我國發(fā)展替代能源面臨“三重約束”

□ 文/周琪

我國發(fā)展替代能源面臨“三重約束”

□ 文/周琪

我國化石能源資源呈現(xiàn)典型的“富煤、貧油、少氣”特征，目前煤、油、氣等一次能源消費(fèi)比重約為8∶1∶1。2013年石油對外依存度達(dá)58.72%，天然氣對外依存度達(dá)31.6%。經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)的東部地區(qū)過度依賴西部輸煤，消耗高品質(zhì)能源來傳輸?shù)推焚|(zhì)能源。

以煤炭為主的能源消耗結(jié)構(gòu)，是我國空氣污染不斷惡化的主要原因。在全國上下尋找治理污染特別是治理霧霾突破口的關(guān)鍵時(shí)期，發(fā)展清潔的替代能源，推動我國能源結(jié)構(gòu)的調(diào)整優(yōu)化，對大氣污染防治具有至關(guān)重要的作用。

調(diào)整能源結(jié)構(gòu)已刻不容緩

過去30多年，我國經(jīng)濟(jì)規(guī)模持續(xù)快速提升，能源消耗總量也隨之迅速擴(kuò)大，能源生產(chǎn)與能源消費(fèi)總量均已居世界首位，且呈現(xiàn)“煤炭獨(dú)大”的嚴(yán)峻格局。國務(wù)院發(fā)布的《能源中長期發(fā)展規(guī)劃綱要》提出2020年煤炭消費(fèi)總量為24億噸，實(shí)際上2010年我國煤炭消費(fèi)就已超過30億噸，2013年更接近40億噸，并以每年3億噸的速度持續(xù)增長。自1984年成為全球最大的煤炭消費(fèi)國始，到2012年我國已占全球煤炭消費(fèi)量的47.8%，2013年進(jìn)一步提升到接近全球一半。

相比煤炭而言較為“清潔”的天然氣和石油，在我國能源生產(chǎn)與消費(fèi)總量中比重偏低，且對外依存度過高，使我國的能源安全面臨著空前復(fù)雜的國際形勢。

我國境內(nèi)經(jīng)濟(jì)活動并不均勻，95%以上的經(jīng)濟(jì)活動集中在1/3的國土，尤以京津冀、長三角、珠三角為甚。在經(jīng)濟(jì)活動密集的150萬平方公里國土上，燃煤、燃油等能源消費(fèi)占全國的70%以上，相當(dāng)于在每平方公里土地上每年燃燒2000噸標(biāo)準(zhǔn)煤。如此大密度燃燒高污染的煤炭等能源，使空氣質(zhì)量持續(xù)惡化無法避免。加上每年新增近2000萬輛機(jī)動車，我國大氣污染日益呈現(xiàn)煤煙型污染與汽車尾氣污染疊加的重度復(fù)合污染態(tài)勢。

歷史事件及科學(xué)研究早已警告世人，霧霾等空氣污染問題對健康極具危害。我國目前嚴(yán)峻的環(huán)境形勢也表明，優(yōu)化調(diào)整能源結(jié)構(gòu)既是保證能源安全的需要，更是全體國民身體健康的需要。發(fā)展清潔“綠色”能源，加快能源替代的進(jìn)程，優(yōu)化能源結(jié)構(gòu)已刻不容緩。

選擇適合我國國情的可替代能源

優(yōu)化能源結(jié)構(gòu)，關(guān)鍵在于選擇適合我國國情的可替代能源。替代能源的選擇必須充分考慮我國能源領(lǐng)域的“三重約束”。

化石能源資源結(jié)構(gòu)與生態(tài)環(huán)境要求的脫節(jié)。選擇我國的替代能源，躲不過多煤、少油、短氣的能源資源約束。美國能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)中，煤炭消費(fèi)比重已縮至32%，天然氣消費(fèi)比重由20%增至32%，頁巖氣取代煤炭成為僅次于石油的第二大能源資源，能源結(jié)構(gòu)總體比較清潔。我國化石能源資源呈現(xiàn)典型的“富煤、貧油、少氣”特征，目前煤、油氣等一次能源消費(fèi)比重約為8∶1∶1。2013年石油對外依存度達(dá)58.72%，天然氣對外依存度達(dá)31.6%。經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)的東部地區(qū)過度依賴西部輸煤，消耗高品質(zhì)能源來傳輸?shù)推焚|(zhì)能源。

清潔能源環(huán)境優(yōu)勢與綜合成本劣勢的對立。近20年來，可再生能源發(fā)電技術(shù)不斷取得突破，規(guī)模經(jīng)濟(jì)日益凸顯。例如印度由于日照條件好，太陽能發(fā)電成本已降至歷史新低，接近煤炭發(fā)電價(jià)位。我國東部經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)地區(qū)日照條件并不理想，且霧霾天增多，難以大規(guī)模建立太陽能光伏電站，而分散的家用光伏發(fā)電系統(tǒng)需要20年才能回收成本。由于并網(wǎng)政策、補(bǔ)貼政策、信貸政策、規(guī)劃政策落實(shí)不到位，導(dǎo)致我國風(fēng)電企業(yè)成本高企，風(fēng)電行業(yè)“棄風(fēng)”現(xiàn)象依然嚴(yán)峻。

能源需求剛性約束與能源替代目標(biāo)的矛盾。近年來我國能源需求增速下降主要源于經(jīng)濟(jì)增長趨緩，而非能源彈性下降，一旦經(jīng)濟(jì)增長提速，能源需求仍有可能增長較快。經(jīng)濟(jì)增長對能源總量的剛性需求及短期內(nèi)能源強(qiáng)度難以大幅下降的現(xiàn)實(shí)，使相對低廉的煤炭等化石能源產(chǎn)銷較為強(qiáng)勁。非化石能源在我國一次能源中的消費(fèi)比重從2009年的8%左右增至2013年的9.8%，歷時(shí)5年僅提升1.8個百分點(diǎn)?！笆濉币?guī)劃要求我國2015年非化石能源在一次能源中消費(fèi)比重達(dá)到11.4%，此目標(biāo)恐難完成，2020年15%的目標(biāo)更難落實(shí)。

發(fā)展替代能源的優(yōu)先順序

綜合對上述三重約束的分析，我國發(fā)展替代能源的優(yōu)先順序應(yīng)該是：

圖片來自網(wǎng)易

以電為主，電為中心。加大電力生產(chǎn)是我國電力行業(yè)的一項(xiàng)中長期戰(zhàn)略任務(wù)，由核能、可再生能源轉(zhuǎn)化的電能全面取代化石能源只是時(shí)間問題，未來應(yīng)大力推廣大城市以電代煤、以電代油。相比電煤，散燒煤才是霧霾的主要源頭，應(yīng)以集中煤電取代分散低效的散燒煤使用，在終端盡快普及用電。以電代煤、以電代油會加劇東部地區(qū)電力供需矛盾，雖可加大新一代核電投資，但其建設(shè)周期長，新能源短期內(nèi)規(guī)模難以突破，建設(shè)特高壓電網(wǎng)調(diào)入西部能源基地富余電力不失為一個快速見效的辦法。2014年國家電網(wǎng)投資將超過3800億元，其中特高壓電網(wǎng)投資約占1/3，其建設(shè)將有利于全國范圍內(nèi)能源資源的優(yōu)化配置。

推廣用氫，氣為支撐。氫是宇宙中最為豐富的元素，在構(gòu)成宇宙的物質(zhì)中約占75%。與化石能源相比，氫具有很多優(yōu)點(diǎn)：資源豐富，水就是地球上名副其實(shí)的“氫礦”；環(huán)保、高效，是一種能量密度與質(zhì)量比值極高的能源，且燃燒零污染。只要按章操作，氫氣和其他燃料一樣安全。目前，氫制備、氫儲存、氫使用的安全性都已解決。氫是很好的儲能載體，利用電網(wǎng)富余電力制氫并儲能是一舉兩得。日本已開發(fā)出較完善的運(yùn)用太陽能等可再生能源制氫并供燃料電池車（FCV）使用的系統(tǒng)，利用生物質(zhì)能產(chǎn)業(yè)化制氫也已取得突破。除了可再生能源制氫，大力發(fā)展頁巖氣、煤層氣、煤制氣等氣體能源，用于交通、發(fā)電、供熱，也將是我國能源替代的重要支撐。

推廣分布式能源，以新能源生產(chǎn)消費(fèi)為補(bǔ)充。2010年之前全球累計(jì)新增發(fā)電容量的25%～30%為分布式發(fā)電。美國是世界上開發(fā)新能源和可再生分布式能源發(fā)電最多的國家，到2020年將有一半以上的新建商用或辦公建筑使用分布式電源，同時(shí)有15%的現(xiàn)有建筑改用分布式電源。分布式能源技術(shù)也是我國可持續(xù)發(fā)展的必然選擇，隨著技術(shù)的成熟、規(guī)模的擴(kuò)大以及相關(guān)政策的扶持，未來分布式能源電力的成本將變得更具吸引力，分布式能源即將進(jìn)入規(guī)模實(shí)施階段。

要從戰(zhàn)略高度形成替代能源發(fā)展的合力

要從民族存亡角度“限煤”，確保煤炭峰值提前。英國倫敦通過“限煤”擺脫“霧都”稱號的經(jīng)驗(yàn)表明，減少煤炭依賴、優(yōu)化能源結(jié)構(gòu)至關(guān)重要。目前，我國的煤炭使用量已大大超過環(huán)境容量，因此煤炭峰值的出現(xiàn)不宜太晚，最好到2020年前后。有必要借鑒美國大規(guī)模制定清潔能源法律法規(guī)的經(jīng)驗(yàn)，以法律的形式嚴(yán)格限制高污染能源的使用。近期內(nèi)煤炭可以集中用于發(fā)電，逐步減少直至不再用于供熱，并優(yōu)先淘汰終端直接分散燃燒的用煤方式。像北京這樣的特大城市，應(yīng)借鑒倫敦、紐約煤炭占比為零的經(jīng)驗(yàn)，徹底將燃煤發(fā)電及供暖退出歷史舞臺。

要運(yùn)用多種經(jīng)濟(jì)手段，提高清潔能源的經(jīng)濟(jì)可行性。美國、德國與日本等發(fā)達(dá)國家的經(jīng)驗(yàn)表明，價(jià)格調(diào)整、政府補(bǔ)貼、直接投資、優(yōu)惠信貸和減免稅收等政策實(shí)施能夠有效地推動新能源產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。我國應(yīng)盡快運(yùn)用定價(jià)、稅收、補(bǔ)貼、信貸等多種經(jīng)濟(jì)政策，通過在能源供應(yīng)和需求領(lǐng)域產(chǎn)生經(jīng)濟(jì)杠桿效應(yīng)，發(fā)揮對清潔能源的激勵和對傳統(tǒng)能源的約束作用，提高清潔能源替代傳統(tǒng)能源的經(jīng)濟(jì)可行性，加速實(shí)現(xiàn)非化石能源的替代目標(biāo)。

要建設(shè)智能電網(wǎng)，為可再生能源的發(fā)展提供技術(shù)可行性。從本世紀(jì)初開始，基于新能源技術(shù)、分布式發(fā)電技術(shù)、大規(guī)模儲能技術(shù)、超遠(yuǎn)距離超大規(guī)模輸電技術(shù)和智能控制技術(shù)的快速發(fā)展，世界電網(wǎng)進(jìn)入智能電網(wǎng)階段。發(fā)展智能電網(wǎng)，能夠有效解決我國新能源和分布式電源的并網(wǎng)問題，改善能源結(jié)構(gòu)，保護(hù)自然生態(tài)，有利于最大限度實(shí)現(xiàn)對化石能源的替代。未來必須加快我國智能電網(wǎng)的發(fā)展，在凝聚共識的基礎(chǔ)上，科學(xué)規(guī)劃、統(tǒng)籌推進(jìn)、重點(diǎn)突破。

作者單位： 中國社會科學(xué)院美國研究所研究員