fā)展的新時期。不同地區(qū)根據(jù)自己的實際情況進行能源轉型，這就是因地制宜。
當前應逐步提高
“能源三角”的安全性與經濟性
《能源評論》：對于能源體系的三個目標（安全可靠、經濟可行、綠色低碳），您倡導要形成一個“可能三角”。在這“三角”中，當前需要著重討論的是什么？
杜祥琬：安全可靠是對能源系統(tǒng)的基本要求，經濟可行的能源系統(tǒng)才會被社會接受，綠色低碳是能源轉型的大方向，三者缺一不可。新型能源體系必須逐步滿足這三個目標，使之成為“可能三角”，才是高質量的能源系統(tǒng)。
當前，新能源占比大幅增加，能源系統(tǒng)的綠色低碳特征比較清晰，需要著重討論的是如何做到安全可靠、經濟可行。
在安全可靠方面，要做到即使在極端天氣等嚴重情況下，電力供應也不會出現(xiàn)較大功率缺額的風險。新型電力系統(tǒng)的電源發(fā)展需確立多能互補的策略，在高效、清潔化出力發(fā)電的同時，有序安排煤電機組的靈活性改造，讓其參與深度調峰。要進一步挖掘我國水電在裝機和出力上的潛力；核電發(fā)揮穩(wěn)定基荷的作用，在安全前提下，我認為核電裝機完全可能在2030年前達到1億千瓦以上。在電網(wǎng)側，發(fā)展智能電網(wǎng)和配電網(wǎng)，促進電力系統(tǒng)各環(huán)節(jié)的智能化，使電網(wǎng)可觀、可測、可控。儲能在發(fā)電側、電網(wǎng)側和用戶側都有應用市場，發(fā)展商用化的儲能、儲熱技術，是能源系統(tǒng)具備柔性、包容性和平衡功能的關鍵。
在經濟可行方面，則要兼顧社會用能階段性的承受能力和長期的經濟性。隨著新能源比例的增大，系統(tǒng)平衡成本、安全保障成本將成為電力系統(tǒng)的成本增量。一方面，要廣泛利用各領域靈活性資源，低成本解決電力系統(tǒng)的平衡難題。另一方面，隨著分布式電源的發(fā)展，可將大電網(wǎng)的模式轉化為大電網(wǎng)和一系列微網(wǎng)結合的模式，利用高精度的預測技術，實現(xiàn)局部的自平衡，減輕大系統(tǒng)的平衡壓力，降低增量的成本投入。
《能源評論》：保障國家能源安全是能源行業(yè)的首要政治任務，業(yè)內已經有了“先立后破”“煤炭壓艙石”等深刻認識，您對此有哪些思考？
杜祥琬：相對石油和天然氣，我國煤炭儲量較為豐富，在一次能源結構中，煤炭是主要貢獻者。但我認為，大家對“富煤”要有一個清醒的認識——我國只是“相對富煤”。我們切不可有高枕無憂之心，一定要認識到煤炭的三個屬性：重要性、不可再生性和有限性。
跟全球相比，我國人均煤炭儲量僅為世界平均值的67%。我國目前探明可直接利用的煤炭儲量為1710億噸，現(xiàn)在每年大約能開發(fā)40億噸，煤炭的儲采比約為40年。十幾年前發(fā)1度電大約需要消耗400克標準煤，但是現(xiàn)在發(fā)1度電，全國的燃煤發(fā)電廠平均只需標準煤300克，高能效的煤電廠只需248克。即便技術如此進步，2060年后煤炭也沒有太大后勁，即便不講碳中和，煤炭也不可能永遠發(fā)揮“壓艙石”的作用。這是我與煤炭行業(yè)的專家院士交流后得出的結論。
《能源評論》：所以您認為，可再生能源才是我國豐厚的“資源稟賦”？
杜祥琬：是的，豐富的可再生能源資源是我國能源資源稟賦，而且構成了我國能源轉型的堅實基礎。我國已經開發(fā)的可再生能源資源不到技術可開發(fā)資源量的十分之一，其潛力不可限量。此外，可再生能源資源是我國自己可以掌控的，不受國際地緣政治變化的影響，且分布式發(fā)展有利于分散地域風險，有利于能源體系的獨立性和安全性。
盡管可再生能源尤其是新能源在技術上還要解決波動性等問題，但從大趨勢來看，發(fā)展可再生能源才能同步解決能源轉型和能源安全問題。未來我國用電需求仍將快速增長，電力行業(yè)保供面臨巨大壓力。國網(wǎng)能源研究院預測，到2030年，我國用電總量將由2021年的8.3萬億千瓦時增長到11.8萬億千瓦時，增幅為42%。電力需要供需平衡，需要電網(wǎng)智能化，風電、光伏發(fā)電和各種儲能等靈活性資源實現(xiàn)更密切的配合。
能源科技戰(zhàn)略研究
應注重“多元”
《能源評論》：城市和鄉(xiāng)村組成了人類生活的二元結構，您近年對城市節(jié)能、農村能源革命尤其關注，可否介紹一下這方面的思考？
杜祥琬：這其實是個很有意思的話題。在化石能源被發(fā)現(xiàn)之前，人們依山林、水域而居，并不需要集中地使用能源，那時是沒有城市的。城市的誕生與化石能源相伴，越是大城市，化石能源基礎設施越完備，煤、油、氣、電運行相當穩(wěn)定。如果，能源革命發(fā)展到能源使用從以化石能源為主變成以可再生能源為主，城市將會有什么樣的變革？城市能源革命的一個難點，就是如何激發(fā)城市的內生動力，為實現(xiàn)綠色用能，籌集巨額資金對基礎設施進行大規(guī)模改造。
而從能源資源稟賦來看，農村地區(qū)有豐富的可再生能源資源，農村的可再生能源一直是就地生產、就地消費，分布式發(fā)展效率更高（有條件的地方也可以和集中式相結合）。此外，農村化石能源基礎設施比較薄弱，化石能源價格比較高，相比之下，可再生能源發(fā)展成本低且受阻較小。我國的能源革命選擇從化石能源基礎薄弱的農村入手，代價更小，這不僅必要而且可行。
《能源評論》：隨著新型電力系統(tǒng)建設不斷推進，業(yè)內越來越強烈地感到，開展科技戰(zhàn)略咨詢非常重要。您對開展重大科技戰(zhàn)略咨詢研究有很深體悟，您認為，這方面最需要注意什么?
杜祥琬：我的感受是，進行科技戰(zhàn)略研究既要立足國情，又要超脫于行業(yè)。煤、電、油、氣、新能源……每個能源領域的專家都有很高的水平和豐厚的工作成果，但如果只從自己所在領域的角度來分析怎么做，就不一定完全客觀了。
所以，一定要立足于國家全局，以系統(tǒng)論的方法、整體的視角去進行多元能源之間的科技戰(zhàn)略研究。太陽能、風能有一定的間歇性、波動性，在新能源比例越來越高的情況下，保證輸出電力穩(wěn)定、安全，需要和儲能技術相結合，通過靈活發(fā)電和靈活用電，將不穩(wěn)定性變成人可以操控的靈活性，使綠色低碳能源同時成為智慧能源。除此之外，還需要建立科技創(chuàng)新聯(lián)合體，建立健全低碳技術的標準體系，產學研用聯(lián)合攻關。
《能源評論》：近年來，可控核聚變技術引發(fā)全球較高關注，我國也于去年底成立了中國聚變能源有限公司(籌)，您對相關技術的進展有何期待？
杜祥琬：可控核聚變沒有原理上的困難，只有技術上的困難，目前正不斷取得進展，只是還需要點時間?，F(xiàn)在有一些民營企業(yè)也看到了可控核聚變的前景，投入到相關的研究中，是很有眼光的。我想，可再生能源和可控核聚變一同發(fā)力的話，人類的能源未來應該是樂觀的。
他認為，國家能源戰(zhàn)略規(guī)劃的研究與實施，既要長期堅持戰(zhàn)略目標和方向，也要因時、因勢、因新邊界條件進行策略調整。對此，他一直保持深入調研和潛心思考。
（來源：能源評論•首席能源觀 作者：本刊記者 程洪瑾 馮睿哲）
提高中東部能源自給率
必要且可行
《能源評論》：您一直強調，優(yōu)化能源結構是實現(xiàn)“雙碳”目標的基本路徑。您認為，近十年來我國能源結構發(fā)生了怎樣的變化，該如何進一步優(yōu)化？
杜祥琬：實現(xiàn)“雙碳”目標是一個復雜的、長達幾十年的轉型過程，優(yōu)化能源結構是一個基本路徑。近十年我國能源結構最突出的變化，是可再生能源發(fā)展迅速。從2023年的數(shù)據(jù)來看，我國可再生能源發(fā)電裝機達到15億千瓦，占全國發(fā)電總裝機的51.9%，可再生能源的發(fā)電量已接近3萬億千瓦時，接近全社會用電量的三分之一；水電、風電、光伏發(fā)電、生物質發(fā)電的裝機規(guī)模均取得了世界第一的成績，我國在全球可再生能源新增裝機的占比超過了50%。
對于能源結構如何優(yōu)化，多年來我們一直說，節(jié)能與提效要“雙輪驅動”、供給與消費要“兩端發(fā)力”。這一次，我想更多地強調，要大力調整中東部地區(qū)的能源供給結構，逐步提高中東部能源自給率。
《能源評論》：從您近期到各地的調研情況看，提高中東部地區(qū)能源自給率的必要性和可行性是否已經具備，這對我國開展“十五五”規(guī)劃前期研究工作有何啟示？
杜祥琬：長期以來，我國中東部地區(qū)對西部的能源有依賴性。中東部地區(qū)化石能源資源相對匱乏，用電負荷卻相對集中，這種分布的不均衡性決定了西電東送的必要性。但是，在能源轉型的過程中，中東部地區(qū)的能源自給率要逐步提高，這非常必要。
具體來說，就是利用好中東部豐富的可再生能源，能源利用實行“身邊取”和“遠方來”相結合的策略——首先利用身邊的可再生能源，提高自給率，不夠的部分再靠西電東送做一些補充。分布式光伏發(fā)電、陸上風電、海上風電的蓬勃發(fā)展創(chuàng)造了良好的基礎，和十年前的情況已經大不相同。
從經濟可行性來看，天津大學和華北電力大學的專家，分別經過科學計算得出了一致的結論：同樣1度電，中東部自發(fā)電的成本比西電東送的成本要低。以河南省蘭考縣為例，蘭考是我國農村能源革命試點，構建了多能互補分布式能源系統(tǒng)，充分利用生物天然氣、光伏發(fā)電、風力發(fā)電、地熱取暖、垃圾發(fā)電等，使當?shù)氐哪茉唇Y構發(fā)生了很大變化，農村人居環(huán)境明顯改善，收入顯著增加。自產直銷、寓電于民，可培育出大量的“產消者”，不僅能提升當?shù)氐哪茉醋越o率、獨立性和安全性，還緩解了高比例可再生能源對電網(wǎng)的沖擊。雖然蘭考并不算太陽能、風能特別富足的地方，但是它靠自己的可再生能源，已能基本上解決能源需求——這是最有說服力的事實。
當然，對于上海這類大負荷中心來說，就不宜一味追求“自給率”，外來電非常關鍵，這也是因地制宜策略的體現(xiàn)。
《能源評論》：中東部提高能源自給率，對于西部意味著什么？西部如何處理好電力外送和本地消納的關系？
杜祥琬：“因地制宜”這四個字當然也適用于西部。中東部的能源自給率提高以后，也可以減輕西部的壓力，西部可以在履行西電東送等長期協(xié)議的同時，把能源優(yōu)勢首先作用于自身的經濟和產業(yè)發(fā)展上，甚至可以通過政策的引導，把東部沿海的一些產業(yè)逐步遷移到西北地區(qū)。比如，內蒙古自治區(qū)就正在改變傳統(tǒng)的挖煤賣煤、發(fā)電賣電的產業(yè)結構，致力于建設“零碳”園區(qū)，迎來發(fā)展的新時期。不同地區(qū)根據(jù)自己的實際情況進行能源轉型，這就是因地制宜。
當前應逐步提高
“能源三角”的安全性與經濟性
《能源評論》：對于能源體系的三個目標（安全可靠、經濟可行、綠色低碳），您倡導要形成一個“可能三角”。在這“三角”中，當前需要著重討論的是什么？
杜祥琬：安全可靠是對能源系統(tǒng)的基本要求，經濟可行的能源系統(tǒng)才會被社會接受，綠色低碳是能源轉型的大方向，三者缺一不可。新型能源體系必須逐步滿足這三個目標，使之成為“可能三角”，才是高質量的能源系統(tǒng)。
當前，新能源占比大幅增加，能源系統(tǒng)的綠色低碳特征比較清晰，需要著重討論的是如何做到安全可靠、經濟可行。
在安全可靠方面，要做到即使在極端天氣等嚴重情況下，電力供應也不會出現(xiàn)較大功率缺額的風險。新型電力系統(tǒng)的電源發(fā)展需確立多能互補的策略，在高效、清潔化出力發(fā)電的同時，有序安排煤電機組的靈活性改造，讓其參與深度調峰。要進一步挖掘我國水電在裝機和出力上的潛力；核電發(fā)揮穩(wěn)定基荷的作用，在安全前提下，我認為核電裝機完全可能在2030年前達到1億千瓦以上。在電網(wǎng)側，發(fā)展智能電網(wǎng)和配電網(wǎng)，促進電力系統(tǒng)各環(huán)節(jié)的智能化，使電網(wǎng)可觀、可測、可控。儲能在發(fā)電側、電網(wǎng)側和用戶側都有應用市場，發(fā)展商用化的儲能、儲熱技術，是能源系統(tǒng)具備柔性、包容性和平衡功能的關鍵。
在經濟可行方面，則要兼顧社會用能階段性的承受能力和長期的經濟性。隨著新能源比例的增大，系統(tǒng)平衡成本、安全保障成本將成為電力系統(tǒng)的成本增量。一方面，要廣泛利用各領域靈活性資源，低成本解決電力系統(tǒng)的平衡難題。另一方面，隨著分布式電源的發(fā)展，可將大電網(wǎng)的模式轉化為大電網(wǎng)和一系列微網(wǎng)結合的模式，利用高精度的預測技術，實現(xiàn)局部的自平衡，減輕大系統(tǒng)的平衡壓力，降低增量的成本投入。
《能源評論》：保障國家能源安全是能源行業(yè)的首要政治任務，業(yè)內已經有了“先立后破”“煤炭壓艙石”等深刻認識，您對此有哪些思考？
杜祥琬：相對石油和天然氣，我國煤炭儲量較為豐富，在一次能源結構中，煤炭是主要貢獻者。但我認為，大家對“富煤”要有一個清醒的認識——我國只是“相對富煤”。我們切不可有高枕無憂之心，一定要認識到煤炭的三個屬性：重要性、不可再生性和有限性。
跟全球相比，我國人均煤炭儲量僅為世界平均值的67%。我國目前探明可直接利用的煤炭儲量為1710億噸，現(xiàn)在每年大約能開發(fā)40億噸，煤炭的儲采比約為40年。十幾年前發(fā)1度電大約需要消耗400克標準煤，但是現(xiàn)在發(fā)1度電，全國的燃煤發(fā)電廠平均只需標準煤300克，高能效的煤電廠只需248克。即便技術如此進步，2060年后煤炭也沒有太大后勁，即便不講碳中和，煤炭也不可能永遠發(fā)揮“壓艙石”的作用。這是我與煤炭行業(yè)的專家院士交流后得出的結論。
《能源評論》：所以您認為，可再生能源才是我國豐厚的“資源稟賦”？
杜祥琬：是的，豐富的可再生能源資源是我國能源資源稟賦，而且構成了我國能源轉型的堅實基礎。我國已經開發(fā)的可再生能源資源不到技術可開發(fā)資源量的十分之一，其潛力不可限量。此外，可再生能源資源是我國自己可以掌控的，不受國際地緣政治變化的影響，且分布式發(fā)展有利于分散地域風險，有利于能源體系的獨立性和安全性。
盡管可再生能源尤其是新能源在技術上還要解決波動性等問題，但從大趨勢來看，發(fā)展可再生能源才能同步解決能源轉型和能源安全問題。未來我國用電需求仍將快速增長，電力行業(yè)保供面臨巨大壓力。國網(wǎng)能源研究院預測，到2030年，我國用電總量將由2021年的8.3萬億千瓦時增長到11.8萬億千瓦時，增幅為42%。電力需要供需平衡，需要電網(wǎng)智能化，風電、光伏發(fā)電和各種儲能等靈活性資源實現(xiàn)更密切的配合。
能源科技戰(zhàn)略研究
應注重“多元”
《能源評論》：城市和鄉(xiāng)村組成了人類生活的二元結構，您近年對城市節(jié)能、農村能源革命尤其關注，可否介紹一下這方面的思考？
杜祥琬：這其實是個很有意思的話題。在化石能源被發(fā)現(xiàn)之前，人們依山林、水域而居，并不需要集中地使用能源，那時是沒有城市的。城市的誕生與化石能源相伴，越是大城市，化石能源基礎設施越完備，煤、油、氣、電運行相當穩(wěn)定。如果，能源革命發(fā)展到能源使用從以化石能源為主變成以可再生能源為主，城市將會有什么樣的變革？城市能源革命的一個難點，就是如何激發(fā)城市的內生動力，為實現(xiàn)綠色用能，籌集巨額資金對基礎設施進行大規(guī)模改造。
而從能源資源稟賦來看，農村地區(qū)有豐富的可再生能源資源，農村的可再生能源一直是就地生產、就地消費，分布式發(fā)展效率更高（有條件的地方也可以和集中式相結合）。此外，農村化石能源基礎設施比較薄弱，化石能源價格比較高，相比之下，可再生能源發(fā)展成本低且受阻較小。我國的能源革命選擇從化石能源基礎薄弱的農村入手，代價更小，這不僅必要而且可行。
《能源評論》：隨著新型電力系統(tǒng)建設不斷推進，業(yè)內越來越強烈地感到，開展科技戰(zhàn)略咨詢非常重要。您對開展重大科技戰(zhàn)略咨詢研究有很深體悟，您認為，這方面最需要注意什么?
杜祥琬：我的感受是，進行科技戰(zhàn)略研究既要立足國情，又要超脫于行業(yè)。煤、電、油、氣、新能源……每個能源領域的專家都有很高的水平和豐厚的工作成果，但如果只從自己所在領域的角度來分析怎么做，就不一定完全客觀了。
所以，一定要立足于國家全局，以系統(tǒng)論的方法、整體的視角去進行多元能源之間的科技戰(zhàn)略研究。太陽能、風能有一定的間歇性、波動性，在新能源比例越來越高的情況下，保證輸出電力穩(wěn)定、安全，需要和儲能技術相結合，通過靈活發(fā)電和靈活用電，將不穩(wěn)定性變成人可以操控的靈活性，使綠色低碳能源同時成為智慧能源。除此之外，還需要建立科技創(chuàng)新聯(lián)合體，建立健全低碳技術的標準體系，產學研用聯(lián)合攻關。
《能源評論》：近年來，可控核聚變技術引發(fā)全球較高關注，我國也于去年底成立了中國聚變能源有限公司(籌)，您對相關技術的進展有何期待？
杜祥琬：可控核聚變沒有原理上的困難，只有技術上的困難，目前正不斷取得進展，只是還需要點時間?，F(xiàn)在有一些民營企業(yè)也看到了可控核聚變的前景，投入到相關的研究中，是很有眼光的。我想，可再生能源和可控核聚變一同發(fā)力的話，人類的能源未來應該是樂觀的。
