概要:直到目前為止,我國還沒有像法國那樣真正意義上的能源規劃,沒有持續的中長期能源需求預測,以及為滿足這些要求所應采取的措施或必要的準備,因此我國能源政策在短期內都會有很大的變動。而對于一個發展中的大國,制定結合本國特色、科學的能源規劃及穩定的能源政策是至關重要的。
國家應制定正式的能源規劃
從1997年開始,我作為國家重點研究規劃專家能源組負責人組織了三次調研,并且組織開會調研,然后寫出能源戰略研究,然后根據戰略研究我們安排973項目。在這個過程中,我們得到的信息與得到的結論和現在的很多看法是不一致的,而且相當的不一致。我作為科學工作者,至少應該有一個說明,我想人類首先要解決吃飯的問題;第二是要有一定的能源能夠安排所有的活動,人的活動都不是靠自己的肢體,是依靠能源。所以說能源是在現代社會或者說經濟發展改善人民生活的基礎。
可以說我國沒有正式的能源規劃。目前,我國人口接近14億,而我們的能耗已經是20多億噸標煤。將來會發展到16億人口,那時怎么解決我國的能源問題?但是我們國家的能源政策卻經常有很大的變化。順便舉兩個例子,比如說在90年代末,或者說21世紀初,有關部門就宣布,我們的煤8.1億噸就夠了,而實際需求遠遠不止。這幾年煤炭生產已經上升到26多億噸,需求就更高了。
中國能源問題首先是節能,現在各個地方政府要按照節能的成績來考核政績。這樣做是有問題的。事實上當一個國家的歷史發展到了一定的階段,所需要的能源總量是一個必然,是客觀上的提高。比如中國蓋了那么多的高樓大廈,那是要大量水泥和鋼鐵的。中國近5億噸鋼鐵和14億噸水泥不是平白想出來的,是客觀需求出來的。雖然是高耗能工業,但需求是客觀的。所以我們的能源不能只依賴于主觀愿望,而在于我們如何把能源與經濟發展、能源需求與資源環境問題有一定的協調。也就是說,我們要有一個長期的、穩定的能源規劃。只有這樣,經過長期的努力,我們國家才有可能真正解決這一問題。解決能源問題,是我國現代化過程的一個重要方面。
為什么說我國能源問題是比較嚴重的,而且需要一個中長期規劃呢?到目前為止我們國家沒有持續的、長時間被承認的、中長期能源需求。我們的能源到底要發展到什么樣的地步是合理的,還是說應該的,或者說必須的。這里的說法都是不一樣的,不管是官方說法還是很多機構的說法都有很大的漏洞。正是因為對這些需求,對這些發展有不同的估計,所以能源政策在短期內都有比較大的變化。
1995年到2002年之間,有一段過程的增長率是很低的,過了一段時間突然非常快的增長,中國能耗增長量在2000年左右是一個凹下去的曲線圖,而突然之間又上的很快,這里邊有一部分是統計的問題。當時說煤炭足夠了,所以統計方面就按照煤炭夠用的情況進行統計,接下來煤炭不夠用的情況卻太嚴重了。中間差是最近這幾年一年一億多噸的石油,由這個差來完成。
我們國家能源規劃存在的問題,除了我們沒有能源需求外,還有一個是我們對能源的研究方法也存在問題。或者說能源的發展應該有多大,沒有對整個能源進行一個總的要求。另外每一組能源中間到底應該起什么作用,我們到底哪一組數據是應該得到重視的。按照一個復雜系統的行為來說,我們有很多對能源的預測,都是建立一個模型,以及各種各樣的數據和預測的結果進行測算。這中間由于不同的思路而造成差別。實際上這個系統太龐大、太復雜了,所以到底如何研究總的能源系統,中國能源如何考慮,在整個建設過程中,能源的發展應該采取什么樣的方針和解決哪些問題,在這些問題上,始終是在一些細節上研究的比較多,而對整體研究的比較少。
還有一點,我們看到每年都有很多的能源座談會,都是由各種各樣的能源領域的人參加。每個人到了之后,大部分都有代表性,所謂代表性就是要代表他自己那一部分群體的意見。所以你看到的很多書,都是每個人說他自己的,只要不相互攻擊就算不錯了。在這種情況下,一些綜合部門往往也會受到能源部門、各個部門的影響。所以,在這樣一個討論過程中,也比較少有綜合性的分析。
在97年的時候,國家當時組織重點研究規劃,組織一個基礎研究,基本上不是近期的,而是中長期的。首先要研究的是中長期的能源我們到底有一些什么要求,能安排哪些重大的基礎工作。在這樣的基礎之上,當時我們請了發改委研究所,我們請他們準備了數據。我們是三年做一次,以及能源發展等等。座談會有一點不一樣的是,比如說能源的需求,先不講別的,能源的需求是多少,到底有多少能源才夠,包括我們資源的情況怎么樣,我們進口的情況怎么樣。我們國家的交通,石油的增長情況到底如何?在這基礎上,我們做了一些分析,然后把一些差別非常大的意見去掉,因此形成了我們一個調研報告。
發現所有的內容都有很大的差別,這些差別還是反映了過去這些年我們在能源建設的實踐當中遇到的問題,當然對于建國時期的認識,我想有一個很長的過程,也不是今年和去年,今后再經過若干年,因為能源問題不是電子學問題一樣,今年多、明年少的內容比較多。
總的感覺,對于像我們這樣一個發展大國,結合本國的特色、科學的能源規劃和穩定的能源政策,對于我國經濟發展和能源安全來說都是至關重要的。這不是一個短時間的問題,而是一個長時間的問題。現在大家都說法國的能源問題解決的比較好,因為他有80%的能源、能耗、發電量是由核電供應的,并且他們的核電站從來沒有出過重大的事故。雖然也有排放量的問題,但是大家要看到這樣一個結果,在二次大戰之后法國政府、法國農民在50年代所要做的抉擇。不是最近幾年的一個政策形成的。
我國的能源需求如何估計?比如說到2030年、2050年,很多事情表明,我們國家沒有一個穩定的,對于能源需求的估計,因此在政策上的搖擺就顯的特別大。當時宣布要把節能成績跟政府負責人的政績要連接起來,當時有很多人非常著急。因為這個連接是非常容易的,從政府部門來講,把相應的題目填上就可以了。但對于能源這樣一個問題的預測來講,建立模型或者說做很多的估計、計算并不是一個很合適的研究方法。因為他是一個復雜的系統,對于一個復雜的系統來說,研究的瓶頸不太一樣,是圍繞著未來的生存和生產所決定的。
第一個因素,是我們國家的人口,這是我國的特點。我國現在接近14億人口,我國到本世紀中葉無論如何要發展到16億或者更多才能飽和,現在還是一個增長的過程。所以我們國家是人口最多的國家,再舉個數字,大家都不太注意這一數字。北京用電高峰相當于半個三峽,上海相當于一個三峽。這反映了兩個問題,一個問題是人多。我們國家現在宣傳要節能,宣傳要節能的人正好是用能最多的那群人,或者說這一地區的人。北京汽車擁有量超過300萬量,這說明什么?說明我們這么多人口,這些人口需要能源,這一需要不是任何命運所能解決的了的。如果一個人一噸煤,我們就得14億噸。
第二,我國需要持續的發展,現代社會不是憑空一蹴而就的。我們社會發展到現在這一階段,正好是我們能耗增長最快的階段。
第三,因為我國的能源要求太大,我說的是幾十億噸。我們進口一億多噸的石油,世界上已經到處造謠說我們把整個世界的石油都用完了。我國的交通問題無論如何也得要五六億噸的石油,而我們自己生產石油,大概一年保持在兩億噸左右就是非常不容易的事情。也就是說我們家2/3的石油生產量要靠技術,這一點能做到嗎?美國前一段時間進口10億噸石油。國家的能源需求這么大,我們就不可能,按照人家的說法我們把能源基地搬到外國去,雖然中東進口的多一些,但這兩個希望做到的是解決四五億噸。我們石油的消耗量是3億,將來肯定要達到6億。這能解決嗎?這是我們國家的特點,因為有這樣的人口規模,所以我們國家的能源問題必須考慮我們如何節能。
再有一點需要考慮的是我們的環境已經不能再惡化了。我們的能源還要增長,我們的環境不能再惡化,再惡化就不行了。資源、環境對于我們解決能源問題的制約是很大的。我國還需要建設成為發達國家,在這樣一個建設過程中能源怎么發展,這對我們來說是很重要的事情。
美國現在是3億人口,他幾乎還是往上漲的趨勢。但美國的強大與有足夠能源具有絕對的關系,這一點大家是應該承認的。否則他也不會花這么大的力氣去解決能源問題,整個能源的生產是遠遠大于我國的。回過頭看數字,大體上美國總的能耗是我們的一倍、兩倍,我們是60,他是120倍,我們是13億的人口,他們是3億的人口。
其他的國家呢?日本能源在這一段時間中,80年代以后也就沒有在多的增長了。澳大利亞前些年增長的比較快,現在已經到了差不多的狀態。最發達國家是美國,但增長的比例不是很高,但現在已經差不多平了。那些發達國家像法國、意大利、德國幾乎沒有增長或者增長比較慢,有個別國家還略微有一些下降。有一些后發達國家,比如說西班牙,西班牙是參加了歐盟之后增長的比較快。現在到了一定的水平,澳大利亞也一樣。所有的都是這樣一個情況,所有的發達國家基本上是平穩的,略有下降或者略有上升。
美國最典型,美國這么大的能耗,他的節能技術不能說不高了,他的節能技術是很高,所以這說明一個事情,節能跟經濟的發展或者說能源的需求,這中間到底是什么樣的關系,節能重要不重要?也重要。但節能到底解決什么樣的問題,而且在什么樣的階段可以解決這些問題。
更能說明問題的就是所謂的人均能耗。韓國在這兒年當中,人均能耗從1噸多上升到現在的4噸。澳大利亞也是這樣一個情況。這幾個國家的人均能耗都趕到什么時候?人均能耗差不多都是4-5噸標煤。香港人均能耗從零點幾噸已經提升到了發達國家的水平4噸標煤。這說明他的用能量在增加,并且目前的經濟也在持續往上走。從現在來看,發達國家和發展中國家幾乎沒有多大的差別。
中國建設現代社會時,經濟基礎以及提高人民的生活水平,在這兩重壓力下,在相當一段時間內,我們應該大力開展節能的工作,做很多的努力,但仍需要很快地提高人均的消耗力。在加強節能的條件下,還是要提高人均的能耗。不是光提高北京、上海的能耗數,其他地方的能耗數都要提高。今年的人均消耗大體是3-4噸,如果3噸我們國家也得需要50億噸的標煤,如果是4噸的話,那就得需要60億噸的標煤。也就是說從現在開始,我們國家每年能耗要增加接近1億噸標煤,這也是我們最近這些年的平均數字。最近這些年基本上增加了5億噸的標煤。每年要增加1億噸的標煤能耗,要使得整個經濟體繼續往前走,每年必須得找到1億噸標煤。如果找不到就不增長。這樣大規模的能耗只能夠靠我們來完成。我想這是我們得到最重要的結論,這一結論,我相信最后是會被所有人承認的,但現在不一定會被承認,但將來是肯定的。要這么大的能耗、能源生產;而且這樣大的規模只能在國內解決,不可能到國外解決。
如何解決優化資源這些問題。我們國家的煤炭,認為這是沒有問題的,好像也不把他當回事情。剩余可開采儲量是2000億噸,如果考慮到進一步加大投入,比如說加大勘探投入,每年按照能耗的增加,每年要開40億噸煤,這也不算多了。再往下還有很多的問題,無論如何大概可以用到本世紀末,下個世紀怎么辦?但有一點我國的煤炭主要分布在西北和華北,必然影響到我國經濟布局和交通布局,反過來又影響我國的能源生產布局和增加能源消耗。
我國煤炭生產增長量是往一直上升的,從8億噸一直上升到現在的26億噸,增長速度非常快;石油天然氣也增加很多。一千立方米的天然氣相當于一噸油,相等生產六百立方的天然氣相當于0.6億噸油。我國地質板塊是一半對一半的。到大的位置只有小塊的油田。我國在2004年探明的儲量是200億多噸,真正剩余可開采的是25億噸。去年我們是1.8億噸,到現在是2億噸,我們真正能夠開采的儲量可以有20年、30年。當然還可以增加勘探。現在不能把希望寄托在這之上。
今后我國生產情況也就這個樣子,所以IEA估計我們很快要有60%的原油耗盡。我國可開采天然氣是兩萬億立方米,相當于20億噸原油。我國剩下能開采的天然氣量級跟石油的量級差不多,都是20億噸。目前的天然氣發展在能源的生產過程中占的比例還是很小的,今后的能源生產是不是能夠上升到石油的水平,以及如何更有效的使用天然氣,這是在今后的政策中比較重要的。像北京這樣的地區燒天然氣發電,肯定是不適合的,天然氣是非常貴重的能源之一,如果他用來發電肯定不是很好的辦法。國家針對不同的能源到底應該如何注意,這是最典型的,天然氣應該怎么用,寶貴的天然氣如何使用才合適。我國的水電可以開發的是4億千瓦左右,發電量相當于7億噸煤,當然所有的時間都在發電,相當于六七億噸標煤。其中68%集中在西南地區。因此在未來,水電有可能達到總發電量的20%-30%,對總能源需求的貢獻可達10%左右。根據后面的分析,只要裂變核能沒有突破性的變革,在未來幾十年內我國核電裝機容量只能在總裝機容量的5-10%之間。
最有爭議的是新型能源,新的可再生能源。到底在未來的能源結構當中起多大的作用,爭議還是比較大的。隨著環保越來越重要,對這一部分的期望值也越來越大。比如說太陽能首先是價格比較高,要做這么多的硅片需要的能源也不少,很重要的原因是不能讓太陽能起多大的作用。很多人建議用路燈使用太陽能,這是可以用,但需要用很大的蓄電池,剛好是不應該用太陽能的地方用太陽能了,白天有太陽不用燈,晚上沒有太陽了反而用燈。如果想讓太陽能占到比較大的一塊,我們就會受不了。白天生產20%,晚上有70%。風能也一樣,除了幾個特別的風口以外,其它地方不可能大量的發展風能。
最麻煩的所謂生物質能,問題是這些年以來,以前經濟不發達的時候,農民用秸稈2億噸,現在大家都不在用了,因為秸稈不太好化解。到底能不能用生物質能變成一個有效的能源,這完全不取決于生物制作值多少,以及日干量的問題。搞一個十萬千瓦的電站要搜集10萬千瓦的秸稈,到底能不能搜集來?這是經濟的嗎?中國的耕地不多,第一質量的可耕地更不多,和一些國家不一樣,你能找到多少的土地能夠供100萬千瓦的電站所需要的秸稈。而且生物質能有可能成為很難處理的廢物,成為垃圾都有可能。最后各說各的,也沒法說誰是誰。有限的資源、錢投到這兒,結果不能起到有限的作用。
煤炭資源是能夠主要支撐我國巨大能耗的。煤炭生產在我國總能源生產中長期占70%以上,每年能源生產的增長主要是億噸級煤炭生產的增長。鑒于能源對經濟發展與國家安全的重要性,極大增加對煤炭科研、勘探、開采及高效、清潔利用的投入,將煤炭看成是與糧食等同重要的戰略物資是非常急迫的。
能耗的增加與環境的變化有兩個基本特點:我國能源生產和消費將不可避免地持續發展到每年至少50億噸標煤。在核能及太陽能成為主要能源以前,我國能源始終將以煤炭為主。必然對我國及世界環境造成很大的沖擊,有的沖擊是必須準備承受并在今后長期內逐漸適應或減緩,有的沖擊是我們必須用最大努力去馬上減緩或消除。
二氧化碳的排放與溫室效應
1、在未來幾十年內,水能、核能及一些新型可再生能源都不能成為我國主要能源。世界所有國家化石能源的使用量都基本上與二氧化碳的排放量成正比。只有法國,由于核能在整個能源生產中達到80%以上,二氧化碳的排放遠低于其他歐洲大國。
2、我國近年來能耗的增加主要來自煤炭,二氧化碳排放增加很快,必將成為第一排放大國。但我國人均排放量遠低于美國,也不到所有發達國家的一半。即便從“人權”意義上講,要求中國主要承擔二氧化碳排放“后果”的責任是完全不合適的。
3、自80年起,我國總的二氧化碳年排放增加只略多于世界總排放量的十分之一,根本不可能是近幾年某些局部氣侯反常的重要原因。某些炒作者目的也不在這些“災害”。
4、大氣、海洋、地表整個是一個非常復雜的大系統,即使將來絕大多數發展中國家排放量都大大增加,這個大系統最終平穩到什么狀態,是好是壞還不得而知。即使有變化,人類是適應這變化,還是令全世界2/3以上人民停留在現狀社會之外?
5、如果要認真減排,則應該是全球,特別是發達國家,共同努力,發展能為大家接受的替代二氧化碳排放的途徑,而不是大家都從目前排放量向下做少量減排,從而限制主要發展中大國的發展。
6、我國應該強調節能,盡可能減少二氧化碳的排放,但要理直氣壯地增加能源生產,面對總排放量的增加。
我國能耗的增加與環境的變化,大氣污染
在未來幾十年內,在非化石能源成為主要能源以前,我國能耗以煤炭為主的局面是無法改變,必須正面對待的。過去若干年我國每年十數億噸煤的消費,已經使很多地區大氣嚴重污染,酸雨區面積也日益擴大。未來煤炭使用量將進一步逐年增加,如何使大氣污染不進一步惡化,并在未來有所改善,將是我國能源最為突出的問題之一。必須集中財力、人力,發展和大范圍使用各類清潔用煤技術。
煤炭的大量開采也將可能,而且已經,嚴重損壞我國部分地區的土地資源和地下水資源。提高對所有煤炭開采的投入強度是迫在眉睫的。我國煤礦比較集中在西北,華北地區,生產與消費不均造成對交通運輸、從而也對環境造成很大壓力。其他能源的加速開發,也給部分地區環境的惡化,造成壓力。
我國能源發展的重大問題
在幾乎整個本世紀內,煤都應該是我國最重要的戰略物資,應該放在與糧食同等的地位。必須徹底改變整個社會對煤炭生產及使用的“漫不經心”的態度。必須大大加強我國對煤礦資源、煤的特性、煤的開采與安全生產、煤的高效、結晶燃燒、煤的高附加值應用其廢氣處理等各方面的研究、開發投入及隊伍的擴大。
必須大大加強對煤炭資源的勘探;必須大大加強對煤開采和安全生產的投入;大大加強對高效、潔凈燃煤技術及高效火電技術的投入及大范圍使用;大大加強對煤氣化、多聯產等的投入及大規模使用。
全面安排、逐步解決液體燃料問題。據交通部門人士估計,20多年后僅交通一方面我國即須5-6億噸原油,其中3-4億噸以上需進口,而這種可能性幾乎是沒有的。這涉及到國家安全,因而必須全面安排:國內生產;國際進口;天然氣液化;煤的直接和間接液化;電動車及儲電能力問題;氫能;等等。
在我國能耗高速增長、并以煤為主要能源條件下,使大氣不再進一步污染。是發展能源生產,支持經濟發展的重要問題。由于我國能源資源、區域經濟發展很不平穩,城市建設與發展很快,因而建設一個全國性的大電網是必須的。如果作為低水準,平均每1千瓦,則電網裝機容量即約15億千瓦,是現在的3倍還多。必須全面考慮和規劃這樣一個大電網的建設,否則后果將會是災難性的。
我國巨大的能源能取規模,和相對低下的綜合技術水平,使得“節能”技術在我國目前能取得顯著的效果,作為“國策”是合適的。但節能始終應看作我國發展能源生產的一部分,應該適應于我國經濟發展的階段。不能“為節能而節能”,不能為“節能”而人為地改造經濟結構從而創造“政績”。“節能”更不能成為我國建設現代社會能源基礎的借口,而且也不可能實現的。必須有目的的發展非化石能源。
除水能外,目前各類非化石能源規模都不大,應該根據不同地區的特殊情況,有目的的安排建設和使用,不應盲目地建設沒有實際效益、不起示范作用的“示范基地”。對于一些有可能在幾十年后發展成為重要或主要的能源途徑,從能源大國的角度應舍得加大研發投入。適當支持比較長遠的新能源研究,如大洋底水合物的研究、地下煤氣化等等。
結論:面對經濟發展及大多數人生活水平提高的強烈要求,及對國家和民族安全的考慮,花幾十年時間建設一個幾十億噸標煤規模、多元、可靠的能源系統是必要的。盡管困難,但建立這樣一個能源系統還是可能的,煤將是系統的主要組成部分。建立一個超脫各部門而強有力的能源規劃系統,建立統一、長期穩定能源系統規劃在當前是絕對必要和迫切的。
(作者系中國科學院院士、鄭州大學物理工程學院教授)
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責任編輯: 曹吉生