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选择字号:   本文共阅读 1011 次 更新时间: 2009-10-09 03:51:08      添加到我的收藏
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武建东:如何造就下一代能源体系
·武建东
标签: 能源体系

    反思工业革命的成就和代价,表明依靠传统能源拉动世界经济增长的模式已走到尽头,清洁能源将引领人类能源新体系。
    美国能源变革的突破方向之一是将能源提升为能量通货,它一旦与纸币通货体系并列,就会在世界经济重组中发挥重大功效。
    加快探索下一代的能源、下一代能源的管理体系和下一代国际碳排放的管理体系是中国建立新竞争力的核心。
    
    工业革命以来的能源体系必须更新
    
    工业革命最伟大的成就之一就是建立了以矿物能源为主的人类生产方式和消费方式,其中19世纪以煤炭为动力的革命,造就了英国、德国、法国等欧洲国家称雄的世界;20世纪以油气为主的动力革命,造就了美国、日本和欧盟国家发展的奇迹。目前,全世界每年大约需要消耗1.06×1018cal(100亿-110亿吨油当量)的能量,倘若以这个体量的传统能源消耗持续运转,综合性的气候和环境危机将进一步恶化。它表明依靠传统能源拉动世界经济增长的模式已经走到尽头,清洁能源的变革将不可避免地发生。
    为此,21世纪迫切需要以清洁能源为主的能源革命造就全球下一代的能源体系,而信息革命面临的最深刻挑战就是逆转目前的传统能源的消耗方式,帮助清洁能源建造人类使用能源的创新体系。这个转变有三个使命,其一是要以信息技术改造和提升现有的能源体系,特别是以发展智能互动网为基础提高能源效率;其二是要逐步更新以化石能源为主的能源利用体系,采用就在自己本国国内、低污染、能够大量获得、可以良性循环的清洁能源体系;其三是要建造消费者和生产者可以互动的能源运转体系。
    世界上无论大国、小国都可能在这场竞赛中获得成功并缔造人类新的生产方式,而且经过这场竞赛的强盛国家必将把握未来世界经济的制高点,中美两个能源消费大国在这场全方位的变革中面临着资源、技术、需求、观念等方面的竞争与合作。美国目前已经启动了“美国清洁能源法案”为首的立法变革,对中国而言,同样面对一个巨大的历史机遇。
    
    全球的生产和生活方式或将颠覆
    
    目前国际能源署正在成员国内部协商2050年实现清洁能源计划的路线图,其目标是到2050年实现能源消费的50%来自可再生能源,25%来自核能,另外25%来自矿物能源的清洁使用,但是这一部分必须实现碳封存和捕获。我判断一些发达国家可能会把这个时间表提前10年、甚至20年。这个路线图一旦付诸实施将更换目前人类使用的主力能源系统,三四十年彻底颠覆全球的生产方式和生活方式,这个巨大的转型也对中国的经济发展提出了深刻的挑战!
    
    美国:能源革命踏上“不归路” 经济进入新的“寻宝期”
    
    奥巴马降低赤字压力催生能量成为新的“通货”
    
    今年2月26日奥巴马向国会提交了总额为3.6万亿美元的2009财政年度预算案,预计2009年度美国联邦预算赤字将达到1.75万亿美元﹙目前超过了1.84万亿美元﹚,占国内生产总值即GDP的12.3%,这实际上等于预计了美国2009年的GDP将达到14万亿美元左右。或者说,保住了这个GDP的规模,美国经济就不会崩溃,美国的危机就会实现转型。这份预算案还包括了被美国舆论称为最具雄心的世纪提议,即奥巴马政府决定推进限制温室气体排放的能源和气候改革计划,强制污染方负担排放的代价,奥巴马计划在首个任期结束前的一年,即2012年开始出售这个“污染排放许可”。
    在该预算案中奥巴马宣称,本届政府计划到2013年将预算赤字降到5330亿美元,这意味着奥巴马任期的四年内美国将大规模减少1.2万亿美元以上的赤字,这将是美国历史上空前绝后的减赤创举,几乎只能成功,不能失败。为此,只有通过资本和资源的国际大重组才能实现这个套利,这也就需要美国政府必须加快推进以能源为主的产业革命以扭转经济衰退趋势。因此,美国的能源产业革命已经步入不归路,美国经济已经进入历史上新的寻宝期。
    目前美国能源变革的突破方向之一是将能源提升为能量通货,这将直接导致能量升级为一个价值概念,成为将世界的商品联结起来的国际通货,具有与货币体系等同的本位通货作用,可以运转世界财富。2012年污染方购买排放许可的运转应该是这个能量本位制度成型的基础。
    能量通货一旦与纸币通货体系成为一种并列的通货,就会在世界经济重组中发挥重大功效。根据我对2008年全球发电总量的估计,目前全球二氧化碳的排放已经超过了400ppm,也就是说大约每1ppm二氧化碳排放量对应着1500亿美元的全球GDP。各国央行管理纸币通货体系的运转,那么也可以创造一种新的国际机制管理国际碳权利交易。美国目前正在加快建立全球温室气体的监测系统,设计商品进出口的碳权利管理系统,也公开了要通过碳关税等形式管理新的全球商品交易体系的战略意图。而目前,中国一些公司填报出口单据时已经要加填碳指标了,这应该是全球碳权利管理的前期筹备,传统的国际经济体系运转方式发生转型性变化已经为期不远了。
    
    国内立法开道,国际上施压欧洲将基准减排年推至2005年
    
    奥巴马上任之后,其气候和能源改革的战略是历届总统中最具魄力同时最具风险的。原因有三:其一,民主党在议会两院占有优势,立法开道有政党保障。其二,奥巴马改革择选了从国内法到国际推广的路径,有国内立法作为衡平基准,奥巴马可以在全球推广中纵横捭阖、灵活应对。其三,危机时代,利用立法开道可以将气候和能源变革作为一种历史潮流,使其效果发挥尽致。从这个意义而言,奥巴马的气候和能源改革更追求前所未有的创新行动,并在两党辩论中不断妥协,以形成立法成果,这实际上使得奥巴马的气候和能源变革将更多地具有实用主义的内涵,而较少理想主义的色彩。
    2009年6月26日,美国众议院以219票对212票,通过了《美国清洁能源和安全法案》。这个法案从草案提出到在众院通过,只花了3个多月,速度惊人。美国的构想是先国内立法再解决国际立法,从而确保美国最高的利益。
    这个法案在美国历史上第一次设定了碳减排的目标,规定美国在2020年将二氧化碳排放量在2005年的基础上减少20%,到2050年减少83%,据此法案中制定了详细的碳排放总量管制与交易体系,这就等于美国确定了与欧洲不同的2005年为基准减排年,由此改变了国际气候变化谈判框架的基准——欧洲原定的基准年是1990年,借此美国正在把握全球气候和能源变革的体系架构图和时间表。以美国现在的国际攻势和压力,欧洲将最终同意美国将减排基准年推后到2005年。
    通过这个法案,奥巴马政府已经修改了国际气侯能源变革的主要规则和运转路线,如果美国成功完成这个立法,奥巴马就会在年底哥本哈根国际气候会议上托出代表美国最大利益的全球气候解决方案。
    目前共和党以金里奇、巴顿为代表的议员和部分民主党议员对这个法案有不同看法,主要包括,其一,其他国家、特别是中国等国气候和环保标准可否与美国同步。其二,这个法案是否会增加美国消费者的负担。其三,这个法案会否影响美国产品的竞争力,并造成美国有关产业转移到能耗标准更低的国家。其四,美国如何合理分配排放配额。其五,美国如何解决国内企业的竞争力。其六,如何解决美国出口清洁能源技术等等。
    
    为确保参院通过法案,美国有意寻求中国支持和合作
    
    目前美国迫切希望得到中国气候和能源变革的合作,这个合作我们不能夸大,但是有必要正视。
    首先,美方希望中国明确表达一个没有拘束力的战略愿景,就是坚持推进低碳经济到来,走低碳经济发展之路。第二,美方希望中国能用数字表达2020年以前应对气侯变化的行动、措施。即建议中国“十二五”和“十三五”延续“十一五”的减排水平。第三,美国提出,哥本哈根协议虽没对中国提出像发达国家一样的减排要求,但希望中国仍做出有约束力的减排承诺。第四,美国希望中国采取的减排行动要经得起验证和核实。美国目前实际上已在尝试建立新的温室气体排放的全球卫星监测系统。第五,美国希望中国承诺当达到发达国家的水平时履行与他们共同的义务。美国提出这些要求的目的一方面是为《美国清洁能源和安全法案》护航,另一方面也是为了建立中美互利的气候合作体制。
    值此全球危机和美国众议院专门委员会通过《美国清洁能源与安全法案》之际,无论是与美国国会打交道,还是在世界上推行变革,奥巴马的能源新政都需要中国合作。面对美方此时的求助,中方应该积极予以回复,具体问题上可以从容协商,同时也应该直接向美方提出技术转让的大清单,创造技术合作的巨大舞台,并在这个基础上重塑国际协议制定的时代规则。由此应该加强中美多层次的气候和能源对话,消除隔阂、歧见,在开放中推动中国能源产业迎接全球能源变革的挑战。
    
    中国 须审时度势敢于创新 占领新能源的制高点
    
    根据国土资源部2009年1月7日发布的《全国矿产资源规划(2008至2015年)》,到2015年,中国的煤炭产量将达到33亿吨以上,石油产量将达到2亿吨以上,天然气产量将达到1600亿立方米以上,地面抽采煤层气将达到100亿立方米。到2020年,中国煤炭消费量将超过35亿吨,2008至2020年累计需求超过430亿吨;石油5亿吨,累计需求超过60亿吨;铁矿石13亿吨,累计需求超过160亿吨。而6年中,为保中国经济稳定发展,需增加15万亿元人民币,平均每年要增加2亿吨煤炭消耗量。
    如果我们成功地推进能源变革,中国能源消费总量就可以通过能源效率的改革获得约束。中国也可能以2009年的29亿吨煤炭基数,辅之以其它清洁能源的消耗,实现预期经济增长的目标。而且,为了保持未来6年的增长,我们还可能创造性地降低煤炭消耗量以实现增长的目的。从这个意义而言,加快探索下一代的能源、下一代的能源管理体系和下一代国际碳排放的管理体系是中国建立新竞争力的核心。近30年来,全球经济改革的旗帜乃由中国高擎,但是,能源变革的旗帜却正在由发达国家竞举,未来能源变革的大旗不能仅属于奥巴马执政的美国,中国必须在其他国家适应能源变革之际迅速领航能源革命的创新方向,中国迫切需要推进制高点型的能源优胜发展战略。
    以下是中国可能占领的新能源制高点。
    
    绿色建筑,每年对GDP贡献最高达4%
    
    建筑能耗大约占了中国整个能耗的40%到50%,如把每年新建的10亿到15亿平方米的房屋更换为绿色建筑,相当于中国每年可以减少3亿到5亿吨的煤炭开采;如改建房屋大规模地使用绿色建材,意味着中国在未来10年有100亿到200亿平方米房屋的绿色建材内需市场,而这个全球最大的市场将直接拉动新兴的绿色建筑企业。如成功推动绿色建筑的转型,每年对GDP的贡献大约可达到1%-4%之间,一二十年内,中国经济有望保持10%左右的发展水平。
    
    可再生能源,3000个人工岛创总发电量七成
    
    我认为应该发展海洋人工岛平台的发电,以可再生能源置换传统能源体系的运转。近几年,我国风电发展迅速,4万亿振兴计划尤其侧重了陆上风场的建设,这个战略没有将我国电能的主要需求地——东部地区和风能的主要聚集地——海洋风场有机结合起来。中国有将近2万公里的海岸线,又毗邻世界上最大的海洋——太平洋,海上风能得天独厚,具有成为世界上海上风能利用国的优越条件。为此中国应该加快投资15000亿-20000亿人民币,用5-10年的时间,营建3000个左右近海人工岛,建造12000-15000台10兆瓦至80兆瓦的高温超导发电机,这个发电比例相当于中国现有发电总量的50%-70%,同时结合水下潮汐发电等综合管理和全球卫星导航、即时监控、近海电缆传输等系统建立中国可再生能源的创新利用体系,改造中国的生产方式,一举改变北能、西能东输的问题,由此,也应该尽快调整中国铁路、公路的布局体系和产业发展计划。
    
    互动电网,将创出比3G业务更宏大的产业空间
    
    目前单项运转的电网,大概每年损耗2000亿人民币,如果单项运转的电网、水网、气网,通过加载数字设备和新增其他的传感器设施变成互动网络,每年可以创造巨大的效应。以信息技术改造和提升现有的能源体系,特别提高传统电网体系的能源效率是中国能源发展面临的一大挑战,它将推动传统电网体系升级为信息化的水平,有可能造就一个与传统电网体系规模相当的创新架构。这将是一个比3G业务更加宏大的产业空间,比3G业务更能够推动内需体系发展的战略力量,这是一个比3G业务更应该迅速投入应用的国家创新业务。
    倘若2009年就启动国家互动电网的改造,每年至少可拉升国民经济一到两个百分点。因此,互动电网改造应该成为拉动中国内需的先头部队。它可以重组从发电、输电、变电、用电,以及客户本身的能量管理控制过程,实现生产要素的效益最大化,也可以造就世界上最大的传感器产业和世界上最大的智能电网“PRT”产业。与此同时,我建议三到五年内,中国还应该营建10-20条超导电缆系统,此后可以在城市中心地带营建5万公里的超导电网解决配电网的升级问题,并逐步在10-20年内将我国的骨干电网更新为超导电网。
    
    煤炭气化,启动5万亿内需减少原油进口
    
    改造以燃煤为主的生产方式应该成为目前中国能源现代化的核心问题。对于中国而言,将目前以煤为主的能源结构分期转型为煤的气化使用,实现世界上最大的煤能源体系的跨越式发展,这是中国能源现代化最小的改革代价,其实质就是促使世界上传统落后的最大能源体系一步转型为全球最先进的清洁能源结构。
    这个任务应该有三个重点:其一是大力发展煤燃烧的直接洁净技术;其二是大力发展煤转化为洁净燃料的技术;其三是强制性发展从工业废气中捕获、储存二氧化碳并通过加氢还原来生产甲醇等化工再利用技术。
    目前中国每年需要消耗27亿吨标准煤,如营建与国家电网同等重要的输气管网,煤炭将在产煤区直接气化,或将煤炭从生产区运载到水资源较好地区,甚至直接从海上通过海水的淡化技术整合而后气化,然后输送到通达全国的输气管网。倘若我们每年推进一两亿吨煤气化的产业改进,10到20年之内,可将中国使用的煤炭大部分通过气化的方法解决,这就需要我们发展碳捕获和封存技术。这样,世界上最大的能源消费体会通过煤气化路径获得重要的突破。
    倘若实施以气化煤为核心的发展,将可以造就中国最强健的新的经济增长点,它可以启动一个总投资需要5万亿-8万亿的投资空间,带动5万亿以上的信贷扩张需要。由于中国煤炭产量具有每年提高4亿-7亿产量的能力,这也将修正全球能源的结构和需求。因此,气化煤的大型工程应该成为2009年中国能源改革的重要目标,它不但可以极大地扩大内需,而且可以减少中国的原油进口,把握住一个对中国有利的国际能源价格体系。
    
    太阳能技术,发挥青藏高原第二个高日照地区优势
    
    中国在储能技术方面远远落后于美国,太阳能电站建设方面也落后发达国家。但中国青藏高原是世界上第二个高日照地区,具备发展大规模太阳能电站的条件,应该比欧洲营建的超级智能网选取的“撒哈拉沙漠”更有优势。如成功在青藏高原建立大规模的电站体系,那中国获取可再生能源的机会比其他国家领先得多,为此,建议中国选择青藏高原等地区加快营建太阳能特区。
    
    电动交通,将成为世界最大智能车辆网络
    
    中国应该发展包括中低速的磁悬浮列车在内的电动车辆,其中可超越电动车阶段直接营建智能车辆网络。它包括电动车或混合动力车、车辆基站和网络系统三部分。终端汽车应该逐步实现以工程塑料和碳纤维等材料取代钢铁材料,其它包括营建无线车辆管理网络、智能导航和智能交通系统、以传感器为主的防撞装置、雷达系统等智能车。我们城市交通应增加中低速磁悬浮列车的建设,北京在试点这个计划,现有高速列车系统也应逐步提高智能控制系统。中国的电动体系或将成为世界上最大的车辆转型体系。
    
    生物燃料和天然气水合物,美国处在实验室研究阶段,中国应加速
    
    美国能源部实验室正在推进生物燃料的研制工作。生物燃料包括速生草类、藻类和废弃植物,需要解决与煤炭或汽柴油的配比利用与使用。这个能量源虽然不可能取代矿物燃料,但是应该关注。
    天然气水合物也叫可燃冰。2008年中国已成功采集了样品。可燃冰一般在深海和高原地区存在,1立方米的可燃冰相当于164立方米的常规天然气。如提炼技术过关,我们将获得世界上新的矿物能源。目前美日韩德等都有重大国家计划在推进研发,其中美国已经完成实验井的建设,我们应该加快这一新的矿物能源的研究。
    从新能源来看,在一二十年之内,我们应该以世界上最小的代价、最大的效率创建震撼世界的能源系统。而这个能源系统的更新会拉动国家许多产业走向创新化,所具备的巨大产业能力也可走向世界。
    
    来源:《文汇报》


■ 本文责编: frank
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