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能源困境如何突围

发布日期:2013-12-23  浏览次数:      作者:www.chinakosun.com 文章来源:www.chinakosun.com
                 国工程院院士倪维斗日前在中国科学技术信息研究所举办的“院士讲坛”上表示:未来中国的能源结构仍会以煤为主。所有的科学技术发展,一定要环绕着如何清洁高效使用煤来进行,这是中国的一个特色。

  倪维斗院士是我国著名的动力机械专家,在学术上发展了复杂热力系统及其关键部件的先进建模方法和一系列新的控制策略。近年来倪维斗院士主要从事中国能源战略的研究,推动以煤气化为龙头的多联产能源系统、醇醚替代燃烧和国内的应用,在能源环境领域著述颇丰。

  在论坛现场,倪维斗院士以《开启我国低碳转型窗口的几点意见》为题,结合世界能源背景,对当下中国的能源环境问题作了全面论述。

  能源会枯竭吗

  “资源暂时不会枯竭,枯竭也是逐步枯竭,不会一夜之间没了,不会的。”倪维斗院士指出,随着世界人口的迅速增长,逐步消失殆尽的并不是物质资源本身,而是环境资源。

  联合国去年上半年发表声明称,世界人口突破70亿,正以很快的速度增长着。与全球人口同步增长的是人类对能源的需求。

  “从各个国家的历史情况来看,如果拿GDP做横坐标,用国家的每一个人所享受的能源作为纵坐标,整个数据是一个正比曲线。”倪维斗院士指出,随着科学技术的发展,每一个人能够享受的能源服务是越来越多的。

  然而,地球没有足够的力量来支撑70亿甚至更多人对能源的需求,经年累月地消耗会使有限的能源枯竭吗?倪维斗院士指出,层出不穷的新技术、新能源的合理开发,以及新设备不断制造,都是应对人类不断发展的能源需求的解决办法。随着勘探、开发技术的不断进步,新的资源不断被发现、被开发利用,“资源暂时不会枯竭,还够人类用一段时间。”

  资源也许还够用百余年,但是在人类日益增长的能源需求面前,百余年的物质资源总量可能只是杯水车薪。

  “地球本身的燃料资源是有的,而环境容量没有了。气候变化,整个的大气的环流,都是几万年慢慢形成的平衡,由于人类的扰动,排放很多污染物、二氧化碳、温室气体,把整个地球的环境容量搅没了,也就是四五十年,地球将变成很不适合人类生存的地方,地球就变成了烂摊子。”倪维斗院士坦言他的担心之处。

  人类已经被逼到墙角

  “随着能源环境问题日益严重,人类在这个问题上已经被逼到墙角。”倪维斗院士称,世界范围内尤其是中国在能源环境上面临几个比较大的挑战:一是全球变暖,这主要源于二氧化碳的大量排放;二是PM2.5,就是雾霾天气笼罩全国;三是能源安全,这是我国特有的问题。

  中国每年要排放约80亿吨二氧化碳,雄踞世界“榜首”,对全球变暖起了很大的作用。

  针对温室气体的排放,目前全世界要求每个国家做出承诺,对中国来说,到2015年要把每单位GDP的能耗减少40%~45%。倪维斗院士指出,如何改变能源结构是摆在以煤为主的中国面前首要的问题。

  PM2.5是雾霾天气形成的根源,目前我国从北到南均出现了严重的雾霾天气,这对人类呼吸道的损害很大。倪维斗院士指出,导致雾霾天气的“主犯”是二次粒子,即由可挥发的物质经过氧化变成的小颗粒,占整个大气颗粒物的50%—80%左右。由于二次粒子的“前身”是二氧化硫等可挥发气体,阻断该类气体的氧化作用是避免形成雾霾的关键。现在探明的导致可挥发气体氧化的“罪魁祸首”是氧化氮,而氧化氮的排放与煤、石油等燃料的质量和燃烧过程密切相关。

  “中国要‘根治’PM2.5,需要从油品质量提高、能源燃烧过程优化,以及整个能源结构调整上下功夫。”倪维斗院士指出。

  能源安全是中国的“特殊”问题,主要特殊在三个方面,一是用量大,二是对外依存度高,三是运输通道问题。中国的石油用量不断增长,国产石油最多年产2亿吨,对外依存度已经到达了56.5%。而我国主要的油源主要来自于委内瑞拉、苏丹、尼日利亚等国家,这些国家多在政治上不稳定,加之我们现在没有足够强大的海军和足够多的军事基地来维持海运通道,如何提高能源供应的安全性和稳定性是摆在中国面前的难题。

  未来中国能源结构仍以煤为主

  针对中国的能源环境现状,倪维斗院士结合2030年全球能源的变化,指出目前中国的能源结构仍会以煤为主:“所有科学技术的发展,一定要环绕着如何清洁高效使用煤,这是我们的一个特色。”

  目前,很多国家针对二氧化碳排放问题提出的解决方案是,到2030年煤、石油、天然气各占26%—27%,核电、水电、可再生能源则占25%左右,逐步提高可再生资源的占比。倪维斗院士则认为,发展可再生能源是非常艰难的工作。“因为可再生能源价格比较贵,间歇性和波动性都是可再生能源是否能够在更大范围使用的关键问题。”

  倪维斗院士表示,集中的大规模使用是清洁高效用煤的题中之义,在大规模的使用当中提高效率,比较好的办法之一是“煤不直接燃烧,煤先气化,通入氧气,通入蒸汽,把煤气化变成合成气,即一氧化碳和氢气,用合成气用来发电、做化工产品或者做其他的燃料。”

  谈到中国未来的能源结构调整,倪维斗院士表示,希望未来煤的比例由目前的70%有所下降,人均维持在4吨左右。结合全球资源有限和我国能源缺口较大的现实,未来我国的能源发展、工业布局都要在4吨左右做文章。

  “这就要求我们必须有新的生活方式、用能方式才能够用比较少的能源来满足国民经济发展的需求和生活改善的需求。”

  关于能源的那些事儿

  科技日报:海底的可燃冰能够供人类用几千年,我想问开发这种能源的技术困难在什么方面?

  倪维斗:可燃冰又叫天然气水合物,就是水合天然气,一种在海底、高原的地方都有天然气水合物,我们中国的蕴藏量很大,在大洋表面铺了很薄一层,但到现在为止,没有好的开采办法,不能钻到海底下像扫地一样扫出来。同时开采过程当中,如果引起甲烷的泄漏,反而会引起温室气体,因为甲烷也是温室气体,其危害要比二氧化碳厉害22倍。

  所以,目前可燃冰还在探索过程中,各个国家都已经有一些样品了,如何大规模开采还没有一个合适的办法。

  科技日报:目前有许多航空公司开展了一个叫碳补偿的计划,就是你乘坐飞机,在这个过程当中,人均的二氧化碳排放量通过种植树苗的情况下进行二氧化碳的补偿,您认为这种碳补偿计划,能否缓和中国的碳排放,以及您对碳补偿的看法。

  倪维斗:我认为中国收一定的碳税也是必要的,你排放多少二氧化碳,你必须付出一定的钱,这个钱也可能种树,也可能用其他技术消耗掉二氧化碳,你排多少二氧化碳你必须要付费。我认为碳补偿或者碳税的办法是有一定的作用的,但是怎么用的合适还有待商榷。

  科技日报:在未来能不能有更新型的燃料,比如更广泛的利用太阳能?

  倪维斗:我国太阳能是相当丰富的,最主要问题是其成本太高,发出的电卖给你不是4毛钱一度电,目前国家规定的价格是1块钱一度电,风力发电大概是6、7毛钱一度电,生物质能发电7毛5一度电,都比煤电要贵。

  可再生能源的发展,基本上是要采取补贴政策,现在太阳能大概是1块钱一度电国家要补贴5毛钱,如果过多使用太阳能发电,国家几百亿就进去了。

  目前最重要的是研究自己的技术,降低成本,不依靠国外市场;利用可控核聚变,天然气水合物都是挺好的办法,而太阳能,风能则要解决输电的问题。


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