杜祥琬院士：可再生能源是未来地球的支柱能源

　　1.能源革命是由工业文明迈向生态文明的基础

　　煤炭和石油的发现与利用，使人类有了蒸汽机、内燃机，接着又有了电，从而大大提高了劳动生产率，促进了人类的文明进步，使人类告别了农耕文明，进入了工业文明。

　　二百多年工业文明的实践表明，化石能源使用带来的环境问题和气候问题日益严峻，人类遭遇了“黑色困惑”。中国经历了近三十多年的快速经济增长，同时显露了愈来愈尖锐的压缩型、复合型的环境问题。由污染排放造成的环境污染问题和温室气体(GHG)排放造成的气候变化问题，是两个不同的概念，但在中国目前的能源结构下，两者基本上同根、同源。例如：北京的PM2.5成份中，2/3来自煤炭和石油的使用;而中国的GHG排放总量中，以化石能源为源的也占到3/4以上。

　　未来中国、乃至地球的可持续发展呼唤着人类由工业文明向生态文明转变，而这个转变的基础是新的能源革命：告别黑色、高碳，转向绿色、低碳。

　　2.对中国环境容量的宏观分析

　　发展的可持续性是一个全球性的问题，对中国则是一个尤为尖锐的问题，这不仅是由于中国人均资源(水、耕地、矿产资源等)显著低于全球平均水平，更是由于中国环境容量的有限性。

　　中国80%的人口居住在爱辉-腾冲线以东的国土上，东部的土地面积约为全球陆地总面积的不到1/30，我们在这块土地上每年消耗全球煤炭的40%，即在东部的单位国土面积上消耗的煤炭(可称“耗煤空间密度”)是全球平均值的12倍。且我国煤炭消耗中，高达一半是直接燃烧(非发电)的，这是最污染的利用方式。数据还表明：这块土地上的“耗油空间密度”已是全球平均值的3倍。而我国东部“碳排放的空间密度”已是全球平均值的6倍。我国目前每千人汽车拥有数，不到美国的1/5，但中国东部的“汽车空间密度”已超过了美国!如果单独计算京津冀地区的数据，则更为严重。仅以“煤耗空间密度”为例，它又是我国东部地区平均值的2.5倍，是全球平均值的30倍之多!可见我国发展的高碳特征十分显著。我国东部的雾霾成为世界之最，不是很容易理解的吗?如果我们想呼吸质量说得过去的空气，能去跟美国攀比人均车数、人均能耗吗?显然不能，也不应该!我国东部的人口密度是全球平均值的5倍，计及上述的能耗和能源状况，我国东部的环境负荷已比世界平均值高出五倍以上!以上最简单的算术，给出了最基本的国情，我们的环境容量显著小于世界平均值。中国迫切需要改变粗放的发展方式，推动能源革命;迫切需要转向 “新型工业化道路”，开创一条新型的发展之路，才能拥有可持续发展的未来。

　　3.化石能源的高效、洁净化利用有重要现实意义

　　化石能源不会很快枯竭，今后几十年间，煤炭和石油在一次能源结构中的占比会逐步下降，但仍将是主导能源之一，因此，化石能源的高效、洁净化利用具有重要的现实意义。

　　在煤炭的勘采、洗选、加工、运送和终端利用的各个环节中，有一系列的提高能效、减少污染的技术，燃煤电厂的节煤减排尚有明显潜力。终端能源中直燃的煤改电或气、汽车的油改电也是有益的方向，有关的技术、标准、监管都很重要。这方面的进步使高碳能源可低碳利用，是重要的能源变革，但还不是治本的能源革命。

　　包括页岩气、煤层气、天然气水合物在内的非常规天然气是相对洁净的化石能源，对缓解环境污染和应对气候变化会作出贡献，因此要努力提高天然气(含非常规天然气)在一次能源结构中的占比。但是，定量和具体的国情分析表明：天然气的占比能从目前的百分之五提高到百分之十几，仍需付出巨大的努力。

　　在今后的几十年间，天然气将成为一个低碳能源支柱和重要的过渡性替代能源。但仅靠天然气不可能完成对煤炭的高比例替代，所以，在中国“页岩气革命”或“页岩气时代”的口号并不恰当。

　　4.实现能源革命——能源结构演变的“三阶段”

　　能源结构由目前的化石能源为主，逐步转变为未来以非化石能源为主，是必然的发展方向，也是全球共同的发展趋势。完成这个转变约需百年的时间，中间将经历一个 “多元结构阶段”，其间，煤炭、石油、天然气、可再生能源、核能五足鼎立，前者渐消、后者渐长。

　　化石能源估计还能使用百年以上，但是，它带来的环境和气候问题必须解决，它毕竟是不可再生的。所以，未来地球必将倚重非化石能源。可再生能源与核能将共同为此作出贡献。在我国一次能源结构中，非化石能源2020年将占到15%，2030年应能达到25~30%，2050年应能超过40%。非化石能源的占比超过化石能源，可视为能源革命的一个标志。

　　5.可再生能源是未来地球的支柱能源

　　在可再生能源中，比较成熟的水电尚有一定的发展潜力，然后趋于饱和。

　　在一次能源结构中，贡献可达近10%。

　　非水可再生能源，包括太阳能、风能、生物质能、海洋能、地热能等。非水可再生能源在我国和全球，资源足够丰富，技术上没有原理性的障碍，近年来发展较快。

　　欧盟最近决定，2030年使可再生能源在终端消费中占比达到30%。当前必须解决的问题是：1.依靠科技创新，降低成本，使其经济性具有市场竞争力;2.进一步降低其全生命周期的环境影响，例如：设备制造阶段的排放;3.间歇性的风能和太阳能如何提高并网率。为此，必须发展智能电网和大容量储能技术(包括物理储能和化学储能方法);4.发展分布式用能技术、微网技术和不并网用电，峰电的直接利用(如用于海水淡化、制氢等)。

　　6.核能是未来地球的可持续发展能源

　　日本福岛事故对中国和全球核电发展有一定影响，但各主要核电国家通过认真分析，都确定了继续发展核电的方针。究其原因，有以下三点：1.对核事故进行科学的分析、总结、吸取经验教训，核电安全的技术水平和管理水平将进一步提高，弃核并不理智;2.核电作为洁净、低碳、高能量密度能源，其优点未被动摇;3.以非化石能源高比例替代煤炭的客观需求，需要输出稳定的核电与间歇式的可再生能源相结合。

　　中国的核电目前只占到发电量的2%，“安全、稳步、规模发展核电”是中国的理性选择。从目前的核裂变电站到未来的核聚变电站，是一个必然的发展方向和历史过程，在未来的绿色地球上，核能将成为一个可持续发展的能源　　支柱。

　　7.中国需要树立新的能源安全观并转变能源供需模式

　　为了可持续发展的未来，中国需要树立新的能源安全观。除传统的“能源供应安全”观念外，必需注入“能源环境安全”的观念，以及“占据未来能源科技战略制高点”的安全观念。

　　对“能源供应安全”的传统观念，也必须有新的思考和调整，即不能只一味要求供应侧满足一切需求，而应由供应侧和需求侧相向而行，达到供需平衡。

　　改变“以粗放的供给满足增长过快的需求(后者包含有不合理需求!)”，转变为“以科学的供给满足合理的需求”的供需模式。2012年中国的GDP占全球的11.6%，却消耗了21.9%的能源，即单位GDP的能耗是全球平均水平的一倍。大量的过剩产能、空置建筑物和短寿命建筑是浪费资源和不合理需求的典型。可见，抑制不合理需求、减少浪费、大力节　　能、提高能效，是中国能源可持续、环境可持续、社会与经济可持续不可或缺的战略，也是能源革命的内涵。

　　8.应对全球变化的出路只能是合作共赢应对

　　全球的环境问题和气候变化，需要各国共同努力。世界各国尽管千差万别，矛盾重重，却共生在一个地球上，有着现实的和潜在的共同利益。能源革命旨在建立全球绿色、低碳的

　　能源新体系，这是未来地球可持续发展的基础，在这一领域世界各国面临着大同小异的科学、技术与产业发展的问题，国际合作空间广阔。解决全球变化的问题，呼唤人类的良知和智慧，大家都输，意味着灾难;一部分人输，另一部分人赢，意味着冲突和混乱。显然，理智的、最终的出路只能是通过合作，实现共赢。

　　作者为中国工程院院士，原副院长，国家能源委员会专家咨询委员会副主任。