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杜祥琬:我对中国的能源安全并不悲观

2017年08月05日 15:08 来源于 财新网
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中国能源结构怎么调?煤炭应该如何去?能源安全怎么控?
资料图:杜祥琬。视觉中国

  编者按:近日,中国工程院原副院长、能源研究专家杜祥琬院士在2005委员会理事分享会上,就中国能源结构改革、能源安全等热点话题进行了分享。他指出,中国在向以非化石能源为主阶段过渡的过程中,首先需要节能提效,并在能源结构调整的过程中将天然气、可再生能源及核能这“三驾马车”作为过渡主力。此外,在如何降低对煤炭的依赖以及中国应该树立怎样的能源安全观等方面,他也有独树一帜的观点。

  以下是经过编辑的演讲内容,并经过本人审阅。

  演讲 | 杜祥琬

  整理 | 吕浩然

  现今世界能源大的趋势可以归纳为增速趋缓、转型加快。中国和世界的一个共同趋势是向低碳、高效能的方向发展,所以各项能源的使用量会有升有降。

  2016年的一项数据显示,世界各项能源当中增长最快的是可再生能源,特别是太阳能和风能,然后是水电、天然气,核电也有增加,但是煤炭和石油基本上仍是持平的,这是一个趋势。所以,整个能源结构是在往低碳、绿色的方向走。在增速方面,全球去年能源增速大概是1%,而中国的增速则是1.3%,基本上持平。在这种背景下,我们再来谈一下中国的能源问题。

  中国低碳能源的“三驾马车”

  首先,中国能源的头号问题还是要节能提效,因为中国的节能潜力还很大。2015年的一项数据显示,中国贡献了全球15%的GDP,却消耗了全球23%的能源。也就是说,我们单位GDP所消耗的能源是全球能源强度的1.5倍。当然,中国在这方面已经进步了,较早之前需要消耗全球两倍的能源强度。就此而言,我们还有50%的可降低空间。

  这也是为什么国家规划到2020年要将碳排放强度比2005年降40%到45%,到2030年降60%到65%,这都经过了大量的论证。当然,国家所做的承诺其实是留有余地的,现在来看,到2020年碳排放强度的降幅可能会达到50%左右。中国能源的浪费也很多,北京市交通委员会2012年公布的数据显示,仅北京堵车一项造成的各种浪费就相当于北京市GDP的7%。所以,中国要讲能源战略,首先得节能提效。

  其次,能源结构仍需要调整。新能源,也就是非化石能源,包括可再生能源和核能等都需要增长。而在煤炭、石油、天然气三个主要的化石能源中,相对低碳的是天然气,所以我有一个自己的提法,叫做中国的低碳能源有“三驾马车”,就是天然气、可再生能源以及核能,要靠它们三个一起“拉车”,把低碳能源的比例拉上去。

  去年中国的煤炭占一次能源的62%,这已经在进步。可以肯定地说,发改委公布到2020年,中国煤炭占一次能源的比例降到58%;到2030年,降至50%以下;到2050年,要降至30%,煤炭所占比例一定要降下来。其实,煤炭占比巨大的问题并不是中国所独有的,1913年的一项数据显示,全球的一次能源70%都是煤炭。

  当今世界的能源结构:煤炭大概占29%,天然气21.2%,石油31%,剩下的非化石能源,占18%-19%。对比来看,中国的任务仍比较艰巨。拿什么在保证煤炭使用的前提下替代它,只有前面提到的“三驾马车”:天然气现在占一次能源的6%,非化石能源是13%,而国家规划到2020年,非化石能源要增加到15%,2030年达到20%。到2050年,我们估计非化石能源加上天然气,应该能占到55%-60%,而煤炭降至30%左右。我们希望能提出这样一个目标,让中国的能源结构更加合理,向更加低碳的方向走。

  煤炭的“去路”何在?

  我们不妨分析一下上述数据,也是现在存在分歧的地方:到底煤炭的比例能不能这么快地降下来?煤炭现在占我国一次能源的62%,也就是四十多亿吨原煤,但只有一半是用来发电的,剩下一半是直接燃烧的。后者中又有一部分是散烧煤,散烧煤一定要替代下来,这一点没有异议。当然,替代的过程中一定要有一系列的政策、措施,来保证农户等有能力使用更加清洁的能源,这是其一。

  第二,钢铁、水泥等工业用煤占比很大。仅河北一省就产出两亿多吨钢铁,大家戏称,全球的钢铁第一是中国,第二是河北,第三是唐山,第四是美国,而钢铁产业需要消耗煤炭。现在这些高耗能产业已经趋于饱和,所以产业要调整,这一点不可否认,水泥亦是如此。所以,工业直接消耗的煤炭需要降低,这一块也非常重要。

  第三,煤电方面。煤炭应该主要用来发电,相对集中的煤电污染可能也比较好控制。中国已经装机的煤电9亿千瓦,但却用不了这么多,现今煤电装机容量已经过剩。现在一座煤电厂一年可以运行6000小时,少一点的也达到5000小时,而前年则是4300小时,去年是4100小时,今年大约是4200小时,皆处在低效运行的状态。所以说,煤电的装机不应该再增加,因为已经过剩。

  综上来看,中国已经连续三年煤炭的总消耗量在下降,归根结底是因为没有需求了。但仍有一块我认为会有争议:现在有人主张大力发展煤制油、煤制气。但煤制油在产出一吨油的同时还要产出五吨的二氧化碳,而平常消耗一吨煤炭所产生的二氧化碳仅2.5吨,煤制气也要产生二氧化碳,且比煤制油还要多。从低碳的角度来看,为应对气候变化,是不应鼓励煤制油、气的。中国因为缺油、缺气,有一点这样的技术储备是可以的,但不应大肆开发。

  此处还应提到科学产能的概念,中国如今每年产出近40亿吨原煤,什么叫科学产能?就是在保证生产安全和少影响生态环境前提下,对煤炭的开采叫做科学开采、科学产能,而中国现今科学产能的能力只有不到20亿吨原煤,所以要减少非科学产能。此外,在开采以后要增加洗煤的比重,脏、差的煤不去用,这些都是煤炭中所存在的一些问题。中国现在科学产能的能力不足,不得不容忍十几亿吨的非科学产煤,这就产生了很多问题,生态问题、环境问题、安全问题等等。而作为煤炭替代品的天然气,因受限于我国天然气资源的总量和能够进口的总量,还做不到高比例。

  这样分析下来,我认为中国煤炭消耗不会再增加。

  美国依靠页岩气革命使得它的能源独立了,中国随之产生一种说法:我们也要进入气体能源时代,但我认为中国并不会进入气体能源时代。我们要大力提倡发展天然气,增加天然气现在只有6%这个比重,现在国家规划到2020年天然气能增长到10%,2030年希望这个比例能到15%,这已经是很不容易了。天然气的概念指的是常规的天然气和非常规天然气,后者包括煤层气、页岩气、致密气和可燃冰等。

  现在,我国三分之一的天然气依靠进口,这个比例应有所加大,因为我们自己增加开采的量还不够,所以要提高进口的比例。如果15%这个目标能够实现,加上石油的贡献,两项占比最多也仅30%多。而现今全球的能源结构,“石油+天然气”的占比是超过50%的。

  全球能源结构的变化可以分为三个阶段:以煤为主阶段、油气为主阶段和非化石能源为主阶段,现在世界各国都在开始调整这个结构,要增加非化石能源,特别是可再生能源的总量,往第三个阶段,即可再生能源为主的结构走。

  而中国的能源结构也是三个阶段,却有所区别:第二个阶段并不是油气为主阶段,因为中国的油气最多就到30%多。所以,中国能源结构的第二阶段,应该叫多元结构阶段,即煤炭、石油、天然气、可再生能源和核能都“给力”,在这个阶段中各能源此消彼涨,逐步过渡到第三阶段——以非化石能源为主的阶段,这个是全球的大趋势,也是中国特有的模式。

  中国的能源安全观应更加长远

  对于能源安全观,我提几点概念。传统的能源安全是我需要多少,供给就要满足多少,供给不足的话就不安全了。中国并不缺少煤炭,而是缺少石油、天然气,所以真正的能源安全就是围绕石油、天然气的进口来转,这对目前的中国来讲还是重要的。但中国的能源安全还有一个关键,就是中国的能源环境安全观,需要把能源的环境安全提到战略高度,保证民众呼吸到好的空气,接触到干净的水和土壤,如果这些东西不能保证,我们为什么而奋斗?能源的环境安全观如果提到战略高度的话,国家就必须改变能源的结构。

  对中国来说,中国的长远能源安全靠什么?既不靠石油,也不靠天然气。虽然天然气很重要,它也是未来几十年一个重要的过渡性替代能源,但我们还要为一百年、二百年以后的子孙考虑,那个时候可能天然气资源已经匮乏。那么,长远来看中国的能源观靠什么?要靠掌握未来新能源技术的战略制高点。只有掌握了未来能源的技术,走在世界的前头,中国未来的能源才是安全的。

  从这个意义上讲,我对中国的能源安全并不悲观,因为中国的可再生能源足够多,且不说核聚变到现在还没有突破,但核聚变原理上是没有问题的,如果全球掌握了核聚变,那是另外一个问题了。其它可再生能源,如中国的太阳能、风能、水电和生物能等等,分析下来,足够满足中国的长远规划。

  此外,储能也是一项必须攻克的重要技术,太阳能、风能都是间歇性的,如何把这个间歇性利用好,而不要弃风、弃光。现在内蒙、甘肃、新疆弃风、弃光率占到30%以上,问题仍很多。这里面固然有体制问题,但也具有技术问题。如果高能量密度的储能技术能够在这些地方加以应用,那么,哪个国家引领储能技术,就能引领未来。

  在能源政策方面,最近国家出台的2020-2030年能源发展战略,包括现在正在起草的2050年能源发展战略,应该说,总体方向的掌握还是可以的。“十三五”规划显示到2020年,中国能源消耗总量为不超过50亿吨标准煤,到2030年不超过60亿吨标准煤,我认为这个数字留的余地多了一点,我们应该把节能减排做得更好。

  另外,体制也存在一些问题,比如云南、四川等省水电充沛,而邻省宁肯用本省的燃煤发电,宁肯再建火电厂,也不愿使用别省的水电,因为这跟本省的GDP挂钩,结果就是弃掉了别省充裕的水电,这是个纯粹的体制问题,还有待解决。

杜祥琬
杜祥琬
  应用物理、强激光技术和能源战略专家,中国工程院院士、原副院长,中国工程物理研究院高级科学顾问。

  1964年毕业于苏联莫斯科工程物理学院,曾主持我国核试验诊断理论和核武器中子学的精确化研究,曾任国家863计划激光专家组首席科学家,曾主持中国工程院的我国能源发展战略咨询研究。现任国家能源专家咨询委员会副主任,第三届国家气候变化专家委员会名誉主任。

  1997年当选为中国工程院院士,2002年当选中国工程院副院长,2006年当选为俄罗斯国家工程科学院外籍院士,先后获国家科技进步特等奖一项、一等奖一项、二等奖两项,部委级一、二等奖十多项。2000年获何梁何利科技进步奖。

  作品来源:《知识分子》(微信公号:The-Intellectual)

  《知识分子》是由饶毅、鲁白、谢宇三位学者创办的移动新媒体平台,致力于关注科学、人文、思想

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责任编辑:于达维 | 版面编辑:邱祺璞
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