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杜祥琬:低碳电力拥有未来
发表时间:2015/4/7 点击数:10722 投稿邮箱:yaoguisheng@chinapower.com.cn
    
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向低碳、绿色、可持续转型客观上是一场国际竞赛,我们需要以战略眼光和国际视野,积极面对和参与这场竞赛,切实加强基础性和应用性研究,抓住历史机遇,争占能源新科技的战略制高点。在这场竞赛中不落伍,并争取走在前头,这是建设创新型国家,实现中国民族伟大振兴的必要条件。

  未来中国乃至全球的可持续发展,都需要实现由工业文明向生态文明转变。其中,发展方式转变的基础是新的能源革命,即能源生产革命和能源消费革命,即由黑色、高碳向绿色、低碳转,由粗放、低效走向节约、高效。国家气候变化专家委员会主任、原工程院副院长杜祥琬在近日举办的中国清洁电力峰会上提出,中国绿色、低碳能源战略的三个支柱,是节能优先,煤炭和石油的高效、清洁化利用,发展非化石能源(包括可再生能源与核能)改善能源结构。

  但是,高碳与污染有强相关性,清洁电力在我国被一般地理解为“低污染排放”,认为污染排放和温室气体排放是两个截然不同的概念。但是,在中国能源具体情况下,污染排放和温室气体排放基本同根同源,环境后果已经踩到红线,粗放发展难以为继,向低碳转型已是时不我待。

  “新型城镇化”能否“低碳”,是我国面临的“大考”。

  我国发展的高碳特征

  中国单位GDP的能耗比世界平均值高出近一倍,杜祥琬给出的数据显示,2013年中国GDP是全球总量的12.3%,却消耗了全球21.5%的能源。目前,我国每年人均二氧化碳排放量已达6吨,逼近欧洲、日本的水平,且呈现持续增长态势,在一些发达地区则大于10吨,已经触及欧洲、日本等发达国家处在发展峰值时的排放量,但这一数字在我国增长较快地区不仅已经达到且在增长。

  究其原因是高耗能产业发展的太大、太快,形成了过剩产能,加之诸多浪费、不合理需求以及煤为主的能源结构。中国每年消耗的煤炭占全球的50.4%,在我国的东部地区每年就要消耗全球煤炭的40%,东部地区单位国土面积上消耗的煤炭即“煤耗空间密度”是全球平均值的12倍。而煤炭消耗中,高达一半是直接燃烧(非发电)的,这是最污染的利用方式,杜祥琬分析认为。

  据悉,2013年我国共耗煤39亿吨,其中发电18.3亿吨,直接燃烧的超过20亿吨。“油耗空间密度”已是全球平均值的3倍;我国东部“碳排放的空间密度”是全球平均值的6倍,我国目前每千人汽车拥有数虽不及美国的1/5,但中国东部的“汽车空间密度”已超过了美国。

  杜祥琬表示,东部人口密度是全球均值的5倍,考虑到我国的能耗和能源状况,东部的环境负荷已比世界均值高出5倍以上。因此我国最基本的国情是:环境容量显著小于世界平均值,我国发展的高碳特征已十分显著。

  化石能源需高效、洁净化利用

  由于化石能源不会很快枯竭,今后几十年,煤炭和石油在一次能源机构中的占比会逐步下降,仍将是主导能源之一。因此,中国需要有“天花板”的概念,节能优先、控制总量。

  杜祥琬认为,“中国富煤”的认识需要重新审视。他指出,相对缺油少气而言,说富煤有一定的道理,但相对世界均值并不富煤,中国人均探明可采储量是世界均值的67%,储采比中国为35,而世界为118。因此杜祥琬认为:“用煤也得悠着点,控量、高效、洁净、低碳、控制不合理需求。”

  煤炭总量控制煤炭消耗总量五年内见顶,煤炭消耗中,增加发电比例,气、电和余热的利用,替代没有用来发电的煤炭使用。只有污染物和温室气体都减下来,才能叫“低排放”。在煤炭的勘采、洗选、加工、运送和终端利用的各个环节中,有一系列的提高能效、较少污染的技术,燃煤电厂的节煤减排尚有明显潜力,低碳有待创新突破。

 终端能源中煤改电或气,汽车的油改电也是有益的方向,有关的技术、标准、监管都很重要。杜祥琬评价这方面的进步可使高碳能源可低碳利用,是重要的能源变革。

  当前,包括页岩气、煤层气、致密气、天然气水合物在内的非常规天然气都是相对洁净的化石能源,对缓解环境污染和应对气候变化会做出贡献。杜祥琬认为要努力提高天然气(含非常规天然气)在一次能源结构中的占比,但他同时指出,也需要清醒的认识到,中国的页岩气虽然储量不少,但因埋藏深、缺水和天然气管道的制约,我国开发页岩气的开采成本会比较高,收支比偏低。因此,要因地制宜科学发展。

  因此,在今后的几十年间,天然气将作为低碳能源支柱和重要的过渡性替代资源。但仅靠天然气不可能完成对煤炭的高比例替代,所以在中国“页岩气革命”或“页岩气时代”的口号并不恰当。

  非化石能源逐步成支柱

  作为低碳能源“三匹马”,可再生能源、核能、天然气(含非常规),杜祥琬认为三者并不是互相排斥的关系,而是互相补充,这有这样才有可能较早的实现对煤炭的高比例替代。

  在可再生能源中,比较成熟的水电尚有一定的发展潜力,在一次能源结构中的贡献可达近10%。非水可在生能源,包括太阳能、风能、生物质能、海洋能、地热能等,在我国和全球资源足够丰富,技术上没有原理性的障碍,近年来发展较快。

  对于如何提高间歇性风能和太阳能并网率,杜祥琬表示要规模化、多地域的发展风、光能源,增强相互间的互补和平滑作用,使其发电出力的行为显现较为平缓的特性,有可能利于提高并网率。同时,要加强可再生能源、储能技术(包括物理储能和化学储能)、电网技术与互联网技术、信息技术的融合起来,提高电网的智能化程度,加强对电源侧和需求侧的智能管理,提高电力系统对可再生能源的消纳能力。此外,还要发展分布式用能技术、资源循环利用技术、垃圾分类资源化利用技术、微网技术和不并网用电、峰电的直接利用(如用于海水淡化、制氢等)。

  核能是未来的可持续发展的能源。日本和事故后,核电发展受到一定影响,但各主要核电国家通过认真分析,都确定了继续发展核电的方针,全球核电发展格局基本稳定。杜祥琬认为原因首先是对核事故进行科学的分析、总结、吸取经验教训,核电安全的技术水平和管理水平进一步提高,弃核的做法并不理智;其次,核电作为洁净、低碳、稳定、高能量密度能源,其基本优点并未改变;此外,人类对低碳能源的客观需求,需要输出稳定的核电与间歇式的可再生能源相结合,是核电发展的动力。

  目前,我国已运行核电机组21台,装机容量1902万千瓦,年发电量仅占全国发电总量的约2%,在建核电机组27台,装机容量2953万千瓦。因此,“安全、稳步、规模发展核电”是我国的理性选择。从目前的核裂变电站到未来的受控核聚变电站,是一个必然的科学发展方向和历史过程,在未来的绿色地球上,核能将成为一个可持续发展的能源支柱。

  未来必将倚重非化石能源,中国工程院建议:在我国一次能源结构中,非化石能源2020年将占到15%,2030年应能超过20%。几十年后,非化石能源占比将超过化石能源,可视为能源革命的一个标志。

  低碳电力拥有未来

  杜祥琬表示,电力发展水平要用发电量来衡量,装机容量的多少与电源结构有关,最终需要是电量,用发电量指标来衡量才是科学的。

  电力在终端能源中的比例要提高,直燃煤和直燃油的使用尽量用电能替代。因此,应调整电力结构,使非化石发电达到高比例,人类未来必须依靠可再生能源,这是世界发展的共同趋势,也是我国拥有未来的战略选择。

  同样发达水平,低能耗才是先进指标,说明能效高,说明国家倡导节能。杜祥琬进一步分析时表示,能源电力的消耗,不是越多越好:如果以欧洲、日本国家为参照,我国还有不到1倍的人均发电量增长空间,而从欧洲、日本等国的发展经验来看,等到一定发达程度后,经济继续发展,但人均能耗、电耗不再提高且基本稳定,甚至还能下降,得益于产业结构调整和能效提高。

  杜祥琬认为,要倡导比较高效、节能、低碳的生产和生活方式或者社会发展方式。


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