从历史和现状与国际合作视角看节能减排

王德华

上海交通大学国际能源研究中心

0 前言

2013年起，中国东中部地区发生大范围雾霾以来，如何权衡处理好资源环境保护与经济持续增长之间的关系显得非常重要，而技术进步在经济与资源环境协调发展中，特别是在节能减排中扮演着重要角色。本文从节能减排这一重要视角出发，从历史、现状和中印国际合作三个层面分析了技术进步在增长转型中推动经济增长、实现资源节约、环境保护的作用机制和效应。人类的发展史可以说和人类利用能源的历史密不可分，因为每一次能源的开发、利用都给人类的生活带来了巨大的变化和影响。

地质历史和人文历史的资料告诉我们，地球上人类的出现大约是在距今数百万年前的时期。那个时代的人类和现代的人类不同，被称为猿人，是未开化的阶段。这些远古的祖先还不知道如何利用工具和使用火种。大概经历了几百万年的进化，人类的祖先才开始使用一些简单的石器。

1 人类利用能源溯源

人类的发展史可以说是一部人类利用能源的历史，因为每一次能源的开发和利用都给人类的生活带来了新的体验。

1.1 燧人氏与火的使用

中国历史上的“三皇五帝”之一的燧人氏最大的功劳是发明了人工取火。后来的古书对这件事作了详细的描述。远古的时候，老百姓吃的是生冷的瓜果、蚌、蛤等食物，这些食物中有许多是难于消化的，吃下去很伤脾胃，老百姓也因为这一点而经常得肠胃疾病。这时，有一个非常了不起的人物出现了，他发明了取火方法，用火来烤、煮生冷的食物。这样，又腥又臊的蚌、蛤等食物就变得非常好吃了。他把取火和烤、煮食物的方法教给了老百姓。老百姓非常高兴，也很感激他，就让他当老百姓的领袖，称他为燧人氏。燧人氏即是领袖的称号。

燧人氏发明人工取火的方法是非常不容易的。据说，他是用“钻木”的方式得到火的。他懂得“钻木”取火，是从自然现象中受到的启发。古书上记载了这样一个传说：很久以前，有个国家叫遂明国。遂明国有一种大树，名叫“燧”。这种树长得非常高大，能遮蔽的阴凉地就有好多亩。后来，有一个了不起的人来到大树下休息。突然，他发现有一只鸟在啄这棵树，大树竟然冒出火花来。受到启发的他也用一个小树枝来钻树木，结果也冒出了火花。后来，他逐渐用别的树枝在木头上使劲钻，同样生出了火。火，就这样被发明了。

北京猿人所使用的火，并不是人类自己制造出来的火，而是天然的火。比如，天上打雷，引燃森林里的枯枝，使森林燃烧。也许，原始人在森林或草原的一场大火之后，发现那些被烧死、烧熟了的动物的肉，比他们原来吃的生肉更香，因而受到启发，开始有意识地去采集和保存火种。火的使用，使原始人掌握了一种强大的自然力，大大地增强了自己的生存力量。有了火，原始人可以用它烘干潮湿的洞穴，生活条件得到了极大的改善。火的使用，使北京猿人成为吃熟食的人。他们把动物打死以后，拖回山洞，放在火上烧熟了，不仅味道鲜美，而且更容易消化，为身体提供更加丰富的营养。这样，人类的体质更健壮，大脑也更加发达。

原始人人工取火的方法，是人类在制造工具或武器的过程中发明的。当人们制造石器的时候，两块燧石相撞，会迸发出火星。制造木棒的时候，木头经过长时间的摩擦也会发热，甚至冒出烟来。不知经过多少万年的摸索，人类在总结用火和保存火种经验的基础上，进一步掌握了火的性能，找到了取火的方法。用赤铁矿石和燧石互相碰撞来取火，是人类最早发明的取火方法。这两种石头相碰发出的火星比其它的石头多，也更容易点燃干草一类的易燃物品。除了用石头碰撞取火以外，人类还发明了摩擦取火、钻木取火等多种方法，而钻木取火曾是取火的重要方法［1］。

1.2 煤炭时代

煤炭是地球上蕴藏量最丰富、分布地域最广的化石燃料。据世界能源委员会的评估，世界煤炭可采资源量达48 400亿吨标准煤（tce），占世界化石燃料可采资源量的66.8%。表1列出了世界煤炭可经济开采储量分布情况［2］，表2列出2017年底，世界煤炭已探明的可经济开采储量［3］。

表1 世界煤炭可经济开采储量分布情况单位：Mt

表2 2017 年底，全世界各国探明煤炭储量排行榜

在煤炭代替木炭做燃料炼铁这一技术变革之前，冶炼业一直大量消耗着森林资源。大量砍伐森林导致了燃料恐慌，而用煤炭做燃料可以大幅度提高生铁的产量，并可以将生铁炼成熟铁，这为以后的大工业发展创造了条件。以煤为燃料的蒸汽机的发明是工业革命开始的标志。以机器劳动代替手工劳动，开始使用大量天然的廉价能源。煤炭的开发使用带来的另一重大进步便是炼钢工业的发展和成熟。1770年，用焦炭冶炼出世界上第一批有价值的钢铁，冶金工业的发展带来了材料的革命。有了先进的材料工艺，蒸汽机的发明生产有了条件。1782年，瓦特发明了蒸汽机，三年之后蒸汽机用于纺织行业。从此，工业革命席卷了整个欧洲，改变了世界。

煤的开发是工业革命的基础和先导。1850～1870年间，英国煤炭产量从5 000万t增加到11 200万t，生铁产量从230万t增加到600万t，分别占世界总产量的51.5%和50.9%。

以煤炭为能源，蒸汽机为动力的第一次工业革命使得英国到处都可以闻到蒸汽的气息。工厂遍地开花，一座座的厂房烟囱拔地而起。中世纪的古典优雅的田园生活突然间被浓烟包围起来，生活迅速的喧闹嘈杂起来。社会分化越来越明显，历史进入了一个崭新的时代。可以说，这个时代是以煤炭作为动力而开创出来的。英国依靠先进的科学技术成为当时的霸主，在整整一个世纪里扩张着自己的地位和权利，直到另一个时代的来临［4］。

1.3 石油黄金时代

人类对石油的认识和煤炭一样，并不是在现代才有的：2000年前，我国西北地区人民用石油点灯；北魏时期用石油润滑车轴；唐宋时期用石油制作蜡烛及油墨；北宋时，开封出现了炼油作坊，炼出的油用在军事上，做燃烧器的燃料；元朝时，用于医药、治六畜疥癣。我国古代的石油钻井工艺也不断改进：北宋中期开始以简单的机械冲击钻井(即顿钻)代替手工掘井；宋末元初，开始了以畜力绞车的钻井工艺；13世纪，在陕北的延长开凿出世界第一口石油井，那是在打井取盐时的意外收获。美国人于1859年在宾夕法尼亚州打出了西方第一口石油井，被作为现代石油业的起点载人了史册。随后，俄国也开始开采石油，并在1897～1906年铺设了第一条输油管道［5］。

20世纪，石油在天然气的协助下，把煤炭从工业世界动力之王的宝座上拉了下来。发达的资本主义国家纷纷削减煤炭的用量，而大量开采使用石油。在第一次世界大战的前夕，英国海军部长丘吉尔做出了用油来代替用煤的战略决定。60年代中期，英国政府已肯定地认为英国的国际贸易地位要求迅速增加使用石油。法国政府公开调整和收缩国内煤炭工业，转而大规模的使用石油。建立在煤碳基础上的日耳曼帝国也转向了石油。1970年代初，整个欧洲全部耗能中，煤的比例减少到22%，石油上升到60%。同时期的日本能源消费中石油占70%，尽管日本从用煤到用油的起步比较晚，但石油已经成为该国经济的支柱。显然，美国是石油时代的先驱，美国不仅较早地认识到石油的战略价值，而且国内拥有丰富的资源，致力于控制全世界的大部分石油资源。

石油已经成为所有工业化国家的经济生命线，操纵着经济的每个方面。尽管石油是一种商品，但它已屹立在其他所有商品之上。它的影响直到今天依然不曾褪色，且成为人们互相争夺和追逐的对象。回顾20世纪近百年的历史，第一次世界大战中，内燃机取代了战马和烧煤的蒸汽机车，从而确立了石油作为国力因素之一的重要地位。在远东和欧洲，石油对第二次世界大战的进程和结局都至关重要。日本人在攫取东南亚石油资源的同时，攻击珍珠港以保护侧翼，希特勒入侵前苏联最重要的战略目标之一是夺取高加索油田，然而美国在石油业中的支配地位具有决定意义。到战争结束时，德国和日本的燃料罐里的石油都已枯竭，欧洲其他国家也面临着能源危机。欧洲复兴计划(马歇尔计划)正是依靠石油才产生作用的。在冷战期间，跨国公司和发展中国家之间争取石油控制权的斗争曾是非殖民化和民族工业崛起的重要部分。20世纪70年代，“石油力量”如庞然大物多次隐隐浮现，将迄今在国际政治中心处于边缘的国家一下子抬高到具有巨大财富和影响的地位上，并使那些以石油为经济增长基础的工业国忧心忡忡，坐卧不安。0PEC组织的作用与日俱增。90年代以后，在伊拉克和科威特的战争中，石油又处于核心地位。2003年，美国发动的伊拉克战争，其最终目的还是为了石油。

在今天的社会里，石油似乎意味着一切，石油彻底改变了人类的生活、生产方式。石油、天然气是重要的燃料和化工原料，大部分国家的工厂、电站、家庭和交通都是使用石油和天然气。石油已成为人类进步的标志，整个现代社会的运转也越来越多地依赖着石油的消费。据国际能源署提供的资料，2000年世界一次能源供应总量构成中，石油占34.8%，煤炭占23.5%，天然气占21.1%，可再生能源占13.8%，核能占6.8%。

虽然，现代的人们已经开始看到过渡燃烧石油、天然气和煤炭这些化石燃料带来的后果，可是短时期内，人们仍无法找到可以替代它们的能源。在很长的时期内，石油依然是能源危机的核心问题［6］。

2 能源利用的现状及面临的问题

如今，廉价石油的时代不仅已经一去不复返，而且石油产能已经接近“巅峰”，石油供应的下降将不可避免。如果人类不改变现有的能源消费和生产方式，石油资源的枯竭只是一个时间问题。目前，按照石油资源的枯竭速度，这一天的到来或许在本世纪就会出现［7］。

2.1 能源结构

世界的资源分布是不均匀的，每个国家的能源结构差异也是非常大的。在发达国家的人们充分享受着汽车、飞机、暖气、热水这些便利生活的时候，贫困国家的人们还靠着原始的打猎、伐木来做饭生活。

国际能源署的能源统计资料清楚地告诉我们，非经济合作发展组织的地区，如亚洲、拉丁美洲和非洲是可燃性、可再生能源的主要使用地区。这三个地区使用的可燃性、可再生能源总和达到了总数的62.4%，其中很大一部分用于居民区的炊事和供暖。

目前，世界各国能源结构的特点，一般取决于该国资源、经济和科技发展等因素。

1）煤炭资源丰富的发展中国家，在能源消费中往往以煤为主，煤炭消费比重较大。2002年，中国66.59%、印度55.6%。

2）发达国家石油在消费结构中所占比重均在35%以上。2002年，美国39.0%、日本47.6%、德国38.6%、法国35.9%、英国35.0%、韩国51.0%。

3）天然气资源丰富的国家，天然气在消费结构中所占比例均在35%以上。2002年，俄罗斯54.6%、英国38.6%。

4）化石能源缺乏的国家根据自身特点发展核电及水电。2002年，日本核能在能源消费结构中所占比例为14.0%、法国占38.3%、韩国占13.19%、加拿大水力占27.2%。

5）世界前20个能源消费大国中，煤炭占第一位的有5个，占第二位的有6个，占第三位的有9个。当前，全世界石油在能源消费结构中占第一位，所占比例正在缓慢下降。煤炭占第二位，所占比例也在下降。目前，天然气占第三位，所占比例持续上升，前景良好。

我国是世界上以煤炭为主的少数国家之一，远远偏离当前世界能源消费以油、气燃料为主的基本趋势和特征。2002年，我国一次能源的消费总量为1 425.4M tce，构 成 为 煤 炭 占 66.5% ，石 油 占24.6% ，天 然 气 占 2.7% ，水 电 占 5.6% 和 核 电0.6%。煤炭高效、洁净利用的难度远比油、气燃料大得多。我国大量的煤炭是直接燃烧使用，用于发电或热电联产的煤炭只有47.99%，而美国为91.5%。我国终端能源消费结构也不合理，电力占终端能源的比重明显偏低，国家电气化程度不高。2000年，我国一次能源转换成电能的比重只有22.1%，世界发达国家平均皆超过40%，有的国家达到45%［8］。

2.2 能源效率

矿物燃料是工业、运输和民用系统的主要能源。发电主要是靠矿物燃料燃烧后所放出的化学热来实现的。世界公认的燃料供应上的有限性以及我们的社会对能源的高度依赖性，促使人们以极大的努力来研究各种代用能源。核动力已经在电力生产中起着重要作用，太阳能已用于家庭供暖，一个以太阳能、地热、风能和潮汐能的利用为目标的大规模研究开发计划正在付诸实施。与此同时，矿物燃料则开始变得越来越宝贵，而且按长远观点看，工业界将不得不以节能作为一种自我保护措施。在这种情况下，浪费燃料必须受到制止，能源利用的综合效率应当成为工程设计中的一个重要评价标准。

能源效率，对很多人来说，特别是发达国家来说意味着受苦和牺牲。很多人对20世纪70年代“石油危机”还记忆犹新。当时，我们被要求关闭家中的取暖器(穿毛衣)，将灯光调暗，尽量不开车等。这种节能的举措是不正确的。能源效率和节能虽然相关，但不一样。能源效率是指终端用户使用能源得到的有效能源量与消耗的能源量之比。节能是指节省不必要的能耗，例如当你在客厅看电视时还把厨房里的灯开着，没有目的耗能就是浪费。避免这种浪费不代表牺牲，而恰恰是省钱。必须认识到生产能源是需要成本的——无论是电、汽油、民用燃料油还是天然气等，这不是指经济成本，而是能源成本［9］。

比如，石油精炼厂需要能量才能运转。假设一家精炼厂需要相当1L的汽油才能生产出5L供汽车使用的汽油。设想现在有了新科技，只需要1L当量的汽油就可以生产出10L供汽车使用的汽油，显而易见，能源效率高。

又如，汽车和卡车的汽油和柴油发动机能源效率并不高。虽然，在过去的几十年有了很大的改观，但一般来说，每输入到机动车10L油中，只有4L有效地用于车辆驱动，6L都被浪费了，主要转换成热量，随尾气排出或者进入散热器。

假设有了新技术，将汽车燃料有效使用率从每10L有效提高到6L,能源效率就会上升50%。诸如此类，还可以设想有一种新科技，用全新能源替代汽油和柴油，其内在能源效率要比燃料发动机高得多。

提高能源效率是缓解能源危机的一条重要途径。欠发达国家由于在技术和资金方面的关系，能源效率十分低下，与发达国家的差距非常巨大。当然，发达国家自己也同样需要继续开发新的技术来实现更高的能源效率。因此，许多发达国家开始帮助一些不发达的国家和地区来改善能源使用情况，实现一种互利的合作关系。

我国能源从开采、加工与转换、储运以及终端利用的能源系统总效率很低，不到10%，仅为欧洲地区的一半。能源效率通常是指后三个环节的效率，约为30%，比世界先进水平低约10个百分点。我国能源强度远高于世界平均水平。2000年，我国单位产值能耗(tce／百万美元)按汇率计算为1274，美国为364，欧盟为214，日本为131。2000年，我国火电供电煤耗(gce／kW·h)平均为392，日本为316；钢可比能耗(kgce／t)中国平均为781，日本为646；水泥综合能耗(kgce/t)中国平均为181.0，日本为125.7。

我国能源利用率低的主要原因除了产业结构方面的问题以外，还有就是由于能源科技和管理水平落后，终端能源以煤为主，油、气与电的比重较小的不合理消费结构所致。节能旨在减少能源的损失和浪费，以使能源资源得到更有效的利用，与能源效率问题紧密相关。我国能源效率很低，能源系统的各个环节都有很大的节约能源的潜力［10］。

2.3 能源环境

世界上曾发生过著名的“八大公害”事件：比利时马斯河谷烟雾事件、美国多诺拉烟雾事件、伦敦烟雾事件、美国洛杉矶光化学烟雾事件、日本水俣病事件、日本富山骨痛病事件、日本四日市哮喘病事件、日本米糠油事件。其中，前四位都是由于人类在工业发展和生活中能源利用管理不当而造成的环境污染，最典型的是伦敦烟雾事件和美国洛杉矶光化学烟雾事件。下面我们简单了解一下上述这两次事件当时造成的危害，就可理解能源利用和环境保护的重要关系。

1)伦敦烟雾事件。1952年12月5日～8日，伦敦城市上空高压，大雾笼罩，连日无风。当时，正值冬季大量使用燃煤取暖时期，煤烟粉尘和湿气积聚在大气中，使许多城市居民都感到呼吸困难、眼睛刺痛，仅在四天时间内死亡了4 000多人，在之后的两个月时间内，又有8 000人陆续死亡。这是20世纪世界上最大的由燃煤引发的城市烟雾事件。

2)洛杉矶光化学烟雾事件。从20世纪40年代起，已拥有大量汽车的美国洛杉矶城上空开始出现由光化学烟雾造成的黄色烟幕。它刺激人的眼睛、灼伤喉咙和肺部、引起胸闷等，还使植物大面积受害，松林枯死，柑橘减产。1955年，洛杉矶因光化学烟雾引起的呼吸系统衰竭死亡的人数达到400多人，这是最早出现的由汽车尾气造成的大气污染事件。

目前，温室效应和地球变暖给人类带来了威胁，科学家们寻找地球变暖的各种原因，认为20世纪以来工业化的结果已经造成了温室效应。过度燃烧、砍伐森林树木、草原过度放牧、植被破坏等都减少了地球自己调解二氧化碳（CO2）的功能。又如，海上船舶航行的时候污染海面，原油的泄漏等造成的污染，也令海水不能正常的吸收二氧化碳（CO2）。酸雨、臭氧层的空洞，这一切的变化导致了生态的严重破坏。在人类不断扩大自己的生存空间的时候，也慢慢地把自己围困在更小的范围里面挣扎。如果再这样继续下去，人类会发现自己再也没有适合居住的土地了。

我国能源环境问题的核心是大量直接燃煤造成的城市大气污染和农村过度消耗生物质能引起的生态破坏(我国农村消耗的生物质能，其数量是全国其他商品能源的22%)，还有日益严重的车辆尾气的污染(大城市大气污染类型已向汽车尾气型转变)。

我国是世界上最大的煤炭生产国和消费国。燃煤释放的SO2占全国排放总量的35%，CO2占35%，NO2占60%，烟尘占75%。我国酸雨区由南向北迅速扩大，已超过国土面积的40%。1998年，酸雨沉降造成的经济损失约占GNP(国民生产总值)的2%。温室气体CO2，排放的潜在影响是21世纪能源领域面临挑战的关键因素。1995年，我国CO2的排放量约为821Mt碳，占世界总量的13.2%。

我国农村人口多、能源短缺，且沿用传统落后的用能方式，带来了一系列生态环境问题，如生物质能过度消耗、森林植被不断减少、水土流失和沙漠化严重、耕地有机质含量下降等。

我国政府已经开始重视能源环境问题，正在努力改善和挽救日益恶化的生态环境。1989年12月26日，第七届全国人民代表大会常务委员会第十一次会议通过《中华人民共和国环境保护法》。之后，又陆续颁布了《中华人民共和国大气污染防治法》《水污染防治法》《环境噪声防治法》等相关的环境保护法律法规。中国还积极参加国际合作，引进先进技术来改变过去落后的能源利用形势［11］。

3 中印能源国际合作与节能减排

上海国际问题研究中心南亚中亚研究所、印度中国研究所上海市对外文化交流协会和上海社会科学院外事处联合举办的中印能源对话于2007年5月15日在上海社会科学院举行。会上，印度学者介绍了印度重视节能社会、新能源的开发和利用，特别是印度实现节能建筑规模化等经验值得中国学习。

印度政府为了应付日趋严重的能源紧张局面，痛下决心，把更有效地利用能源工作提上日程。印度采取的措施就是通过宣传使“节能”观念深入人心。2004年12月14日，印度政府借“全国节能日”的契机，大张旗鼓地为获得“国家节能奖”企业颁奖，同时正式宣布要在全国范围内发起一场“节约能源”行动，时间跨越整个2005年，并特意为此发行了一枚面值为5卢比的节能主题邮票。印度在宣布进一步开拓海内外能源市场的同时，辛格总理再次呼吁有效地节约能源。他说：“采用更好的节能措施，并更好地利用能源，可以使我们每年至少节省1000万t石油”。根据计划，印度所有政府部门及公用设施必须切实提高能源的使用效率，确保在未来几年内将能源消耗降低至少30%。

据介绍，印度节能建设的工作亮点有以下几个方面：加大投入。全面实施重点工程，组织实施低能耗,绿色建筑示范项目；加快节能减排技术研发和推广；加快建立节能技术服务体系，制订出台相关促进节能服务产业发展，培育节能服务市场，加快推行合同能源管理，重点支持专业化节能楼宇；加强行政管理，建立政府节能减排工作问责制；制定法规与标准，完善节能和环保标准，积极推动节约能源法、循环经济法等法律的制定及修订工作；政府机构率先垂范，建立科学的政府机构节能目标责任和评价考核制度。智能建筑在节能减排工作中需要创新智能建筑，工程界应在《方案》的指导下,在节能工作中进行理念的创新、技术的创新和工作模式的创新。

此外，值得一提的是今年9月10日，中国国家发展和改革委员会、印度国家转型委员会共同举办的第六次中印战略经济对话及中印经济合作论坛在印度新德里举行。国家发展改革委主任何立峰，印度国家转型委员会副主席库马尔共同主持对话会并出席论坛作主旨发言。

在对话会上，中印双方回顾总结各工作组进展情况，就两国宏观经济形势、双边务实合作等议题充分交换意见，达成了一系列共识。中方表示，中国特色社会主义进入新时代，正加快全面建成小康社会。印度提出“5年内建成5万亿美元经济体”宏大目标。双方发展方向一致，中印两国携手合作，将助力彼此发展，为亚洲乃至世界和平、稳定、繁荣贡献力量［12］。