中國能源科學(xué)

飛碟探索編輯部

我們將自然界中能夠轉(zhuǎn)化能量的物質(zhì)，稱為能源。今天人類能夠利用的能源包括礦物燃料（如煤炭、石油、天然氣等，占世界能源消耗總量的絕大部分）、可再生能源（如水力、風(fēng)力、潮汐、波浪、柴草等，可不斷自然產(chǎn)生）、核能（原子能）、太陽輻射能、地?zé)幔ㄌN藏于地球內(nèi)部的熱能）、生物質(zhì)能源（利用動植物的生物質(zhì)有機廢料，經(jīng)過細菌或化學(xué)作用而產(chǎn)生的沼氣和醇類等燃料）。能源是人類賴以生存的物質(zhì)基礎(chǔ)，關(guān)系到人類社會的經(jīng)濟發(fā)展，是當(dāng)代社會面臨的重大問題之一，也是人類永恒的話題。

能源，人類生存發(fā)展的根基

沒有能源，人類的活動就失去了牢靠的根基。從原始社會到現(xiàn)代社會，在人類為改善自身的生存條件和促進社會物質(zhì)文明發(fā)展而不懈奮斗的過程中，能源始終占有舉足輕重的位置。

縱觀歷史，人類在利用能源促進產(chǎn)業(yè)革命方面共取得了3次重大突破：18世紀(jì)，蒸汽動力的普遍使用引起了第一次產(chǎn)業(yè)革命，人類從柴草能源時期進入煤炭能源時期;19世紀(jì)電力的發(fā)明和應(yīng)用使人類進入電氣化時代，石油逐漸成為社會主要能源，生產(chǎn)力又一次出現(xiàn)巨大飛躍，引發(fā)第二次產(chǎn)業(yè)革命;20世紀(jì)，原子能被發(fā)現(xiàn)和利用，社會生產(chǎn)技術(shù)進入原子能時代。

從歷史上看，每一次產(chǎn)業(yè)革命的本質(zhì)都是能源革命，而能源革命來自能源科學(xué)技術(shù)的每一次重大突破。

工業(yè)革命以來，為了適應(yīng)生產(chǎn)發(fā)展的需求，出現(xiàn)了大量需求能源的情況，這種需求量已經(jīng)達到了工業(yè)革命前數(shù)千年能量消耗總和的幾倍。

20世紀(jì)70年代，西方發(fā)生石油危機，宣告豐富廉價石油時代的結(jié)束，從此開始進入能源結(jié)構(gòu)演變的新時期。

發(fā)達國家由以石油為中心的能源結(jié)構(gòu)，逐步向以資源比較豐富的煤炭、核能以及太陽能等再生能源為中心的能源結(jié)構(gòu)方向轉(zhuǎn)變，重點是尋求石油的代替能源，建立一個持久、再生、干凈的能源體系，以滿足人類長遠的需要。核能、太陽能、風(fēng)能、生物質(zhì)能、氫能、海洋能、地?zé)崮艿纫鹑藗兊闹匾暋Ｅc此相應(yīng)，能量的轉(zhuǎn)換、傳輸、分配、儲存等方面的技術(shù)也開始大力改革。

古今中外的經(jīng)濟、科技進步表明，能源是人類社會發(fā)展中的一個具有戰(zhàn)略意義的問題，而能源科學(xué)技術(shù)正是實現(xiàn)社會可持續(xù)發(fā)展的保證，讓能源問題不再困擾人類。

能源科學(xué)，人類現(xiàn)代文明的支柱

能源科學(xué)是一個綜合性強、涉及面廣、與國民經(jīng)濟密切相關(guān)的多學(xué)科的綜合領(lǐng)域，它不僅包括自然科學(xué)，也涉及社會科學(xué)。它研究各種能源的開發(fā)、生產(chǎn)、轉(zhuǎn)換、傳輸、分配、儲存、綜合利用和管理，與此相關(guān)的理論、方法、技術(shù)、經(jīng)濟、方針政策，以及這些與環(huán)境、社會等方面的相互關(guān)系等等，也都在能源科學(xué)的研究之列。

在現(xiàn)代科學(xué)中，能源與信息、材料并稱為現(xiàn)代文明的三大支柱之一。能源科學(xué)包括很多分支，如能源地質(zhì)學(xué)、能源物理學(xué)、能源工程學(xué)、能源技術(shù)經(jīng)濟學(xué)、能源生物學(xué)以及能源醫(yī)學(xué)等十多個科學(xué)領(lǐng)域。能源科學(xué)的發(fā)展必須依靠各分支學(xué)科的協(xié)調(diào)發(fā)展。

同時，由于能源工業(yè)的建設(shè)周期較長，能源科學(xué)研究，尤其是基礎(chǔ)研究，就必須大大走在前面。此外，能源作為世界性的問題，某些投資較大、周期較長的項目，例如核聚變、煤的液化等，也需要國際合作來共同完成。

能源短板，中國如何查漏補缺

中華人民共和國成立初期，由于經(jīng)濟基礎(chǔ)薄弱和西方國家長期封鎖等原因，我國能源發(fā)展在多年時間里，只能依賴國內(nèi)以煤炭為主的能源發(fā)展體系，為保障國內(nèi)經(jīng)濟社會發(fā)展發(fā)揮了巨大作用。改革幵放以后，隨著現(xiàn)代化建設(shè)的步伐不斷加快，能源需求量也持續(xù)飛速增長，我國的能源事業(yè)取得長足發(fā)展。

目前，我國已發(fā)展成為世界上最大的能源生產(chǎn)國，也是世界上的能源消費大國，形成了煤炭、電力、石油天然氣以及新能源和可再生能源全面發(fā)展的能源供應(yīng)體系。但長期以來，我國化石能源資源短板一直存在。

1. 能源利用歷史悠久，整體資源稟賦不足

我國雖然是世界上最早發(fā)現(xiàn)和利用煤與天然氣的國家，石油能源的使用也較早，但整體的能源儲量、開發(fā)和利用，與現(xiàn)代社會發(fā)展的要求有差距。

我國煤炭資源主要分布在昆侖山—秦嶺—大別山以北地區(qū)，且集中分布在內(nèi)蒙古、山西、陜西、寧夏、新疆等省區(qū)，總體蘊藏分布呈現(xiàn)“北富南貧”“西多東少”的基本特征。常規(guī)天然氣資源較為豐富，但主要分布在塔里木、四川、鄂爾多斯及柴達木等9個含油氣盆地。我國的石油剩余探明儲量90%以上分布在陸上，主要集中在東北、西北和華北地區(qū)，其中埋藏地理條件較好地區(qū)和復(fù)雜地形地區(qū)所占比例相近，但整體勘探難度越來越大。

整體來看，我國的傳統(tǒng)化石能源資源預(yù)測豐富，但探明及可采儲量與理論儲量有較大距離。傳統(tǒng)化石能源的基本特點是“富煤、貧油、少氣”，資源稟賦不夠，且空間分布不合理，能源利用受地理交通因素制約。

2. 改善能源分布不均，實施跨區(qū)域調(diào)配工程

盡管我國能源資源總量比較豐富，但人均能源資源擁有量處于較低水平;盡管我國已探明的石油、天然氣等資源儲量相當(dāng)豐富，但勘探幵發(fā)難度相對較大;盡管我國能源資源分布范圍較廣，但地區(qū)之間極不均衡。我國煤炭資源主要蘊藏在華北、西北地區(qū)，石油、天然氣資源則在東、中、西部地區(qū)和沿海海域均有分布，但我國主要的能源消費地大多集中在東南沿海的經(jīng)濟發(fā)達地區(qū)。

因此，資源蘊藏地與能源消費地之間必須進行長距離、大規(guī)模的“北煤南運”“北油南運”“西氣東輸”和“西電東送”等資源、能源跨區(qū)域調(diào)配工程，以解決能源分布與地區(qū)經(jīng)濟發(fā)展之間不平衡的問題，使地區(qū)對能源的需求與地區(qū)發(fā)展相匹配，最終形成我國能源保障和能源運輸?shù)幕靖窬帧?/p>

3. 提高能源利用效率，石化能源清潔利用與能源結(jié)構(gòu)調(diào)整并重

中華人民共和國成立后，煤炭的大力幵發(fā)利用和煤炭工業(yè)的迅猛發(fā)展，有效支撐了國民經(jīng)濟的持續(xù)快速發(fā)展。特別是改革幵放以來，雖然我國石油、天然氣和水電等能源的生產(chǎn)和消費比重快速增長，但煤炭在化石能源中的主導(dǎo)地位并沒有發(fā)生根本性變化，目前仍是我國唯一可依賴的基礎(chǔ)能源。這也是由我國“富煤、貧油、少氣”的基本國情決定的。

如何更加高效、安全、潔凈、環(huán)境友好地進行煤炭等石化能源的開采和利用，一直是我國能源科學(xué)領(lǐng)域研究、實踐的重要內(nèi)容。我國踐行“科學(xué)、綠色、低碳”的可持續(xù)發(fā)展能源戰(zhàn)略，在煤炭為主的基礎(chǔ)能源生產(chǎn)上，一方面樹立科學(xué)產(chǎn)能概念，實現(xiàn)煤炭安全高效生產(chǎn)、煤炭的清潔高效利用;另一方面，不斷優(yōu)化能源生產(chǎn)和消費結(jié)構(gòu)，使煤炭在我國總能耗中的比重逐步下降，盡量降低煤炭消費增長速度，使煤炭消費總量較早達到峰值，同時不斷提高天然氣、可再生能源等其他種類能源的生產(chǎn)和消費比重，早日實現(xiàn)能源結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)型。

能源永續(xù)利用，中國規(guī)劃未來發(fā)展

隨著機械化、電氣化、自動化程度的不斷提高，人類社會對能源的需求量將越來越大。人類面臨化石能源逐漸枯竭及環(huán)境惡化的重大挑戰(zhàn)，能源科學(xué)技術(shù)的發(fā)展受到了空前的重視，也對其提出了更高的要求。我們必須把解決好能源問題當(dāng)作頭等大事來抓，為滿足能源領(lǐng)域重大需求，我國必須建立可持續(xù)能源體系。

1949年以來，隨著我國能源總量不斷發(fā)展壯大、用能方式加快變革，能源結(jié)構(gòu)持續(xù)大幅優(yōu)化改善，清潔低碳化進程不斷加快，生產(chǎn)結(jié)構(gòu)逐步向清潔化轉(zhuǎn)變。原煤占比在波動中持續(xù)下降，原油占比穩(wěn)步提高到1976年最高水平后逐步下降;天然氣、一次電力及其他能源等清潔能源占比總體持續(xù)提高。能源消費結(jié)構(gòu)也得到持續(xù)優(yōu)化改善。

1949年以來，隨著我國能源科技創(chuàng)新能力不斷提升，能源技術(shù)裝備突飛猛進發(fā)展，自動化、智能化、數(shù)字化推動能源系統(tǒng)不斷優(yōu)化，能效水平得到顯著提升?！笆晃濉币詠?，我國高度重視節(jié)能降耗工作，陸續(xù)出臺多項節(jié)能降耗政策措施，不斷加強節(jié)能減排體制、機制、法制和能力建設(shè)，切實推進工業(yè)、建筑、交通等重點領(lǐng)域節(jié)能降耗，通過加快產(chǎn)業(yè)調(diào)整、淘汰落后產(chǎn)能、優(yōu)化能源結(jié)構(gòu)和推進節(jié)能型社會建設(shè)等方式，促使我國能源發(fā)展進入新階段，節(jié)能降耗取得巨大成效。

目前在世界上，新能源將逐漸替代傳統(tǒng)化石能源的發(fā)展趨勢已達到廣泛共識。新能源的技術(shù)應(yīng)用，也將成為未來人類賴以生存的核心技術(shù)。

一直以來，我國能源政策的連續(xù)性和因地制宜的能源結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型獲得了顯著成績。能源消費結(jié)構(gòu)呈現(xiàn)巨大變化，化石能源消費的整體下降，清潔能源消費的快速增長;黨的十八大以來，我國生態(tài)文明建設(shè)被提升至前所未有的高度，綠色發(fā)展舉措正在全國落地生根。今天，我國能源生產(chǎn)結(jié)構(gòu)更多元、更合理，能源消費更清潔、更集約。只有繼續(xù)大力發(fā)展新能源與可再生能源，才能實現(xiàn)我國能源與經(jīng)濟、社會、環(huán)境的協(xié)調(diào)發(fā)展，快速走上低碳綠色發(fā)展之路。

在當(dāng)代世界人口、資源、環(huán)境之間矛盾空前激化的背景下，以高效、清潔、低碳和可再生為主要特征的新能源系統(tǒng)，開啟了代替原有能源系統(tǒng)的過程。新一輪的新能源變革將以一種全新的“科學(xué)用能”模式，代替?zhèn)鹘y(tǒng)的、粗放的能源利用模式，最終將把人類社會推進到高效化、清潔化、低碳化、智能化、可持續(xù)發(fā)展的新能源時代。