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中国工程院重大咨询项目中国能源中长期(2030、2050)发展战略研究成果聚焦
来源:系统管理员   发表时间:2011-03-01
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能源科学发展观研究概要
——《我国能源中长期发展战略研究报告》要点

 

作者:杜祥琬 来源:科学时报 发布时间:2011-3-1

 

 

中国经济已走到了一个必须“转型发展”的关键期,即由比较粗放的发展转向科学发展,由资源的低效高消耗转向资源的节约高效利用,由牺牲环境转向环境友好,由投资、出口驱动转向内需、创新驱动,由低端产业的规模扩张转向高附加值高质量的发展。
 

我们需要综合运用体制机制改革、管理调控措施、经济政策、法律、行政措施、科技创新和文化创新推进等手段,形成科学的政绩考核体系和节能减排的长效机制,为绿色、低碳发展提供有力保障。

 
□执笔:中国工程院原副院长杜祥琬院士
 
能源科学发展是国民经济和全社会科学发展的基础。21世纪上半叶,中国经济将经历快速增长阶段、平缓增长阶段,然后过渡到中低速增长阶段,并实现第三步战略目标。过去的30年,中国经济高速增长,成就巨大,但也积累了一系列不平衡、不协调、不可持续的深层次矛盾。中国经济已走到了一个必须“转型发展”的关键期,即由比较粗放的发展转向科学发展,由资源的低效高消耗转向资源的节约高效利用,由牺牲环境转向环境友好,由投资、出口驱动转向内需、创新驱动,由低端产业的规模扩张转向高附加值高质量的发展。就能源而言,“十五”以来我国能源消费总量过快增长,10年增长2.2倍,给资源环境带来巨大压力。我国GDP目前占世界生产总值不到10%,但能源消耗已经高于20%,能源排放的污染气体居世界首位,温室气体占世界总量的25%,GDP的能耗、污染排放和碳排放都过高。我国煤炭的年产量已达30亿吨,其中只有不到一半符合科学产能的要求,多半产能达不到安全生产和保护环境、生态的国际标准。资源和环境代价过重、结构不良、效率偏低和能源安全是我国能源存在的主要问题。我国能源必须改变粗放的发展方式,开创一条科学的、可持续发展的新型道路,必须“坚持以科学发展为主题、以加快转变经济发展方式为主线”谋划今后的发展。
 
我国可持续发展的能源战略,可表述为“科学、绿色、低碳能源战略”,其基本思想可概括为:加快调控转型,强化节能优先,实行总量控制,保障合理需求,优化多元结构,实现绿色低碳,科技创新引领,体系经济高效。其内容要点如下。
 
能源科学发展观的内涵首先是转变能源供需模式,使其由“以粗放的供给满足增长过快的需求”向“以科学的供给满足合理的需求”转变
 
转变能源供需模式是转变发展方式的重要组成部分。这里的关键在于对能源供需的科学分析评估,而不是按粗放高速增长作惯性外推预测。为了科学评估能源供需,要回答两个问题:一是能源科学供给能力是多少,其中包括对煤炭科学产能概念的认识、对其他能源发展潜力的技术、经济分析以及对环境容量制约因素的分析。二是未来能源持续高速增长是不是合理的需求。
 
能源科学供给能力
 
煤炭科学产能是指在安全、高效、洁净、环境友好的条件下生产煤炭。根据煤炭组专家的判断,符合科学开采的煤炭产能在20年后预计可达到34亿~38亿吨,而我国现在每年生产的30亿吨原煤只有不到一半符合科学产煤标准。假设2020年我国就可实现科学产能34亿吨(24亿吨标煤),再加上水电、油气、非水可再生能源以及核电等可预计产能,则2020年的科学供能约为40亿~42亿吨标煤。当然,实际的经济运行很难完全达到科学产能的要求,可能超过几亿吨,若超过很多,只有靠粗放挖煤来实现,导致资源、环境的约束进一步趋紧。
 
国内生态环境制约因素不断加强。环境污染和生态破坏造成的损失占当年GDP的3%~4%,一些污染严重地区的环境污染损失已经占到GDP的7%以上。环境污染已对人体健康产生明显影响。城市空气中颗粒物污染导致的健康危害在城市病死因中所占比例达13%。环境污染与能源结构和粗放发展方式关系密切。
 
未来能源需求持续高速增长并不合理
 
表1为2000年与2009年几种高能耗产品产量对比。由表中可知,我国高能耗产业已进入饱和期,可以满足相当大规模的基本建设需求。现有产能可满足每年完成25亿~30亿平方米建筑竣工面积、10万公里公路、7000公里高速公路、6000公里铁路、1500公里高速铁路和改建新建20个机场,已经超出合理建设规模的需求。同时,建筑节能、交通节能等领域节能潜力明显。三大产业结构调整节能潜力大。高能耗产业不应也不可能持续高速增长。

 

 

 

如果我国在2020年单产能耗比2005年降44%,2030年单产能耗比2005年降68%,那时,仍比日、欧的能耗强度高一倍,而今后发达国家的能源强度将继续明显下降。我国能源需求不应长期持续保持高增长。因此,我国从人均4000美元发展到2万美元,不能长期依靠初级生产力要素的投入,而要转变到注重质量、效益,创新驱动、内需驱动、健康消费的科学发展轨道上来。必须过渡到以更为先进的产业作为经济增长点。逐步降低能源弹性系数,既是必要的,也是可能的。

 
科学地认识2050年前我国能源发展阶段的战略定位
 
2050年前的40年,是我国能源体系的转型期。能源体系要从现在比较粗放、低效、高排放、欠安全的能源体系,逐步转型为节约、高效、洁净、多元、安全的现代化能源体系,能源的结构、“颜色”、质量都将发生革命性的变革。2050年后,我国将拥有一个中国特色的能源新体系,我国将进入比较自由的绿色、低碳能源发展阶段。我国未来的能源是可持续发展的,这是一个重要的战略判断。
 
2030年前的20年,是上述能源转型期中的攻坚期(困难期)。其间,要花大力气形成节能提效机制、实现新型能源(包括核能、可再生能源等)的突破、化石能源的洁净生产和利用、实现污染排放和温室气体排放的控制。石油安全供应和替代、电力系统优化发展、农村能源形态的显著进步等一系列重大问题得到基本解决。
 
2020年前的10年,特别是“十二五”,是上述攻坚任务能否完成的关键期,是全面转向科学发展轨道的关键期。为经济转型实现重大调整,能源消费增长结构将有显著变化,节能、提效、减排取得新的明显成效,并逐步实现能源供需模式的转变,实现可持续的供需平衡以支撑科学发展。
 
能源科学发展必须强化“节能优先、总量控制”战略
 
节能、提效、合理控制能源需求,是能源战略之首。对我国这个人口大国,人均资源短缺的国家,必须确立“人均能耗应控制在显著低于美国等发达国家水平”的战略思想。美国的人口占世界总人口的5%,却消耗世界每年能源总量的20%,这样的人均能耗是不可取的。
 
基于对我国经济结构调整必要性和可能性的分析,对我国单位GDP能耗的分析和结构节能、工业节能、建筑节能、交通节能及社会消费节能潜力的分析,我国的节能提效不仅必要,而且可能。这项战略旨在使实现国家第三步战略目标的总能耗(特别是煤炭石油消耗“天花板”)最小化,以较低的能源弹性系数(<0.5,并随时间进一步降低)来支撑经济发展。
 
2015年能源消费总量掌握在40亿吨标准煤是一个合适的控制目标。(这里已经考虑了容忍一定程度的非科学产能)按2010年能源消费总量32.5亿吨标煤,“十二五”平均GDP年增长8%,实现5年能源强度下降16%计算,2015年能源消费总量即是40亿吨标煤。16%的节能降耗目标相对保守,实际执行仍然有比较大的提高空间。如果GDP增长速度达到9%,则需适当加大节能力度(能源强度下降19%),仍可把能源消费总量控制在40亿吨标煤。实际上,如果工作做得好,“十二五”能源强度再下降20%也是可能的。
 
实现能源消费的总量控制既要控制GDP能源强度,又要控制年均GDP过快增长。“十二五”期间GDP平均增长8%,已经是一个很积极的高水平增长目标。当前我国面临尽快转变经济发展方式的内外巨大实际需要。从国内经济环境看,目前的高增长率过多依靠投资。投资率过高,一方面过多地挤压了国民收入中的消费比例,使多数普通劳动者的可支配收入增长受到了严重制约,限制了拉动消费性内需;另一方面又进一步扩大产能过剩,使投资效益不断下降。同时由于投资高速增长主要依靠银行信贷扩张,流动性过高问题依然明显,通胀压力持续不减,导致国民财富进一步流失。从国外经济环境看,进一步扩大外需的空间总量有限。同时,继续依靠加工、依靠低价劳动和资源投入,从而大量增加进口,已经很难支撑经济增长和提高国民收入。因此,8%的高质量GDP增长是十分积极而适当的。
 
能源科学发展必须确立“煤炭科学产能”的概念,努力实现煤炭的科学开发和洁净、高效利用与战略地位调整
 
煤炭目前是我国主力能源,煤炭的洗选、开采和利用必须改变粗放形态,走安全、高效、环保的科学发展道路,煤炭在我国总能耗中的比重应该也可能逐步下降,2050年可望减至40%(甚至35%)以下,其战略地位将调整为重要的基础能源。
 
应该尽量降低煤炭消费增长速度,使煤炭消费总量较早达到峰值,使一次能源增量尽可能由洁净新能源提供。要树立“煤炭科学产能”新概念,实现煤炭安全高效生产、煤炭的清洁高效利用。根据科学产能的要求,应该也可以把合理的煤炭安全产能控制在38亿吨以内。同时,报告给出了煤炭“洁净化度”的概念和定量描述,可作为该行业的一个考核指标。
 
能源科学发展必须确保石油、天然气的战略地位,增大天然气的比重
 
确保石油在今后几十年的安全供应和能源支柱之一的稳定战略地位。石油国产控制在每年2亿吨(或近2亿吨)可继续保持几十年,但我国石油储采比较低,对外依存度将进一步走高。石油的战略方针是:大力节约,加强勘探,规模替代,积极进口(消费和战略储备)。
 
天然气(含煤层气、页岩气和天然气水合物等非常规天然气)是较洁净的化石能源。我国潜在资源较丰富,应该也可能大力发展天然气能源,并将它放到能源结构调整的重点地位上来,增大其在我国能源中的比重。2030年可达到国内产天然气3000亿方,加上进口可达4000亿~5000亿方,将占到一次能源的10%以上,天然气将成为我国能源发展战略中的一个亮点和能源结构中的绿色支柱之一。
 
能源科学发展必须努力优化能源结构,加快非化石能源的发展
 
积极、有序发展水电,大力发展非水可再生能源
 

水电是2030年前可再生能源发展的第一重点。由于其资源清晰、技术成熟,在国家政策上,应在做好生态保护的同时,促进其积极、加快、有序发展。预计2020年、2030年和2050年水电分别达到装机3亿千瓦、4亿千瓦和4.5亿~5亿千瓦。

 
因地制宜,积极发展非水可再生能源。太阳能资源丰富,可利用的太阳能发电资源约20亿千瓦;风能资源大于10亿千瓦,陆上大于海上;生物质能资源约3亿吨标煤,并有培育的潜力。我们应尽早使风能、太阳能、生物质能等成为新的绿色能源支柱。
 
2020年前应重在核心能力的创新、技术经济瓶颈的突破,重点解决风电提高经济效益、太阳能光伏与光热发电降低成本、间歇性能源并网和纤维素液体燃料技术等,扎实打好基础,作好示范,逐步产业化、规模化。大力推广已有基础的太阳能热利用、生物沼气,积极发展地热能、海洋能。高度重视垃圾的分类资源化利用。实现我国农村的能源形态现代化。
 
非水可再生能源在2020年、2030年和2050年的总贡献有可能分别达到2亿Tce、4亿Tce和8亿Tce左右。可再生能源(水和非水)的战略地位将由目前的补充能源逐步上升为替代能源乃至主导能源之一。
 
积极发展核电是我国能源的长期重大战略选择
 
经过国产和进口并举努力,铀资源不构成对我国核能发展的根本制约因素,核电的安全性和洁净性必须保证也是可以保证的。核能按照压水堆—快堆—聚变堆“三部曲”的基本路线图可实现长期可持续发展。核能绝不仅仅是核电站,而是一个产业链,包括核资源、核燃料循环、核电站、后处理、核废物处置等。在目前压水堆为主的发展阶段,应充分发挥已成熟的二代改进型的作用,发展沿海和内陆电站,同时积极试验和掌握三代技术。推动中国快堆技术加快发展,并支持创新技术。2020年核电可望建成7000万千瓦,使核能和可再生能源的总和占到总能源的15%以上。2030年核电达到2亿千瓦,2050年达到4亿千瓦以上。2050年,核能将可以提供15%以上的一次能源。之后,核电将继续发展,成为我国未来的主要能源之一。
 
发展中国特色的高效安全(智能)电力系统、分布式用电方式和储能技术
 
在我国能源结构中,电力所占的比重将逐步增加,在电力结构中,非火电的比例将逐步增加,而煤电在电力中的比重将逐步下降,2050年可降至35%左右。
 
建议政府主管部门牵头,多方参与,分析不同方案,通过科学论证,特别是安全性、经济性论证,做好中国电力发展的规划和电网构架的规划;利用信息技术与电网技术的结合,建设信息化、自动化、互动化的智能电网,达到提高电网的效率、安全性,也使电网有效接纳新能源的目标;做好“风、光、储、输、用”示范工程;重视风电和光电的非上网和分布式用电方式;多种技术并举发展储能技术。
 
旨在能源科学发展的绿色、低碳能源战略是经济—环境双赢的战略
 
实施科学、绿色、低碳能源战略,将明显抑制污染气体和温室气体的排放。SO2等污染气体排放,将在目前的基础上逐步下降,并将在2030年前显著解决污染排放问题。以CO2为主的温室气体排放强度将逐步降低,首先在“十二五”期间使碳排放强度再降20%,绿色、低碳能源战略将确保我国已作出的主动承诺的兑现,并可能使我国CO2排放的总量在2030年前达到峰值,然后逐步下降,在2050年回落到70亿吨/年以下的水平。之所以确定这样的目标,首先是我国的内在需求,同时这也会在国际舞台上为我国争得战略主动权。
 
我国承诺2020年比2005年下降40%~45%的碳排放强度主要靠节能、提效来实现。降低能耗强度的贡献为主,非化石能源贡献8~10个百分点,加上化石能源洁净化的贡献共同完成。
 
中国能源的二氧化碳排放量如果按照现在的惯性发展下去,将很快突破100亿~120亿吨/年;按照绿色低碳能源战略会在10~20年后达到峰值(约90亿吨/年),然后下降。
 
能源科学发展需要强有力的科技支撑
 
科学、绿色、低碳能源战略不仅将催生新的经济增长点,也将推动科技创新和抢占新的战略制高点。
 
科技对能源的支撑涉及三个层次:一是基础性研究,包括新材料、新工艺、新概念等的创新,例如,新型太阳能电池、太阳能热发电新概念与技术、纤维素乙醇中酶的研究、微藻液体燃料研究、裂变聚变混合堆新概念等;二是新技术的创新,解决发展的技术瓶颈,例如,煤炭的高效安全洁净开采技术、间歇性能源并网和分布式用电技术、煤气化多联产技术、核燃料后处理和核废料处置、碳捕捉利用和储存技术、电动车技术、海洋能利用技术、新脱硫技术、储能技术等;三是重大工程项目和战略性产业的支持,例如,节能技术与工程、快中子实验堆工程、能源资源的勘探、百(千)万屋顶太阳能工程、风、光、储、输、用示范工程、煤的洗选技术推广、水电工程、智能电网等。
 
“十二五”期间需重点支持的领域和项目包括推进核电、水电和天然气的发展,加快煤炭洁净化和安全生产,支持非水可再生能源的创新发展,采取有力措施改变汽车业和建筑业的发展模式等。建议国家统筹规划、分渠道落实。
 
本世纪上半叶我国能源科学发展的展望
 
实施科学、高效、绿色、低碳能源战略,预期到2030年前后我国能源发展将出现历史性的转折点。其标志是:节能、提效达到国际先进水平,开始引领世界节能潮流;煤炭科学高效安全生产和洁净化达到先进水平;煤炭消费量得到控制;核电实现大规模发展并突破实验快堆技术;天然气和水电的开发大幅度进展;能源结构得到明显调整,CO2的排放量达到峰值;太阳能发电、风电和生物质能等突破技术经济瓶颈,走上大规模快速发展道路;能源科技创新能力显著提高,达到国际先进水平。
 
实施科学、绿色、低碳能源战略,预期到2050年,我国将基本完成能源体系的变革,实现能源供需模式的科学平衡。能源结构中,洁净能源将占一半以上,并呈继续增加势头,为下半世纪的发展打下坚实而良好的基础。
 
2020年、2030年、2050年我国基于科学产能和用能的一次能源结构约为如下情景(表2)。
 
 
注:表中的数据并非对实际能耗量的预测,而是“以科学的供给满足合理的需求”为基础实现供需平衡的情景,实际的一次能源总量可能超出数亿吨,如果超出过多,有两种可能。一是煤炭的供需量显著超出了科学产能的实际能力,使我国资源环境和能源安全态势更加趋紧。这是科学发展不希望出现的一种情况。二是清洁能源(核电、可再生能源、天然气)的发展显著超出本战略的估计,这是我们所乐见的。本战略提出的控制总量“天花板”,不包括上述各种清洁能源。
 

实施科学、绿色、低碳能源战略的重大建议

 
在市场经济的大环境下,在粗放发展的惯性力作用极强的情况下,如果没有一只强有力的宏观调控的大手,就难以实施科学、绿色、低碳的能源战略。必须用强有力的政策手段,抓住“十二五”这个关键期,以降低GDP能源强度,控制能源消费增长速度和数量为抓手,促进发展方式加快转变,尽早走上重质量、重效率、绿色、低碳、节约、创新驱动的发展道路。我们需要综合运用体制机制改革、管理调控措施、经济政策、法律、行政措施、科技创新和文化创新推进等手段,形成科学的政绩考核体系和节能减排的长效机制,为绿色、低碳发展提供有力保障。
 
管理体制
 
国家设立能源统一主管部门,全面负责制定能源战略。用战略指导规划,规划落实战略。能源政策、法规标准和经济调节手段要按战略和规划的要求调整。以有力的宏观调控手段,调整结构、大力节能、转变发展方式;对能源新产业,主动进行优化引导;对争议较大的能源重大决策,通过科学程序主动决策,使我国能源有序健康发展。
 
对各级政府和企业,完善科学的考核指标体系,在GDP的增速上,强调又好又快,不宜追求两位数的增长,注重发展的质量、效益,把节能、绿色、低碳的要求作为硬指标,列入考核体系。引进化石能源消费总量控制目标,以防止盲目扩大投资,避免单纯追求GDP增速。
 
经济政策
 
以有力的经济政策为杠杆,倒逼地方和企业节能减排的内在动力。完善能源立法,出台资源税、能耗税、排放税、碳税、物业税、调整能源价格、强化资源管理等政策,完善各类准入标准、技术标准,提高节能标准,严控高耗能产品出口,鼓励高附加值产品出口,从制度上引导低耗能建筑、节能减排汽车,促进建筑业和汽车业的健康发展,适当控制我国汽车拥有率,严控高能耗产业的增长,大力发展生产性服务业。在“十一五”节能减排工作成效的基础上,“十二五”再实现20%的节能降耗目标是必要的,也是可能的。
 
尽快落实一批关键能源政策
 
包括进一步发展煤炭集约科学产能,尽快用筛分洗选煤替代动力原煤;恢复水电项目审批;利用已有成熟核电技术加快内陆核电建设;全面提升天然气加速发展所需要的体制和管理环境;加强可再生能源科技研发投入,解决可再生能源发展的系统瓶颈,调整政策支持方向;对电力发展进行包括电源和电网结构布局的系统优化规划等。
 
建设国家级的能源科技研发机构和平台,加快能源重大科技攻关
 
增加能源科技投入,对洁净煤技术、高效能源利用技术、先进发电技术、新型用能技术、新型核电技术等,制定具体的发展路线图并进行国家主导的科技攻关。建立新能源发展专项基金,把支持的重点放到科技研发和工程示范上去,突破技术经济瓶颈,培养能源新科技人才,促进自主创新,增强核心能力,争取占领能源发展的战略制高点。
 
大力提倡绿色消费和生态文明理念
 
把资源承载能力和生态环境容量作为经济活动的制约条件。从各级政府机构带头,到全民素质的提高,倡导适合中国国情的“健康的物质消费、丰富的精神追求”的消费方式、生活方式,加强与生态文明相应的精神和文化建设,使“两型社会”建设落到实处。
 
“中国模式”在探索中,中国人必须创造一条可持续发展的新型道路,科学、绿色、低碳能源战略是这条道路的要素。这条道路的创新,将是中国对人类作出的最重要的贡献。
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