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实现低碳能源结构 我国该如何弯道超车?

导读: 实现这种低碳的能源结构有几项关键技术要做:一是要解决电力调峰问题,保证光电风电的有效利用。要通过热电联产、蓄能,把CSP(光热发电)变成电力调峰电站。

  我国要走这样一条路径:集中现有的人力物力,弯道超车,直接向可再生能源低碳结构发展,与发达国家同步进入低碳或者零碳能源时代。

  巴黎协议中国政府已经正式批准生效,其核心内容就是保证控制气候变化不超过2℃。按照这个计划,到2050年,全球的二氧化碳排放总量不超过150亿吨。

  这是一个严峻的挑战,因为我国现在碳排放总量每年已经超过100亿吨。按照碳排放总量150亿吨计算,我国到2050年可以得到的碳排放额度最多为35亿吨,只是现在100吨的1/3。现在距2050年还有33年零两个月的时间,在这段时间里,怎么能够使我国碳排放总量下降2/3?这是一个严峻的挑战。因此,现在就应该有所规划,有所行动。实际上,发达国家尤其是欧洲都已经开始行动起来。比如,发展可再生能源、提高能源效率、调整能源结构、发展核能甚至CCS(CO2捕获和埋存)以实现这一目标。

  纵观人类用能历史,我们走过了几个时代。

  在第二次世界大战之前,除了美国煤炭比例在50%~60%波动,其他各国基本上都以煤炭为主导能源。二战结束后,从1950年到1975年,25年实现了从煤炭时代向油气时代的过渡。当时从煤炭向石油转型,煤炭消耗量从90%多降到30%~40%以下,或者更低。从20世纪70年代,基本上进入了油气时代。开始是油,后来以气为主导。煤炭总量达到20%、30%和40%左右,这是人类使用能源结构调整变化的过程。

  而我国目前煤炭消耗量还在65%、70%这个数字上走着,或者可以认为仍然处在煤炭时代。现在由于气候变化的问题,发达国家纷纷开始了从油气时代向可再生能源为主的低碳时代转变。比如,欧盟、丹麦、芬兰、德国、瑞典等国,都计划到2050年初步实现零碳或者低碳,可再生能源成为能源主导。我国也计划2030年之前碳排放达到高峰,峰值以后下降,2030年可再生能源占总能源的20%以上。

  现在我们面临的问题是:中国是不是要走以前发达国家走过的老路,即从煤炭时代转向油气时代?我国现在天然气占总能源比例不到5%,而发达国家总能源中30%~40%是天然气。尽管我国天然气只占5%,但对外依存度已经达到30%,要进一步加大天然气比例只能加大进口。而由现在的煤炭能源转向天然气能源,需要巨额的基础设施投资。但反过来,中国的燃煤技术无论在清洁还是高效等方面,都处在世界领先地位。

  因此,我国要不要走这样一条路径:先用10~15年时间把煤改成油气,然后再花10~15年把油气替换,实现低碳可再生能源为主的转移?或者选择另一条道路:集中现有的人力物力,弯道超车,直接向可再生能源低碳结构发展,与发达国家同步进入低碳或者零碳能源时代?

  答案显而易见,只有选择第二条道路,才可以改变我国目前缺气少油的不利条件,成为促进可再生能源发展的有利条件。

  我国现在能源消耗很高,碳排放总量也是世界第一,很重要的一个原因是因为高速发展的城镇化。路桥坝楼包括能源系统,这些基础设施建设需要大量的钢铁、水泥、建材,而这些都是高能耗产业。旺盛的市场需求导致中国的碳排放居高不下或持续增长,造成能源消耗巨大。而到了现在这个时期,中国的经济发展模式应该转型了,应该由投资型驱动改为高附加值的创新驱动。随着基础设施发展和建设需求逐步减少,煤炭能源时代将会结束并直接转向可再生能源时代。这是一个可行的途径,因为可以避免油气能源基础设施的重复建设、重复投资。

  那么,我国未来能不能实现低碳能源结构?答案是肯定的。我国未来每年用电量约为8.5万亿~9万亿千瓦时,分别用在建筑2.5万亿千瓦时,交通1.5万亿千瓦时,工业4.5万亿千瓦时。这些电从哪里来?水电现在每年1万亿千瓦时,能够增长到1.5万亿千瓦时;核电现在0.15万亿千瓦时,能够增长到1万亿千瓦时;风电0.2万亿千瓦时,可以增长到1万亿千瓦时;光电可以增长到1万亿千瓦时。这些加起来可以提供约50%的用电量。然后,再由燃气、燃煤电厂提供另外的50%。但在提供电量的同时,还要承担电力调峰。这样算来,碳排放量将达22亿吨。在燃料供应方面,需要增加17亿吨标准煤。其中,可以由生物质能提供8.5亿吨标准煤,包括农业秸秆、动物粪便、餐厨垃圾等。林业秸秆可以制成生物质燃气1800亿立方米/年,压缩颗粒4亿吨,还可以导出二氧化碳形成负碳。生物燃料剩余的材料还可以返回农田变成好的肥料,能源作物每年可产能合两亿吨标准煤。再由燃煤、燃气、燃油提供另外8.5亿吨标准煤的化石能源,形成15亿吨碳排放,相加起来与目标相近。

  实现这种低碳的能源结构有几项关键技术要做:一是要解决电力调峰问题,保证光电风电的有效利用。要通过热电联产、蓄能,把CSP(光热发电)变成电力调峰电站。二是发展建筑直流供电,实现分布式蓄能。在末端把电稳定,自行解决用电波动。三是利用现在热电厂和工业生产的低温余热,如钢铁、有色、化工、建材、信息业的低温排热,解决建筑供热。

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