推动清洁和绿色能源替代

● 朱成章

习近平主席在联合国发展峰会上发表重要讲话，倡议探讨构建全球能源互联网，推动以清洁和绿色能源方式满足全球电力需求。这是习近平主席站在世界高度，对传统能源发展观的历史超越和重大创新，是中国政府积极应对气候变化，推动联合国2015年后发展议程作出的重要倡议。

1 什么是清洁和绿色能源

狭义的绿色能源是指可再生能源，如水能、生物质能、太阳能、风能、地热能和海洋能，这些能源消耗之后可以恢复补充，很少产生污染物。这是早期对能源的认识，认为传统能源是不可再生的，且会产生污染物和二氧化碳。随着科学技术的发展，传统能源资源有了新的发现，如页岩油、气，又如洁净煤技术的成熟，污染严重的化石能源可以变成清洁能源，如煤炭采取洁净煤和洁净燃烧技术可以做到超低排放二氧化硫、氢氧化物和粉尘，排放量可低于天然气发电。所以广义的绿色能源除了可再生能源外，还包括核能、天然气、洁净煤及由煤炭等转化的电力和氢能。我们平常所说的绿色能源就是指广义的绿色能源。

习近平主席讲，要推动以清洁和绿色能源方式满足全球电力需求，实际上是说我们的能源要以清洁和绿色能源去替代污染严重的传统能源，然后用清洁和绿色能源去满足全球用能需求。也就是我们经常说的用清洁替代和电能替代去满足全球能源需求。

2 积极发展能源替代

2014年发布的《能源发展战略行动计划（2014-2020年）》中，在指导思想部分非常强调“调整优化能源结构，要求着力发展清洁能源，推进能源绿色发展”。在“绿色低碳战略”中着重指出要用清洁和绿色能源去替代污染严重的能源，以达到优化能源结构的目的。“绿色低碳战略”指出要“着力优化能源结构，把发展清洁低碳能源作为调整能源结构的主攻方向。坚持发展非化石能源与化石能源高效清洁利用并举，逐步降低煤炭消费比重，提高天然气消费比重，大幅增加风电、太阳能、地热能等可再生能源和核电消费比重，形成与我国国情相适应、科学合理的能源消费结构，大幅减少能源消费排放，促进生态文明建设。”看来清洁和绿色能源替代是一个长期持续不断的过程，能源结构优化也是一个长期持续的过程。

《能源发展战略行动计划》在主要任务中专门有一项任务是“积极发展能源替代”，这里讲的能源替代是指“煤基替代、生物质替代和交通替代，到2020年，形成石油替代能力4000万吨以上。”所谓“煤基替代”是指煤制油、煤制气替代燃油；“生物质替代”是指非粮燃料乙醇和生物柴油、微藻制油技术替代燃油；交通替代是指交通使用的燃油用别的能源如天然气和电力来替代。这些替代燃料除煤制油外，都属于清洁和绿色能源。但这里讲的能源替代有两个特点：一是一般讲清洁和绿色能源替代，是用清洁和绿色能源替代污染严重的石油和煤炭，而这里讲的替代都是指替代石油燃料，而且要求在2020年以前形成石油替代能力4000万吨以上，有明确的替代指标要求。以往讲替代往往注重替代煤炭，要求煤炭在一次能源消费总量中的比重下降。其实《能源发展战略行动计划》在优化能源结构中还是讲了用清洁和绿色能源替代煤炭，要求到2020年，全国煤炭消费比重降至62%以内。并要求到2020年，京津冀鲁4省市煤炭消费比2020年净减1亿吨，长三角和珠三角地区煤炭消费总量负增长。所以总的来说，还是要用清洁和绿色能源去替代污染严重的煤炭和石油。二是这里提到的煤基替代、生物质替代和交通替代，除交通替代中用天然气和电力代替交通燃料油是成熟技术外，其余两项技术还不成熟，同时还存在其他一些突出问题，在2020年前还难以发挥较大作用，2020年前石油替代能力主要靠天然气和电力来完成。

《能源发展战略行动计划（2014-2020年）》中无论是指导思想、优化能源结构、绿色低碳战略和积极发展能源替代都强调要发展清洁和绿色能源，都强调要用清洁和绿色能源去替代污染严重的能源。

3 替代能源与被替代能源

第一次能源替代，替代能源和被替代能源很明确，就是煤炭代替薪柴；第二次能源替代，替代能源和被替代能源也很明确，就是用石油和天然气去替代煤炭。因为这两次替代，替代能源都比被替代能源的能源密度高，能源的质量高，替代能源能够适应新技术的需要，煤炭能适应蒸汽机的需要，油气能适应内燃机的需要，替代能源都比被替代能源价廉物美。可是现在所面临的第三次能源替代，替代能源和被替代能源就不那么明确，意见分歧大致有以下几种。

（1）替代能源是新能源，被替代能源是传统能源。风能、太阳能、生物质能、海洋能等等是清洁能源，他们把水电、核电都排斥在外。但是搞新能源，新能源发电具有明显的随机性、间歇性、波动性，没有其他电源和蓄能设施的配合运行，怎么能适应用户的用电需求，怎么能保证电网的稳定运行？

（2）替代能源是非化石能源，被替代的是化石能源。替代能源非化石能源比新能源增加了水能和核能。近年来在大力发展非化石能源过程中风电和太阳能发电发展得很快，相对来讲水电、核电有些滞后，新能源电力的随机性、间歇性、波动性难以全部克服，出现了弃风、弃光，所以电力企业提出“创新电力规划方法，实现纵向源-网-荷-储协调优化”，提高调峰电源比重，提高水电、核电发展速度和在非化石能源中的比重，相比风电和光伏发电，水电和核电不仅同样具有良好绿色低碳性能，还有发电成本较低和发电容量效用高的优势。但问题在于我国水电好开发的基本上已开发完，现在要开发的都在高海拔的西藏境内，开发难度大，输电距离远，投资大，即使全部开发，也不过1～2亿千瓦；我国核电如能大规模开发，确实是优质的清洁绿色能源，所以在前几年能源长期规划中2050年核电有6亿千瓦甚至8亿千瓦。但最近有人撰文说，中国核电只能搞1.5亿千瓦，至多不超过2亿千瓦。如果真是如此，也只能再搞1亿多千瓦。在我国非化石能源中，水电和核电开发规模受限，最终还得靠风电和太阳能发电。

（3）替代能源是非化石能源加天然气，被替代能源是煤炭和石油。天然气在化石能源中污染物少、碳含量低，是化石能源中的清洁能源。我国天然气资源丰富，海上、陆上，常规和非常规，页岩气等非常规资源比美国还要丰富，此外还有天然气水合物。罗伯特·海夫纳三世在《能源大转型》一书中甚至说天然气可能是再生能源，取之不竭、用之不尽。但现实情况是中国过去在能源消费中天然气占比不高，近年来在能源消费中比重有所上升，但占比仍不高，而且我国天然气价格比煤炭高四五倍，天然气要大力发展，要积极使用，但天然气主要应当用于民用解决污染问题，用于交通上代替石油燃料，既可减少污染物及二氧化碳的排放量，又有经济效益。有人说美国煤电发电量比重只有 38.3%，气电比重 29.8%（2012 年数据），中国煤电发电量比重达到70.45%，气电比重仅2.37%（2014年数据），中国应向美国学习，减少煤电，增加气电。但是要知道，美国减少煤电、增加气电也仅仅是近十几年页岩气革命以后的事，美国天然气价格比煤炭便宜，中国如能进行页岩气革命，天然气价格低于煤炭，中国也必然会向美国学习减少煤电，增加气电，可惜现在国内天然气价格太贵。天然气发电只能让位于高效、清洁的煤电。

（4）替代能源是高效清洁利用的非化石能源与化石能源，被替代的是污染严重的石油、煤炭利用。化石能源高效清洁利用中包括煤炭高效清洁利用如煤制气、燃煤超低排放电厂和天然气的利用。这个思想最早提出的是习近平总书记，2014年6月，习总书记说：“推动能源供给革命，建立多元供应体系。立足国内多元供应保安全，大力推进煤炭清洁高效利用，着力发展非煤能源，形成煤、油、气、核、新能源、可再生能源多轮驱动的能源供应体系。”这个思想在 《能源发展战略行动计划 （2014-2020）》表述为“坚持非化石能源与化石能源高效清洁利用并举”。现在对于化石能源高效清洁利用如何发展有不同看法，突出表现在如何对待超低排放燃煤电厂。有的认为不应当再建燃煤电厂，应当让位于水电、核电、风电、太阳能发电等非化石能源电力；另一种意见认为，超低排放燃煤电厂还应当适当发展，2014年有燃煤电厂8.3亿千瓦，2020年应达 11亿千瓦，2030年应该达到14.5亿千瓦。按照并举和中国国情，超低排放煤电还是应当发展的。

讨论这个问题的目的是为了弄清楚电力替代在清洁和绿色能源替代中扮演一个什么样的角色。如果能源替代采取头两种模式，那么替代能源都要转变成电力来使用，电力替代的任务很重。如果采取后两种模式，特别是第4种模式，清洁能源替代就比电力替代重要得多。我们研究能源替代还是应当遵循第4种替代模式。

4 寄希望于能源科技创新

党的十八届五中全会提出坚持创新发展，必须把创新摆在国家发展全局的核心位置。能源创新改变世界，蒸汽机的发明，催生了第一次工业革命；内燃机和电力的发明，产生了第二次工业革命；现在能源迫切需要创新，新能源的发展需要新的开发技术和大型储能装备；核电除了安全之外，也需要像快堆、聚变堆那样的新技术，才能承担起替代能源的重任；化石能源的高效清洁利用需要更为高超的技术，特别是廉价的除碳技术；我们需要比美国更高明的页岩油气技术，使中国摆脱大量进口油气的局面，走向中国的能源独立。创新决定中国能源的未来，创新将创造出未来的清洁和绿色能源，让我们在能源创新中走向清洁和绿色能源的未来。