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中国:将驶入绿色低碳发展快车道

2010-09-13徐匡迪编辑

中国三峡 2010年1期
关键词:二氧化碳能耗发电

文/ 徐匡迪 编辑/ 陈 陆

于12月7日在丹麦首都哥本哈根举行的新一轮联合国气候变化大会,吸引了世界各国人民的极大关注。关注点主要集中在减排目标上。有研究指出,当前各方摆在桌面上的减排量总和,与有效减缓气候变化的目标要求还相去甚远,这个缺口应该由谁承担,正是各方争论的焦点。

11月25日,在温家宝主持召开的国务院常务会议上,中方第一次以约束性指标的方式宣布,到2020年,中国单位GDP二氧化碳排放将比2005年下降40%—45%。同一天,美国白宫也宣布,美国将在哥本哈根气候变化大会上承诺2020年温室气体排放量在2005年的基础上减少17%。

联合国环境规划署执行主任办公室发言人尼克•纳托尔说,中国在至关重要的哥本哈根气候变化会议前夕宣布量化减排目标,显示了中国继续加大力度、减少经济发展中二氧化碳排放量的坚定决心。

本文正是全面分析了全球气候变暖问题,指出我国的当务之急是依靠技术进步大力节能减排,发展循环经济。强调在中国东部地区为满足经济快速增长对能源及环境改善的需求,要加大核电发展力度。大力发展可再生能源,走向绿色、低碳经济,是中国实现现代化的必由之路,也将是一个人口最多的发展中国家对人类社会进步的责任与贡献。

“低碳金融”将成新的“兴奋点”漫画 / 金艳 / CFP

气候变化,在大气物理界曾经有争议。但在现在来看,这确实是一个不争的事实。我们可以从近200年来气候变化的记录来看,前100年气候变化的速度是缓慢的,但最近50年,特别是最近25年气候变化的速度非常快。

中国近百年的气候确实是显著上升的,其中有两轮上升的变化。在解放战争和自然灾害、文革这段时间,我们气候没有上升,因为室内活动和生产生活都受到影响,后面是急骤上升。但是气候变化存在着两个因素的影响,一个是自然周期性的影响,40万年前的气候和现在的气候相比,40万年以前人类活动产生的二氧化碳有多少?跟现在来比较,可以看出来,在20万年前或者10万年前,根本没有工业生产,所以气候变化并不是仅仅因为人类所影响的。但是人类影响的因素在最近20年来看,二氧化碳的上升,是非常明显的。现在已经到了380PPMV,和过去一直波动在200多个PPMV是绝对不一样的,这是个不争的事实。

安徽淮北发电厂冷却塔摄影 / 五河 / CFP

很多人预言,到2100年,地球平均地表温度将增加1.8-6.4度。21世纪末全球平均海平面如果将以1.8-2度来控制,还有可能上升0.18-0.59米。南太平洋的这些岛国是非常危险的。还有陆地上的冰雪和冰川积雪退缩,北半球温度降低。全球气候变化的原因有自然的原因,也有人类活动的原因,自然的原因包括火山活动,太阳活动,过去几十万年气温的波动是自然的原因。人类的活动是多方面的,有温室气体、二氧化碳排放等等,也有气溶胶,是在大气里面悬浮的碳氢化合物的微气粒,由于燃料化学燃烧不完全而排出,高温下碳氢化合物的气体上升到800米,温度降低就变成固体,它们堆在一起变成一种气体的胶体。大城市里面的阴霾天就是气溶胶。还有土地利用变化造成的影响,每年有几个月是土地翻起来,再慢慢沙化。还有城市化,地面的硬化造成了很大的生态问题,包括水的问题,还有辐射的问题。

温室气体并不仅仅是二氧化碳,还有甲烷、氮氧化物和其他的碳氢化合物,主要是二氧化碳,它占温室气体的63%,而且在大气里面要维持数十年才能自然的被其他的物体所分解。甲烷主要来自反刍动物,牛羊吃了草以后要排气,排出来的就是甲烷,在大气里面大概只有18%,通过十几年就能够化解掉。

中国现在二氧化碳排放的形势是比较严峻的,2003-2006年这4年中国能源消耗超过了之前25年的总和,一般的人难以理解怎么有那么多能耗,现在是7亿多万千瓦,在本世纪以前只有2亿千瓦,我们汽车的数量,钢产量从1.7亿万吨提高到去年的实际产量5.2亿吨,生产1吨钢排放的二氧化碳约合2.2吨。2007年中国二氧化碳排放59.6亿吨,超过美国的58.2亿吨,所以现在中国二氧化碳排放居世界第一。有的同志认为强调温室气体排放是外国人遏制中国,但是我们要注意一个问题,全球碳排放量在过去8年里增长了三分之一,其中三分之二来自中国。2006年中国人均二氧化碳排放是4.32吨,到2008年已经接近5吨了,超过世界平均值4.18吨,是印度的3.7倍。因此,我们现在应该讲,中国确实碰到非常严峻的形势。

2007年6月22日,大唐电力集团安徽淮北发电厂两台5万千瓦的小火电机组爆破拆除摄影 / 谢正义/ CFP

胡锦涛总书记说,气候变化既是环境问题,也是发展问题,但是归根到底还是个发展问题。现在的问题是因为生产发展、生活提高,家庭的用电是飞速增长的,过去我们家电25瓦的电灯,没有什么别的东西,现在有电冰箱、洗衣机、空调、电视机,而且人不看,电视机始终开着,这些都是耗能的,都需要电。

所以,我们应对气候变化的原则有四条:第一,从工业革命前期开始,一直到上个世纪中期,主要是OECD国家发展阶段。这个时候他们排放的二氧化碳总量占世界总量的95%,我们那个时候排放很少,到2006年这些国家排放仍占80%。第二,中国在高速发展过程中二氧化碳排放总量增长比较快,但是人均仍大大低于美国(1/4)、日本(1/2)。第三,中国将在可持续发展的框架下应对气候变化,遵守《联合国气候变化框架公约》,承担“共同但有区别的责任”。这个框架我觉得应该有一个观点,发达国家要以1990年为标准,现有消耗的大大高于这个标准,每年要完成自我保护,现有标准要往下定。中国这些发展中国家,因为增加GDP一千美元所消耗的能源程度要从过去的程度每年递减2%,就要依靠技术进步。对中国来说,我们是主动地希望减低温室气体排放。第四,依靠科技进步,大力节能减排,积极参与国际合作,努力发展低碳经济。这是我们科学发展观的核心,绝不是受外国的压力。

节能减排,发展循环经济,是走向低碳经济的第一步

很多学者、很多媒体在报道低碳经济的时候,说我们要舍弃过去的经济形式,舍弃过去的设备,其实不是这样。节能减排降低了能耗,减少排放以后,你得到的结果是降低了碳的排放。因为人类活动造成温室气体增排具有阶段性。第一阶段是工业化起步阶段,主要是轻纺工业,能源强度很低。第二阶段是工业化加速发展阶段,能源强度持续增长,这主要是指重化工工业、冶金、石油化工。第三阶段是工业化成熟的阶段,以最后的产品设计、产品组装、深加工为主导的,能源强度慢慢下降。到后工业化阶段,IT、服务业这些能耗比较低。工业化有这么一个过程,我们向领导汇报的时候,领导也说,你们能不能打个隧道避开能耗高峰?可是,世界现代化建立在物质的基础上,要现代化,就要造新的房子,造新的铁路、公路,要造交通设备,这就要靠材料。英国是工业化第一个国家,它的能源强度最高的时候是能耗的增长和GDP经济发展是1:1关系。到美国工业化的时候,已经靠内燃机和电动机,能耗高峰也就是零点几。到德国的时候就更低了,只有0.4几。中国工业化下一步怎么发展,取决于我们工程技术的发展和进步。我们对能源强度的预测:如果我们从2005年以后不控制,能源强度就要到二点以上,如果维持2005年的能耗不变,我们也要赶。我们采取节能减排措施,希望控制在0.5-0.8之间,现在看完全是有可能的。

中国能源消费总量和构成,在1995年时候,我们煤炭占能源的比例接近75%,到2007年已经达到70%,石油的比例增加,天然气的比例增加,水、电的比例增加,核电的比例增加。这就使得我们碳的排放能源强度都可以减少。中国的二氧化碳排放主要是从能耗来的,包括工业、交通运输、建筑等行业,在八十年代的时候,工业占60%多,到2007年,工业占50%多。所以,我们低碳能源发展战略,首先是要节能、提效、减排,所有的行业都要节能提效。二是煤的洁净化燃烧,减少环境的污染;三是发展核能和可再生能源。

2009年11月17日,首届世界低碳与生态经济暨技术博览会在南昌隆重开幕。 摄影 / CFP

中国高耗能工业节能技术有了很大的进步,在本世纪头几年,比如300兆瓦以上电机组占总电机组的比例,上世纪末的时候只有40%多,现在接近60%以上,这类机组每一度电煤消耗是300-340个标准煤。而现在淘汰的一些小机组,最高的达到500多个标准煤。钢铁在2000年的时候,所谓的连铸比从钢水到坯,从80%提高到98.9%。去年我到美国工科院演讲的时候,他们都感到很惊讶,中国大多数钢铁企业的能耗比美国要低2个百分点,因为我们的钢铁企业都是90年代后期建的。中国的电解铝技术在世界上也是达到前列,可以这么说,我们大型电解槽的比重达到80%以上,这比传统的电解方式可以节能5%。

2009年12月28日,山东海阳核电一期工程隆重开工。 摄影 / CFP

我们工程院和发改委联合搞循环经济院士行,有一个点就是平朔矿区,这是美国石油大王哈默受小平同志邀请来投资的一个大型露天煤矿项目,年产煤接近1亿吨。它最大的变化是:选煤以后,精煤到市场上去卖,运到北京、上海去利用,中煤和煤干石就地发电,这个电要供应给开矿和选煤场区,整个矿区不需要外面的电,粉煤灰做白炭硅,粉煤灰其他一部分除掉硅就是氧化铝,进入电厂变成电解铝,电解铝以后还可以做水泥,一部分水泥加上灰渣直接做产品。同时出来的铝和硅以后还可以做硅铝合金。整个产能不往外排除废物,使废物全部内部循环利用。

还有一个例子是北京水泥厂,它建成了全国首条处置城市工业废弃物生产线,处理废弃物能力达到10万吨。形成了八套废弃物预处理工艺系统,使北京本来要填埋的很多工业废弃物变成煤干石等被送到其它的地方,。

再是一个生活上的例子,装农夫山泉或者雀巢矿泉水的PEG塑料瓶子,由一个磷矿再生资源利用公司回收利用生产。在全世界来看,再生的大概是它的四分之一。BTB再生工艺,就是瓶子用完了以后,再进行回收专业的分拣打包,进行深层清洗、深度净化、再变成清洁的。现在中国的可口可乐公司、雀巢中国公司都已经采购了它的技术,因为只有用这个料才可以通过ISO9000的认证,说明它是对社会负责的。通过这样一个项目,每年可以回收5万吨的废塑料,在节能减排方面取得了突出成就。

循环经济、再生资源,特别是像重庆这样大城市,是非常有潜力可挖的。农业也有类似的情况,就是把生活和生产的粪便、污水进行液氧分解,分解成甲烷,用于生产生活,同时高级的废渣废料统统转化为农业的生产资料。还有太阳能利用,使得农业也得到帮助。

除了工业以外,生产和生活方式、终端节能的“放大效应”,也要正确引导消费者行为。比如我们发电厂发电,到用户最后能够用的能源只有四分之一到五分之一,包括煤矿开采、运输都需要返还能源,真正有效处理的只有30%,传输中还需要输配电,所以最后传到用户那里只有四分之一到五分之一。重点节能的途径,半导体LED照明,如果LED照明占有1/3的照明市场,每年将节约用电1680亿度(约两座三峡水电站发电量)。我们认为解决路灯是新照明技术的突破口。欧盟已经通过决定了,从9月1日开始,不许卖白炽灯泡,只能卖节能灯。

苏州企业展出的太阳光采集系统摄影 / CFP

再如汽车燃料真正用于牵引的仅有13%,有70-80%是由于汽缸的损失和待车时候的损失。所以,从石油开采到车轮的推进力只剩下小于1/5的能量。推动有效载荷——乘客,只有近1/50能量可利用。建筑节能,我们认为也是迫于眉睫的事情,技术先进的新的办公楼建筑单位面积能耗比老建筑高10倍以上。如北京新建某一个现代化办公楼,是美国人设计的,它的每个平米一年消耗163度电。所以不能光追求建筑外观的美丽而不注意节能。发达国家建筑现代化节能已提高到30%-40%,如果我们国家不加控制,按照现在的趋势发展,到2030年,我国建筑能耗总量将是26亿标准煤,现在全国总共的能耗是27亿吨标准煤。

2006年对北京某一中等收入住宅空调电耗调查,平均是每平方2.3度电,高的要到14、15度电,这跟人的行为有关系。我在欧洲工作的时候,发现他们在冬天的时候要把室温调到25、26度,到夏天的时候,把空调开到18度到22度,这实在是浪费,我们中国人不应该效仿。我们还要发扬中国优良传统,勤俭节约,应该在夏天把温度调在26度,冬天的温度也不能调得太高。再看轨道交通图,同样运载240人,轨道交通需1个单位路面资源,公交汽车2个,私家车6个,道路建设是需要大量的能源。大力发展出租车,对城市来说不是一个低能耗的选择。交通运输的节能潜力,在中国还是非常巨大的。

我们不能放弃传统的水运,重庆是长江黄金水道货物的集散地,为什么呢?公路的单位能耗是铁路的18倍,是水路的22倍,我们要充分利用水力。在欧洲现在都是这样,鹿特丹的进口货物大量都是从水路,并不是通过公路进来的。我们大力发展水利,近中期可以节油15-20%,铁路要把内燃机车逐步淘汰,用电气化的办法,电气化率由2005年的31%提高到50%,可节能38%,节油将近27.3%。节能减排是我们走低碳经济的第一步,也是当务之急,这部分有多大空间,如果都向先进水平看齐可以降20%的能耗。所以我们认为,承诺节能减耗没有什么太大难度,只要上下同心,是可以做的到的。

加快发展核电和可再生能源具有重要的战略意义

加快发展核电,保证我国东部地区近期能耗增长及改善环境的需求。美国现在准备把主干线网用超导。根据美国的报道,可以降低能耗16%。不同能源发电的碳耗大概是这样,褐煤最高,核能是最低的。人们可能会产生疑问:水利、生物、风电为什么还这么耗能?特别是风电和太阳能,因为是不稳定的,是间歇性的,要调整、要转化,转化过程也要耗电。

上: 2007年12月23日,77岁的退休老员工张沃维设计的龙凤热电厂小火电关停的纪念封。当日上午,大庆油田电力集团龙凤热电厂爆破了6座冷却水塔。 摄影 / 王茂桓 / CFP下:大学生扮圣诞老人街头倡导“低碳生活” 摄影 / CFP

核能是最稳定的,核能在各国能源结构中的比例,全世界OECD国家是22.2%,全世界是16%,中国是百分之一点几,最高的是法国核能比例达到80%。所以,中国的核电应该在比较短的时间内发展成为我国能源的重要组成部分之一。2007年发展到9.1GW,2020年发展到70GW,占到总体能源的5%,到2030年比例能够达到10%,还是远远低于国际化水平。参考国际动向,结合我国实际,我国的核电技术路线图应该为:2代反应堆为主,到2020年以3代热堆为主体,到2035年是4代,从热堆到快堆,到2050年,能聚变能够有所突破。那个时候就可以为人类提供永不枯竭的清洁能源。

加快可再生能源,走向绿色低碳经济。欧盟各国高度重视可再生能源开发,特别是北欧国家。27个欧盟国家总计到2020年可再生能源达到25%。太阳能发电原来需要80-160个美分的发电成本,现在已经降低到28个美分。风电发电已经到10个美分以下,这只是说发电的成本,没有指制造的成本,其实制造的成本还是很高的。

我们国家发展可再生能源具有重要的战略意义。从中国风能资源区划图可看出,风能发电主要在中国西北和内蒙古西部,那里具有丰富而稳定的风能资源。过去有一个误解,认为欧洲的风力发电主要在海上,是不是中国风力资源也在海上。不对,现在发现陆上的风能资源非常可观,年发电量可以达到1.4-2.4万亿kWh。人家说海上无风三尺浪,海上始终有风,因为中国沿海都台风多,台风一来风力发电装置就要拿下来,不然要被损害。像欧洲的北欧、丹麦、瑞典,大西洋发电一年大概4到5季。

再看中国太阳能资源区划图,第一部分是青藏高原和内蒙古西部,第二部分是新疆和北部地区。太阳能资源丰富地区占国土面积96%以上,每年地表吸收的太阳能相当于1.7万亿tce的能量。已经建设的屋顶面积总计100亿平方米,如果用20%的面积安装太阳能热水器,可替代煤炭3.2亿tce;如果用20%的面积可安装约20亿平方米太阳能光伏系统。发电装机潜力大概是22亿千瓦,年发电量2.3万亿度,所谓的潜力是指我们用2%的戈壁和荒漠面积,大概2万平方公里,20%屋顶面积0.2万平方公里。

生物质能资源保障,中国现有生物质能资源总量5.4亿tce,实际可用于能源的2.9亿tce,利用方式是发电燃料和民用沼气等。水能资源保障,2003年水利资源复查结果,理顺蕴藏量装机容量6.94亿kW,技术可开发装机容量5.42亿kW。地热能资源,因为我们讲地热是指在4000米深度以内的,高温是大于150度以上的可以发电,中温是90-150度,可以用于取暖,低温的是小于90度,可以用于温泉等等。现在已经发现的地热显示区3200多处,其中热储温度大于150度,可用于发电的有255处。

对我国可再生能源的发展,工程院和发改委规划了一个路线图,到2010年,可再生能源只是补充能源,如果仅仅是太阳能、风能这些只占2%,如果含水可再生能源,大概是10%,因为水电的比重比较大。到2020年,可以成为一部分替代能源,非水再生能源是5-10%,含水再生能源是16-23%。到2030年,主流能源,非水再生能源是9-19%,含水再生能源是20-31%。到2050年的时候,它可能成为一个主导的能源,非水再生能源是17-34%,含水再生能源是27-45%。风能,现在最大的是10个兆瓦的发电机,太大也有问题,想想看,136米直径的叶片运到戈壁滩拿什么运?另外还有一个最大的技术问题,风力发电、太阳能发电,都是间歇性的发电,是频率不稳定的发电。如果不能并网,就需要转化。第三个问题,硅本身是一个高耗能产品,一吨多晶硅是16万度电,做成集成电路以后在实验室可以用十年,这十年是省电,不用燃料,但是做的过程中,所消耗的能量如果平摊到十年里,跟火电差不多。现在结果是什么呢?中国生产多晶硅太阳能电容片,卖给外国,他们就用清洁能源,我们承担高耗能。所以我们要从全生命周期的能耗和碳的排放来考虑可再生能源。

让“低碳”成为经济发展的“指挥棒”漫画 / 杨威 / CFP

结束语

第一,中国正处于工业化级城市快速发展阶段,以煤为主的能源结构已经使中国的二氧化碳排放处于世界前列。第二,中国人均二氧化碳排放仍大大低于发达国家,因此中国应承担共同但有区别的减排责任。第三,发展循环经济,依靠技术进步大力节能减排,是降低二氧化碳排放的当务之急。第四,为保证中国东部沿海地区经济快速增长对能源及环境改善的需求,要加大核电发展的力度。第五,大力发展可再生能源,走向绿色、低碳经济,是中国实现现代化的必由之路,亦将是一个人口最多的发展中国家对人类社会进步的责任与贡献。

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