能源是國家經濟命脈。目前我國以傳統燃煤為主的能源體系,支撐了全國經濟體系的發展,實現著全球貿易的增長。但是節能減排需要我們實現能源轉型,而海洋能源則是重要選擇。
從2003年到2007年5年內,我國依靠以煤為主的傳統能源體系,實現了國內生產總值翻一番,2002年第一次超過10萬億元,2003年達到11.6萬億元;去年達到24.6萬億元。五年來,在國內生產總值翻一番的同時,國內能源消費的總量亦大幅增長。2003年能源消費總量為16.78億噸標準煤;而到2007年則達到了26.55億噸標準煤,其中煤炭消費量25.8億噸。雖然與國民經濟總值發展相比,能耗有了下降,但煤炭在能源消費的比重非常高,以傳統燃煤為主的中國能源結構并無重大改變,現有煤的產能加上再建產能和新批準發證形成的生產能力已經達到了28億噸。巨大的煤炭產能和燃煤消費方式已成為中國經濟有別于同等水平國家的經濟特色,這也是中國難以實現節能、降耗雙減目標的結構性原因。以煤為基本能源導致我國工業高速發展中二氧化硫、消耗臭氧層氣體排放量、化學需氧量、汞等四項排污指標位列全球第一,酸雨面積已占國土面積1/3,地表水斷面受到嚴重侵害。國家環保局多次表示:造成這一局面的主要禍首,是中國以燃煤為主的能源和世界上最大的燃煤火力發電設施。
因此,不實施以能源轉型為主的戰略,將難以實現雙減目標。若今后中國GDP年均以10%左右增長,則2011年中國GDP將超過30萬億元;2014年將超過40萬億元。屆時,支撐中國經濟體系發展的一次能源中的燃煤需求,至少30億噸以上。如不盡早采取有效措施,當中國成為全球經濟次強國家的同時,也將成為一個能源弱國和污染物排放大國。對此,我們必須采取預防性舉措,實施徹底的能源轉型。
一、國家應該重視海洋能源發展
能源已成為制約中國經濟進一步發展的瓶頸之一,能否找到大量的、可持續的能源供應,將決定中國今后幾十年經濟發展的成敗。中國在當前努力挖掘石油、天然氣、煤炭等化石能源的同時,更應該著眼未來,開發富有潛力的海洋能源。浩瀚的大海,不僅蘊藏著豐富的礦產資源,更有真正意義上取之不盡,用之不竭的海洋能源。它既不同于海底所儲存的煤、石油、天然氣等海底能源資源,也不同于溶于水中的鈾、鎂、鋰、重水等化學能源資源。它有自己獨特的方式與形態,就是用潮汐、波浪、海流、溫度差、鹽度差等方式表達的動能、勢能、熱能、物理化學能等能源。直接地說就是潮汐能、波浪能、海水溫差能、海流能及鹽度差能等。這是一種“再生性能源”,永遠不會枯竭,也不會造成任何污染。
海洋能源是清潔、可再生的能源,是解決全球能源問題的關鍵,在美國、英國、澳大利亞等海洋國家,海洋能源的開發利用日益受到重視,一些開發概念已投入小規模試用或評估。而中國、日本等東亞國家,目前還沒有充分認識到海洋能源開發的重要意義,尤其是中國作為有著漫長海岸線的海洋資源大國,在利用開發海洋能源方面有先天優勢,應加快對這一領域的研究步伐。
海洋能源開發主要面臨以下兩個問題: 首先,在技術經濟領域,許多海洋能源開發技術還處于初始階段。這主要是發電設備、可靠性、電力輸出密度、運行成本、可維護性等指標,還無法與利用化石能源的成熟技術相比。
此外,也缺乏足夠的資金支持,在研究開發、試驗與資金組織等方面不協調,尚難形成規模。目前,海浪能發電的成本為每千瓦裝機4000美元,預計到2010年可望下降到2500美元。 其次,海洋能源開發是新生事物,尚未得到政府的足夠支持,也遇到一些社會阻礙。比如,海洋風能和海浪能發電的試驗項目,在美國、英國等國家經常得不到政府的批準,特別是在環境影響評估方面,既面臨政府的壓力,也受到部分民間組織的阻撓。但是,自2005年全球原油價格不斷走高后,發達國家的政府對海洋能源開發的態度有所轉變。 從長遠來看,石油和煤炭等化石能源總會耗盡,重視海洋能源開發是未雨綢繆。
全球發達國家的海浪能利用潛力將達到5萬兆瓦,美國海浪能發電的潛力為1.25萬兆瓦,而包括中國在內的發展中國家,海浪能發電潛力可達到20萬兆瓦。特別是中國,在海洋能源方面有不少先天優勢,比如海岸線長,沿海可利用地域和島礁眾多,海浪、潮汐、海風等資源充沛,充分開發海洋能源,將為中國的經濟發展助力。
潮汐能就是潮汐運動時產生的能量,是人類利用最早的海洋動力資源。中國在唐朝沿海地區就出現了利用潮汐來推磨的小作坊。后來,到了11-12世紀,法、英等國也出現了潮汐磨坊。到了二十世紀,潮汐能的魅力達到了高峰,人們開始懂得利用海水上漲下落的潮差能來發電。據估計,全世界的海洋潮汐能約有二十多億千瓦,每年可發電12400萬億度。
今天,世界上第一個也是最大的潮汐發電廠就處于法國的英吉利海峽的朗斯河河口,年供電量達5.44億度。一些專家斷言,未來無污染的廉價能源是永恒的潮汐。而另一些專家則著眼于普遍存在的,浮泛在全球潮汐之上的波浪。
波浪能主要是由風的作用引起的海水沿水平方向周期性運動而產生的能量。
波浪能是巨大的,一個巨浪就可以把13噸重的巖石拋出20米高,一個波高5米,波長100米的海浪,在一米長的波峰片上就具有3120千瓦的能量,由此可以想象整個海洋的波浪所具有的能量該是多么驚人。據計算,全球海洋的波浪能達700億千瓦,可供開發利用的為20-30億千瓦。每年發電量可達9萬億度。
除了潮汐與波浪能,海流可以作出貢獻,由于海流遍布大洋,縱橫交錯,川流不息,所以它們蘊藏的能量也是可觀的。例如世界上最大的暖流——墨西哥洋流,在流經北歐時為1厘米長海岸線上提供的熱量大約相當于燃燒600噸煤的熱量。據估算世界上可利用的海流能約為0.5億千瓦。而且利用海流發電并不復雜。因此要海流做出貢獻還是有利可圖的事業,當然也是冒險的事業。
把溫度的差異作為海洋能源的想法倒是很奇妙。這就是海洋溫差能,又叫海洋熱能。由于海水是一種熱容量很大的物質,海洋的體積又如此之大,所以海水容納的熱量是巨大的。這些熱能主要來自太陽輻射,另外還有地球內部向海水放出的熱量;海水中放射性物質的放熱;海流摩擦產生的熱,以及其他天體的輻射能,但99.99%來自太陽輻射。因此,海水熱能隨著海域位置的不同而差別較大。海洋熱能是電能的來源之一,可轉換為電能的為20億千瓦。但1881年法國科學家德爾松石首次大膽提出海水發電的設想竟被埋沒了近半個世紀,直到1926年,他的學生克勞德才實現了老師的夙愿。
此外,在江河入海口,淡水與海水之間還存在著鮮為人知的鹽度差能。全世界可利用的鹽度差能約26億千瓦,其能量甚至比溫差能還要大。鹽差能發電原理實際上是利用濃溶液擴散到稀溶液中釋放出的能量。
由此可見,海洋中蘊藏著巨大的能量,只要海水不枯竭,其能量就生生不息。作為新能源,海洋能源已吸引了越來越多的人們的興趣。
二、國家應該重視海洋油氣開發
“十一五”時期,我國石油天然氣面臨較好的發展機遇。我國主權管轄海域約50多個海底盆地,其中20多個海底盆地已經勘探證實并經技術遠景評價,被認為屬含油氣構造,其中有16個盆地更被確認為含油氣構造。根據2005年國土資源部、國家發改委聯合組織的第三次石油資源評價初步結果,目前中國石油資源量為1070多億噸,其中海洋石油資源量為246億噸;天然氣資源量為54.54萬億立方米,其中海洋石油天然氣為15.79萬億立方米,大約可滿足中國近百年的能源需要。
目前我國已取代日本,成為全球第二大石油進口國,僅次于美國。2005年中國進口原油1.3617億噸,石油用匯達600多億美元,石油貿易逆差首次突破500億美元,石油對外依存度達42.9%。預計2010年中國將進口2億噸,石油對外依存度50%左右。解決我國油氣需求的龐大缺口,既要注重國外市場,也應注重國內資源,特別是我國海洋資源的開發和利用。這對我國解決能源需求、能源安全以及能源長遠戰略儲備都具有重大意義。
近年來,我國努力提高海洋油氣開采能力,海洋油氣業繼續保持快速增長勢頭。2007年,實現增加值769億元,比上年增長17.3%。海洋油氣勘探自主創新能力逐步增強,中石油在冀東南堡新發現10億噸大油田,中海油在渤海灣、北部灣等海域新發現10個油氣田,其中9個為自營油氣田,海洋油氣發展潛力進一步提高。
一場能源革命是否應該開始?值得深思。我們要徹底改變以煤為主的能源體系,通過油煤并重、以油氣為主接替未來能源的方式,建立中華民族新的生存發展空間。
三、實施海洋石油發展戰略將牽動國民經濟跨越式發展
1.重視海洋石油開采將改變我國石油有賴大量進口和對外依存度高的局面。2007年我國進出口總額超過2.1萬億美元,外匯儲備超1.5萬億美元;GDP超24萬億元。而我國每增長1萬美元GDP的能源消耗是美國的4倍、法國的7倍、日本的14倍。由于我國GDP和國際貿易的高速成長是在以煤為主、能耗高昂、環境污染嚴重的傳統能源基礎上實現的,大部分經濟結構仍處于國際分工等級體系中較低的初級水平。因此,重視海洋石油開采,促進油氣資源與國內能源產業優化組合,改變中國石油嚴重依賴進口的局面,意義重大。
2.重視開發海上油氣資源將極大改變左右國際原油價格的供求關系和需求結構。目前我國的原油進口量已接近國際油貿10%。作為世界上第二大石油進口國和消費國,全面實施開發海上油氣資源行動,以實現中國石油基本獨立供給的戰略,將極大地改變左右國際原油價格的供求關系和需求結構,中國也將因此而成為創造國際低油價的關鍵力量。這樣將大大影響到全國乃至全球的經濟體系運行,推動我國國民經濟全面協調、可持續發展。
3.重視海洋石油開采,革新能源體系。海洋經濟在國民經濟中的地位將會有根本性轉變,也將促使海洋產業增加值同期國內生產總值的比重從目前的4%快速提升,海洋高新技術產業將形成影響中國未來發展的強大經濟增長點。
4.我國面臨的海域,除渤海灣無劃界任務外,其它三個海域分別同八個國家,即朝鮮、韓國、日本、菲律賓、馬來西亞、汶萊、越南和印度尼西亞存在劃界爭端。2006年我國南海周邊國家在我南沙海域開采石油和天然氣產量已達5000萬噸(油當量)以上。說到底,開發海洋石油戰略,保障我海上權益,是創建一個與陸地文明相稱的海洋文明和海洋主權的根本問題。實施海洋石油發展戰略,將牽動國家經濟發展跨越式發展,必將推動我國從“海洋大國”躍升為“海洋強國”。
為此建議:
1 .盡快制定并實施能源結構的跨越式轉型戰略,從國家21世紀發展的戰略高度,充分認識能源轉型的重要性和緊迫性,把海洋石油開發擺到國家重要的發展戰略地位,制定國家能源中長期發展規劃。
2.特別注意的是,國家應采取有力措施,支持從目前的淺海石油開發,果斷地向300米以上水深、2000米以上井深的深水區發展,從國家戰略高度出發,促進淺海、深海、超深海油氣的均衡發展,實行中國石油的基本獨立供給政策。
3.開發海洋石油對工程技術有高度依賴性,國家要加大基礎科研投入和制定相應配套政策措施,加快海洋深海礦產、油氣、資源開發中重點裝備的研制,整合科技力量,依靠自主創新,擺脫高端海洋裝備制造領域對技術進口的依賴。相信以我國特有的科研生產相結合的社會主義協作攻關的優勢體制為基礎,以發展神舟飛船和探月工程的創新精神為榜樣,我國的海洋石油裝備制造業一定會壯大起來,我國一定也可以成為海上油氣生產的大國和強國。
作者朱敏慧,中國科學院電子學研究所原所長
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