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發展。世界各國不約而同的把目光投向了新能源,同時通過占領新能源技術這個新的戰略制高點,把人類社會轉型到創新驅動的發展方式和生態文明的階段。對于我們這個人口眾多而人均資源短缺的國度,這個轉型更為緊迫和意義重大。為此中國需要制定經濟環境雙贏的能源戰略,那就是低碳能源戰略。
低碳與綠色是并行的
低碳能源戰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略,它是以低碳技術和低碳政策為支撐的戰略,是走新型工業化道路的必然要求,是低碳經濟的基礎,也是我們應對氣候變化的國家戰略。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。我們為了實現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。
中國低碳能源戰略的主要內涵
我們理解的低碳能源戰略有以下幾個子戰略作為支撐:大力節能,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人口的5%,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達國家的生產和生活方式的道路,中國絕對不能攀比發達國家的所謂人均能耗,必須走節能的發展道路。
我們的人均能耗必須控制到顯著低于發達國家的水平,這是一個必然的要求,這也是我們走資源節約型環境友好型道路的必然要求,所以中國必須走節能的發展道路。而節能又包含了從生產到生活的各個環節,包括工業、建筑、交通等等都有很大的節能潛力,當然也包括到我們的生活方式、消費觀念等等,需要創造節約的生產方式和生活方式,并樹立節約消費觀。中國節能潛力巨大,節能應該看作是一種低碳能源和綠色能源。
現在每年用于照明的大概是3000億度電,如果都改用節能燈泡可以節約1/3,這個數比長江三峽一年發的電還要多,所以節出來的能源本來就是能源,只不過我們把它浪費掉了。現在要把它找回來。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46億噸標煤,到2030年,就可以達到這樣的目標。
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在是70%,它要逐步的下降,我們把節能工作做好,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年之內還會有所增加,如果節能工作做得好,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。石油的發展戰略也就是這幾個字:節約、發展替代、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該將其作為發展的重點之一。當然這個概念里也包含煤層氣、天然氣水合物,它的發展潛力資源量在我們國家都是客觀的。
加快核能和可再生能源的發展,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。核能要發展得好,必須全產業鏈和政策相配套協調發展。核能的發展,我們國家奉行三部曲,第一步就是熱中子反應堆為主,下一步已經開始啟動的實驗堆就是塊堆,兩個結合起來就可以使我們國家核能的發展持續幾百年都沒有問題。下一步,就是聚變堆。
核電的發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,技術也比較成熟,可以穩步的發展,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經濟瓶頸的過程,還要發展新的用能方式。因為太陽能和風能不像火電那樣穩定,所以要讓它積極扎實而又有序的發展,從太陽能和風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。生物質能有多種形態業態、固態、氣態都有,我們想重點應該是液態燃料的替代,地熱和海洋能也有相當大的資源和發展潛力。總之把這幾個加起來,我們國家可再生能源的戰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展到主流能源,最后發展到主導能源之一。
現在到2050年,可再生能源發展,太陽能、風能和生物質能,可以達到17億噸標煤,到那個時候可以占到我們國家總耗能的25%到30%,現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,為了適應可再生能源發展需要構建智能電網和發展儲能的技術。
本世紀上半葉中國能源發展預判
中國能源發展是戰略過渡期或者是轉型期,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型為一個潔凈、高效、節能、安全多元的現代化能源體系。
在這個過程當中,我國的能源結構、能源的顏色、能源的質量將發生革命性的變革。半個世紀以后會比較好過,以后中國能源是可以持續發展的。但是今后20年,也就是到2030年之前,是剛才說的40年之內的轉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,要突破一系列經濟技術問題,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,但是這個是需要時間的。節能提效也要花更大的力氣,石油時代需要時間,電網系統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測今后到2050年中國能源結構:煤炭從現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。核電現在貢獻是1%到2%,將