杜祥琬 中國工程院院士
全球氣候變化和金融危機再一次警示了人們,人類面臨著共同的可持續(xù)發(fā)展。世界各國不約而同的把目光投向了新能源,同時通過占領(lǐng)新能源技術(shù)這個新的戰(zhàn)略制高點,把人類社會轉(zhuǎn)型到創(chuàng)新驅(qū)動的發(fā)展方式和生態(tài)文明的階段。對于我們這個人口眾多而人均資源短缺的國度,這個轉(zhuǎn)型更為緊迫和意義重大。為此中國需要制定經(jīng)濟環(huán)境雙贏的能源戰(zhàn)略,那就是低碳能源戰(zhàn)略。
低碳與綠色是并行的
低碳能源戰(zhàn)略樸素的意思是減少溫室氣體,主要是二氧化碳排放的能源戰(zhàn)略,它是以低碳技術(shù)和低碳政策為支撐的戰(zhàn)略,是走新型工業(yè)化道路的必然要求,是低碳經(jīng)濟的基礎(chǔ),也是我們應(yīng)對氣候變化的國家戰(zhàn)略。可以說二氧化碳是溫室氣體的主要部分,溫室氣體排放和污染排放,這兩個排放從概念上是兩個有差異的概念。因為污染所涉對象,比如說二氧化硫、氮氧化物等等,是以二氧化碳為主的溫室氣體。嚴(yán)格的說,二氧化碳不是污染氣體,而是溫室氣體,因為綠色和低污染環(huán)保是一個概念。但是就綜合能源的具體情況而言,這是兩個高度一致的概念,也就是說我們走向低碳和走向綠色并行不悖。我們?yōu)榱藢崿F(xiàn)低碳的能力和為了走向綠色和潔凈化的努力是完全一致的,又沒有說它是完全重合的,因為綠色還包含其他的內(nèi)容。比如說水污染的防治、土壤污染的防治等等。
中國低碳能源戰(zhàn)略的主要內(nèi)涵
我們理解的低碳能源戰(zhàn)略有以下幾個子戰(zhàn)略作為支撐:大力節(jié)能,提高能效,控制總量;高效潔凈化的利用化石能源,使黑色能源逐步的綠色化;加快核能和可再生能源的發(fā)展,使其逐步成為中國能源的綠色之柱。
美國的人口占全世界總?cè)丝诘?%,可是消耗了全世界25%的能源,中國的人口是美國的4.3倍,中國的人均能耗大約是美國的1/6。算一個簡單的算術(shù)就知道,如果我們中國的人均能耗提高到美國的水平,那就意味著全世界的能源都給中國也不夠用。因此中國不可能走美國那樣發(fā)達國家的生產(chǎn)和生活方式的道路,中國絕對不能攀比發(fā)達國家的所謂人均能耗,必須走節(jié)能的發(fā)展道路。
我們的人均能耗必須控制到顯著低于發(fā)達國家的水平,這是一個必然的要求,這也是我們走資源節(jié)約型環(huán)境友好型道路的必然要求,所以中國必須走節(jié)能的發(fā)展道路。而節(jié)能又包含了從生產(chǎn)到生活的各個環(huán)節(jié),包括工業(yè)、建筑、交通等等都有很大的節(jié)能潛力,當(dāng)然也包括到我們的生活方式、消費觀念等等,需要創(chuàng)造節(jié)約的生產(chǎn)方式和生活方式,并樹立節(jié)約消費觀。中國節(jié)能潛力巨大,節(jié)能應(yīng)該看作是一種低碳能源和綠色能源。
現(xiàn)在每年用于照明的大概是3000億度電,如果都改用節(jié)能燈泡可以節(jié)約1/3,這個數(shù)比長江三峽一年發(fā)的電還要多,所以節(jié)出來的能源本來就是能源,只不過我們把它浪費掉了。現(xiàn)在要把它找回來。研究表明,如果我們工作做的好,可以把我們的年均能耗控制到小于46億噸標(biāo)煤,到2030年,就可以達到這樣的目標(biāo)。
高效潔凈地利用化石能源使黑色能源逐步綠色化。煤炭目前是我國壓倒性的主導(dǎo)能源,它貢獻很大但是比較粗放,也就是說低效污染。煤炭在總能源中的比重現(xiàn)在是70%,它要逐步的下降,我們把節(jié)能工作做好,到2050年有可能將其比重降到40%以下。煤炭年消耗的絕對量在近10到20年之內(nèi)還會有所增加,如果節(jié)能工作做得好,在2030年就可以讓這個絕對量達到峰值,以后總能源的總量將由清潔能源來補充。煤炭的潔凈度、安全性和利用效率將逐步提高。
石油天然氣是我國消費占第二位的能源,也是對外依存度最大的能源。石油的發(fā)展戰(zhàn)略也就是這幾個字:節(jié)約、發(fā)展替代、加強勘探、適量引進。天然氣是一個比較潔凈的化石能源,在我們今后的工作應(yīng)該將其作為發(fā)展的重點之一。當(dāng)然這個概念里也包含煤層氣、天然氣水合物,它的發(fā)展?jié)摿Y源量在我們國家都是客觀的。
加快核能和可再生能源的發(fā)展,使它逐步成為中國能源的綠色之柱。一個以金屬鈾為來源的核能是可以做到安全和潔凈的。核能要發(fā)展得好,必須全產(chǎn)業(yè)鏈和政策相配套協(xié)調(diào)發(fā)展。核能的發(fā)展,我們國家奉行三部曲,第一步就是熱中子反應(yīng)堆為主,下一步已經(jīng)開始啟動的實驗堆就是塊堆,兩個結(jié)合起來就可以使我們國家核能的發(fā)展持續(xù)幾百年都沒有問題。下一步,就是聚變堆。
核電的發(fā)電量在我國總電力里面的比重到2020年可以到7%,到2050年會達到22%的貢獻,所以說它是支柱并不夸張。水電是比較清楚的,技術(shù)也比較成熟,可以穩(wěn)步的發(fā)展,2020年達到3.4億千瓦是可能的,2050年裝機達到5.0億千瓦是可能的。而且我們需要它們長大,它們也能夠長大,但是需要一個逐步突破技術(shù)經(jīng)濟瓶頸的過程,還要發(fā)展新的用能方式。因為太陽能和風(fēng)能不像火電那樣穩(wěn)定,所以要讓它積極扎實而又有序的發(fā)展,從太陽能和風(fēng)能的全壽命分析來看它是低碳和潔凈的,盡管在開始制造階段它也要耗一些能。生物質(zhì)能有多種形態(tài)業(yè)態(tài)、固態(tài)、氣態(tài)都有,我們想重點應(yīng)該是液態(tài)燃料的替代,地?zé)岷秃Q竽芤灿邢喈?dāng)大的資源和發(fā)展?jié)摿Α?傊堰@幾個加起來,我們國家可再生能源的戰(zhàn)略地位會這樣的變化:從目前的補充能源過渡到替代能源然后發(fā)展到主流能源,最后發(fā)展到主導(dǎo)能源之一。
現(xiàn)在到2050年,可再生能源發(fā)展,太陽能、風(fēng)能和生物質(zhì)能,可以達到17億噸標(biāo)煤,到那個時候可以占到我們國家總耗能的25%到30%,現(xiàn)在還比較小特別是非水這塊簡直是微不足道,但是以后會是舉足輕重,說它成為綠色支柱也是不過分的。發(fā)展可再生能源到2010年可以減排大約7億噸二氧化碳,到2050年可以減排40億噸二氧化碳。現(xiàn)在全國二氧化碳的排放量大概是60億噸。不管是可再生能源還是核能的貢獻都是非常明顯的,為了適應(yīng)可再生能源發(fā)展需要構(gòu)建智能電網(wǎng)和發(fā)展儲能的技術(shù)。
本世紀(jì)上半葉中國能源發(fā)展預(yù)判
中國能源發(fā)展是戰(zhàn)略過渡期或者是轉(zhuǎn)型期,這是一個什么概念呢?就是說在40年的時間里面,我們要把目前比較低效、粗放、污染的能源體系逐步轉(zhuǎn)型為一個潔凈、高效、節(jié)能、安全多元的現(xiàn)代化能源體系。
在這個過程當(dāng)中,我國的能源結(jié)構(gòu)、能源的顏色、能源的質(zhì)量將發(fā)生革命性的變革。半個世紀(jì)以后會比較好過,以后中國能源是可以持續(xù)發(fā)展的。但是今后20年,也就是到2030年之前,是剛才說的40年之內(nèi)的轉(zhuǎn)型期和過渡期里的攻堅期或者是困難期今后20年要付出很大努力和克服很大困難。因為新型的潔凈能源需要突破,可再生能源特別是非水是微不足道的,要突破一系列經(jīng)濟技術(shù)問題,核能也需要時間才能有一定的量。煤炭的潔凈化利用需要付出巨大的努力,煤炭的潔凈利用有多種途徑和技術(shù),但是這個是需要時間的。節(jié)能提效也要花更大的力氣,石油時代需要時間,電網(wǎng)系統(tǒng)也要解決一系列問題,所以這20年是困難期和攻堅期。
我們有一個初步的預(yù)測今后到2050年中國能源結(jié)構(gòu):煤炭從現(xiàn)在開始它的絕對量還是有所增加的,但是它相對的比例在下降。即使絕對量到2030年達到峰值以后它會逐步的下降,我們希望煤炭的控制有逐步的下降,我們希望到2050年的時候它占到總能耗的40%甚至更低。石油天然氣現(xiàn)在占的比重是10%多,將來會到20%多,甚至是25%以上,而天然氣的貢獻會逐步的增加,而天然氣里包括煤層氣和天然氣水合物。核電現(xiàn)在貢獻是1%到2%,將