杜祥琬：能源革命是為了可持續(xù)發(fā)展的未來(lái)

　　1.能源革命是由工業(yè)文明邁向生態(tài)文明的基礎(chǔ)
　　煤炭和石油的發(fā)現(xiàn)與利用，使人類有了蒸汽機(jī)、內(nèi)燃機(jī)，接著又有了電，從而大大提高了勞動(dòng)生產(chǎn)率，促進(jìn)了人類的文明進(jìn)步，使人類告別了農(nóng)耕文明，進(jìn)入了工業(yè)文明。
　　二百多年工業(yè)文明的實(shí)踐表明，化石能源使用帶來(lái)的環(huán)境問題和氣候問題日益嚴(yán)峻，人類遭遇了“黑色困惑”。中國(guó)經(jīng)歷了近三十多年的快速經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)，同時(shí)顯露了愈來(lái)愈尖銳的壓縮型、復(fù)合型的環(huán)境問題。由污染排放造成的環(huán)境污染問題和溫室氣體（GHG）排放造成的氣候變化問題，是兩個(gè)不同的概念，但在中國(guó)目前的能源結(jié)構(gòu)下，兩者基本上同根、同源。例如：北京的PM2.5成份中，2/3來(lái)自煤炭和石油的使用；而中國(guó)的GHG排放總量中，以化石能源為源的也占到3/4以上。
　　未來(lái)中國(guó)、乃至地球的可持續(xù)發(fā)展呼喚著人類由工業(yè)文明向生態(tài)文明轉(zhuǎn)變，而這個(gè)轉(zhuǎn)變的基礎(chǔ)是新的能源革命：告別黑色、高碳，轉(zhuǎn)向綠色、低碳。
　　2.對(duì)中國(guó)環(huán)境容量的宏觀分析
　　發(fā)展的可持續(xù)性是一個(gè)全球性的問題，對(duì)中國(guó)則是一個(gè)尤為尖銳的問題，這不僅是由于中國(guó)人均資源（水、耕地、礦產(chǎn)資源等）顯著低于全球平均水平，更是由于中國(guó)環(huán)境容量的有限性。
　　中國(guó)80%的人口居住在愛輝-騰沖線以東的國(guó)土上，東部的土地面積約為全球陸地總面積的不到1/30，我們?cè)谶@塊土地上每年消耗全球煤炭的40%，即在東部的單位國(guó)土面積上消耗的煤炭（可稱“耗煤空間密度”）是全球平均值的12倍。且我國(guó)煤炭消耗中，高達(dá)一半　　是直接燃燒（非發(fā)電）的，這是最污染的利用方式。數(shù)據(jù)還表明：這塊土地上的“耗油空間密度”已是全球平均值的3倍。而我國(guó)東部“碳排放的空間密度”已是全球平均值的6倍。我國(guó)目前每千人汽車擁有數(shù)，不到美國(guó)的1/5，但中國(guó)東部的“汽車空間密度”已超過了美國(guó)！如果單獨(dú)計(jì)算京津冀地區(qū)的數(shù)據(jù)，則更為嚴(yán)重。僅以“煤耗空間密度”為例，它又是我國(guó)東部地區(qū)平均值的2.5倍，是全球平均值的30倍之多！可見我國(guó)發(fā)展的高碳特征十分顯著。我國(guó)東部的霧霾成為世界之最，不是很容易理解的嗎？如果我們想呼吸質(zhì)量說(shuō)得過去的空氣，能去跟美國(guó)攀比人均車數(shù)、人均能耗嗎？顯然不能，也不應(yīng)該!我國(guó)東部的人口密度是全球平均值的5倍，計(jì)及上述的能耗和能源狀況，我國(guó)東部的環(huán)境負(fù)荷已比世界平均值高出五倍以上！以上最簡(jiǎn)單的算術(shù)，給出了最基本的國(guó)情，我們的環(huán)境容量顯著小于世界平均值。中國(guó)迫切需要改變粗放的發(fā)展方式，推動(dòng)能源革命；迫切需要轉(zhuǎn)向 “新型工業(yè)化道路”，開創(chuàng)一條新型的發(fā)展之路，才能擁有可持續(xù)發(fā)展的未來(lái)。
　　3.化石能源的高效、潔凈化利用有重要現(xiàn)實(shí)意義
　　化石能源不會(huì)很快枯竭，今后幾十年間，煤炭和石油在一次能源結(jié)構(gòu)中的占比會(huì)逐步下降，但仍將是主導(dǎo)能源之一，因此，化石能源的高效、潔凈化利用具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。
　　在煤炭的勘采、洗選、加工、運(yùn)送和終端利用的各個(gè)環(huán)節(jié)中，有一系列的提高能效、減少污染的技術(shù)，燃煤電廠的節(jié)煤減排尚有明顯潛力。終端能源中直燃的煤改電或氣、汽車的油改電也是有益的方向，有關(guān)的技術(shù)、標(biāo)準(zhǔn)、監(jiān)管都很重要。這方面的進(jìn)步使高碳能源可低碳利用，是重要的能源變革，但還不是治本的能源革命。
　　包括頁(yè)巖氣、煤層氣、天然氣水合物在內(nèi)的非常規(guī)天然氣是相對(duì)潔凈的化石能源，對(duì)緩解環(huán)境污染和應(yīng)對(duì)氣候變化會(huì)作出貢獻(xiàn)，因此要努力提高天然氣（含非常規(guī)天然氣）在一次能源結(jié)構(gòu)中的占比。但是，定量和具體的國(guó)情分析表明：天然氣的占比能從目前的百分之五提高到百分之十幾，仍需付出巨大的努力。
　　在今后的幾十年間，天然氣將成為一個(gè)低碳能源支柱和重要的過渡性替代能源。但僅靠天然氣不可能完成對(duì)煤炭的高比例替代，所以，在中國(guó)“頁(yè)巖氣革命”或“頁(yè)巖氣時(shí)代”的口號(hào)并不恰當(dāng)。
　　4.實(shí)現(xiàn)能源革命——能源結(jié)構(gòu)演變的“三階段”
　　能源結(jié)構(gòu)由目前的化石能源為主，逐步轉(zhuǎn)變?yōu)槲磥?lái)以非化石能源為主，是必然的發(fā)展方向，也是全球共同的發(fā)展趨勢(shì)。完成這個(gè)轉(zhuǎn)變約需百年的時(shí)間，中間將經(jīng)歷一個(gè) “多元結(jié)構(gòu)階段”，其間，煤炭、石油、天然氣、可再生能源、核能五足鼎立，前者漸消、后者漸長(zhǎng)。
　　化石能源估計(jì)還能使用百年以上，但是，它帶來(lái)的環(huán)境和氣候問題必須解決，它畢竟是不可再生的。所以，未來(lái)地球必將倚重非化石能源。可再生能源與核能將共同為此作出貢獻(xiàn)。在我國(guó)一次能源結(jié)構(gòu)中，非化石能源2020年將占到15%，2030年應(yīng)能達(dá)到25~30%，2050年應(yīng)能超過40%。非化石能源的占比超過化石能源，可視為能源革命的一個(gè)標(biāo)志。
　　5.可再生能源是未來(lái)地球的支柱能源
　　在可再生能源中，比較成熟的水電尚有一定的發(fā)展?jié)摿Γ缓筅呌陲柡汀?br /> 　　在一次能源結(jié)構(gòu)中，貢獻(xiàn)可達(dá)近10%。
　　非水可再生能源，包括太陽(yáng)能、風(fēng)能、生物質(zhì)能、海洋能、地?zé)崮艿取７撬稍偕茉丛谖覈?guó)和全球，資源足夠豐富，技術(shù)上沒有原理性的障礙，近年來(lái)發(fā)展較快。
　　歐盟最近決定，2030年使可再生能源在終端消費(fèi)中占比達(dá)到30%。當(dāng)前必須解決的問題是：1.依靠科技創(chuàng)新，降低成本，使其經(jīng)濟(jì)性具有市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力；2.進(jìn)一步降低其全生命周期的環(huán)境影響，例如：設(shè)備制造階段的排放；3.間歇性的風(fēng)能和太陽(yáng)能如何提高并網(wǎng)率。為此，必須發(fā)展智能電網(wǎng)和大容量?jī)?chǔ)能技術(shù)（包括物理儲(chǔ)能和化學(xué)儲(chǔ)能方法）；4.發(fā)展分布式用能技術(shù)、微網(wǎng)技術(shù)和不并網(wǎng)用電，峰電的直接利用（如用于海水淡化、制氫等）。
　　6.核能是未來(lái)地球的可持續(xù)發(fā)展能源
　　日本福島事故對(duì)中國(guó)和全球核電發(fā)展有一定影響，但各主要核電國(guó)家通過認(rèn)真分析，都確定了繼續(xù)發(fā)展核電的方針。究其原因，有以下三點(diǎn)：1.對(duì)核事故進(jìn)行科學(xué)的分析、總結(jié)、吸取經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)，核電安全的技術(shù)水平和管理水平將進(jìn)一步提高，棄核并不理智；2.核電作為潔凈、低碳、高能量密度能源，其優(yōu)點(diǎn)未被動(dòng)搖；3.以非化石能源高比例替代煤炭的客觀需求，需要輸出穩(wěn)定的核電與間歇式的可再生能源相結(jié)合。
　　中國(guó)的核電目前只占到發(fā)電量的2%，“安全、穩(wěn)步、規(guī)模發(fā)展核電”是中國(guó)的理性選擇。從目前的核裂變電站到未來(lái)的核聚變電站，是一個(gè)必然的發(fā)展方向和歷史過程，在未來(lái)的綠色地球上，核能將成為一個(gè)可持續(xù)發(fā)展的能源支柱。
　　7.中國(guó)需要樹立新的能源安全觀并轉(zhuǎn)變能源供需模式
　　為了可持續(xù)發(fā)展的未來(lái)，中國(guó)需要樹立新的能源安全觀。除傳統(tǒng)的“能源供應(yīng)安全”觀念外，必需注入“能源環(huán)境安全”的觀念，以及“占據(jù)未來(lái)能源科技戰(zhàn)略制高點(diǎn)”的安全觀念。
　　對(duì)“能源供應(yīng)安全”的傳統(tǒng)觀念，也必須有新的思考和調(diào)整，即不能只一味要求供應(yīng)側(cè)滿足一切需求，而應(yīng)由供應(yīng)側(cè)和需求側(cè)相向而行，達(dá)到供需平衡。
　　改變“以粗放的供給滿足增長(zhǎng)過快的需求(后者包含有不合理需求！)”，轉(zhuǎn)變?yōu)?ldquo;以科學(xué)的供給滿足合理的需求”的供需模式。2012年中國(guó)的GDP占全球的11.6%，卻消耗了21.9%的能源，即單位GDP的能耗是全球平均水平的一倍。大量的過剩產(chǎn)能、空置建筑物和短壽命建筑是浪費(fèi)資源和不合理需求的典型。可見，抑制不合理需求、減少浪費(fèi)、大力節(jié)　　能、提高能效，是中國(guó)能源可持續(xù)、環(huán)境可持續(xù)、社會(huì)與經(jīng)濟(jì)可持續(xù)不可或缺的戰(zhàn)略，也是能源革命的內(nèi)涵。
　　8.應(yīng)對(duì)全球變化的出路只能是合作共贏應(yīng)對(duì)
　　全球的環(huán)境問題和氣候變化，需要各國(guó)共同努力。世界各國(guó)盡管千差萬(wàn)別，矛盾重重，卻共生在一個(gè)地球上，有著現(xiàn)實(shí)的和潛在的共同利益。能源革命旨在建立全球綠色、低碳的能源新體系，這是未來(lái)地球可持續(xù)發(fā)展的基礎(chǔ)，在這一領(lǐng)域世界各國(guó)面臨著大同小異的科學(xué)、技術(shù)與產(chǎn)業(yè)發(fā)展的問題，國(guó)際合作空間廣闊。解決全球變化的問題，呼喚人類的良知和智慧，大家都輸，意味著災(zāi)難；一部分人輸，另一部分人贏，意味著沖突和混亂。顯然，理智的、最終的出路只能是通過合作，實(shí)現(xiàn)共贏。
　　（作者為中國(guó)工程院院士，原副院長(zhǎng)，國(guó)家能源委員會(huì)專家咨詢委員會(huì)副主任）