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        深度:还有第四次能源大转换吗?

        导读: 能源替换不是一蹴而就的,而是逐步完成的。第四次能源大转换应该遵循着清洁、低碳、安全、高效的原则,解决第三次能源大转换中存在的间歇性、不稳定性和能源密度低的问题。

        中国的未来能源是什么?最近有很多讨论,比较一致的意见是可再生能源和新能源替代化石能源。

        可再生能源主要是水能,新能源主要指风能、太阳能,中国的非化石能源中还包括?#22235;堋?#20854;他可再生能源包括生物质能、潮汐能、地热能等等。这就是说,未来能源是可再生能源和新能源,主要是水能、风能和太阳能,极端的说法是水电、风电和太阳能发电,都是电力,所以中国和世界未来的能源就是电力。

        正是出于这样的认识,国际能源署署长说:美国成为石油、天然气行业领导者,中国成为清洁能源和技术领先者,电力将会成为能源的未来。但关于未来能源还有以下一些问题值得探讨。

        能源替换是逐步完成的

        出现能源大转换并不是一种能源用完了,由另一?#20013;?#30340;能源来替代。而是一?#20013;?#30340;更好的能源去替代原来比较差的能源,以提高能源的效率和效益,所以原来的能源还可以继续发挥作用。也就是说,能源替换不是一蹴而就的,能源替换是逐步完成的。

        世界各国的能源替换有先有后,发达国家能源替换在先,发展中国家能源替代慢。各个国家能源结构各不相同,参差不齐的能源替代还与各个国家各个地区能源资源禀赋有关,煤炭资源丰富的国家往往以煤为主,如中国、南非,中国?#20004;?#27809;有完成第二次能源大转换;石油资源丰富的国家往往以石油天然气为主,如美国、俄罗斯、?#31243;?#31561;;水能资源丰富的国家,往往?#36816;?#30005;为主,如挪威、瑞典;?#22235;?#36164;源比较容易获得的国家往往以核电为主,如法国。

        世界上已经进行了三次能源大转换,可是?#36739;?#22312;为止,薪柴、煤炭、石油、天然气不仅没有消亡,?#23478;?#19968;定比例存在着,有的能源,如薪柴由于属于可再生能源,使用薪柴并不排放二氧化碳,再次作为新能源、可再生能源重新被提倡被使用。天然气作为化石燃料中低碳、低污染品种,被中国等有关国家加快发展以减轻污染。能源转换是逐步完成的,过去的能源转换如此,今后的能源转换也必然如此。

        ?#20405;?#35748;为能源转换全球齐步走,不留尾巴的思想是错误的,甚至一百年之后、两百年之后,人类社会还会有薪柴、煤炭、石油、天然气存在。因为可再生能源、新能源都转换成电力,能源只有电力一种能源是不可能满足人类的需求的。

        在山西太原召开的2017能源地区能源转型发展论?#25104;希?#23545;于能源转型有两种意见,一种意见认为,从中国能源禀赋来看,未来的中国能源——煤炭还是未来中国能源的主力。理由是:“中国能源使用的天然气、?#22235;堋?#30707;油、水能都有各自的极限,风电、太阳能也?#25442;?#24456;大,经测算,即使其他能源都被尽可能利用,?#38405;岩月?#36275;中国的能源需求。到2030年,中国仍有一半多的能源消耗依靠煤炭。”

        另一种意见是:“基于煤炭消耗总量之大,即使实现清洁、高效利用,单位排放降低,但总量仍不容小觑,另外煤炭利用效?#24335;?#20302;,即便现在最先进的技术发电效率也?#36824;?0%,因此要实现转型的大目标,煤炭不能成为主要的能源支柱。”

        这两种转型路径,一个是从能源可能的供应量来说的,一个是从实现能源转型的大目标及能源利用排放数量来说的,两?#33268;?#24452;都是说了一个轮廓,很?#38597;?#26029;哪个可行不可行。

        例如第一方案,国内能源供应不足,届时是否还?#24066;?#36827;口,进口可再生能源和新能源之外,还?#24066;?#36827;口石油、天然气和?#22235;?#21527;?如果进口限于可再生能源和新能源,所?#38405;?#20110;估计。如?#24066;?#36827;口石油、天然气和?#22235;埽?#19988;数量不受限制那么保证供应大概不成问题,但能源安全如何考虑?

        第二方案实现能源转型大目标,?#24066;?#20013;国排放是多少?许多重要的不确定因素存在,确?#30340;?#20197;定论。?#36824;?#20174;能源替换是逐步完成的来看,2030年中国一次能源中煤炭的消费比重还在50%左右是可能的,但这仅仅是一个过程,中国一次能源煤炭消费比重达50%是不?#24066;?#38271;期维持的,也是有道理的。

        虽然中国太阳能的技术和建设速度在世界上处于领?#20154;?#24179;,但是太阳能要作为未来替代能源的主力是有困难的,依靠太阳能要把煤炭全部替代出来,非短时间内所能完成的。持第一条路径者认为:风电、太阳能占比也?#25442;?#24456;大,这句话实质上否定了风电、太阳能是主力替代能源。关于能源转型路径的争论,说明中国的能源转型是一个非常艰巨的任务。持第二条路径者,虽?#29615;?#23450;了煤炭作为主力能源的主张,但是如何加快对煤炭的替代,也没有什么有力的措施。

        依靠新能源,还是依靠石油、天然气?石油天然气对外的依存度已经很高,今后还能继续提高吗?看来有必要提出第三条路径:开发天然气水合物、干热岩等真正的新能源。

        能源转换耗费极大

        开始使用能源?#20445;?#37117;是直接使用一次能源,随着科学技术的发展,人们对能源的要求越来越高,对于一次能源进行深加工后,才出现二次能源,特别是电力的出现,电力的广泛应用,能源转换越来越频?#34180;?#23588;其以可再生能源和新能源作为替代能源之后,能源转换的任务越来越重了。能源转换不仅要花投资、运行费用,还会造成能源损耗。

        能源转换的种类繁多,不同的转换类型,损耗各不相同,如燃煤电厂损耗达60%-70%,?#35745;?#21457;电能源损耗50%,热电联产、热电冷联产的能源损耗可降低到20%-30%。

        电力储能的能源转换就比?#32454;?#26434;,?#23548;?#19978;电力不可能储存,所谓电力储存,是把电力转换成容易储存的能源,把它储存起来,等到需要电力的时候再把这种能源转换成电力。电力储存是依赖两次能源转换完成的,所以能源转换的损耗比较大。

        抽水蓄能是将电力变成位能储存起来,需要用电时再将位能变成电力,损耗在30%左右。蓄电储能是把电力通过蓄电池把电力转换成化学能,需要用电时将化学能转化成电能,损耗在40%左右。压缩空气储能,是把电能转换成压缩空气储存,需用电时将压缩空气转换成电力,损耗也在40%。

        所以,凡是可以使用一次能源?#19968;?#22659;?#24066;?#30340;,就用一次能源,不用电力?#29615;?#26159;可以使用不用转换储存的电力的就不用储存的电力。尽量减少能源转换,就可以提高能源利用效率。从提高能源利用效率上考虑,也应当尽量减少风电、太阳能发电等间歇性能源的发展。

        第一次能源大转换是煤炭替代薪柴,第二次能源大转换是石油、天然气替代煤炭,第三次能源大转换是可再生能源和新能源替代油、气,还有第四次能源大转换吗?应该有。

        第四次能源大转换应该遵循着清洁、低碳、安全、高效的原则,必然要解决第三次能源大转换中存在的间歇性、不稳定性和能源密度低的问题。我们应当研究未来能源,特别要研究中国的未来能源。

        作者:朱成章

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