來源:中國能源網 發布日期:2015-04-07
向低碳、綠色、可持續轉型,客觀上是一場國際競賽,我們需要以戰略眼光和國際視野,積極面對和參與這場競賽,切實加強基礎性和應用性研究,抓住歷史機遇,爭占能源新科技的戰略制高點。在這場競賽中不落伍,并爭取走在前頭,這是建設創新型國家,實現中國民族偉大振興的必要條件。
未來中國乃至全球的可持續發展,都需要實現由工業文明向生態文明轉變。其中,發展方式轉變的基礎是新的能源革命,即能源生產革命和能源消費革命,即由黑色、高碳向綠色、低碳轉,由粗放、低效走向節約、高效。國家氣候變化專家委員會主任、原工程院副院長杜祥琬在近日舉辦的中國清潔電力峰會上提出,中國綠色、低碳能源戰略的三個支柱,是節能優先,煤炭和石油的高效、清潔化利用,發展非化石能源(包括可再生能源與核能)改善能源結構。
但是,高碳與污染有強相關性,清潔電力在我國被一般地理解為“低污染排放”,認為污染排放和溫室氣體排放是兩個截然不同的概念。但是,在中國能源具體情況下,污染排放和溫室氣體排放基本同根同源,環境后果已經踩到紅線,粗放發展難以為繼,向低碳轉型已是時不我待。
“新型城鎮化”能否“低碳”,是我國面臨的“大考”。
我國發展的高碳特征
中國單位GDP的能耗比世界平均值高出近一倍,杜祥琬給出的數據顯示,2013年中國GDP是全球總量的12.3%,卻消耗了全球21.5%的能源。目前,我國每年人均二氧化碳排放量已達6噸,逼近歐洲、日本的水平,且呈現持續增長態勢,在一些發達地區則大于10噸,已經觸及歐洲、日本等發達國家處在發展峰值時的排放量,但這一數字在我國增長較快地區不僅已經達到且在增長。
究其原因是高耗能產業發展的太大、太快,形成了過剩產能,加之諸多浪費、不合理需求以及煤為主的能源結構。中國每年消耗的煤炭占全球的50.4%,在我國的東部地區每年就要消耗全球煤炭的40%,東部地區單位國土面積上消耗的煤炭即“煤耗空間密度”是全球平均值的12倍。而煤炭消耗中,高達一半是直接燃燒(非發電)的,這是最污染的利用方式,杜祥琬分析認為。
據悉,2013年我國共耗煤39億噸,其中發電18.3億噸,直接燃燒的超過20億噸。“油耗空間密度”已是全球平均值的3倍;我國東部“碳排放的空間密度”是全球平均值的6倍,我國目前每千人汽車擁有數雖不及美國的1/5,但中國東部的“汽車空間密度”已超過了美國。
杜祥琬表示,東部人口密度是全球均值的5倍,考慮到我國的能耗和能源狀況,東部的環境負荷已比世界均值高出5倍以上。因此我國最基本的國情是:環境容量顯著小于世界平均值,我國發展的高碳特征已十分顯著。
化石能源需高效、潔凈化利用
由于化石能源不會很快枯竭,今后幾十年,煤炭和石油在一次能源機構中的占比會逐步下降,仍將是主導能源之一。因此,中國需要有“天花板”的概念,節能優先、控制總量。
杜祥琬認為,“中國富煤”的認識需要重新審視。他指出,相對缺油少氣而言,說富煤有一定的道理,但相對世界均值并不富煤,中國人均探明可采儲量是世界均值的67%,儲采比中國為35,而世界為118。因此杜祥琬認為:“用煤也得悠著點,控量、高效、潔凈、低碳、控制不合理需求。”
煤炭總量控制煤炭消耗總量五年內見頂,煤炭消耗中,增加發電比例,氣、電和余熱的利用,替代沒有用來發電的煤炭使用。只有污染物和溫室氣體都減下來,才能叫“低排放”。在煤炭的勘采、洗選、加工、運送和終端利用的各個環節中,有一系列的提高能效、較少污染的技術,燃煤電廠的節煤減排尚有明顯潛力,低碳有待創新突破。
終端能源中煤改電或氣,汽車的油改電也是有益的方向,有關的技術、標準、監管都很重要。杜祥琬評價這方面的進步可使高碳能源可低碳利用,是重要的能源變革。
當前,包括頁巖氣、煤層氣、致密氣、天然氣水合物在內的非常規天然氣都是相對潔凈的化石能源,對緩解環境污染和應對氣候變化會做出貢獻。杜祥琬認為要努力提高天然氣(含非常規天然氣)在一次能源結構中的占比,但他同時指出,也需要清醒的認識到,中國的頁巖氣雖然儲量不少,但因埋藏深、缺水和天然氣管道的制約,我國開發頁巖氣的開采成本會比較高,收支比偏低。因此,要因地制宜科學發展。
因此,在今后的幾十年間,天然氣將作為低碳能源支柱和重要的過渡性替代資源。但僅靠天然氣不可能完成對煤炭的高比例替代,所以在中國“頁巖氣革命”或“頁巖氣時代”的口號并不恰當。
非化石能源逐步成支柱
作為低碳能源“三匹馬”,可再生能源、核能、天然氣(含非常規),杜祥琬認為三者并不是互相排斥的關系,而是互相補充,這有這樣才有可能較早的實現對煤炭的高比例替代。
在可再生能源中,比較成熟的水電尚有一定的發展潛力,在一次能源結構中的貢獻可達近10%。非水可在生能源,包括太陽能、風能、生物質能、海洋能、地熱能等,在我國和全球資源足夠豐富,技術上沒有原理性的障礙,近年來發展較快。
對于如何提高間歇性風能和太陽能并網率,杜祥琬表示要規模化、多地域的發展風、光能源,增強相互間的互補和平滑作用,使其發電出力的行為顯現較為平緩的特性,有可能利于提高并網率。同時,要加強可再生能源、儲能技術(包括物理儲能和化學儲能)、電網技術與互聯網技術、信息技術的融合起來,提高電網的智能化程度,加強對電源側和需求側的智能管理,提高電力系統對可再生能源的消納能力。此外,還要發展分布式用能技術、資源循環利用技術、垃圾分類資源化利用技術、微網技術和不并網用電、峰電的直接利用(如用于海水淡化、制氫等)。
核能是未來的可持續發展的能源。日本和事故后,核電發展受到一定影響,但各主要核電國家通過認真分析,都確定了繼續發展核電的方針,全球核電發展格局基本穩定。杜祥琬認為原因首先是對核事故進行科學的分析、總結、吸取經驗教訓,核電安全的技術水平和管理水平進一步提高,棄核的做法并不理智;其次,核電作為潔凈、低碳、穩定、高能量密度能源,其基本優點并未改變;此外,人類對低碳能源的客觀需求,需要輸出穩定的核電與間歇式的可再生能源相結合,是核電發展的動力。
目前,我國已運行核電機組21臺,裝機容量1902萬千瓦,年發電量僅占全國發電總量的約2%,在建核電機組27臺,裝機容量2953萬千瓦。因此,“安全、穩步、規模發展核電”是我國的理性選擇。從目前的核裂變電站到未來的受控核聚變電站,是一個必然的科學發展方向和歷史過程,在未來的綠色地球上,核能將成為一個可持續發展的能源支柱。
未來必將倚重非化石能源,中國工程院建議:在我國一次能源結構中,非化石能源2020年將占到15%,2030年應能超過20%。幾十年后,非化石能源占比將超過化石能源,可視為能源革命的一個標志。
低碳電力擁有未來
杜祥琬表示,電力發展水平要用發電量來衡量,裝機容量的多少與電源結構有關,最終需要是電量,用發電量指標來衡量才是科學的。
電力在終端能源中的比例要提高,直燃煤和直燃油的使用盡量用電能替代。因此,應調整電力結構,使非化石發電達到高比例,人類未來必須依靠可再生能源,這是世界發展的共同趨勢,也是我國擁有未來的戰略選擇。
同樣發達水平,低能耗才是先進指標,說明能效高,說明國家倡導節能。杜祥琬進一步分析時表示,能源電力的消耗,不是越多越好:如果以歐洲、日本國家為參照,我國還有不到1倍的人均發電量增長空間,而從歐洲、日本等國的發展經驗來看,等到一定發達程度后,經濟繼續發展,但人均能耗、電耗不再提高且基本穩定,甚至還能下降,得益于產業結構調整和能效提高。
杜祥琬認為,要倡導比較高效、節能、低碳的生產和生活方式,或者社會發展方式。
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