中国未来能源依靠什么?
首先,必须明确的是,在现阶段以及今后一段时期内,中国在能源供给方面所面临的最大挑战还是煤炭。 尽管我国煤炭资源丰富,但大部分质量较差、开采难度大、成本较高,仅能满足全国1/3左右的煤炭需求,剩下2/3的煤炭需求要靠从国外进口来满足。而目前全球煤炭资源80%集中在俄罗斯、澳大利亚和北美三处(美国页岩气爆发之后),这三处的产量基本可以满足全球煤炭需求的75%左右。
随着“一带一路”倡议的推进,特别是亚投行成立以后,中国在能源领域的国际合作将获得更多机会。但目前来看,主要从资源国进口通道可能更为顺畅,而在需求侧,尤其是技术侧的合作则进展缓慢。以煤电为例,由于欧盟和美国在环保方面的高标准要求,中国目前只能在印度和东南亚寻找合作伙伴,然而这些国家技术力量薄弱,难以提供高水平的成套设备,只能给中国提供一些低端产品。
其次,石油和天然气的对外依存度也将继续提高。国内油气开采虽然取得重大突破,但绝大部分油田处于开采后期,储量产量增幅有限;同时,国内现有管道运输能力已经接近极限,新开的港口接卸能力也受到制约,预计短期内增产作用难以有效发挥。中国对国际油气的依赖程度还会进一步提高。 目前,中国海上石油勘测和生产相关技术已较为成熟,未来可集中力量加快陆地油气勘查开发进程,同时加强国际油气合作,拓宽来源,降低风险。 但无论如何,中国是能源消耗大国,且属于高排放的国家之一。如何实现节能增效是我们面临的重大课题。除了大力发展低碳经济之外,在能源领域,应重点发展风电、光伏发电等新能源,建立分布式能源体系,同时在能源消费端,也要积极推行绿色消费模式。
从一次能源来看,2012年我国能源消费总量为36.2亿吨标准煤,其中煤炭占65.9%,石油占17.6%,天然气占4.9%(世界平均24%),水电和核电占11.6%。当前我国能源面临着总量供应不足、石油天然气对外依存度较高和化石能源利用排放污染物总量较大等问题。预计2020年一次能源消耗48亿吨标准煤,2030年将达到56亿吨标准煤。如此巨大的能源需求,靠什么来满足呢?
从煤炭的资源量和可采量分析,煤炭总量有12000亿吨,但埋深1000米以浅的只有4000亿吨,即1/3。即便这些煤炭都可采,也只够用100年,加上煤炭污染难以消除,煤化工耗水量大,煤化工产品难以进入主流市场,都制约了煤炭的大规模开发利用。因此,煤炭作为主体能源不宜再强化。
从石油、天然气的资源量分析,我国石油、天然气剩余可采储量分别为25亿吨和3万亿立方米,按照目前开采速度仅够开采12年(世界平均54年)和30年(世界平均58年)。石油对外依存度已超过58%,运输存在风险;天然气对外依存度也将持续攀升,从2012年的28%提高到2030年的47%。因此,石油、天然气也难成为我国主力能源。
从水电和核电的开发量分析,我国目前水电、核电装机容量2.49亿干瓦,其技术可开发量为4亿千瓦和1.2亿千瓦,也受到水库淹没、水源短缺和水资源需求增加限制难以提高。因此,这两种能源也只能成为未来能源供应的配角。
从太阳能和风能的开发利用量分析,我国太阳能和风能可开发量分别有150亿千瓦和40亿千瓦,其利用量仅分别为0.02%、0.08%,因此,太阳能与风能的开发利用潜力巨大。
从其他新能源分析,生物质能和地热资源有限(与水电量相当),海洋能和潮汐能仅占0.3%,因此,这些能源也只在局部地区可开发。
从能源转换规律分析,未来煤、石油、天然气等一次能源可转换为二次能源即电能或氢能,其中氢能成本太高和液氢密度太低,难以普及,因此,一次能源最终将转换为电能是最优的形式。根据我国资源禀赋,最丰富的能源为太阳能和风能。因此,未来我国能源应走“以电力为中心”,以太阳能和风能为主导的再电气化道路。
实际上,早在2005年,我在《中国工程科学》上就发表了《以电为中心的能源战略构想》一文,提出了从“一主二辅、三并举”的能源结构即以煤为主,油、水并举;向“二分天下、互补互济”的能源结构即煤和电力平分天下(相当于美国目前的结构),煤和油水互补互济转化,再向“一主三并、再电气化”的能源结构即电力为主导,煤、油、水电并行,实现能源再电气化的能源战略演进路线图。现在看,这个设想是完全正确的,因此,必须加快发展以太阳能和风能为主的可再生能源。