编者按:近年来,中国的经济发展步伐不断加快,现代化、工业化的建设也进行的热火朝天。然而,资源的供应告急,能源危机笼罩整个世界,环境破坏日益严重,成为了世界经济发展路上的一座大山。我们不得不去深思---到底现有能源能维持多久,究竟这条耗能之路能走多远,人类怎样凭借智慧开拓新天地?由此,能源战略应运而生。
进入21世纪,中国经济进入了高速增长周期的能源瓶颈,重新考虑能源发展战略已经成为当前社会的首要问题。2020年中国基本实现工业化和全面建设小康社会的目标近在眼前,但能源的束缚日益凸显。为此,中国必须坚持把能源作为经济社会发展的战略重点,把能源作为经济增长首要考虑因素,让能源有效的支撑中国向未来迈进。
能源需求急剧膨胀
据国家统计局数据显示,2006年我国原油产量18367.6万吨,居世界第5位,原油加工量30650.6万吨,比2005年增长7.1%,居世界第2位。原油进口量14518.0万吨,出口原油633.7万吨,原油净进口量13884.3万吨,居世界第3位。石油进口占石油消费总量的比例达到45.0%。进口原油及石化产品耗用外汇约1400亿美元,占进口贸易总额的20%。而石油价格也由1998年12.25美元/桶上升至65.5美元/桶,增涨超过5倍。
中国科学院电工研究所教授严陆光告诉记者,未来几年中国的能源需求仍将快速增长,这与能源的供应和资源有限性形成了突出的矛盾。按现今
需求的增长速度估计,2050年我国石油消耗量将超过8亿吨,而国内产量由于资源和生产能力的限制将稳定在年产2亿吨左右,进口依赖程度将达75%,很大程度上阻碍了中国的发展。如今,中国的经济发展还处于粗放型增长模式,资源消耗是其主要增长动力。长远看来,只有改变依赖资源消耗的现状,转变经济增长模式,开发新能源,提高利用效率才是解决能源问题必经之路。
能源战略势在必行
"要跳出当前中国能源的困境,能源战略的实施势在必行。"严陆光指出。他还告诉记者,制定中国能源发展战略,解决中国能源问题,要坚持从国情出发,尊重自然规律和经济规律,借鉴国际经验,走中国特色的能源发展之路。而此前中国政府提出的"提高效率,保护环境,保障供给,持续发展"总路线为中国能源发展战略提供了构建依据。如今,我国不断强调能源发展战略的总方针节能效率优先,环境发展协调,内外开发并举,以煤炭为主体、电力为中心,油气和新能源全面发展,以能源的可持续发展和有效利用支持经济社会的可持续发展,而此举完全是立足国内实际情况,面向未来发展制定出来的。
对此,严陆光向记者说出了自己的几点看法:首先,节约能源曾被视为与煤炭、石油、天然气和电力同等重要的'第五能源'。尽管在过去的20多年里,中国已在能源利用上取得了GDP翻两番而能源消耗仅翻一番的令世界瞩目的成绩,但是中国能源消耗仍然浪费严重,节能潜力巨大。经过数据统计显示以及国内外数据的比较,我国有限的能源并没有得到有效利用。中国综合能源利用效率约为33%,比发达国家低10个百分点;单位产值能耗是世界平均水平的两倍多;主要产品单位能耗平均比国外先进水平高40%。这都说明了我国在技术水平、管理水平和经济结构方面还比较粗放,存在着巨大的节能潜力。由此能看出,能源效率低是制约中国经济社会发展的突出矛盾。单纯依靠加大能源建设力度的办法无法从根本上解决中国能源问题。
其次,中国能源生产和消费所带来的环境问题不容忽视,能源发展和环境保护的矛盾更加突出。随着人民生活水平不断提高,社会对环境保护的要求越来越高,兼顾经济性和清洁性的双重要求,是摆在我们面前的重大课题。因此,要把发展洁净能源和能源洁净利用技术当作中国可持续发展能源战略的重要目标。
再次,中国能源发展战略,不仅要立足国内能源供应,而应当借鉴西方发达国家的经验,在能源战略的思维上抱有世界眼光,充分利用国际优质能源资源,提高能源利用效率。充分发挥国际国内两个市场和两种资源的积极作用,保证中国能源需求的可持续发展。
能源战略五箭齐发
严陆光告诉记者,中国今天的能源形势已经十分的严峻,初步估计到2050年后,将有约15%(7.5亿吨标煤/年)的一次能源缺口,约30%(7.2亿千瓦)的发电能力缺口。这将严重阻碍我国经济的发展以及民众生活水平的提高。所以,立即采取措施十分必要。
他认为,解决能源问题可以先从五个方面入手,暂时的缓解危机。首先,继续发挥煤能源的作用。煤是迄今我国主要的一次能源,资源比较丰富,价格低,近年来得到迅速发展。我国煤产量增至约30亿吨/年后应大体保持稳定。今后,必须在煤的高效、清洁、低碳排放利用技术的提高方面狠下功夫,继续实施"清洁煤计划",改进并广泛的运用减小污染和降低二氧化碳排放的新技术,在保护好环境的同时,为国家提供最大能源供给。其次,保障石油供应。自2003年起,中国已成为继美国、日本和德国之后的世界第四大汽车生产国以及仅次于美国和日本的世界第三大汽车消费国。2005年中国汽车产量570.8万辆,汽车保有量3300万辆,这也意味着中国将成为世界上石油消耗大国之一,所以,保障石油供给一定要落到实处。第三,最大限度发展水电与核电。再生能源的开发力度要不断的加大,它相对于有限的自然能源来说,有很大的优势--环保,节能等等。第四,大规模发展非水能可再生能源。最后,未来新型能源的研究开发。一方面,未来新能源的开发是有很大潜力的,能够填补我国巨大的能源缺口。另一方面,新能源的开发对于技术的要求很高,需要我们不断地加大创新,提高科技水平来开拓这一领域。
"能源问题不仅是中国的问题,世界各国可以齐心协力,为整个人类谋福利。"严陆光对将来充满的希望。
生物替代能源领风骚
传统的石油能源应用在人类的发展史上已经有上千年了。然而,伴随着工业化社会的突飞猛进,这个被称为"工业血液"的宝藏被人们疯狂的开采。如今,人类不仅陷入了"贫血"危机;还要承受着任意排放气体所带来的环境恶化。怎样跳出困境,应付当前的燃眉之急呢?各国都将目光聚焦在生物代替能源上,一场生物能源竞争赛就此拉开序幕。
生物能源--大势所趋
2006年,国家发改委宣布,燃料乙醇、生物柴油作为可再生能源被列入国家鼓励发展的产业目录。由此,掀起了生物替代能源开发的高潮。
据发改委的相关人士透露,2006年以后,我国生物替代能源的利用将至少以每年25%的速度递增。在未来15年,我国会投资约1.5万亿元用于发展可再生能源,到2020年,以能源作物为主要原料的燃料乙醇、生物柴油等生物质液体燃料将达到年替代石油1000万吨的能力。
石油和化学工业规划院的研究人员顾宗勤先生告诉记者,在当今石油价格高居不下的背景下,发展生物替代能源很有意义。首先,我国推广生物替代能源的条件趋于成熟。以乙醇燃料为例,生产一吨燃料乙醇耗粮3.2吨左右,原料成本占乙醇成本的70%以上。2005年世界乙醇产量3000万吨,美国和巴西为1200万吨。我国国内有5家生产厂,总生产能力超过100万吨,其中黑龙江华润25万吨/年、吉林44万吨/年、河南天冠50万吨/年、安徽丰原44万吨/年和甘肃金星10万吨/年。其次,生物替代能源应用最大的优点是降低了环境污染。石油和煤炭等传统能源含有大量的杂质,在不能充分燃烧时,产生了大量的废气,直接对大气造成污染。而相对于生物能源的燃烧,对于环境的破坏要小很多。最后,传统的石油、煤炭能源经过漫长的开采,其储存的总量在不断的下降,而生物替代能源的供应则是持续的。他解释说,生物替代能源主要是指利用农作物秸秆、甘蔗、玉米、小麦、甜菜、木薯、马铃薯、棉籽、菜籽、林灌木等农林产品,以及畜牧业生产废弃物等提取的能源,是一种对环境友好,可再生的能源,如多种燃料乙醇和沼气等。
"去年中国燃料乙醇产量为102万吨,居世界第三。东北三省,河南、安徽、河北、山东、江苏等省的试点燃料乙醇均有较大的进展。这些乙醇原料主要是以玉米为主,其余少部分是小麦和木薯。替代能源的发展还有很大的潜力,今后我国燃料乙醇应积极发展木薯、红薯、甘蔗、甜高粱等不与粮食生产争地、争水的高产、高糖、耐旱、耐盐碱的作物,如能在利用植物纤维为原料的技术上有所突破,燃料乙醇也许会有更好的前景。"顾宗勤说。
生物技术--至关重要
"虽然我国基本掌握了生物替代能源技术,并处于世界领先水平,但是仍然需要改进。"顾宗勤对记者解释了当前广泛开发生物能源的障碍。他表示,这两年来生物替代能源的发展都是建立在国家扶持基础上的。生物替代能源的产出成本目前还比较高,产出量还不够,开发应用尚处于成长阶段。如果采用高新技术改良物种,可能成本会进一步降低。
据他介绍,试点企业中吉林燃料乙醇有限公司引进了国际最为先进的奥地利高布殊(VOGELBUSCH)工艺技术,河南天冠采用传统技术改造,安徽丰原自主研发具有国际一流水平的技术系统。从南到北,利用木薯、玉米、甘蔗等不同生物质加工替代石油的投资热情高涨,进一步的研发工作也在有序地展开。
"科学技术是第一生产力,一点都不假。如今,不少的企业和知名大学联手致力于科研开发,希望把我国生物技术应用从实验室搬到生产车间去。"顾宗勤笑着说。
玉米飞涨--能源奇缺
倒退若干年,也许谁也不会把玉米和石油联系到一起,但是,自去年开始,玉米价格一路飞涨,成为国际和国内期货市场最惹眼的农产品。两年多前,一吨玉米卖1千元无人问津,两年之后的今天,玉米收购价上涨了500多元。
对此,顾宗勤表示这不仅反映了玉米的供求关系,也反映出世界能源的紧张。以往,玉米的用途很广,主要是食用或者做饲料。然而,在生物替代能源登上历史舞台的今天,玉米的另一个用途--工业原料被人们逐渐重视起来。一份调查显示,玉米的第一次加工可以增值1至2倍,二次加工可以增加5到10倍,三次加工可以达到10到100倍,比如说玉米加工的维生素,还有抗菌素增值量可以达到10到100倍,效益非常可观。由此,近年来,在养殖业发展的同时,加工业发展的很快,特别是用玉米造乙醇,能力扩张的非常快。再加上库存比较少,玉米的国际贸易量也在减少。这些情况导致了玉米供求关系发生了变化,由原来的供求比较平衡的格局出现了供求偏紧。价格的上涨也就可想而知了。
"但是,玉米价格的飚涨也涉及到三大问题。首先,价格的提高是否还能保证人们的食用需求。玉米的第一形态是粮食,应该在满足人民需求的基础上开发工业价值。其次,是玉米的种植问题。玉米的生产不能与其他粮食作物争产,要把农业生产中粮食种植摆在第一位。最后,玉米的涨价要把'利益的天平'倾向于农民。"顾宗勤说。
"无论如何,生物能源的崛起已经让我们的能源应用迈入了一个新时代。"顾宗勤对此充满了信心。
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生物燃料:指用有机物质生产的一切燃料,主要包括生物乙醇和生物柴油等。生物乙醇是汽油的替代品,它是用含淀粉和糖的作物像甘蔗、玉米或小麦加工制取的。
煤炭能源现代化战略亟待突破 摆脱瓶颈刻不容缓
据国家能源领导小组办公室副主任徐锭明透露,今后制约我国能源发展的瓶颈并非资金、技术、设备等,而是能源效率与环境保护。就煤炭而言,直接燃烧引起严重的环境污染,燃烧后产生的气体中70%至80%以上为SO2、NOx、汞、颗粒物、CO2等。而且,煤直接燃烧很难解决温室气体减排问题。资源的短缺和环境形势的日益严峻,让人们认识有了转变,意识到对煤炭的利用也应科学化、现代化。
倪维斗教授认为,目前正是进行煤炭现代化的好时机。他分析道,目前正值新一轮电力建设高潮,现在兴建的电厂将决定2020年及以后的煤炭利用模式。今后十年中,大量的资金将投向电力产业,这些投资所采用的技术路线将决定中国到2020年前满足电力供应需求所采用的煤炭利用模式。错过这一时期,今后实施煤炭现代化战略将更为困难,如果继续按传统技术模式发展,将导致环境、能源安全、温室气体减排等一系列困难。这个时机如果延误,将会显著增加将来中国治理空气污染的成本,并难以控制未来石油进口,大大增加减排温室气体的成本。
对于煤炭现代化的优势,倪维斗教授说道:“采用先进技术,实施煤炭现代化战略,益处多多。首先,以煤为原料,充分利用高硫煤,可解决资源短缺和总量问题。其次,污染排放水平接近天然气联合循环,满足最严格的环保要求,还可以生产清洁液体燃料,缓解石油进口压力和城市污染。再次,生产过程中CO2富集,具备低成本实现CO2零排放煤炭利用的可能性,其合成气可制造性质类似LPG的二甲醚,以解决农村分散用能。最后,耗水量少于常规燃煤蒸汽电站,适于建立大型坑口工厂。”
IGCC:煤炭能源发展可行之道
对于煤炭现代化,倪维斗教授认为,以气化、清洁(除尘和脱硫)和发电互相交叉集成的IGCC不失为可行之道。
IGCC,即整体煤气化联合循环(IGCC-IntegratedGasificationCombinedCycle)发电系统,是将煤气化技术和高效的联合循环相结合的先进动力系统。它由两大部分组成,即煤的气化与净化部分和燃气-蒸汽联合循环发电部分。IGCC技术把高效的燃气——蒸汽联合循环发电系统与洁净的煤气化技术结合起来,既有高发电效率,又有极好的环保性能。
据中国工程院士徐大懋介绍,从世界范围来说,IGCC提出已经几十年,但由于其优点诱人,缺点严重。因此总体发展较慢。IGCC的优点在于清洁、高效、利用高硫、可与化工联合形成多联厂、可制氢并易于减排CO2、可制人造天然气。其缺点在于系统复杂,投资高,可靠性差,负荷适应性差。
对IGCC,倪维斗教授有着自己的看法:“在我国发展IGCC不应该仅仅只是从发电角度考虑,必须加以综合考虑,才有长远的生命力。”
他表示,我们应该从以下角度去看IGCC在我国的的发展,其驱动力在于发展IGCC能减少用煤(主要是直接燃烧)所引起的污染,还可以充分利用我国占20%甚至以上的高硫煤资源。同时,结合我国具体情况发展车用醇醚燃料,可缓和液体燃料的短缺。尤为重要的是,形成系统耦合与跨行业结合的结构,向系统集成要能源利用效率、环境与经济效益
最后,也为减排CO2作技术路线上和单元技术上的准备,为发展将来创新绿色能源系统打下基础。
“要吸取我国某些行业发展的教训,如汽车、风电,以免巨大的市场被瓜分了,核心技术却没有得到,造成全国‘八国联军’。”倪维斗教授语重心长地说。自主创新能力上,集中全国优势力量,掌握关键技术。培植我国自己
的IGCC多联厂的设计、系统集成、制造、运行的工业体系。
“要吸取我国某些行业发展的教训如汽车、风电,以免巨大的市场给瓜分了,核心技术却没有得到,造成全国‘八国联军’。”倪维斗教授语重心长地说。
一煤单挑潜力巨大
据清华大学教授倪维斗介绍,目前我国的煤产量在增至约30亿吨/年后大体保持稳定。在环境保护方面,煤的高效、清洁、低碳排放利用技术业也得到了大幅度的提高。近年实施的“清洁煤计划”,在很大程度上降低了环境污染和二氧化碳的排放。
然而,倪维斗同时告诉记者,虽然煤炭工业近年有如此卓越的成绩,但还是面临着五大严峻挑战:首先,总量需求的巨大压力。2000至2020年,中国的GDP预计翻两番,能源需求将翻一番,这要求能源弹性系数为0.5;而最近3年,这个系数保持在1.3以上。其次,液体燃料短缺,实现能源开发多元化还需要进一步的完善。第三,环境污染严重,节能减排工作仍需进行到底。第四,温室气体排放激增导致全球温室效应日趋严重。从90年代温室气体排放的30亿吨/年到2006年的40亿吨/年的跨越应该引起重视。最后,农村能源供应短缺。目前城镇人口平均用能是农村人口的3.5倍。
“如何应对挑战,首先我们需要认清现实。”倪维斗教授说道。他表示,煤炭在现在乃至将来很长一段时间仍是我国能源的主力,且用于发电的比例将越来越大,从目前的50%上升到70%以上,绝对量的增加更大。
“在能源消费中,其它形式的能源短缺可以由煤炭补充。车用液体燃料的短缺根本上还得从煤基替代燃料上找出路;中国石油缺口2005年为1.2亿吨,到2010年将达到2.5亿吨;粮食乙醇的制造成本太高,3.5吨做1吨酒精,5吨做1吨汽油当量。此外,粮食乙醇的制造还要用0.8吨煤用于粮食发酵和脱水。若要实现1000万吨汽油的替代,需用粮食5000万吨,是我国产量的1/9至1/10,这是是很难做到的。因为世界7%的耕地要养活世界22%的人口。由此可见,煤炭在我国能源结构中的重要性不言而喻。”倪维斗教授分析说。
2020年可再生资源市场潜力达4000亿
“到2020年,可再生资源至少有4000亿的市场。”日前,国家发展和改革委员会能源所可再生能源发展中心研究员王仲颖此语一出,震惊四座。
在我国,再生资源事业已经走过了近半个世纪的历程,取得了不小的成就。据王仲颖介绍,2006年中国水力发电3亿千瓦,其中小水电7000-8000万千瓦;并网风力发电3000万千瓦,小型风力发电15万千瓦;太阳能发电180万千瓦,在我国的能源供应方面功不可没。
“但是,可再生资源的开发依然存在很大的发展空间。”王仲颖笑着对记者说。他表示,中国今天对于可再生资源的开发力度还远远不够,大规模的循环应用体系还没有建立完善,以后的努力方向是要致力于改进技术和吸引投资两个方面。
“可再生资源的优势要比非可再生资源的优势明显。首先,可再生资源不同于有限资源,能够循环开发使用,潜力非常大。其次,可再生资源开发的过程中,对于环境的污染较小,甚至是零污染,是一种彻底的清洁能源。”王仲颖对可再生资源的优点表示肯定。但他同时也告诉记者,在我国,开发可再生资源受到地利、技术以及投资三重限制,导致可再生资源应用并没有大规模展开。凭着我国的地大物博,进行大规模的开发是完全有可能的。
在技术方面,我国目前的技术与国外先进水平相比,差距依然很大。每年,可利用而未充分利用造成的经济损失超过800多亿元。最大限度地开发再生资源,提高能源物资的利用率,已成为再生资源行业急需解决的问题。“迄今,我国还没有一个具有现代化水平和综合功能的再生资源中心市场,再生资源相关的设施破旧、力量薄弱,严重影响再生资源的利用效率与效益。”对此,王仲颖深感无奈。
他呼吁,中国政府应该主导可再生资源的开发,在政策上给予这类产业优惠,鼓励投资并加大高新技术的研究和产业的投入。一方面缓解资源危机带来的压力,另一方面有效地减少排放,达到保护环境的目的,一举两得。
“可再生能源必须发展,它是世界未来最具潜力和希望的能源!”王仲颖肯定地说。