中國減碳路在何方(上)

文/王慶一 煤炭信息研究院

1 概述

在各種溫室氣體中，CO2對導(dǎo)致氣候變化的溫室效應(yīng)的貢獻約占50%，大氣中的CO2有70%是燃燒化石燃料排放的。在化石燃料中，煤炭的單位熱值CO2排放量最多，我國為2.71t /tce，石油為2.13t /tce，天然氣為1.65t /tce,2010年化石燃料加權(quán)平均為2.55 t /tce。

中國是世界上少數(shù)幾個能源以煤為主的國家之一，也是煤占一次能源消費量比重最高、煤炭消費量最大的國家。2011年，中國煤炭消費量達3570Mt，按熱值計占世界總消費量的49.4%，分別為第二位美國、第三位印度的3.7倍和6.2倍。

中國化石燃料燃燒排放的CO2從2000年的4723Mt增至2011年的8127Mt。其中燃燒煤排放的占79.8%，人均排放量達6.03t，比世界平均值高15%。見表1。

2 潔凈煤技術(shù)是中國減碳的根本出路

2.1 煤炭仍將是中國主要能源

1967年，石油占世界一次能源消費量的比重達40.3%，超過煤炭的38.1%居首位。2011年，煤占世界一次能源消費量的30.3%，石油占33.1%，天然氣占23.7%。

中國能源供需以煤炭為主。煤占一次能源消費量的比重，1952年達95.0%，1970年80.9%，1990年76.2%，2000年69.2%，2010年68.0%，2011年68.4%，2012年67.1%。（國家統(tǒng)計局，2013中國統(tǒng)計摘要）2011年，美國煤炭占一次能源消費量的22.1%，歐盟16.9%，日本24.6%。占比超過50%的，除中國外，只有印度（52.9%）、波蘭（58.25）、哈薩克斯坦（59.8%）和南非（73.6%）4個國家。

據(jù)國際能源署（IEA）預(yù)測，到2020年，世界煤炭消費量將達61.7億tce，超過石油重新成為世界第一能源。發(fā)電仍將是煤炭需求增長的主要驅(qū)動力，潔凈煤技術(shù)將推高長期煤炭需求。到2035年，中國煤炭消費量將達52.9億tce（原煤74億t），占世界的47.9%。

按目前趨勢發(fā)展，預(yù)計到2020年中國一次能源消費量將達55億tce，煤炭消費量將達50億t，占65%。煤炭工業(yè)“十二五”規(guī)劃2015年煤產(chǎn)量39億t，煤炭消費量控制在40億t以內(nèi)的數(shù)據(jù)還有待商榷。

值得注意的是，2011年公布的煤產(chǎn)量為35.2億t。而根據(jù)國家發(fā)展改革委網(wǎng)站、中國煤炭工業(yè)協(xié)會和省級政府公布的分省煤產(chǎn)量相加，2011年全國實際煤產(chǎn)量為38.7億t，2012年煤產(chǎn)量超過40億t。

總而言之，中國煤炭產(chǎn)量和消費量仍將大幅增長，煤占一次能源消費量比重可能稍有下降，但仍將是中國的主要能源，2020年約占2/3。

2.2 煤炭難以替代

煤炭替代能源和技術(shù)主要有可再生能源、核電、頁巖氣、頁巖油、氫能、電動汽車等。

美國加州碳研究所提出能源生命周期評價“凈能比”的概念，“凈能比”是一次能源生產(chǎn)扣除所投入的能源后剩下的凈能量與產(chǎn)量之比，分析了化石燃料、核電、風(fēng)電、地?zé)?、生物質(zhì)能等18種能源的凈能比，影響因素包括資源和材料供應(yīng)、資源地理位置、交通運輸、廢物處理、生態(tài)環(huán)境等。分析得出的主要結(jié)論是：（1）化石燃料是世界上質(zhì)量最高的燃料，且儲量正迅速減少，沒有任何替代能源的組合能滿足現(xiàn)今工業(yè)社會的需求。（2）從凈能比看，目前對新技術(shù)替代的期望可能過于樂觀，頁巖氣、油頁巖、油砂的前景被夸大了。碳捕集和封存、第4代核電存在很大不確定性。（3）低或負(fù)凈能量增益能源包括大多數(shù)生物質(zhì)和生物燃料、氫能系統(tǒng)、油頁巖、油砂等，有些還存在不可接受的環(huán)境問題。大規(guī)模生產(chǎn)的風(fēng)能和太陽能有間歇性問題。地?zé)岷统毕苡泻芨叩膬裟鼙?。?）未來能源供應(yīng)將更多地受環(huán)境限制，如氣候變化、淡水匱乏、農(nóng)田毀壞等。（5）要對消費模式和生活方式的巨大變革做好準(zhǔn)備，樹立保護人類生存環(huán)境的新道德。

按照凈能比分析，光伏發(fā)電、生物質(zhì)發(fā)電、生物燃料、油頁巖、油砂等是低凈能比甚至負(fù)凈能比能源。在電力為主的中國（2010年煤電占總發(fā)電量的76.1%），純電動汽車既不節(jié)能，也不環(huán)保，CO2排放量比燃油汽車高50%。發(fā)展負(fù)凈能比能源和技術(shù)，會增加能源消費量。

近年我國可再生能源“大躍進”，由于政策不當(dāng)，管理不善，目標(biāo)過高，混亂無序，投資失控，浪費嚴(yán)重，損害環(huán)境。尤其是光伏行業(yè)，2012年全國光伏電池組件產(chǎn)能達40GW，產(chǎn)量23GW，產(chǎn)能利用率僅58%。出口18GW，這意味著出口540億kWh，電力，留下3400萬tCO2排放量。多晶硅生產(chǎn)污染環(huán)境，破壞生態(tài)。制造1kg多晶硅耗電600kWh，排放4kg有毒物質(zhì)。寧夏石嘴山多晶硅廠排放的四氧化碳和氯化氫，導(dǎo)致周圍寸草不生。

西南水電“大躍進”對當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)環(huán)境的破壞，已經(jīng)不亞于上世紀(jì)六七十年代對森林的毀滅性砍伐。西南水電過度開發(fā)，大上黃磷、電解鋁等高耗電項目，無助于節(jié)能減排。金沙江溪洛渡和向家壩水電站，2013年6月起將有10臺80萬kW機組投產(chǎn)，但輸電線路建設(shè)遠遠跟不上，估計將有200億kWh水電棄用。

風(fēng)力發(fā)電由于并網(wǎng)和消納不暢，2011年棄風(fēng)20.3GW，占安裝容量的12%，發(fā)電量相當(dāng)于3.3Mtce，風(fēng)電企業(yè)損失50億元，相當(dāng)于風(fēng)電行業(yè)利潤的50%。

我國發(fā)展可再生能源不惜代價，除犧牲環(huán)境外，還付出巨額補貼。2012年，可再生能源發(fā)電（風(fēng)電、光伏發(fā)電、生物質(zhì)發(fā)電）征收電費附加達300億元，中央財政撥付金太陽工程補貼130億元，合計430億元。

我國頁巖氣開發(fā)面臨技術(shù)、經(jīng)濟性、耗水、輸氣管網(wǎng)等障礙。目前，開采頁巖氣的核心技術(shù)尚未掌握。頁巖氣藏埋深度超過3000m（美國800～2000m），打一口井要花6000萬元到1億元，開采成本高達1.24～2.68元/m3。財政補貼0.40元/m3遠遠不夠。水力壓裂每口井耗水2～4萬m3。相關(guān)專家認(rèn)為，我國頁巖氣產(chǎn)量達到1000億m3需要20～30年。

表1 世界CO2排放量

2.3 潔凈煤技術(shù)是中國減排CO2的根本出路

以上分析表明，我國煤炭產(chǎn)量和消費量正以驚人的速度大幅增長，2012年原煤產(chǎn)量達36.5億t，為2000年的3.7倍，煤炭進口量達2.89億t。在未來幾十年內(nèi)，煤炭仍將是中國的主要能源，預(yù)計2020年煤炭消費量將達50億t，2035年達74億t。煤炭難以被替代，可再生能源的作用有限，光伏發(fā)電等負(fù)凈能比能源反而會增加當(dāng)年一次能源消費量。近年可再生能源增速雖然遠超煤炭，但可再生能源增量遠低于煤炭增量。2000～2010年，新增煤產(chǎn)量1322Mtce，相當(dāng)于新增可再生能源開發(fā)利用量195Mtce的6.8倍。調(diào)整能源結(jié)構(gòu)、降低煤炭占比前景堪憂。再則，煤炭占比長期保持70%左右的能源結(jié)構(gòu)，已經(jīng)形成“碳鎖定”，很難改變。

因此，煤炭潔凈、高效利用是我國減排CO2的根本出路，應(yīng)把發(fā)展?jié)崈裘杭夹g(shù)放在能源戰(zhàn)略的首要位置，研究制訂新的潔凈煤技術(shù)計劃和政策措施。

聯(lián)合國工業(yè)發(fā)展組織2011年發(fā)表的《中國清潔發(fā)展路在何方》研究報告指出：到2050年，高碳能源低碳利用對中國碳減排的貢獻率有望達到77.5%。

未完待續(xù)……