工業(yè)革命后，人類社會經(jīng)歷了一個(gè)飛速發(fā)展的過程，經(jīng)濟(jì)發(fā)展創(chuàng)造的需求導(dǎo)致化石能源消費(fèi)量快速增長。1860年至2010年，全球煤炭產(chǎn)量由1.31億噸標(biāo)準(zhǔn)煤增長至56.15億噸標(biāo)準(zhǔn)煤;2015年全球能源消費(fèi)量接近137億噸標(biāo)準(zhǔn)煤，其中化石能源占85%。而截至今年2月，全球大氣中的二氧化碳濃度達(dá)402.59ppm，而工業(yè)革命前的濃度大約為280ppm，增加了將近50%。其中增加的100ppm主要來自人為消費(fèi)的化石能源燃燒所導(dǎo)致，這部分二氧化碳排放量約為3110億噸。
由于資源的有限性和氣候變化的雙重約束，世界各國都將能源的清潔、低碳和可持續(xù)發(fā)展作為能源轉(zhuǎn)型的目標(biāo)。對于我國來說，由于環(huán)境和資源的約束，能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)必然也向低碳、清潔和高效轉(zhuǎn)型，但在轉(zhuǎn)型的過程中仍暴露出一些問題。2015年我國非化石能源消費(fèi)量占總能源消費(fèi)量的比重為11.4%，僅比2014年提高了0.3個(gè)百分點(diǎn)。究其原因主要有以下三個(gè)方面。首先，化石能源價(jià)格普遍下跌擠占了清潔能源的需求，2014年以來國際油價(jià)由最高每桶100美元左右跌至50美元以下，我國5500大卡動(dòng)力煤價(jià)格自2014年開始已累計(jì)下跌100元/噸以上;其次，我國一次能源消費(fèi)量增長速度放緩導(dǎo)致電力需求不足，2015年我國一次能源消費(fèi)總量僅增長1%，遠(yuǎn)低于近10年平均1.9%的增長速度;最后，風(fēng)力發(fā)電和光伏發(fā)電存在間歇性發(fā)電的特點(diǎn)，風(fēng)光發(fā)電時(shí)一般需要建設(shè)配電來調(diào)峰，平均每一度風(fēng)電或光伏發(fā)電需要配兩度的火力發(fā)電，這對于電力產(chǎn)業(yè)來說極易造成整體電力過甚。
與歐美國家相比，我國能源轉(zhuǎn)型依然處于初級階段，一次能源消費(fèi)中非化石能源占比較小，轉(zhuǎn)型方式主要依靠政策驅(qū)動(dòng)和大量補(bǔ)貼，可再生能源消納方式還不發(fā)達(dá)，不具備大規(guī)模使用可再生能源的基礎(chǔ)。然而，經(jīng)濟(jì)社會的長期可持續(xù)發(fā)展必須依靠大規(guī)模使用可再生能源，在面對化石能源的競爭時(shí)，如何創(chuàng)造有利于大規(guī)?？稍偕茉窗l(fā)展的環(huán)境是當(dāng)務(wù)之急。
縱觀歐美發(fā)達(dá)國家能源轉(zhuǎn)型的歷程，它經(jīng)歷了從分布式供電到集中式供電，又到分布式供電方式的演變。造成這種現(xiàn)象不僅是由于生活水平的需求，而且是集中式供電方式自身固有的缺陷造成的：2014年我國煤炭消費(fèi)中51.33%用于集中發(fā)電、供熱，由于利用效率比較低，導(dǎo)致單位GDP能耗下降緩慢的同時(shí)產(chǎn)生較多溫室氣體排放;集中式供電對于需求側(cè)變化的響應(yīng)遲鈍，因此在電力短缺或者供熱不足的時(shí)候難以及時(shí)調(diào)整，導(dǎo)致居民生活質(zhì)量下降;此外，我國幅員遼闊，資源富藏地區(qū)與主要消費(fèi)地區(qū)嚴(yán)重逆向分布，對于西部等偏遠(yuǎn)、落后地區(qū)而言，由于其遠(yuǎn)離經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)地區(qū)，形成全國范圍內(nèi)密集、穩(wěn)定的集中式電網(wǎng)系統(tǒng)需要很長時(shí)間和巨額的投資。目前，我國正處在經(jīng)濟(jì)發(fā)展時(shí)期，但是環(huán)境容量極其有限。如何在有限的環(huán)境容量下，減少排放、提高資源綜合利用效率，是我國能源工業(yè)能否持續(xù)支撐國家現(xiàn)代化建設(shè)的關(guān)鍵所在。
丹麥?zhǔn)悄茉崔D(zhuǎn)型比較成功的國家，1990年以來GDP增長近40%，國內(nèi)能源消費(fèi)量卻下降了7%，碳排放量減少30%以上。相關(guān)數(shù)據(jù)顯示，丹麥2014年非水可再生能源占發(fā)電量的50%，且主要來自于風(fēng)電。如此大規(guī)模地使用可再生能源不僅對丹麥電力系統(tǒng)沖擊極小，甚至幾乎沒有棄風(fēng)現(xiàn)象發(fā)生，這主要得益于發(fā)達(dá)的調(diào)峰能力。丹麥對于可再生能源的調(diào)峰主要依靠兩種手段，其一為發(fā)達(dá)的歐洲電網(wǎng)給丹麥提供了穩(wěn)定的供銷渠道，其二就是強(qiáng)大的儲能手段的運(yùn)用。丹麥境內(nèi)有670座熱電聯(lián)產(chǎn)機(jī)組，這些機(jī)組中集中式和分布式各占一半。無論是集中式還是分散式，機(jī)組都具有強(qiáng)大的儲能設(shè)備，這樣就意味著在電能和熱能供大于求時(shí)，可以將多余的能量儲存起來，用于供小于求時(shí)的發(fā)電和供熱。丹麥電力供應(yīng)中有50%的電力、70%的區(qū)域供熱來自于熱電聯(lián)產(chǎn)機(jī)組，每年減少能源消耗量高達(dá)11%。
從丹麥等歐美發(fā)達(dá)國家的能源轉(zhuǎn)型歷程可以看出，在供應(yīng)側(cè)技術(shù)相對成熟的情況下，從需求側(cè)角度出發(fā)，將分布式能源與儲能技術(shù)相結(jié)合，不僅起到了節(jié)能降耗、調(diào)頻調(diào)峰的作用，更是發(fā)展大規(guī)?？稍偕茉吹淖罴呀鉀Q方案。
由此看來，發(fā)展可再生能源僅僅依靠政府補(bǔ)貼、大規(guī)模集中建設(shè)和增強(qiáng)政策刺激是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，必須依靠用戶側(cè)的儲能技術(shù)和靈活高效的分布式機(jī)組的利用，創(chuàng)造有利于可再生能源發(fā)展的環(huán)境才是最佳的解決辦法。我國能源轉(zhuǎn)型的思路不能停留在初級階段，必須針對目前的困境及時(shí)調(diào)整，能源轉(zhuǎn)型方式不僅是從高碳向低碳的方向發(fā)展，同時(shí)也是從向分布式與集中式結(jié)合的轉(zhuǎn)型、向多元智能化的轉(zhuǎn)型。
