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周胜 清华大学能源环境经济研究所副教授

时间:2010-08-10      来源:wec      
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周胜:首先很高兴来参加这次世界环保大会。这次会议主题为世界环保大会,并主要谈到了低碳经济和气侯变化相关的两个问题。而跟这两个问题最密切相关,并且涉及到我们的研究领域来说,主要是能源技术。能源技术跟这两个问题都有非常紧密的联系。因此,我发言的主题就是“能源技术在中国应对气侯变化中的作用”。我大概分为三个方面进行简单介绍。

 

第一,简单说一下低碳经济。第二主要谈一些低碳技术,主要是低碳的能源技术。然后根据这个会议主题谈一下技术转移的问题。

谈到低碳经济,大家都可以看到:首先,中国是一个发展中国家,需要大力发展经济,但同时中国也需要减少温室气体排放。这是一个基本前提。谈到这个问题就不得不说中国具有的三个基本特点:

第一,中国的经济需要快速增长,中国现在还处于经济高速发展时期。据估计,大概到2020年中国的GDP将比2010年增加1倍,即翻一番。到2050年比2020年增加1倍,这就是中国经济的发展速度。

第二特点是中国的人口。中国是世界第一人口大国,同时中国也采取计划生育人口措施,中国人口估计将在2030年达到顶峰,随后有一个缓慢下降过程。

第三个特点是:中国化石能源不可避免增加,类似于GDP增长趋势,但是要低于GDP的增长速度。这是中国的三个基本特点:人口、GDP和能源,这将带来两个基本的问题:

第一个问题是,能源安全问题。大部分人认为主要是一个石油进口问题。也就是说,由于中国本身石油资源很有限,但随着人民的生活水平的提高,交通能源消耗水平越来越高。到2020年,中国将有60%的石油来自于进口。

第二个问题是:由于中国能源消耗不可避免增加,同时中国能源结构以燃煤为主的特点在短期内不可能改变,中国的温室气体排放也将增加。2020年,中国总的温室气体排放量将超过100亿吨,其中有80%左右是来自能源系统。因此,中国将面临两个问题,能源安全问题和温室气体排放压力。需要说明的是,中国在未来发展过程中,能源消费将增加,但是单位GDP的能耗和单位GDP的二氧化碳排放都将下降,这是一个最基本的结论。

为了解决这两个问题,能源安全问题和温室气体减排,需要做出的努力包括三个方面。第一调整经济产业结构,第二提高能源利用效率,从这两个手段来降低终端能源需求。第三是发展低碳能源技术,从而减少温室气体的排放。中国在提高能源效率方面所做的努力,主要包括增加新的能源技术的研发投入,同时广泛推广成本有效的能源技术。

这是中国最近几年在提高能效方面所做的努力,主要体现在单位GDP能耗,也就是能源强度方面所做的努力。大家可以看出,在“十一五”期间,也就是从2005年到目前将近4年多的时间内,中国单位GDP强度下降非常快,已经达到15%左右。这些数据现在有一些更新。可以看出,05、06、07年提高能效的速度是非常快的,到后来相对变慢。如果仔细分析提高能效的原因,从2000年到08年这个区间,中国节能主要来自三个方面,第一个是居民生活节能,第二是技术节能,第三是调整产业结构。并且,大家可以看出,在03、04、05年中国能源效率没有提高反而有所下降。这是Mckinsey的减排成本示意图。通过这个研究表明中国很多节能减排的成本是负的,也即是说,我们在做这些节能减排活动的同时可以给我们带来额外的经济效益,这是这张图最关键的点。

中国节能减排做的努力首先体现在工业领域。我们统计了一下14种高耗能产业,包括电力、钢铁和水泥等相关产业。大家可以看出,在十一五期间,中国高耗能产业尽管产量有所增加,但是单位产品的能耗也就是能源强度下降很快。这说明中国在技术节能方面做出比较大的贡献,其中有些能源效率提高超过30%左右。而在能源供应侧,最重要部门就是电力行业,从05年到08年供电能耗是持续下降的, 与05年相比,每年下降7到10克标煤。同时,在输电损失也下降得很快,也就是说我们的电力在输电过程中能源效率得到提高,这样使得整个电力效率提高了很多,从2000年37.36%,提高到2007年40.24%。这是中国在电力行业做出比较大的贡献。同时,这也意味着单位供电量二氧化碳排放有所减少,右下角这个图也可以看到这个数,一度电2000年需要排放1087克二氧化碳,到2008年只排放968克二氧化碳,减少了11%左右。

在中国的未来能源供应预测中,我们分析了三种情景,并考虑了两个基本约束,以上要保证能源安全,二是降低温室气体排放。我们进行了各种情景分析。其中,参考情景中可以看到,我们的未来温室气体排放和电力装机容量还是比较高的。第二情景为限制二氧化碳的排放情景,最右边这个情景就是双控情景,不但限制了二氧化碳排放,也限制了石油进口。而这种双控制情景主要通过提高非化石能源比例来达到的,并且降低石油的消耗水平。

要提高非化石能源比例,首先是增加可再生能源比例。中国这几年可再生能源发展比较快,但是比例还是相对比较低。08年数据表明中国有9%来自于可再生能源,其中6.5%来自水电,其他生物能等可再生能源还是占得非常少。中国目前发展水电有很多争议,但是可再生能源中占很大份额,超过三分之二以上。当然,最近这几年发展最快可再生能源技术应该是风电,风电最近5年基本上以每年翻番的方式进行,即每年增长1倍,这个速度是非常快的。到09年底,整个风电的总装机容量超过2000万千瓦,在世界上也是发展非常快的一个国家。

另外一种低碳技术,也就是核能发电。核能发电在欧美发达国家,目前是停滞阶段,但在中国,核电的市场需求非常大。核能总体来说分为四代技术,目前全球投入商业运行400多台核电装机主要是第二代核电技术,即轻水堆或者压水堆技术。目前在中国推广的第三代核电技术主要是美国的AP1000和欧洲的EPR。另外还有中国自己开发的第四代技术,即高温气冷堆技术,其实验阶段已经取得成功,目前正在进行20万千瓦示范项目。总之,核电在中国未来的发展趋势是比较乐观的。

前面谈的主要是供应端能源技术,中国还涉及到石油安全的问题。石油安全问题如果仔细分析一下,实际上和我们的交通需求密切相关。谈到交通需求,需要说明的是,中国人均汽车拥有量在世界上比较低的,如果跟欧美发达国家相比,比例更低。但是,随着我们整个经济水平的提高,或者人们生活水平的提高,交通需求将大幅度增加,这是中国未来能源需求增长最快的一个部门。研究表明,到2020年中国交通能源需求将达到2亿吨到3亿吨石油,这已经比目前的高一倍左右,这给中国带来很大的石油安全问题。

要解决石油安全问题,中国需要大力发展替代能源技术。所谓替代能源技术,在中国来说就是替代石油,减少石油消耗的一种技术,而这种技术涉及到很多方面技术。目前发展比较热有电动汽车技术、生物燃料技术、煤制油技术等,也包括一些提高燃料的经济性和年行驶里程等相关技术手段,并最终来降低中国石油和原油的消耗量。但是,替代能源技术现在还存在很多争议,这些技术里面争议相对比较少是电动汽车。因为电动汽车这个技术主要是利用电而不用油,通过生命周期分析,也就是从能源的最初资源开采、转化、输配到最终用户,一个完整的全生命周期分析。研究表明,每千公里行使里程消耗的能源分直接消耗和间接消耗两种,毕竟电也是通过其他能源转化过来。左图是利用汽油技术,即常规汽车的能源消耗,右边这个主要是电动汽车技术。大家可以看到,总能源消耗和化石能源消耗方面,电动汽车基本上少一半。

电动汽车技术可以节约化石能源消耗,另外,就是温室气体减排。在电的生产过程中,煤的发电过程中也排放二氧化碳。右图表明,每单位公里排放二氧化碳,电动汽车可以减少大概三分之一左右。因此,电动汽车在节能减排方面具有一些优势。但是其他的替代能源技术,主要是生物燃料,包括生物乙醇和生物柴油,煤制油技术,比如煤制二甲醚和煤制甲醇等,这些替代燃料技术争议性比较大。因为,最初发展这个技术的目的是为了减少温室气体排放,主要是减少二氧化碳的排放。但是研究表明,特别是通过生命周期分析来说,在达到相同的行使里程下,第一代生物燃料和煤制油技术基本上没有节能和减排的效果。大家可以看到,除了生物柴油具有一定节能减排效果,相当于只用一半的化石燃料,并少排放温室气体一点。其他的生物乙醇和煤制二甲醚技术将带来更多的温室气体排放,达不到节能减排的效果。

当然,如果以后我们发展更多低碳电力技术,这个节能减排效果会得到大幅度改善。特别是第二代生物燃料技术。所谓第二代生物燃料技术,用的原料主要是农作物秸秆,其温室气体排放会大幅度降低。同时,煤制油技术在中国总体来说既不节能也不减排。但是,中国还有石油安全的问题。中国的煤资源比较丰富,通过发展煤炭液体燃料可以降低中国的石油进口,有利于国家能源安全。因此,中国的煤炭液体燃料还有一定的市场需求基础。

除了相关技术之外,中国还在发展CCS技术,也就是二氧化碳的捕获和存储,目前中国在相关地方也做了相关示范项目。所谓CCS技术,主要是对发电,工艺过程中产生的二氧化碳进行捕集、回收,并且进行稳定的储存。CO2主要是通过化石燃料燃烧产生的,在化石燃料燃烧前、燃烧中和燃烧后可以进行CCS技术。需要说明的是,CCS捕获储存过程中有很多不确定性风险,但是CCS技术在中国面临的更重要的问题是,在收集储存过程中需要消耗额外能源,即将降低中国的能源利用效率,大概降低7-15个百分点,这是需要强调的一个问题。

第二个问题CCS技术要付出代价,即需要额外成本。目前研究表明,每减少排放1吨二氧化碳,大概需要增加成本是20-60美元。大家可以想一想,中国每年几十亿吨二氧化碳排放,如果哪怕回收10%的话,这个代价也是比较大的。

目前发展的还有一种比较有前景的技术,就是煤的多联产技术,该技术以煤为原料,首先对煤进行气化,然后部分气体用来生产液体燃料,里面还有一部分用来合成氨等,部分用来进行燃气发电。这样通过该系统把煤当成一种资源,而不是简单的能源,进行利用,可以大幅度地提高煤炭的利用效率和资源的利用效率。因为,可以同时生产液体燃料、电和化工产品。与单独生产相比,可以少消耗煤炭大概20%左右。如果带上二氧化碳的回收装置即CCS技术,也可以大量降低二氧化碳的排放,即带二氧化碳回收的多联产技术。但是,该技术涉及到电力行业、化工行业和交通部门,目前现在推广起来存在很多困难。

前面主要谈了终端能源技术,主要是提高能源效率技术;低碳能源技术,即供应端能源技术;还有替代能源技术、CCS技术和多联产技术。如果我们要真正达到节能减排的目的,还需要我们做更多的努力,而这些努力最主要的障碍,就是技术的实施和推广。也就是说,目前很多技术还没有真正投入商业运行。包括技术障碍、成本障碍,还有一些市场准入障碍。尽管这些技术面临很多困难,但不得不承认,发达国家存在有很多优势,发展中国家有很大差距。如果在全球做温室气体减排,就需要先进低碳技术转移。我们希望把国际上先进的低碳技术转移到中国。但是,这个技术转移谈了很多,特别是在目前发展比较快的CDM机制框架下,但真正实现技术转移的很少。

CDM机制应该说是最近这几年发展最快的国际合作机制。这几年通过CDM,让整个人类对气侯变化和温室气体减排有了更新的认识。但是,国际上开展CDM合作机制有一个最初的目的,希望通过这个机制促进发展中国家可持续发展,希望能够把相关的先进技术转到发展中国家,比如中国。在一个UNFCCC报告中,该报告基于超过3200多个CDM实际项目进行分析,包括26个大类别。分析表明,技术转移主要涉及设备进口和技术技能的转移,而这些技术和设备是在东道主国家,即发展中国家往往无法获得。总体来说,大概有36%的项目,或者说超过60%的温室气体减排项目申明涉及到国际技术转移。

待会我要说一下,这里面“涉及到”这个关键字非常重要。同时分析表明,这些技术主要是来自发达国家,其中94%的设备和98%技术技能来自下面这几个国家,主要是美国、日本、法国。这就是在CDM机制下进行技术转移情况。需要说明这里的技术转移含义是非常宽泛的,主要涉及两方面:一个是设备进口,另一方面为工艺的管理知识水平转移。大家想一想,这种所谓的技术转移实际上和我们预期的技术转移有很大差距,因为我们并不想通过这种机制得到一些进口设备,我们更希望得到相关核心技术,从而降低我们的节能减排成本。因此,在技术转移方面,发达国家需要以更实质的方式,进行先进技术转移。

总体来说,中国在未来发展低碳经济,和可持续能源两个方面,需要从两个方面去努力。第一,利用国内的资源和力量,加强我们的研发投入,提高技术创新水平,从而加速发展可持续能源技术。第二,增强国内设备制造能力,刚才说了我们通过CDM机制进口设备,如果这些设备都在国内生产和制造,那可能对中国发展低碳技术和能源技术有更好的促进作用。

还有,我们要充分利用国际先进经验和先进技术,并通过某种合作方式来技术转移,从而在发展中国家进行更低成本地推广和应用。

我的发言到此结束,谢谢各位。

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