我國要走這樣一條路徑:集中現有的人力物力,彎道超車(chē),直接向可再生能源低碳結構發(fā)展,與發(fā)達國家同步進(jìn)入低碳或者零碳能源時(shí)代。
◆江億
巴黎協(xié)議中國政府已經(jīng)正式批準生效,其核心內容就是保證控制氣候變化不超過(guò)2℃。按照這個(gè)計劃,到2050年,全球的二氧化碳排放總量不超過(guò)150億噸。
這是一個(gè)嚴峻的挑戰,因為我國現在碳排放總量每年已經(jīng)超過(guò)100億噸。按照碳排放總量150億噸計算,我國到2050年可以得到的碳排放額度最多為35億噸,只是現在100噸的1/3。現在距2050年還有33年零兩個(gè)月的時(shí)間,在這段時(shí)間里,怎么能夠使我國碳排放總量下降2/3?這是一個(gè)嚴峻的挑戰。因此,現在就應該有所規劃,有所行動(dòng)。實(shí)際上,發(fā)達國家尤其是歐洲都已經(jīng)開(kāi)始行動(dòng)起來(lái)。比如,發(fā)展可再生能源、提高能源效率、調整能源結構、發(fā)展核能甚至CCS(CO2捕獲和埋存)以實(shí)現這一目標。
縱觀(guān)人類(lèi)用能歷史,我們走過(guò)了幾個(gè)時(shí)代。
在第二次世界大戰之前,除了美國煤炭比例在50%~60%波動(dòng),其他各國基本上都以煤炭為主導能源。二戰結束后,從1950年到1975年,25年實(shí)現了從煤炭時(shí)代向油氣時(shí)代的過(guò)渡。當時(shí)從煤炭向石油轉型,煤炭消耗量從90%多降到30%~40%以下,或者更低。從20世紀70年代,基本上進(jìn)入了油氣時(shí)代。開(kāi)始是油,后來(lái)以氣為主導。煤炭總量達到20%、30%和40%左右,這是人類(lèi)使用能源結構調整變化的過(guò)程。
而我國目前煤炭消耗量還在65%、70%這個(gè)數字上走著(zhù),或者可以認為仍然處在煤炭時(shí)代。現在由于氣候變化的問(wèn)題,發(fā)達國家紛紛開(kāi)始了從油氣時(shí)代向可再生能源為主的低碳時(shí)代轉變。比如,歐盟、丹麥、芬蘭、德國、瑞典等國,都計劃到2050年初步實(shí)現零碳或者低碳,可再生能源成為能源主導。我國也計劃2030年之前碳排放達到高峰,峰值以后下降,2030年可再生能源占總能源的20%以上。
現在我們面臨的問(wèn)題是:中國是不是要走以前發(fā)達國家走過(guò)的老路,即從煤炭時(shí)代轉向油氣時(shí)代?我國現在天然氣占總能源比例不到5%,而發(fā)達國家總能源中30%~40%是天然氣。盡管我國天然氣只占5%,但對外依存度已經(jīng)達到30%,要進(jìn)一步加大天然氣比例只能加大進(jìn)口。而由現在的煤炭能源轉向天然氣能源,需要巨額的基礎設施投資。但反過(guò)來(lái),中國的燃煤技術(shù)無(wú)論在清潔還是高效等方面,都處在世界領(lǐng)先地位。
因此,我國要不要走這樣一條路徑:先用10~15年時(shí)間把煤改成油氣,然后再花10~15年把油氣替換,實(shí)現低碳可再生能源為主的轉移?或者選擇另一條道路:集中現有的人力物力,彎道超車(chē),直接向可再生能源低碳結構發(fā)展,與發(fā)達國家同步進(jìn)入低碳或者零碳能源時(shí)代?
答案顯而易見(jiàn),只有選擇第二條道路,才可以改變我國目前缺氣少油的不利條件,成為促進(jìn)可再生能源發(fā)展的有利條件。
我國現在能源消耗很高,碳排放總量也是世界第一,很重要的一個(gè)原因是因為高速發(fā)展的城鎮化。路橋壩樓包括能源系統,這些基礎設施建設需要大量的鋼鐵、水泥、建材,而這些都是高能耗產(chǎn)業(yè)。旺盛的市場(chǎng)需求導致中國的碳排放居高不下或持續增長(cháng),造成能源消耗巨大。而到了現在這個(gè)時(shí)期,中國的經(jīng)濟發(fā)展模式應該轉型了,應該由投資型驅動(dòng)改為高附加值的創(chuàng )新驅動(dòng)。隨著(zhù)基礎設施發(fā)展和建設需求逐步減少,煤炭能源時(shí)代將會(huì )結束并直接轉向可再生能源時(shí)代。這是一個(gè)可行的途徑,因為可以避免油氣能源基礎設施的重復建設、重復投資。
那么,我國未來(lái)能不能實(shí)現低碳能源結構?答案是肯定的。我國未來(lái)每年用電量約為8.5萬(wàn)億~9萬(wàn)億千瓦時(shí),分別用在建筑2.5萬(wàn)億千瓦時(shí),交通1.5萬(wàn)億千瓦時(shí),工業(yè)4.5萬(wàn)億千瓦時(shí)。這些電從哪里來(lái)?水電現在每年1萬(wàn)億千瓦時(shí),能夠增長(cháng)到1.5萬(wàn)億千瓦時(shí);核電現在0.15萬(wàn)億千瓦時(shí),能夠增長(cháng)到1萬(wàn)億千瓦時(shí);風(fēng)電0.2萬(wàn)億千瓦時(shí),可以增長(cháng)到1萬(wàn)億千瓦時(shí);光電可以增長(cháng)到1萬(wàn)億千瓦時(shí)。這些加起來(lái)可以提供約50%的用電量。然后,再由燃氣、燃煤電廠(chǎng)提供另外的50%。但在提供電量的同時(shí),還要承擔電力調峰。這樣算來(lái),碳排放量將達22億噸。在燃料供應方面,需要增加17億噸標準煤。其中,可以由生物質(zhì)能提供8.5億噸標準煤,包括農業(yè)秸稈、動(dòng)物糞便、餐廚垃圾等。林業(yè)秸稈可以制成生物質(zhì)燃氣1800億立方米/年,壓縮顆粒4億噸,還可以導出二氧化碳形成負碳。生物燃料剩余的材料還可以返回農田變成好的肥料,能源作物每年可產(chǎn)能合兩億噸標準煤。再由燃煤、燃氣、燃油提供另外8.5億噸標準煤的化石能源,形成15億噸碳排放,相加起來(lái)與目標相近。
實(shí)現這種低碳的能源結構有幾項關(guān)鍵技術(shù)要做:一是要解決電力調峰問(wèn)題,保證光電風(fēng)電的有效利用。要通過(guò)熱電聯(lián)產(chǎn)、蓄能,把CSP(光熱發(fā)電)變成電力調峰電站。二是發(fā)展建筑直流供電,實(shí)現分布式蓄能。在末端把電穩定,自行解決用電波動(dòng)。三是利用現在熱電廠(chǎng)和工業(yè)生產(chǎn)的低溫余熱,如鋼鐵、有色、化工、建材、信息業(yè)的低溫排熱,解決建筑供熱。
作者系中國工程院院士,中國節能協(xié)會(huì )理事長(cháng)。本文摘自其在“2016中國煤炭消費總量控制和能源轉型國際研討會(huì )上”的發(fā)言。標題為編者所加。
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