能源技术在中国应对气候变化中的作用

碳捕获和存储技术是应对气候变化的重要新能源科技。 #生活知识# #科技生活# #科技改变生活# #新能源科技#

简介：周胜，清华大学能源环境经济研究所副教授；在国际生态经济协会主办“低碳经济与国际技术转移论坛”的观点文章。

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前提。中国具有三个基本特点，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年应该说中国的GDP将近2010年增加1倍，翻一番。到2050年比2020年增加1倍，这是中国经济的发展速度。第二特点是中国的人口，中国人口是世界第一人口大国，同时中国采取一些很严格的人口控制措施。中国人口将在2030年达到顶峰，随后有一个下降过程。第三个特点中国能源消化不可避免增加，将呈现反复增长趋势，但是要低于GDP的增长，这是中国的三个特点：人口、GDP和能源。这就带来两个最基本的问题，第一是能源安全问题，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，由于人民的生活水平提高，交通资源，能源消耗水平越来越高，到2020年将有60%的石油来自进口。第二由于中国依存能源不可避免增加，同时中国依存能源结构以燃煤为主短期内不可能改变，中国的温室气体排放也将增加。2020年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。中国面临两个问题，能源安全和温室气体排放压力，这是所带来的两个问题。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的二氧化碳都将下降，这是一个最基本的结论。

因此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，有三个阶段。第一调整经济产业结构，第二调整能源利用效率，从前两个手段来降低能源需求。第三是发展低碳能源技术，可以减少温室气体的排放。首先是中国在提高能源效率方面所做的努力，主要在投入研发新的能源技术，同时在广泛推广能效应用成为有效的能源技术。这是中国最近几年所做的提高能效方面努力，主要在单位GDP的能耗，也就是能源强度所做的努力。在十一五期间，也就是从2005年到目前将近4年多的时间，中国单位GDP强度实际上是下降非常快的，已经达到15%左右，这些数据现在有一些更新。但是通过一些更新可以看出，05、06、07年提高能效的速度是非常快的，到后来相对变慢。如果细分提高能效的原因，从2000年到2008年这个区间，可以看到前3年左右中国节能主要来自三个方面，第一个是居民生活节能，第三技术节能，第三是调整产业结构。可以看出在03、04、05年中国能源效率没有提高反而有所变化。这里表明，提供这些技术的时候，因为我们推广一个技术都需要付出成本，通过这个研究表明，中国很多节能减排成本是负的，我们在做这些节能减排活动的同时，实际上可以给我们带来额外的经济效益。

中国在整个节能减排做的工作，首先就是工业领域。我们统计了一下14种产能产业，包括电厂和一些钢铁水泥等相关产业。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。也就是能源强度有所下降。这说明中国在技术节能方面做出比较大的贡献，其中有些能源效率超过30%左右。而在供应端这一块，最重要部门就是电力节能，从05年到08年供电能耗是持续下降的，也就是说从05年有所下降，以7%到10%的效率提高。同时，在输电损失上也下降的很快，就是说我们的电力在输电过程中能源效率没有提高，这样就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，也意味着单位二氧化碳有所减少。

中国在整个节能减排过程中，分析了三种情景，要保证能源安全，降低我们温室气体排放。我们进行各种情景分析，可以看到未来温室气体排放容量还是比较高。其次，我们限制二氧化碳的排放，不但限制了我们二氧化碳排放，也限制了石油的消耗。而这种双控制情景主要通过提高我们的增加化石石油的比例来达到的，并且降低石油的消耗能力，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2%来自水电，其他生物能还是占的非常少。中国目前的水电尽管有很多争议，但是可再生能源中占很大份额，超过三分之二以上。但是最近这几年发展最快应该是风电，风电最近5年基本上以翻番的方式进行，每年增长1倍，这个速度是非常快的。到09年的时候整个风电的总装机容量超过2千万千瓦，应该说在世界上发展非常快的一个国家。另外一种低碳技术，目前发展在中国，世界上也处于发展的关键点，是核能发电。因为核能发电，发达国家主要是欧洲和欧美国家，目前是停滞阶段，中国由于这个市场需求非常大。整个核能总体来说目前分为四代技术，目前整个全球投入商业运行400多种核电装机主要是第二代技术，清水，压水堆。目前在推广的主要是欧洲的EPR，这个正在中国进行推广。另外还有中国自己开发第四代技术，高温切冷技术，在中国实验室水平已经成功，正在做20万千瓦示范项目，整个核电在中国这几年的情景和未来的发展趋势是非常乐观的。

前面主要是供应端，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是有关的。一个研究结果表明，中国人均汽车拥有量在世界上比较低的，如果跟欧美国家，发达国家相比有很低的水平。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，这是中国增长最快的一种能源部门。研究表明，到2020年中国交通能源需求，将达到2亿吨到1亿吨原油，这已经比目前的原油要高很多，这给中国带来很大的石油安全问题。要解决这个石油安全问题，中国最主要的技术是需要发展替代能源技术。所谓替代能源技术，对于中国来说，就是替代石油，减少石油的一种技术。而这种技术涉及到很多方面，目前发展的有电动汽车，生物燃料，媒介燃料，包括一些提高燃料的积极性相关手段，来降低中国石油和原油的消耗量。但是，对替代能源技术，现在还存在很多争议，这个里面第一个争议相对比较少是电动汽车。因为电动汽车，主要是利用电而不用油，通过生命周期分析是，从整个能源的最初资源，开始转化到利用，到最终用户，一个整合的全生命周期分析。这个研究表明，每千公里消耗的能源分两种，电也是通过其他能源转化过来。电动汽车耗电的过程中，电的生产过程中也需要一些煤的相关消耗。在电的生产过程中，煤的发电过程中也排出二氧化碳。一千公里排放二氧化碳，电动汽车可以减少大概三分之一二氧化碳排放，电动汽车从节能方面具有一些优势。但其他的替代能源技术，如生物燃料，生物乙醇，生物柴油，没有媒介燃料，媒介二甲醚，还有其他的燃料，这些替代燃料争议性比较大。我们最初发展这个技术的目的，是为了减少温室气体，这里面主要是减少二氧化碳的排放。但是各国研究表明，主要是通过生命周期分析，全生命周期分析来说，在达到相同的形式历程下，第一生物燃料和媒介燃料他基本上没有节能和减排的效果。除了生物柴油他具有一定节能效果，比如其他的生物乙醇和二甲醚带来更多的温室气体和二氧化碳，达不到节能减排的效果。以后我们发展更多电力技术，这个效果会得到大幅度改善。所谓第二生物燃料技术，用的燃料主要是农作物秸秆，温室气体排放就会得到大幅度降低。同时，媒介燃料在中国来说既不能节能也不能减排。中国煤的资源比较丰富，通过发展煤炭燃料可以降低中国的石油进口。除了相关技术之外，中国还在发展一个CCS技术，就是二氧化碳捕集和封存，目前中国在相关地方也做了相关示范。CCS技术就是在发电工艺过程中产生的二氧化碳进行补充、回收，并且进行稳定的储存。这里面包括通过化学燃料产生的，在化学燃料燃烧前，燃烧中，燃烧后可以进行CCS技术。但是需要说明CCS储存过程中有很多不确定风险，对于中国更重要的问题是，在收集储存过程中需要花费能源，将降低中国的能源利用效率，大概降低7-15%个点。第二个问题CCS技术要付出代价，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。每年几十亿吨二氧化碳排放这个代价是相对比较大的。但是，目前发展的还有一种比较有前景的技术，就是多联产技术，里面还有一部分用来合成氨等工业生产，这样通过这些系统把煤当成一种资源，而不是简单的能源，可以大幅度地提高煤炭的利用效率和资源的利用效率。在生产煤炭产品，化工产品时比较，如果单纯生产可以少消耗煤炭大概20%左右。这个资源的利用效率提高非常快，另外我们可以带上二氧化碳的回收装置CCS，也可以大量降低二氧化碳的排放，这就是在二氧化碳回收的多联产技术。里面涉及到化工行业和交通部门，现在推广起来存在很多难度。

总体来说前面是终端能源相关技术，主要是提高能源效率技术，还有低碳能力技术，供应段的技术，还有交通能源技术，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，这些努力最主要的原因，就是目前是还没有真正投入商业和运行。因为要么有一些技术障碍，成本障碍，还有一些市场准入障碍。这些技术相对面临很多困难，但是在发达国家有很多优势，不得不承认发展中国家有很多差距。如果在全球做气候变化减排，需要一个技术转移，我们希望把国际上先进的低碳技术转移到中国。但是，这个转移谈了很多，特别是我们目前发展比较快的CDM机制里面，做了很多的工作，整个CDM机制应该说最近这几年发展最快的国际合作机制。因为，包括我们气候变化也是通过这几年的CDM，让整个社会对气候变化和温室气体减排有了更新的认识。但是，我们最初CDM合作机制有一个最初目的，通过这个机制促进发展中国家可持续发展。也就是说能够把相关的技术转到中国，再一个是ENFCCC的一个报告，基于超过3200多CDM项目进行分析，包括26个大类别。主要涉及一个设备进口，还有先进技术的转移，而这些技术和设备是在发达国家，发展中国家往往是得不到技术转移的。这里的技术转移是非常宽泛，主要涉及两方面一个是设备进口，另一方面有一些工艺的管理知识水平转移。这种技术的转移跟我们发达国家需求有很大差距，因为我们并不想通过这种机制得到一些设备，我们希望更多核心技术，即发达国家在技术转移以更实质的方式进行技术转移。

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。第一就是利用国内的力量，加强我们的研发投入和技术创新，从而来发展可持续能源和技术。第二增强我们的设备制造能力，通过CDM的机制进口设备，如果这些设备都在国内生产和制造，那可能对中国发展中国家的低碳技术和能源技术有更好的促进作用。还有我们利用国际先进资源和技术，通过某种合作方式来技术转移，在发展中国家进行更多的推广。

网址：能源技术在中国应对气候变化中的作用 https://www.yuejiaxmz.com/news/view/1296751

相关内容

应对气候变化，中国在行动
应对气候变化，中国在行动（美丽中国）
《中国应对气候变化的政策与行动2024年度报告》发布 应对气候变化，中国在行动
素食主义在应对气候变化中的作用
中经评论：人工智能如何应对气候变化
城市气候变化适应策略：智慧城市在气候变化应对中的重要作用1.背景介绍 气候变化是全球性的问题，它对地球的生态系统产生了深
中国华碳app：碳中和是应对气候变化的关键举措
“中国青少年应对气候变化行动”成果展示活动在中国气象局举行
中国应对气候变化的政策与行动白皮书(全文)
COP29中国角共议循环经济助力应对气候变化的中外实践

随便看看