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单词 全球气候变化与中国能源发展
释义

【全球气候变化与中国能源发展】
 

90年代初IPCC发表一项极为重要的报告,对于全球气候变化确认如下两点:自然温室效应确实使地球比其他时期更暖;人类活动排放的气体导致空气中温室气体浓度稳定上升。虽然在全球气候变化中,存在着若干不确定性,科学界尚有争议,但是IPCC概括的两点结论,无疑是当代科学研究的最新成果,对人类社会未来的发展具有深刻的影响。

在人类活动造成温室气体浓度变化的因素中,最重要的是能源利用和森林砍伐。能源利用又胜过森林破坏。为此,世界能源面临着新的课题:如何接受气候变化的挑战,在全球变化中构建能源新的发展战略。作为能源消费和排放的世界大国,中国遇到相同的局面。

煤炭、石油和天然气是排放CO2的主要贡献者。1989年矿物燃料排放的碳接近60亿吨,其中煤炭与石油排放所占的比重均为42%,天然气占16%。如果将森林破坏等因素加起来,由于人类活动增加的碳浓度总数为58~87亿吨,其中来自矿物燃料燃烧的有52~62亿吨,来自森林砍伐的有6~25亿吨。到2025年,如果没有降低CO2排放的积极措施,碳的排放量可能达到90~120亿吨。增长的幅度超过1/3。按目前预测,CO2浓度的这一增长,会导致地球均衡变暖0.45~1.3℃,其中由矿物燃料引起的变化因素约占80%。

根据美国《油气杂志》统计,1990年世界一次能源消费(不包括生物质能)约11500Mtce,其中石油占36.8%,天然气占21.7%,煤炭占27.3%,水电占6.7%,核电占5.7%。矿物燃料在能源消费的总数中占85.8%。美国占世界能源消费的1/4,石油仍然是主要能源,占41.3%,其次是天然气(23.8%),煤炭(23.4%),核电(7.6%)和水电(3.6%)。中国商品能源消费占世界的8.6%,为美国的1/3。中国能源消费的最大特点是煤炭占据绝对优势,从而导致CO2排放量增多。

中国是世界上最大的煤炭生产国和消费国。煤炭的最大用户是工业部门,占全部煤炭消费的40%以上,其次是用于发电,比重不足30%。这一点有别于欧美发达国家,1990年美国85%、英国75%以上的煤炭用于发电。据有关单位初步估算,中国煤炭燃料排放的CO2量占矿物燃料排放CO2量的85%(1988年),占中国温室气体总量的60%。这些充分说明了煤炭燃烧在温室气体和CO2排放中的显著地位。

中国煤炭的发展要受煤炭的精查储量、运输水平、地区的水资源、环境保护的要求和可能的投资等条件的制约。综合这些限制条件,使用能源终端利用的预测方法,大体可以预测未来10年、20年和30年中国煤炭的消费水平,从而得到未来时期内中国温室气体和CO2来自煤炭的排放量。宏观上讲,有两点结论可以成立:未来中国煤炭工业要有一定的发展,其年增长率在20年内大约为2%~3%,在后10年内下降到1%~2%;由于环境保护的要求,煤炭的生产和利用要受到愈来愈多的限制;从CO2排放的观点看,将单纯地要求减少煤炭的消费量。中国是一个发展中国家,工业和居民的消费水平有待于进一步提高,能源有待于进一步开发,不可能类似发达国家那样实施限制CO2的政策和目标。但是,中国在发展国家经济的同时,减少温室气体和CO2的排放是符合国家利益的,也是保护全球生存环境的需要。

将中国未来能源发展的路线介绍如下:

1.目标和可供选择的方案。在全球气候变化的形势下,在确保经济不断增长的同时,降低温室气体和CO2的排放。最近几年内,中国政府已经在提高能源效率和植树造林两方面采取了有力措施。这些将有利于温室气体和CO2排放的下降。但是,由于以煤炭为主的矿物能源的增长,在未来10~20年内,中国温室气体和CO2的排放将有明显的增长;随后的20年,由于煤炭放慢速度和其他矿物能源利用量的减少,温室气体和CO2的排放也趋于平稳。2023年时,将相当于美国目前排放的水平。可供选择的方案有:在继续发展以煤炭为主的矿物能源的同时,大力加强节能,尤其是改进能源终端利用;以CO2低排放量的能源代替高排放量的能源,如以石油、天然气代替煤炭;发展非矿物能源,水电、核电、风能、太阳能、地热、海洋能以及生物质能都属于非矿物能源;综合发展模式,是以上3种模式的综合,即在发展矿物能源的同时,注意发展非矿物能源(如水电,核电等),在矿物能源中尤其注重CO2低排放量能源(如天然气)的开发。

2.天然气是中国能源向新体制过渡的桥梁。中国天然气事业已取得了很大发展,但与石油和煤炭比较起来,天然气的发展相对落后,在中国能源的消费结构中,天然气仅占2%。一般说来,天然气和石油的地下储量是相当的,世界探明储量中,石油是134.91亿t,天然气是1.19×1015亿m3。在计算上,1000m3天然气相当于1t石油。全世界的油气比是1.15,石油略多于天然气。但就各国家而言,情况相差甚远。印度是1.54,气比油少;前苏联是0.17,气比油多得多。而中国油气比是4.28,天然气的储量比石油少得多。这说明我国天然气的资源潜力很大。天然气可能成为中国能源新的突破口。

3.建立中国非碳能源体系。非碳能源资源包括:水力;地热、风力、太阳能、核能等新能源它们的特点是燃烧后不排放含碳气体,基本上不释放改变气候的气体。以非碳能源资源建立的能源,构成非碳能源体系。(1)水力。水力发电在世界一次能源消费中占6.7%(1990),是世界电力中最重要的非碳能源。世界上主要的水电生产国是美国、加拿大和前苏联。中国水利资源丰富,居世界首位,全国理论蕴藏量达6.8亿千瓦,其中可开发资源有3.7亿千瓦,目前已经开发的水利占可开发资源的6%。中国的水力资源在地理分布上虽然有所缺陷,约68%的水力集中在难于开发的西南山区,但是,中国仍有足够多的水力资源,其中包括小水电资源,广布于全国各地,具有强大资源的长江、黄河等大水系流经许多省区。中国政府正致力于长江三峡水电工程,三峡水电站(装机容量1768万千瓦,年发电量840亿千瓦时)的建成,将超过目前世界上最大的水电站——巴西伊泰普水电站(装机容量1260万千瓦,年发电量710亿万千瓦),是对中国建立新能源体系的重要贡献。(2)地热、风力、潮汐能和太阳能。70年代以后,地热的利用在世界上突飞猛进。中国是地热资源比较富集的国家,70年代以后,西藏羊八井地热田的开发,广东、北京地热电站的运行,以及天津、福州等地热水的利用,表明我国地热利用技术的成熟。1989年世界风力发电容量大约是1760MW,主要集中在美国。我国可以利用的风能资源约2.6亿千瓦,主要集中在东部沿海及其岛屿、青藏高原和西北、华北、东北的部分地区。我国风能利用的历史悠久,古代就有风车汲水,70年代以后发展了少量的风力发电装置,开发我国丰富的风力资源是今后的课题。我国还有较丰富的潮汐能资源,约相当于风能资源的1/10,分布于众多的港湾区域,主要集中在浙江、福建沿海。70年代以后,我国兴建了一些潮汐电站,为我国发展潮汐能源打下了基础。太阳光作为既具有巨大能量潜力、又不构成环境污染的一种能源,未来发展的前途是不可估量的。(3)核能。核能技术从诞生到兴起,在约半个世纪中取得了长足的发展。我国秦山核电站在1992年开始联网发电,开创了我国核电的新路程。主要由于核安全、一次性投资高和需要长期拨款,核电的决策遇到困难,在若干国家核电处于停滞不前的状态。尽管如此,核电仍然是世界发展最快的一种能源。核电不排放影响气候变化的温室气体。

为降低温室气体和CO2的排放,用低碳排放的能源去代替高碳排放的能源,最终建立中国的非碳能源体系,有助于实现的政策措施如下:

1.税收政策。有3种可能实施的税收:一般能源税、碳税、初次购买税。一般能源税是征收矿物能源税,碳税则是针对单位能源中碳的排放,这两种税都是燃料税。它们的实施将有利于能源效率的提高,降低能源消耗量。碳税的实施还能够促进能源系统从高碳排放矿物能源向低碳或非碳能源转化。初次购买税是从消费者的角度来推进能源向新体制过渡,以提高能源利用率和降低碳的排放。

2.财政刺激政策。政府可以使用多种财政刺激办法,如降低税收、发放低息贷款、直接资助等,能够有效地控制燃料市场,有利用推广CO2低排放的能源和能源技术。

3.市场许可证制度。在市场许可证制度下,由政府规定能源消费的碳排放量。能源消费者可以购买各种类型的能源许可证。如果能源需求上升,许可证价格也将上升,从价格上反映低排放碳的目的。许可证一般适用于大的燃料消费者,可以分开转让。目前美国为了限制CFC的排放,采用了这种办法。

4.规章标准。制定各种规章标准,比如采光标准、汽车发动机效率、建筑物规章等,可以有效地排除和降低CO2的高排放活动。

5.研究、开发和管理。通过研究、开发和管理,国家可以推进CO2低排放和非碳能源的新技术,加速采用新技术的试验和商业化过程。事实上,气候变化的长期性使得研究和开发显得尤其重要。

6.信息交流和教育。作为一种政策措施的信息交流和教育,可以提高能源使用部门决策者的水平,帮助他们考虑如何购买、租用和利用能源。这种手段还能有效地提高全民对利用能源、降低CO2排放的知识水平。

此外,更为重要的是,无论从现有能源利用中降低CO2的排放,以低碳排放能源去替代高碳排放的能源,还是开发新的非碳能源,都要数额巨大的投资。对正在发展中的中国,无疑是最棘手的问题。

(中国科学院科技政策与管理科学研究所朱斌撰)

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