迎接可再生能源時(shí)代|天然氣是可再生能源嗎

　　中國正在走新型工業(yè)化道路，要大量節(jié)約能源和資源，但又要不失時(shí)機(jī)地實(shí)現(xiàn)工業(yè)化。工業(yè)化階段不可逾越，工業(yè)化中的重工業(yè)化階段也不可逾越，而能源是發(fā)展的硬約束條件。只有可再生能源才是真正“取之不盡，用之不竭”的能源。不論從當(dāng)前的發(fā)展，還是從長遠(yuǎn)的發(fā)展來說，中國都需要及早逐步過渡到可再生能源。
　　
　　中國為何發(fā)展可再生資源
　　
　　首先，當(dāng)代能源技術(shù)以及相關(guān)產(chǎn)業(yè)，正積極向可再生能源方向發(fā)展，已成為世界共識。
　　國家發(fā)改委能源研究所的周鳳起同志在《中國可再生能源發(fā)展戰(zhàn)略》一文中列舉了國際上大力發(fā)展可再生能源的6條理由：能源安全和能源供應(yīng)多元化；減少溫室氣體排放；減少化石燃料引起的城市環(huán)境污染；替代核能；創(chuàng)造就業(yè)機(jī)會(huì)和發(fā)展中小企業(yè)的動(dòng)力；擴(kuò)大技術(shù)和裝備出口。
　　2002年，全世界消費(fèi)的可再生能源為19.66億噸標(biāo)準(zhǔn)煤，約相當(dāng)于全球一次能源消費(fèi)總量的13.4%。其中傳統(tǒng)利用的可再生能源約占77.5%，新的可再生能源利用約占22.5%。可再生能源發(fā)電量占總發(fā)電量的17.9%，僅次于煤電的39%和氣電的19.1%，高于核電的16.6%。
　　歐盟已規(guī)定，可再生能源在一次能源中的比例要由1997年的6%提高到2010年的12%，2020年為20%，2050年將達(dá)50%；可再生能源電力在整個(gè)電力中的比例將由1999年的14%提高到2010年22%。2006年3月底，歐盟首腦會(huì)議決定：要在20年內(nèi)拿出1萬億歐元，投入到歐盟諸國新的能源產(chǎn)業(yè)，轉(zhuǎn)入以可再生能源為主導(dǎo)能源的軌道。
　　美國也提出到2025年生物質(zhì)發(fā)電4500萬千瓦，風(fēng)電1000萬千瓦，光伏發(fā)電3000萬千瓦，光熱發(fā)電2000萬千瓦。2006年2月20日，美國總統(tǒng)布什開展了“能源之旅”，參觀了許多可再生能源研究所。布什還不斷發(fā)表講話，呼吁美國要大力減少油的進(jìn)口，呼吁發(fā)展風(fēng)能、太陽能，并希望2015年美國太陽能發(fā)電成本下降到可和火力發(fā)電競爭的水平。
　　2012年，印度可再生能源發(fā)電裝機(jī)將達(dá)到10%。
　　2010年，拉丁美洲整個(gè)能源的10%將來自可再生能源。
　　其次，無論從經(jīng)濟(jì)、政治還是國防角度，我國都需要大力發(fā)展可再生能源。
　　發(fā)展可再生能源，是可持續(xù)發(fā)展的需要；是調(diào)整能源結(jié)構(gòu)的需要；是保護(hù)環(huán)境的需要；是開發(fā)西部的需要；是解決農(nóng)村用能及邊遠(yuǎn)地區(qū)用電和生態(tài)建設(shè)的需要；是提高能源供應(yīng)安全的需要，也是開辟新的經(jīng)濟(jì)增長點(diǎn)的需要。可再生能源在21世紀(jì)將逐步取代化石能源，成為全球新的經(jīng)濟(jì)增長點(diǎn)。
　　同時(shí)，從政治和國防的角度來說，大力發(fā)展可再生能源是中國走和平發(fā)展道路的需要。（1）當(dāng)代戰(zhàn)爭的根源，已由對市場、對殖民地等的爭奪，轉(zhuǎn)向?qū)δ茉�，對資源的爭奪。當(dāng)前集中表現(xiàn)為對石油的爭奪；（2）中國必須大力發(fā)展可再生能源，避免卷入由于能源爭奪而引起的國際性戰(zhàn)爭；（3）能源外交，能源合作和爭奪，已成為時(shí)代的主題，中國需要大力發(fā)展可再生能源，以增強(qiáng)中國在國際談判中的地位；（4）中國在發(fā)展可再生能源中增加的支出，有望在國際能源合作中獲得收益，甚而是極大的收益。
　　如果不幸而卷入一場戰(zhàn)爭，中國必須保證能以有限的資源，集中供應(yīng)戰(zhàn)爭所需要的能源，所以，需大力節(jié)約中國自身所擁有的有限的化石能源，從而能保證在戰(zhàn)爭中立于不敗之地。能源將決定未來戰(zhàn)爭的勝負(fù)。現(xiàn)在世界范圍內(nèi)正處于和平發(fā)展時(shí)期，但是，“居安必須思�！�,“有備才能無患”。
　　中國是負(fù)責(zé)任的大國，胡錦濤同志在“2005年北京國際可再生能源大會(huì)”的致辭中提出兩個(gè)“必由之路”：“加強(qiáng)可再生能源開發(fā)利用，是應(yīng)對日益嚴(yán)重的能源和環(huán)境問題的必由之路，也是人類社會(huì)實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的必由之路。”他還表示:“加強(qiáng)全球合作，妥善應(yīng)對能源和環(huán)境挑戰(zhàn)，實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展，是世界各國的共同愿望，也是世界各國的共同責(zé)任。”
　　再次，在2050年以前，中國就有對可再生能源的迫切需求。
　　2005年，我國共有電力裝機(jī)5億千瓦。其中水電是1.16億千瓦，火電是3.84億千瓦，油電是1500萬千瓦，核電是684萬千瓦。2020年，預(yù)期電力裝機(jī)將是12億千瓦，其中水電是2.9億千瓦，火電是7.6億千瓦，天然氣發(fā)電是6000萬千瓦，核電是4000萬千瓦。風(fēng)電、太陽能發(fā)電等一共是2500萬千瓦。其中核能僅占3.3%。值得關(guān)注的問題是：我國的資源、運(yùn)輸以及環(huán)境容量能否支撐7.6億千瓦的火電？2050年的中國，其電力裝機(jī)將是多少？將呈現(xiàn)何種能源結(jié)構(gòu)？如果2050年的電力裝機(jī)是25〜30億千瓦，而又由煤來主導(dǎo)未來的電力建設(shè)，這將是“天文”數(shù)字。
　　2005年的美國，約是人均電力3千瓦，2050年的中國，將是15〜16億人，如果人均2千瓦，就將是30億千瓦。然而這僅是當(dāng)前美國人均水準(zhǔn)的2/3。由2020年的12億千瓦，上升到2050年的30億千瓦，也就是每年僅平均增長3.1%。
　　中國經(jīng)濟(jì)雖然有大量節(jié)能的潛力，在中國的經(jīng)濟(jì)工作和實(shí)際生活中，有許多浪費(fèi)能源的驚人案例，但中國決不是高度浪費(fèi)能源的國家�，F(xiàn)在中央期望十一五期間節(jié)能20%，這一指標(biāo)能否如期實(shí)現(xiàn)，需要仔細(xì)研究和出臺(tái)重大政策措施。
　　
　　其實(shí)，當(dāng)前中國人均用電量是400瓦，美國人均用電是2800瓦，是美國的1/7。在如此低下的用電標(biāo)準(zhǔn)條件下，能節(jié)約出多少電力？
　　同時(shí)，中國也不能走以核能為主導(dǎo)能源的道路。因?yàn)槲覈�的天然鈾資源供應(yīng)不足，僅能支撐50座標(biāo)準(zhǔn)核電站連續(xù)運(yùn)行40年（這里已將未來的可能的天然鈾資源也計(jì)算在內(nèi)）。
　　當(dāng)然，我們可以考慮進(jìn)口天然鈾。近年，澳大利亞、加拿大等國家已經(jīng)或即將和中國簽訂長期供應(yīng)天然鈾的合同。但是，在世界紛紛大力發(fā)展核能的形勢下，據(jù)估計(jì)“鈾資源大約在40年內(nèi)就會(huì)耗盡”。可以說，在天然鈾方面的資源爭奪，決不亞于對石油的爭奪。
　　有相當(dāng)一些人寄希望于快中子增殖堆，因?yàn)檫@將可能使天然鈾的利用率擴(kuò)展60倍。我們贊成大力發(fā)展快中子增殖堆，但必須看到快中子增殖堆將面臨一個(gè)價(jià)格成本十分昂貴和核擴(kuò)散問題。
　　
　　能源領(lǐng)域中的先進(jìn)生產(chǎn)力
　　
　　可再生能源在資源總量上遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于核能。中國的水能資源遠(yuǎn)大于中國的天然鈾資源；中國的風(fēng)能資源亦遠(yuǎn)大于在使用快中子堆技術(shù)條件下已擴(kuò)大了60倍利用率的天然鈾資源；至于太陽能資源亦遠(yuǎn)大于所謂“取之不盡，用之不竭”的海水中的氘。誠然，海水中的氘和自然界存在的鋰可為受控?zé)岷穗娬咎峁┏渥愕馁Y源，但仍是總量有限的資源。
　　可再生能源有的已在技術(shù)上完全成熟（如水能），有的接近完全成熟（如風(fēng)能），而且其發(fā)電成本將遠(yuǎn)低于核能。有的在技術(shù)上尚未成熟，其發(fā)電成本也較高（如太陽能），但太陽能的資源無限，并已找到有望實(shí)現(xiàn)大幅降低發(fā)電成本，直至和火力發(fā)電相競爭的現(xiàn)實(shí)的技術(shù)途徑。中國必須盡可能地轉(zhuǎn)向可再生能源為主導(dǎo)的能源結(jié)構(gòu)，應(yīng)大力發(fā)展4種可再生能源：水
　　能，生物質(zhì)能，風(fēng)能，太陽能。
　　
　　第一，水能。
　　2005年年底，我國共有電力裝機(jī)5億千瓦，其中水電裝機(jī)1.1億千瓦。已知中國水能資源約是7億千瓦，其中技術(shù)可開發(fā)是5.4億千瓦，經(jīng)濟(jì)可開發(fā)約是4億千瓦。國家計(jì)劃投入1.3萬億資金，再開發(fā)1.9億千瓦。
　　當(dāng)前中國是大力發(fā)展水電的最佳時(shí)機(jī)，建議在15～20年內(nèi)，國家共投入2萬億人民幣，將剩余經(jīng)濟(jì)可開發(fā)的約3億千瓦的水電資源都開發(fā)出來。
　　
　　第二，生物質(zhì)能。
　　中國約有5億噸標(biāo)準(zhǔn)煤當(dāng)量的生物質(zhì)能�？梢钥紤]在農(nóng)村中大量開發(fā)生物質(zhì)能。但由于光合效應(yīng)的效率僅為0.2%，很難期望用生物質(zhì)能作為中國的主導(dǎo)能源。但有望和太陽能、風(fēng)能、小水電等，共同合作成為主導(dǎo)農(nóng)村需要的能源。生物質(zhì)能的缺點(diǎn)是，資源總量有限，但能補(bǔ)充解決其它可再生能源在時(shí)間上的間隙性，或地區(qū)分布不均的重大缺點(diǎn)。
　　但是，中國的生物質(zhì)能畢竟有5〜6億噸標(biāo)準(zhǔn)煤當(dāng)量；而且，隨著農(nóng)業(yè)技術(shù)的發(fā)展，中國也將能大幅度增加桔桿或能源植物的產(chǎn)出。預(yù)期這將成為中國農(nóng)業(yè)發(fā)展的重大方向。我以為，其最佳利用方式，是將大量的桔桿經(jīng)過發(fā)酵制成酒精，這將能大幅度緩解機(jī)動(dòng)車和輪船用油的需求。目前世界范圍內(nèi)出現(xiàn)的一種新動(dòng)向是：用酒精取代石油；用可適用任何比例的酒精和汽油混合的雙燃料車取代僅能在汽油中摻入10%酒精的內(nèi)燃機(jī)車。所以，我國農(nóng)業(yè)發(fā)展還要為緩解能源緊張問題做出貢獻(xiàn)，這是我國農(nóng)業(yè)發(fā)展的重大方向之一。
　　
　　第三，風(fēng)能。
　　中國在10米高空的風(fēng)電資源是2.53億千瓦，海上約是7.5億千瓦。由于風(fēng)電的資源將和風(fēng)速的3次方成正比，所以如果擴(kuò)展到50米高空，將是25億千瓦�，F(xiàn)在發(fā)展的大風(fēng)機(jī)已進(jìn)入80〜100米的高空，所以如果風(fēng)能的利用擴(kuò)展到80米高空，有望大幅度增加中國風(fēng)電資源。前一時(shí)期，美國人曾重新估算了世界在80米高空的風(fēng)能資源，總計(jì)約為700億千瓦。如果中國大陸占世界陸地面積6.4%，可期望中國的風(fēng)電資源達(dá)到45億千瓦。
　　由于風(fēng)電的運(yùn)轉(zhuǎn)是3000小時(shí)，所以40億千瓦的風(fēng)電只能折成20億千瓦的火電。如果開發(fā)其中的1/2，即相當(dāng)于1000座標(biāo)準(zhǔn)核電站。
　　在世界范圍內(nèi)，風(fēng)電技術(shù)已相當(dāng)成熟。已出現(xiàn)有單機(jī)為5兆瓦的大風(fēng)機(jī)，并正在向10兆瓦進(jìn)軍。風(fēng)電成本已具有市場競爭能力，在國外風(fēng)電成本已下降到和煤電成本相當(dāng)，甚而比煤電還要低廉一些，并仍在不斷下降。
　　中國現(xiàn)有風(fēng)電裝機(jī)約為50萬千瓦。如果到2020年，以年平均40%的速度上升，將能“期望”上升至1億千瓦，亦即占2020年電力裝機(jī)12億千瓦的8%，或發(fā)電站總量的4%。
　　參考?xì)W洲各國迅速發(fā)展風(fēng)電的經(jīng)驗(yàn)，平均年增長40%，并不是不可設(shè)想的發(fā)展速度。近五六年來，德國風(fēng)電以年平均36%的速度上升，法國更以60%的速度急起直追。從2020年到2050年，如果進(jìn)一步年平均以9%〜10%的速度上升，將能“期望”風(fēng)電由1億千瓦的裝機(jī)，上升到約16億千瓦的裝機(jī)。
　　中國陸上的風(fēng)電資源，集中在內(nèi)蒙古以及東北、西北的部分地區(qū)。海上風(fēng)電資源尤其豐富，特別是東南沿海的臺(tái)風(fēng)地區(qū)。
　　中國將能期望由西南地區(qū)的水電，東南沿海地區(qū)的風(fēng)電和北部、東北西北地區(qū)的風(fēng)電，較為均衡地分別實(shí)現(xiàn)各不同地區(qū)發(fā)展所需電力。
　　蒙古人民共和國境內(nèi)有比內(nèi)蒙地區(qū)更為豐富的風(fēng)電資源。所以，我國風(fēng)電產(chǎn)業(yè)進(jìn)一步的發(fā)展方向，將是和蒙古人民共和國合作開發(fā)風(fēng)電資源。
　　風(fēng)力發(fā)電還能有效地遏制溫室效應(yīng)和沙塵暴災(zāi)害；風(fēng)力發(fā)電也是解決邊遠(yuǎn)農(nóng)村獨(dú)立供電的重要途徑。
　　
　　第四，太陽能。
　　簡單的計(jì)算表明：中國的太陽能資源將至少是風(fēng)能資源的100倍。
　　一個(gè)簡單的設(shè)想是：中國的沙漠地區(qū)將能集中提供豐富的太陽能。
　　我國現(xiàn)有沙漠約52萬平方公里，有沙漠化土地17.6萬平方公里，潛在沙漠化土地15.8萬平方公里，三者共計(jì)為85.4萬平方公里。大部分集中在內(nèi)蒙古地區(qū)和新疆地區(qū)。
　　一個(gè)尖銳的問題：到2050年，中國是否需要用到太陽能？
　　如果2050年需求30億千瓦的電力，一個(gè)可能的結(jié)構(gòu)是：9億火電+5億水電+2億核電+8億風(fēng)電+6億太陽能發(fā)電=30億千瓦。
　　其實(shí)，9億千瓦的火電也是一個(gè)不可接受的數(shù)字。這意味著中國的二氧化碳的排放量將遠(yuǎn)大于當(dāng)前世界第一的美國。其實(shí)，5億水電、2億核電、8億風(fēng)電都已經(jīng)達(dá)到資源所能提供的極限。所有的缺額，都只能由太陽能發(fā)電來補(bǔ)充。
　　當(dāng)前，太陽能發(fā)電成本約是火電的10倍（一說為11～18倍，可能是與中國的火力發(fā)電成本相比較），但是，在未來的發(fā)展中，太陽能發(fā)電有可能下降到和火力發(fā)電相競爭的水平。現(xiàn)在在國內(nèi)若干地區(qū)，已建成了某些光伏發(fā)電的示范電站，其發(fā)電成本約是每千瓦時(shí)為人民幣5元。但是，已有一些值得關(guān)注的技術(shù)方向，有可能大力降低太陽能光伏發(fā)電成本。計(jì)有：
　�。�1）有可能設(shè)計(jì)出能大幅度降低純凈硅料成本的專用爐；
　　（2）已出現(xiàn)某些高效、簡易可行，但又成本低廉的集光技術(shù)，將能大幅度提高光電池的電能產(chǎn)出；
　�。�3）目前單晶硅或多晶硅的光電轉(zhuǎn)換率約是15%，砷化鎵約是25%，但理論分析表明，上述兩種材料均還有大幅度提高其光電轉(zhuǎn)化效率的潛在能力，其理論上可能的轉(zhuǎn)化效率，可高達(dá)40%～60%。因此，綜合地應(yīng)用上述技術(shù)，將能預(yù)期在10～15年的時(shí)間內(nèi)，將太陽能光伏發(fā)電成本下降到可以和火力發(fā)電相競爭的水平。
　　但是，可再生能源的重大缺點(diǎn)是有風(fēng)有電，無風(fēng)無電，有太陽有電，無太陽無電。為保證風(fēng)能、太陽能的持續(xù)供應(yīng)，就要相應(yīng)地發(fā)展能調(diào)節(jié)供求的調(diào)峰電站，而這一技術(shù)卻有可能通過太陽能熱發(fā)電加以解決。人們將可能將太陽能聚在某一大型儲(chǔ)熱罐，并用適當(dāng)?shù)臍怏w導(dǎo)熱，按需求發(fā)出所需電力�，F(xiàn)在也出現(xiàn)了某些大幅度降低太陽能熱發(fā)電成本的新的設(shè)想。所以，人類的未來，將可能依靠可再生能源充分滿足當(dāng)代以及子孫萬代對能源的需求。
　　人類即將迎來一個(gè)廣泛利用可再生能源的新時(shí)代！

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