徐匡迪
目前,中國(guó)正處于工業(yè)化及城市化的快速發(fā)展階段,以煤為主的能源結(jié)構(gòu)已經(jīng)使中國(guó)的二氧化碳排放量處于世界前列。我們必須正視的是,中國(guó)的人均二氧化碳排放量仍大大低于發(fā)達(dá)國(guó)家,因此,中國(guó)應(yīng)該承擔(dān)共同但有區(qū)別的減排責(zé)任。在此前提之下,發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)、依靠技術(shù)進(jìn)步以大力節(jié)能減排,成為了降低二氧化碳排放量的當(dāng)務(wù)之急。針對(duì)為了保證中國(guó)東部沿海地區(qū)經(jīng)濟(jì)快速增長(zhǎng)而對(duì)能源及環(huán)境改善提出的新需求,我們還要加大核電發(fā)展的力度。
因此,大力發(fā)展可再生能源,走向綠色、低碳經(jīng)濟(jì),是中國(guó)實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代化的必由之路,亦將是一個(gè)人口最多的發(fā)展中國(guó)家對(duì)人類社會(huì)進(jìn)步的責(zé)任與貢獻(xiàn)。
氣候變化關(guān)系到發(fā)展問(wèn)題
氣候變化,在大氣物理界曾經(jīng)有爭(zhēng)議。但現(xiàn)在來(lái)看,這確實(shí)是一個(gè)不爭(zhēng)的事實(shí)。
全球近百年的氣候確實(shí)是顯著上升,而中國(guó)上升得更顯著。中國(guó)曾有兩輪上升的變化,只是在解放戰(zhàn)爭(zhēng)和文革兩段時(shí)間內(nèi)的氣候沒(méi)有上升,因?yàn)槭覂?nèi)活動(dòng)和生產(chǎn)生活都受到了影響,其后就是急驟的上升了。
人類影響的因素在最近20年非常明顯。全球氣候變化的原因有自然的原因,也有人類活動(dòng)的原因。自然的原因包括火山活動(dòng)、太陽(yáng)活動(dòng);人類的活動(dòng)則是多方面的,有溫室氣體、二氧化碳排放等,也有氣溶膠,還有土地利用變化造成的影響以及城市化的影響。
溫室氣體并不僅僅是二氧化碳,還有甲烷、氮氧化物以及其它的碳?xì)浠衔?,但主要是二氧化碳,它占了溫室氣體的63%,而且在大氣里要維持?jǐn)?shù)十年才能自然地被其它物體分解。甲烷主要來(lái)自反芻動(dòng)物,牛羊吃了草以后,要反芻、排氣,排出的就是甲烷,其在大氣里大概占18%,通過(guò)十幾年就能化解掉。
現(xiàn)在,中國(guó)二氧化碳排放的形勢(shì)比較嚴(yán)峻。2003-2006年的4年間,中國(guó)能源消耗超過(guò)了之前25年的總和。2007年,中國(guó)的二氧化碳排放量為59.6億噸,超過(guò)了美國(guó)的58.2億噸,居世界第一。有人認(rèn)為溫室氣體是外國(guó)人遏制中國(guó)的手段,但我們更應(yīng)該看到的是:全球碳排放量在過(guò)去8年里增長(zhǎng)了三分之一,其中三分之二來(lái)自中國(guó)。2006年中國(guó)人均二氧化碳排放是4.32噸,到2008年已經(jīng)接近5噸了,超過(guò)世界平均值4.18噸,是印度的3.7倍。因此,中國(guó)確實(shí)碰到了非常嚴(yán)峻的形勢(shì)。
胡錦濤總書(shū)記說(shuō),氣候變化既是環(huán)境問(wèn)題,也是發(fā)展問(wèn)題,但歸根到底還是個(gè)發(fā)展問(wèn)題?,F(xiàn)在的問(wèn)題是,因?yàn)樯a(chǎn)發(fā)展、生活提高,家庭的用電飛速增長(zhǎng),在這種情況下,我們應(yīng)對(duì)氣候變化的原則有四條:第一,從工業(yè)革命前期開(kāi)始,一直到上個(gè)世紀(jì)中期,主要是OECD(經(jīng)合組織)國(guó)家發(fā)展階段,他們?cè)谶@個(gè)時(shí)期排放的二氧化碳總量占世界總量的95%,到了2006年,這些國(guó)家的排放仍占80%。第二,中國(guó)在高速發(fā)展過(guò)程中的二氧化碳排放總量增長(zhǎng)比較快,但人均仍大大低于美國(guó)和日本。第三,中國(guó)將在可持續(xù)發(fā)展的框架下應(yīng)對(duì)氣候變化,遵守《聯(lián)合國(guó)氣候變化框架公約》,承擔(dān)“共同但有區(qū)別的責(zé)任”。關(guān)于這個(gè)框架,我認(rèn)為應(yīng)該明確一個(gè)觀點(diǎn),發(fā)達(dá)國(guó)家要以1990年為標(biāo)準(zhǔn),現(xiàn)有消耗的大大高于這個(gè)標(biāo)準(zhǔn),每年要完成自我保護(hù),現(xiàn)有標(biāo)準(zhǔn)要往下定。而中國(guó)這些發(fā)展中國(guó)家,每增加GDP1000美元所消耗的能源程度要從過(guò)去的程度每年遞減2%。第四,依靠科技進(jìn)步,大力節(jié)能減排,積極參與國(guó)際合作,努力發(fā)展低碳經(jīng)濟(jì)。實(shí)際上,這些都是我們科學(xué)發(fā)展觀的核心,絕不是受了外國(guó)的壓力。
節(jié)能減排和循環(huán)經(jīng)濟(jì)是當(dāng)務(wù)之急
節(jié)能減排,發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì),是走向低碳經(jīng)濟(jì)的第一步。很多學(xué)者、媒體在報(bào)道低碳經(jīng)濟(jì)時(shí)都說(shuō),我們過(guò)去的經(jīng)濟(jì)都不要,過(guò)去的設(shè)備都不要,其實(shí)不是這樣。節(jié)能減排降低了能耗,減少排放以后得到的結(jié)果是降低了碳的排放。人類活動(dòng)造成溫室氣體增排具有階段性,第一階段是工業(yè)化起步階段,主要是輕紡工業(yè),因?yàn)樗茉磸?qiáng)度很低。第二階段是工業(yè)化加速發(fā)展階段,能源強(qiáng)度持續(xù)增長(zhǎng),主要指重化工工業(yè)、冶金、石油化工。第三階段是工業(yè)化成熟的階段,以最后的產(chǎn)品設(shè)計(jì)、產(chǎn)品組裝、深加工為主導(dǎo),能源強(qiáng)度慢慢下降。最后到了后工業(yè)化階段,IT,服務(wù)業(yè)等能耗比較低。
世界的現(xiàn)代化建立在物質(zhì)的基礎(chǔ)上,要現(xiàn)代化就要造新房子、新鐵路公路、新交通設(shè)備,這些都要靠材料,這是有歷史事實(shí)可以證明的:英國(guó)是第一個(gè)工業(yè)化國(guó)家,在其能源強(qiáng)度最高的時(shí)候,能源消耗的增長(zhǎng)和GDP經(jīng)濟(jì)發(fā)展是1:1,這時(shí)是靠蒸汽機(jī)燒煤來(lái)維持發(fā)展的。到了1900年左右美國(guó)工業(yè)化的時(shí)候,已經(jīng)靠?jī)?nèi)燃機(jī)和電動(dòng)機(jī)了,能耗高峰也就零點(diǎn)幾,到德國(guó)時(shí)就更低了?,F(xiàn)在到了發(fā)展中國(guó)家,我們下一步怎么發(fā)展取決于我們工程技術(shù)的發(fā)展和進(jìn)步。我們可以預(yù)測(cè),如果從2005年以后不控制,能源強(qiáng)度就要到2.0以上,如果維持2005年的能耗不變,我們也要趕。中國(guó)采取節(jié)能減排措施的目標(biāo)是要控制在0.5—0.8之間,現(xiàn)在看來(lái)是完全有可能實(shí)現(xiàn)的。
1995年,我國(guó)煤炭占能源的比例接近75%,到2007年已經(jīng)達(dá)到70%,石油、天然氣、水、電和核電的比例增加,使得碳的排放能源強(qiáng)度都可以減少。中國(guó)的二氧化碳排放主要從能耗而來(lái),包括工業(yè)、交通運(yùn)輸、建筑等行業(yè),在80年代的時(shí)候,工業(yè)占60%多,2007年時(shí)工業(yè)占50%多。所以,我們的低碳能源發(fā)展戰(zhàn)略首先是要節(jié)能、提效、減排,所有的行業(yè)都要節(jié)能提效,其次是煤的潔凈化燃燒,減少環(huán)境的污染,最后是發(fā)展核能和可再生能源。
中國(guó)高耗能工業(yè)節(jié)能技術(shù)已經(jīng)有了很大的進(jìn)步。在本世紀(jì)的頭幾年,300兆瓦以上電機(jī)組占總電機(jī)組的比例只有40%多,現(xiàn)在接近60%以上,這類機(jī)組每一度電煤消耗是300—340個(gè)標(biāo)準(zhǔn)煤,而一些小機(jī)組,現(xiàn)在淘汰的最高的達(dá)到了500多個(gè)標(biāo)準(zhǔn)煤。2000年時(shí),鋼鐵業(yè)中所謂的連鑄比從鋼水到坯,由80%提高到98.9‰去年我到美國(guó)工科院演講的時(shí)候,美國(guó)人都感到很驚訝,中國(guó)大多數(shù)鋼鐵企業(yè)的能耗居然比美國(guó)還要低2個(gè)百分點(diǎn),其實(shí)因?yàn)槲覀兌际?0年代后期建的。中國(guó)的電解鋁技術(shù)在世界上也達(dá)到了前列,大型電解槽的比重達(dá)到80%以上,這和傳統(tǒng)的電解方式相比可以節(jié)能5%。
我們工程院和發(fā)改委聯(lián)合搞循環(huán)經(jīng)濟(jì)院士行,其中一個(gè)點(diǎn)設(shè)在平朔礦區(qū),這也是美國(guó)石油大王哈默得到鄧小平同志邀請(qǐng)后投資的一個(gè)大型露天礦區(qū)項(xiàng)目,年產(chǎn)煤接近1億噸,全部是露天開(kāi)采。它現(xiàn)在最大的變化在于:選煤以后,精煤運(yùn)到北京、上海的市場(chǎng)上賣;中煤和煤干石就地發(fā)電,供應(yīng)給開(kāi)礦和選煤場(chǎng)區(qū),粉煤灰做白炭硅,粉煤灰其它部分除掉硅就是氧化鋁,進(jìn)入電廠后變成電解鋁,電解鋁以后可以做水泥,一部分水泥加上灰渣直接做產(chǎn)品,鋁和硅出來(lái)以后還可以做硅鋁合金。在這整個(gè)過(guò)程中所有產(chǎn)能都不往外排出廢物,使廢物全部?jī)?nèi)部循環(huán)利用。
所以,循環(huán)經(jīng)濟(jì)、再生資源是非常有
潛力可挖的。農(nóng)業(yè)也有類似的情況,就是把生活和生產(chǎn)的糞便、污水進(jìn)行液氧分解,分解成甲烷,用于生產(chǎn)生活,同時(shí),高級(jí)的廢渣廢料統(tǒng)統(tǒng)轉(zhuǎn)化為農(nóng)業(yè)的生產(chǎn)資料。另外還有太陽(yáng)能利用,也使得農(nóng)業(yè)得到幫助。
生產(chǎn)和生活方式方面,終端節(jié)能的“放大效應(yīng)”還在于正確引導(dǎo)消費(fèi)者行為。比如發(fā)電廠發(fā)電,煤礦開(kāi)采需要返還能源,運(yùn)輸需要返還能源,真正有效地處理30‰到傳輸?shù)臅r(shí)候還需要輸配電,所以真的傳到用戶那里的只有四分之一到五分之一。
再說(shuō)汽車燃料。汽車燃料用在汽車?yán)铮嬲糜跔恳闹挥?3%,70%—80%都損失于汽缸和待車的時(shí)候。再比如建筑節(jié)能,技術(shù)先進(jìn)的新辦公樓建筑單位面積能耗比老建筑高出10倍以上,所以,我們不能光追求建筑外觀的美麗而不注意節(jié)能,因?yàn)榻ㄖ芎牡难杆僭鲩L(zhǎng)對(duì)建筑節(jié)能非常重要。如果我們不加控制,按照現(xiàn)在的趨勢(shì)發(fā)展,到2030年我國(guó)建筑能耗總量將是26億標(biāo)準(zhǔn)煤,而現(xiàn)在全國(guó)總共的能耗是27億噸標(biāo)準(zhǔn)煤。
重點(diǎn)節(jié)能的途徑還有半導(dǎo)體LED照明。如果LED照明占有1/3的照明市場(chǎng),每年將節(jié)約用電1680億度(約兩座三峽水電站發(fā)電量),因此我們認(rèn)為,解決路燈是新照明技術(shù)的突破口。今年歐盟已經(jīng)通過(guò)決定,從9月1日開(kāi)始市場(chǎng)上不許再賣白熾燈泡,只能賣節(jié)能燈。
加大核電發(fā)展的力度
節(jié)能減排是我們走低碳經(jīng)濟(jì)的第一步,也是當(dāng)務(wù)之急,這其中有很大空間。如果都向先進(jìn)水平看齊,我們可以降低20%,所以我們承諾節(jié)能減耗沒(méi)有什么太大難度,只要上下同心,是可以做到的。因此我們必須加快發(fā)展核電,保證我國(guó)東部地區(qū)近期能耗增長(zhǎng)及改善環(huán)境的需求。
不同能源發(fā)電的碳耗大概是這樣的:褐煤最高,核能最低。大家可能會(huì)說(shuō)了,水利、生物、風(fēng)電為什么還這么耗能啊?要知道,尤其是風(fēng)電和太陽(yáng)能,由于其不穩(wěn)定和間歇性的特點(diǎn),所以要調(diào)整、要轉(zhuǎn)化,轉(zhuǎn)化過(guò)程就要耗電。而核能是最穩(wěn)定的,從核能在各國(guó)能源結(jié)構(gòu)中的比例上看,世界OECD國(guó)家是22.2%,全世界是16%,中國(guó)是百分之一點(diǎn)幾,最高的是法國(guó),核能比例達(dá)到80%。
所以,中國(guó)的核電應(yīng)該在比較短的時(shí)間內(nèi)發(fā)展成為我國(guó)能源的重要組成部分之一。2007年發(fā)展到9.1GW,2020年發(fā)展到70GW,占到總體能源的5%,到2030年,這個(gè)比例能夠達(dá)到10%,但還是遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于國(guó)際化水平。參考國(guó)際動(dòng)向,結(jié)合我國(guó)實(shí)際,我國(guó)的核電技術(shù)路線圖應(yīng)該為:2代反應(yīng)堆為主,到2020年以3代熱堆為主體,到2035年是4代,從熱堆到快堆,到2050年,核能聚變能夠有所突破,那個(gè)時(shí)侯就可以為人類提供永不枯竭的清潔能源了。
加快可再生能源,走向綠色低碳經(jīng)濟(jì)
歐盟各國(guó)高度重視可再生能源開(kāi)發(fā),特別是北歐國(guó)家。27個(gè)歐盟國(guó)家總計(jì)到2020年可再生能源達(dá)到25%。中國(guó)的煤電是由煤炭來(lái)提供火力發(fā)電,在上世紀(jì)80年代,太陽(yáng)能發(fā)電需要80—160個(gè)美分,現(xiàn)在已經(jīng)降低到28個(gè)美分。風(fēng)電發(fā)電已經(jīng)占到10個(gè)美分以下,這只是說(shuō)發(fā)電的成本,還沒(méi)有包括制造的成本,其實(shí)制造的成本還是很高的。
中國(guó)的太陽(yáng)能資源區(qū)劃圖中,第一部分是青藏高原和內(nèi)蒙古西部,第二部分是新疆和北部地區(qū),太陽(yáng)能資源豐富地區(qū)占國(guó)土面積的96%以上,每年地表吸收的太陽(yáng)能相當(dāng)于1.7萬(wàn)億tce的能量。已經(jīng)建設(shè)的屋頂面積總計(jì)100億平方米,如果用20%的面積安裝太陽(yáng)能熱水器,可替代煤炭3.2億tce;如果用20%的面積可安裝約20億平方米太陽(yáng)能光伏系統(tǒng)。發(fā)電裝機(jī)潛力大概是22億千瓦,所謂的潛力是指我們有2%的戈壁和荒漠面積,大概2萬(wàn)平方公里,還有20%屋頂面積達(dá)0.2萬(wàn)平方公里。
生物質(zhì)能資源保障方面,中國(guó)現(xiàn)有生物質(zhì)能資源總量5.4億tce,實(shí)際可用于能源的2.9億tce,利用方式是發(fā)電燃料和民用沼氣等。水能資源保障方面,地?zé)崮苜Y源方面,這里說(shuō)的地?zé)崾侵冈?000米深度以內(nèi),高溫大于150度以上的可以發(fā)電,中溫是90—150度,可用于取暖,低溫是小于90度,可以用于溫泉等等,現(xiàn)在已經(jīng)發(fā)現(xiàn)的地?zé)犸@示區(qū)有3200多處,其中熱儲(chǔ)溫度大于150度,可用于發(fā)電的有255處。
對(duì)我國(guó)可再生能源的發(fā)展,工程院和發(fā)改委規(guī)劃了一個(gè)路線圖。到2010年,可再生能源只是補(bǔ)充能源,如果僅僅太陽(yáng)能、風(fēng)能這些占2%,如果含水可再生能源大概是10%。到2020年,可以成為一部分替代能源,非水再生能源是5%—10%,含水再生能源是16%-23%。到2030年,主流能源、非水再生能源是9%—19%,含水再生能源是20%—31%。到2050年的時(shí)候,它可能成為一個(gè)主導(dǎo)的能源,非水再生能源是17%—34%,含水再生能源是27%—45%。另外,硅是高耗能產(chǎn)品,一噸多晶硅是16萬(wàn)度電,做成集成電路以后在實(shí)驗(yàn)室可以用十年,這十年是省電,不用燃料,但是做的過(guò)程中,如果攤到十年里就跟火電差不多。所以現(xiàn)在的結(jié)果是,中國(guó)生產(chǎn)多晶硅太陽(yáng)能電容片賣給外國(guó),外國(guó)就用上了清潔能源,而我們則要從全生命周期的能耗和碳的排放來(lái)考慮可再生能源。
(作者為全國(guó)政協(xié)原副主席、中國(guó)工程院院長(zhǎng))