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王仲颖:第三次工业革命核心是电力清洁化

      近日,国务院召开常务会议,部署了大气污染防治十条措施,其中提出要加快调整能源结构,加大天然气、煤制甲烷等清洁能源供应,并大力培育新能源产业。

      “环境保护比能源单纯获取更重要,能源转型比经济结构调整更迫切。” 国家发改委能源研究所副所长王仲颖对记者表示,能源与环境能否和谐发展,这将关系到“美丽中国”的实现。

      在王仲颖看来,化石能源,受其转化方式和燃烧的利用形式的影响,大部分能量以粉尘,甚至有害的固体、液体、气体,以及温室气体的形式排放掉了。

      王仲颖建议,雾霾治理需要政府下决心控制和减少化石能源消费总量,加快发展可再生能源和相应配套基础设施的步伐。

      化石能源末路

      全世界未来104亿吨的排放空间中,中国如占100亿吨。这意味着什么?

      记者:改善空气质量,必须改善能源结构。目前,我国能源结构对空气质量有哪些影响?

      王仲颖:根据国家能源局的统计,2012年,我国一次能源消费总量为36.2亿吨标准煤,其中煤炭、石油、非化石能源、天然气分别占66.2%、18.8%、9.6%、5.4%。66.2%的煤炭比例——34.3亿吨煤炭,意味着占全球陆地面积6%的我国消费了全球一年50%的煤炭产量,这种以煤炭为主的高比例化石能源结构在世界上绝无仅有。

      其造成的环境影响十分严重。根据中科院专项研究“大气灰霾追因与控制”专家组最新研究成果,北京1月份的5次强霾污染的主要来源还是燃煤和汽车尾气。

      实际上,我国能源结构不仅加大影响了空气质量,还带来了巨大的温室气体减排压力。

      记者:我国的能源结构,带来的温室气体减排压力到底有多大?

      仲颖:联合国框架下的政府间气候变化专业委员会(以下简称IPCC),曾经提出了一个需要地球人共同努力的目标:为了保护我们的家园不被海水淹没王,到2050年,同1990年相比,地球的温度上升不能超过2摄氏度。这是一个艰巨的任务,IPCC的科学家们对“2摄氏度”还有一种解释,即2050年全球CO2的排放量要比1990年减少一半。这是一个什么概念:1990年全球因能源活动引起的CO2排放量为208亿吨,2012年已超过300亿吨,到2050年,全球的CO2排放空间为104亿吨。

      我们作为世界第一能源消费大国,温室气体减排的压力非常大。2012年的CO2排放量已超过80亿吨,在过去的10年中,我国一次能源消费增长速度基本与GDP同速。我们做一个假设,以2010年的一次能源消费量为基数,到2050年,在未来的40年内,我们假设一个最低标准的能源消费年均增速为1.5%,即使我们的经济结构再优化,我们的经济实力2050年要达到中等发达国家的水平,这意味着到2050年,如果我们一次能源消费量的30%来清洁能源,70%来自化石能源并且以煤为主,届时中国的CO2排放量要超过100亿吨。想想看,在全世界未来104亿吨的排放空间中,中国就占了100亿吨。这意味着什么?

      清洁能源的两路径抉择

      采取所谓的清洁生产方式回收这86%的污染,其代价将是巨大的。

      记者:就改善能源结构而言,有两条路可以走,一条是促使化石能源的清洁化,另一条是积极发展非化石能源。您如何看待这两条路的关系?

      王仲颖:美国享有国际声誉的社会思想家、能源经济专家,里夫金先生在其新著《第三次工业革命》中提到,美国著名的经济分析专家莱特纳工作组建立了一个工作模型,对美国1900-1980年间的能源效率的变化进行跟踪分析,用热动态效率计算方法,全社会作为一个系统,结果表明,能源效率持续稳定增长,从2.5%增至12.3%,1980年之后到现在基本稳定在14%左右,也就是说,从1980年到今天,过去三十多年的商品生产和服务提供过程中,美国所使用的能源的86%都被浪费了。同时,据统计,2010年美国空气和水污染以及非再生资源消耗的成本大约是4.5万亿美元,占当年GDP的34%,1950年这一比例只有17%。

      煤炭、石油等化石能源的使用必须以燃烧的方式或通过化学反应改变其原有形态才能实现,14%是正能量,86%基本上是以污染的形式排放掉了,如果采取所谓的清洁生产方式回收这86%的污染,其代价将是巨大的,这种代价完全可以用来开发新的、清洁的能源并重塑我们的能源系统来满足人类的能源需求。

      可再生能源不是地球自身蕴藏的能量,它来自于太阳,没有太阳照射就没有可再生能源,我们利用可再生能源,尽管利用效率也不高,但没有利用上的水能、风能、太阳能,还是以原有的形式存在于地球上。以风电和太阳能发电为例,其实现方式是物理或机械转化模式,不会产生新的污染,没有捕获到的风和阳光还是以其原有的形式存在和流逝了,对我们生存的环境没有任何影响。

      目前,我国制定了控制能源消费总量和提高能源利用效率等一系列政策和措施,但要从根本上改变目前的状况,应该明确提出控制并逐步减少化石能源消费总量的国家战略。从能源与经济的关系来看,减少化石能源消耗的根本途径是要找到新的、清洁的替代能源。

      可再生能源能否撑起经济发展?

      按2012年度电供电煤耗算,“风光”可替代煤炭1.5亿吨标准煤。

      记者:现在可再生的发展还面临着成本和并网的技术问题。未来可再生能源的发展速度,能否跟得上经济发展的需求?

      王仲颖:首先,是成本问题,如果考虑到化石能源的环境代价,风电已具备竞争力,太阳光伏发电从战略性产业和未来的前景角度看,也已具备了大规模发展的条件。

      从产业基础和产能看,目前,我国具备每年3000万千瓦风电机组和2000万千瓦光伏电池的生产能力。如果能够保证这些已有的产能释放,到2015年,风电装机可以新增1亿千瓦,累计装机达到1.7亿千瓦,太阳光伏发电可以达到7000万千瓦,按2012年度电供电煤耗算,可以替代煤炭1.5亿吨标准煤(2012年风电和太阳光伏发电替代煤炭3400万吨标准煤),如果加上新增水电、生物质能发电、核电和天然气,在不新增煤炭消费量的情况下可以满足经济的稳定增长;到2020年,可以实现风电装机3亿千瓦、太阳光伏发电装机2亿千瓦,大约可以替代3亿吨标准煤。

      针对风电和太阳能发电的发展,人们还有一个顾虑就是我们的电网能否支撑3亿千瓦的风电装机和2亿千瓦的太阳光伏发电装机。根据2012全国电力工业统计快报,截至2012年底,全国发电装机容量达到11.45亿千瓦,其中火电8.2亿千瓦(煤电7.6亿千瓦)。火电设备平均利用小时4965小时,同比降低340小时。

      根据我国的风能资源和太阳能资源状况,陆地风电年平均利用小时可以达到2200小时,太阳光伏发电可以达到1300小时。如果8.2亿千瓦火电装机的年运行小时数降到3000小时(技术上是经济可行的,国外煤电装机可以压到1000小时以内,美国燃气机组2010年年平均运行1800小时),也就是要用火电机组来弥补风电的间歇性缺点,保证可再生能源优先上网。

      而且大型火电机组都是全国分布并与主干电网相连,那么,现有的电力基础设施就可以支撑8亿千瓦的风电;如果火电机组降到1000小时,就可以支撑16亿千瓦的风电装机;如果是考虑风光互补的特性(一般白天有光,风小,夜间风大),电力系统平衡就更是可行了。未来随着技术的进步,例如,储能和电动汽车的发展,电力系统的平衡就更不成问题了。

      第三次工业革命核心是电力清洁化

      哪个国家电力系统转型成功,它会在新一轮能源革命中抢占先机。

      记者:十八大报告中提出了要实现能源生产与消费的革命。您如何理解这一概念?可再生能源在其中扮演什么角色?

      王仲颖:我们现在的能源开发和供应模式是什么,是垂直一体化的,是由大能源集团、石油大亨、中央集权式的大规模跨国公司控制了能源及其使用,是一种超级垄断的能源开发、输配模式。

      未来,新的能源秩序的产生将减少对能源生产和分配的控制,形成水平分布和网络扩散式的合作性能源开发与使用架构——是能源民主化。人人都可以开发能源、人人享有能源、人人获益于能源,“分散与合作”是未来能源发展的主旋律。

      化石能源开发与利用是不和谐的,是不可能实现能源民主化。纵观历史和世界,什么是石油?石油就意味着战争!

      为什么说发展可再生能源是能源和谐行动,因为可再生能源是不能“移动”的本地资源,即使你再强大,也不可能把中东的“风”和“阳光”运到大洋彼岸去发电。可再生能源主要包括太阳能、风能、水能、地热能和海洋能等,需要就地开发和利用,可以把不同的可再生能源资源转化成高品质的电、油、气和热,满足人们的各种能源需求,富裕的高品质能源还可以传输到其它地方,甚至出口,与大家共享清洁的能源。

      我理解的能源生产和消费革命,就是要在能源生产环节实现清洁化并逐步用清洁能源替代化石能源、在能源消费环节要不断地扩大电力的使用的范围。20年前,谁又能想到今天互联网融入人们生活中的强大,40年后,为了保护我们人类共同的家园,难道就不能保证所有的交通工具都由电来驱动吗!

      记者:那么您如何理解未来的能源系统?

      王仲颖:未来能源系统的核心一定是电力系统。实际上,当爱迪生发明电灯之后,人类对电的依赖和电能够为人类带来美好生活的向往已紧密地联系在一起。对一个国家来讲,电就是脱贫的象征、电就是致富的象征,电是国家强盛的象征。这其中的道理并不难理解,人类社会现代文明的每一次进步都伴随着能源革命,能源革命引发了工业革命。人类的工业化进程中发生了两次革命:第一次工业革命是因为有了煤,发明了蒸汽机,产生了机器革命;第二次工业革命是因为有了电,导致了电气革命,电的方便与清洁使人类的现代文明进入了一个新的时代;本世纪初,第三次工业革命已经开始,电力一定会主宰未来的能源系统。第三次工业革命就是要解决如何为人类社会的发展提供源源不断的、清洁的电力问题。哪个国家电力系统转型成功,哪个国家就会在新一轮能源革命中抢占先机。

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