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发展可再生能源电力,势在必行!

2014-09-20韩朝

地球 2014年5期
关键词:燃气煤炭情景

本刊记者 韩朝

中国拥有全球五分之一的人口,是新兴经济体中最大且增长最快的国家,中国对全球的生态影响也呈现这一趋势。中国能否转型,走上公平且环境可持续的发展道路,不仅决定了中国的未来,而且决定着整个人类星球的未来。由此,中国政府重申,将会致力于建设生态文明,使得经济发展道路与环境约束相协调。

世界自然基金会(中国)总干事卢思骋曾经说过,中国转型的机会已经不多了。每座新建的煤电厂,锁定最少三十年的碳排放和空气污染,每棵砍掉的大树,削弱森林生态系统的活力,威胁老虎、大熊猫等物种的生存。所有人都必须勇于采取行动,做出必要改变,拯救我们的未来。

减少局地空气污染、遏制全球气候变化,是中国面临的两大最为重要的挑战。这两大问题与中国电力消费引发的排放密切相关,需要中国的电力部门迅速进行颠覆性的革命,这其中就包括使得100%的电力来源于可再生能源。这一努力需要政府决策者、私人部门、非政府组织和科研机构开展合作,众志成城方能实现。

纳尔逊曼德拉曾经说过:“貌似遥不可及,原来唾手可得”。世界自然基金会正在中国开展活动,推动打造可再生能源发展的宏伟愿景,并且致力于推动构建恰当的政策法规支持体系,促进可再生能源的大规模应用。当前,虽然由可再生能源驱动的绿色中国尚显遥远;但是,这是可能的,并且成本要低于由化石燃料主导的未来。我们已经谋定了前路,迈开了步伐,正当勇往向前,停顿和后退是没有出路的。

世界自然基金会认为,中国目前正面临着前所未有的机遇,解决当下的环境和公共健康的危机,推动世界迈向气候更为安全的未来,并且在未来数十年引领世界打造更为可持续的经济。

清洁能源革命势在必行

尽管中国的人均碳足迹已经接近欧盟国家的水平,但是仍远低于美国、加拿大、澳大利亚、以及海湾地区石油输出国组织(OPEC)的部分成员国。

中国在过去二十多年,中国经济发展突飞猛进,但是发展并不总是均衡的,也并非不存在环境代价。在这个近乎14亿的人口大国,其主要的城市中心持续增长,诚然已是“发达国家”;但其由农业主导的乡村仍然是发展中国家。由此,中国将会继续追求经济增长。然而,延续当下以化石燃料为主的发展路径,只会加深全球气候危机,并且造成水、土壤或者局地空气污染等。

城市灰霾笼罩,空气污染深重,这几乎成为2013年中国人挥之不去的记忆。重度污染天的红色警报、众多航班取消、学校大量关闭,这都清晰地凸显出中国的环境危机。城市居民将空气净化器和口罩抢购一空,公众逐渐意识到当前的能源决策得不偿失,已经开始呼吁采取重大行动。煤炭消耗是中国空气污染的罪魁祸首,影响中国居民的预期寿命,也是导致气候变化的最大碳排放源。

问题很明确:中国的居民、企业、和政府官员都意识到,这一切必须改变。从某种意义而言,重大转变正在萌发:2012年,在可再生能源发电总装机、以及风电装机容量和太阳能热水器安装量方面,中国引领世界,独占鳌头。2012年,中国在新增可再生能源装机容量的投资上,也是众多国家里的领头羊 。

尽管已是可再生能源发展的领导者,中国的电力生产仍然大量依赖燃煤火电。中国的煤炭消费连续13年保持增长,当前几乎消耗着全球一半的用煤量。中国几乎有80%的电力都来自燃煤发电。传统观念认为,随着中国大量的能源需求在未来数年继续增长,中国不可能戒除煤炭之瘾。众多专家也指出,能源经济朝着可再生能源(而不是煤炭)主导的模式转型,这在可预见的未来都不可能实现。

即便保守地假定可再生能源的未来成本与创新潜能,可再生能源发电的未来也是可以实现的。即便预期能源需求显著增长,2050年中国的能源格局有可能以可再生能源为主导,而煤炭则可以被完全淘汰出国家的电力体系。实现上述愿景,付出的花费其实比由化石能源主导的能源未来要更低。

作为世界上人口最多且经济快速增长的国家,中国当前的煤炭消费量大约是美国的两倍、印度的四倍。在未来数年内实现煤炭消费总量控制并确保在之后逐步减少,是中国迈向可持续增长路径的唯一办法。延续当前路径,对生态系统和公众健康的影响实在是过于沉重。

中国东部城市近期以细颗粒物为主的空气污染,将这一影响体现得明白无误。在某些情况下,污染水平甚至超过世界卫生组织划定“安全值”的多达三四十倍。尽管城市居民的严正抗议目前集中于空气污染,但是如果中国的碳排放不能很快得到遏制,公众也将会更多关注气候变化的影响。科学界指出,海平面上升以及强台风增多,都可能使得中国东部城市付出高昂的代价,而气温平均上升2℃可能影响到中国依靠雨水滋养的水稻,使其产量减少5%至12%。

若要到2050年实现100%可再生能源电力的愿景,中国必须推出前所未有的政策措施,促成提高能源效率和节约能源。中国还需要制定更广泛的经济政策,使得经济能够转向用能效率更高的服务业。经过这样的转型,2050年中国的用电需求相比预期水平可能会降低49%,才有可能使得可再生能源满足中国未来的电力需求。

风能、太阳能以及其他可再生能源

高比例可再生能源情景假定,非水能可再生能源发电技术的成本会有降低。该情景中,中国8760电网模型所定义的具有经济性的陆上和海上风能均被利用,而由于广袤的屋顶面积和西部干旱地区都能安装光伏电板,太阳能利用的唯一局限在于其成本。

到2050年,预计所有电力产出中约有三分之二都来自太阳能发电和风力发电。在所有情景中,由于地热资源仅仅限于是像四川省这样的地区,因此地热发电在中国扮演的角色也很小。高比例可再生能源情景并未纳入较多的生物质能,这是由于中国禁止以农业用地生产生物燃油, Entri也并未分析放松这一管制所可能产生的风险与收益。

水能

为了替代煤炭、燃气、或者核能发出的电力,高比例可再生能源情景假定,水电扩张到用掉所有经济上可行的水能资源。然而,如果中国的水电扩张并未按照环境和社会友好的方式进行,那么受到水电项目影响的淡水生态系统有可能会崩溃,以此为生的人民也可能受到负面影响。由于大坝可能对人和生物的长期可持续性产生重大影响,建设水电项目之前的先决条件,是必须采用重大的环境社会防护措施和评估工具(比如水电可持续性评价规范6,以及全流域水电可持续性快速评估工具7)。大坝选址必须考虑大坝自身产生的影响;受到影响的大坝上下游地区;以及梯级水坝的任何潜在的和切实的累积性影响。在应用最佳实践的标准之后,中国方可确保建坝存在正确的理由,并且仅仅将正确的大坝修建在正确的地方。

煤炭

高比例可再生能源情景存在最引人注目的特点,也即煤炭在2040年被完全淘汰掉了。为了实现这一目标,中国8760电网模型假定2020年后不再新建燃煤电厂,并且2040年后禁止燃煤发电。考虑到燃煤存在显著的负面影响、并且转向可再生能源存在众多效益,逐渐淘汰煤炭是中国的最佳选择,从而开创一个真正可持续的经济,确保其民众和整个地球的健康。

燃气

高比例可再生能源情景假定中国政府扩大燃气的目标未能完全实现,并且在燃气显著增长之前,其价格在一段时间内仍然相对昂贵。该情景下,2050年燃气在中国电力组成中被限制在17%,且仅被用以满足高峰时期的电力需求。如果该情景中所有的燃气都来自中国国内,那么这也意味着中国需要依靠非常规燃气资源(比如页岩气或者煤层气)。必须承认,该情景纳入燃气应当引发关注。燃气发电的碳排放在燃烧终端要比燃煤更低,然而,甲烷逸散排放的不确定性、以及尤其与之相关的开采和输送阶段的排放,这些因素对燃气的气候效益提出了众多疑问。

考虑到联合国政府间气候变化专门委员会(IPCC)最近修改了甲烷的增温潜力水平(在100年的时期内比二氧化碳高34倍),对逸散排放的关注更是有增无减。如果逸散性排放得不到有力控制,则其气候效应就完全消失,燃气可能就跟煤炭一样会破坏气候,甚至更为有害。

核能

高比例可再生能源情景与政府的官方目标不同,避免了新建任何核电。中国的电力需求快速增长,虽然会吸引中国重新评估核电扩张,但是核电不应该成为长期可持续能源体系的一部分。这是由于核电内生的各种风险、高毒性的核废料的处置问题、较高的整体经济成本。同时,在不稳定的可再生能源电力逐渐增多以及“智能”电网解决方案和提高能源效率的大背景下,核电负荷缺乏灵活性,难以进行平稳调节。高比例可再生能源情景表明,中国不必将自身置于核电带来的风险之中,就能够迎接一个更低碳的未来。

中国迈向100%可再生能源电力

世界自然基金会认为,在推进可再生能源开发并且成为太阳能和风能的全球主要制造商的过程中,中国政府非常重要。中国政府采取的各项措施,既有助于降低能源强度,同时又将中国民众的健康排在更加优先的地位。但是,政府当前的政策还不能促进中国实现迫切需要的能源转型。在一些情况下,发展可再生能源、控制空气污染、以及应对气候变化的政策还缺乏必要的雄心,或者存在其他的设计缺陷,解决一个问题的同时制造了另一个更麻烦的问题。一个由可再生能源驱动的资源高效的新产业经济在中国并不虚幻,而是能够实现的一大契机。抓住这一机遇可能并不会上马实现。

中国是全球当前最大的温室气体排放国,而温室气体推高气候危机。世界自然基金会认为,中国已经具有众多工程师和其他具有各种专业技能的专家,目前正面临着前所未有的机遇,解决当下的环境和公共健康的危机,推动世界迈向气候更为安全的未来,并且在未来数十年引领世界打造更为可持续的经济。随着2015年达成全球气候协议的期限迅速临近,中国迫切需要采取诸如控制煤炭消费总量在内的新的国内行动。这一行动是可行的,并且也符合中国的利益。

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