今年6月15日是全國低碳日。低碳，是生態(tài)文明的重要組成部分；實(shí)現低碳，根源在能源使用。中國面臨的能源問(wèn)題非常復雜，國內國外有各種各樣不同的認識，學(xué)術(shù)界、工程界、企業(yè)界也有不同的聲音。中國工程院原副院長(cháng)杜祥琬院士近年來(lái)領(lǐng)導、參與了多個(gè)能源及其相關(guān)領(lǐng)域的調查、咨詢(xún)項目。我們特邀請杜祥琬院士撰文，談?wù)勊麑χ袊茉窗l(fā)展的看法。
A.中國能源結構變革的三個(gè)歷史階段
我們國家的可持續發(fā)展呼喚著(zhù)一場(chǎng)深刻的能源革命。我們簡(jiǎn)單概括一下這個(gè)能源革命：第一就是能源消費革命，要逐步由粗放、低效走向節約、高效；第二是能源生產(chǎn)革命，逐步由黑色、高碳，走向綠色、低碳。這兩個(gè)革命實(shí)現，需要以能源技術(shù)革命為支撐，以能源體制革命為保障。這是一個(gè)宏大的話(huà)題，今天我們只討論能源的生產(chǎn)革命。
我們國家能源結構的變革必然會(huì )有三個(gè)歷史階段。第一階段，我們長(cháng)期處于以化石能源、特別是以煤炭為主的階段。
第二階段，是能源多元化階段。如果以非化石能源占比超過(guò)10%作為標志，那么2015年已經(jīng)開(kāi)始進(jìn)入第二階段。在這個(gè)階段的前幾十年，煤炭、石油等化石能源仍將占較大比重，但年消耗總量占比會(huì )逐步下降。我們認為，能源消費進(jìn)入多元化是一個(gè)必然趨勢，由三個(gè)原因決定。一是煤炭、石油等化石能源必將帶來(lái)包括氣候變化等嚴峻的環(huán)境問(wèn)題。二是化石能源不可再生，無(wú)法可持續發(fā)展。三是潔凈低碳能源的替代能力不斷提高。但這個(gè)過(guò)程并不是線(xiàn)性發(fā)展過(guò)程，在一段時(shí)間內，化石能源年消耗總和的絕對量將持續增加，達到歷史性的峰值后會(huì )緩慢減少。這個(gè)峰值預計會(huì )與二氧化碳排放峰值同步，我們希望它能夠盡早到來(lái)?；茉淳徛郎p少的同時(shí)，我國能源需求總量的增量將由低碳潔凈能源來(lái)補充，隨之而來(lái)的是低碳潔凈能源在我國一次能源結構中的占比逐步增加。這個(gè)多元結構階段，大約會(huì )持續百年左右。
第三階段，是以非化石能源為主的階段。如果說(shuō)非化石能源占到90%，大概還要有百年的光景，但是如果非化石能源占到50%以上，可能需要50年左右。
總結來(lái)說(shuō)，由第一階段化石能源為主，到現在開(kāi)始進(jìn)入多元結構階段，再到遠景的以非化石能源為主的階段，它可以使我們從方向上，定性地判斷各類(lèi)能源消長(cháng)的大趨勢，從而增強戰略謀劃和政策制定的穩定性。
工程院曾建議，在我國一次能源結構中，非化石能源在2020年能夠達到15%，2030年能超過(guò)20%。那么，我們勾畫(huà)一下中國能源結構變化的總圖景：2020年前煤炭總量達到峰值；2025年前煤炭和石油消耗總量達到峰值；2030年碳排放總量達到峰值，同時(shí)，低碳能源在一次能源結構當中大于35%；到2050年，低碳能源在一次能源結構中占比達到當50%。
B.化石能源的總量控制和潔凈高效利用是現階段的工作重心
化石能源不會(huì )很快枯竭，正如我們前面所說(shuō)，今后幾十年中，雖然煤炭和石油在一次能源結構中的占比會(huì )逐步下降，但是它依然是主導能源之一。因此，在能源結構變革的第二個(gè)階段，要做到化石能源的節能優(yōu)先、總量控制。從總量控制上，頭腦中要時(shí)刻有一個(gè)“天花板”概念，同時(shí)，要積極探索化石能源的高效、潔凈、低碳利用。
就煤炭而言，五年之內煤炭消費總量會(huì )見(jiàn)頂。雖然這兩年煤炭的總消費量已經(jīng)開(kāi)始下降，但還不是很穩定，而五年以后達到不再增加是有可能的。在我們國家的煤炭消耗當中，只有一半是用來(lái)發(fā)電的。我們認為，煤炭發(fā)電的比例要增加，而直接燃燒、散燒煤要用氣、電、余熱等替代。除了總量控制，煤炭一個(gè)很重要的方面就是清潔利用。潔凈化有非常清晰的國家環(huán)保概念，脫硫、脫硝、除塵都有明確標準，這一點(diǎn)中國做得不比國際差。但是低碳化仍然是個(gè)問(wèn)題。也就是說(shuō)，通過(guò)節煤來(lái)減少二氧化碳排放雖然有效、但是有限的。進(jìn)一步低碳，呼喚創(chuàng )新，比如發(fā)展碳捕捉、利用和存儲。
就石油而言，中國不能“踩著(zhù)油門(mén)”追趕美國。這其中包括汽車(chē)數量理性發(fā)展的問(wèn)題，包括引導汽車(chē)車(chē)型消費的問(wèn)題等。同時(shí)，也要把油品質(zhì)量提升、發(fā)展石油替代提上議事日程。
天然氣，和包括頁(yè)巖氣、煤層氣、致密氣、天然氣水合物在內的非常規天然氣，是相對潔凈的化石能源，對緩解環(huán)境污染和氣候變化都能作出貢獻。因此，要提高天然氣在一次能源結構中的占比。定量和具體的模型分析表明，目前天然氣在一次能源結構中的占比是5%左右，我們想把這個(gè)比例提高到10%以上。隨著(zhù)我國能源總量的提高，估計要達到每年6000億立方米以上。這里我要說(shuō)一下，目前提議開(kāi)采頁(yè)巖氣、煤層氣的呼聲比較高，但定量地了解一下我國煤層氣、頁(yè)巖氣的具體情況，就會(huì )知道中國頁(yè)巖氣的埋藏條件非常嚴苛，它成本、包括經(jīng)濟成本和環(huán)境成本都比美國高。最近煤化工領(lǐng)域的一個(gè)方向煤制氣有一定熱度，但煤制氣畢竟是煤制的氣，不是天然氣，它高耗煤、高耗水，使用會(huì )帶來(lái)高排放。所以我個(gè)人認為煤制氣不是未來(lái)低碳能源發(fā)展的一個(gè)方向。
此外，在我國終端能源結構中，要顯著(zhù)提高電力的比例。也就是說(shuō)，要大幅度降低煤炭和石油直接燃燒的部分，增加電力使用的部分，簡(jiǎn)單地說(shuō)也就是電氣化。同時(shí)，在電力的結構中，要增加非化石能源發(fā)電的比例?，F在，非化石能源發(fā)電的比例是25%，將來(lái)要占越來(lái)越高的比例。我認為，智能電網(wǎng)和分布式低碳能源網(wǎng)的建設具有重要意義。
C.非化石能源是未來(lái)發(fā)展的方向
從第二階段到第三階段，為長(cháng)遠計，我認為低碳能源有幾個(gè)主要方向，我叫作“三匹馬”：天然氣、可再生能源和核電。天然氣我們上面有過(guò)闡述，這里不再贅述。在可再生能源當中，比較成熟的是水電，現在一次能源中的比例已經(jīng)占到7%—8%，未來(lái)大概能占到10%左右。將來(lái)，非水的可再生能源的貢獻會(huì )超過(guò)水電。非水的可再生能源，包括大家熟悉的太陽(yáng)能、風(fēng)能、生物質(zhì)能、地熱能、海洋能等等。首先，從資源來(lái)說(shuō)，我國的非水可再生資源比較豐富；其次，從目前的技術(shù)發(fā)展上看，應該說(shuō)沒(méi)有原理性障礙。近年來(lái)，特別是風(fēng)能和太陽(yáng)能發(fā)展很快，成本也有所降低，但是還有一些工程問(wèn)題需要解決。特別是，要提高太陽(yáng)能、風(fēng)能等間歇性的可再生能源被電網(wǎng)消納的能力，以及發(fā)展儲能技術(shù)，包括物理儲能、化學(xué)儲能等各種手段。
下面說(shuō)說(shuō)核電。對核電我們有一個(gè)基本判斷：要發(fā)展核電，但必須把核電的安全放在首位，一定要做好風(fēng)險管理。對我們國家核電發(fā)展，現在有不同的聲音和意見(jiàn)，我想這有助于更為冷靜、嚴謹、全面地思考問(wèn)題。要通過(guò)深入、求實(shí)地論證，理性謀共識、科學(xué)謀發(fā)展。
在日本福島核電站事故后，中國的核電，甚至世界核電的發(fā)展都進(jìn)入了新常態(tài)。應該說(shuō)，中國對于核電的建設也更加謹慎，出臺了新的安全標準、法規，穩中求進(jìn)地制定發(fā)展戰略和相應規劃，并推進(jìn)核電體制的改革。
我在這里特別強調一點(diǎn)，就是要轉變核電的發(fā)展方式和工作方式。我們不能再習慣于過(guò)去計劃經(jīng)濟時(shí)代核電建設的模式——政府決定要建核電，下面就開(kāi)始建?，F在進(jìn)入了互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代、信息化時(shí)代，在涉及公共利益的大型工程建設中，從立項到開(kāi)工到建設，都必須讓公眾充分參與。
在這方面，我們可以借鑒國際經(jīng)驗。曾有人研究了法國人為何歡迎核電。他得出的結論是，一是獨立于政府的核能信息傳播機構，確保為公眾提供真實(shí)透明的信息。二是法國有工程師文化，公眾愿意相信科學(xué)家的話(huà)，也相信工程師能夠保證核電安全。三是政府成立了地區信息委員會(huì )，負責核安全信息源的跟蹤和咨詢(xún)。四是國家工作辯論委員會(huì )組織公開(kāi)辯論，凝聚理性共識。其實(shí)我們也有很好的經(jīng)驗。比如大亞灣核電站建設中，香港有人提出反對，我們就建立了大亞灣核電安全咨詢(xún)委員會(huì )，讓政府、企業(yè)、專(zhuān)家、公眾共同參與進(jìn)來(lái)，打消了公眾的疑慮。應該說(shuō)，我們搞核電還是為了人民、為了公眾，要讓公眾感覺(jué)到發(fā)展核電，大家是利益的獲得者，而不是風(fēng)險的承受者，把工作做到這樣的地步，我們的核電就會(huì )健康發(fā)展。
總的說(shuō)來(lái)，我們不能把對核電的反對聲音簡(jiǎn)單地歸結為“不懂科學(xué)”。世界上幾次核事故，確實(shí)增加了人們對核電安全的擔心。我想應該充分理解這種擔心的鞭策作用，應該把工作做得更好、更扎實(shí)，更進(jìn)一步提高核電安全的技術(shù)水平和管理水平。無(wú)論是沿海還是內陸核電站，都要在“安全第一”的前提下發(fā)展，要通過(guò)深入的科學(xué)論證，令人信服地明確核電安全的技術(shù)、工程和管理的實(shí)際可行性。
放眼未來(lái)，從核裂變走向核聚變，這是一個(gè)歷史的方向。我們不能放棄這個(gè)方向，中國要努力爭取在核科學(xué)、技術(shù)和工程方面走在世界的前頭。
作者：杜祥琬
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