杜祥琬新能源重在技术突破

   技术创新，是中国新能源代替传统能源之路上最有效的加速方法。
　　◎中国工程院院士杜祥琬|文
　　改革开放30年来，我国经济持续高速增长，成就举世瞩目，能源消费也随之增长。能源行业的一系列改革，使能源供应能力大幅提高。进入21世纪以来，能源供应紧跟需求拉动，出现超高速增长，我国很快成为全球第一大能源消费国。
　　如果我国的能源需求保持近几年平均8.9%的增速，则2020年我国能源消耗将达79亿吨标煤，占目前世界能源消耗总量的一半；即使能持续实现每五年GDP单耗下降20%，但继续保持9%的年经济增长，2020年我国能耗也将占目前世界能耗的三成。显然，未来我国经济增长将受到能源资源的严重制约。因此，应当从现在以粗放的供给满足增长过快需求的模式，逐步转变为以科学的供给满足合理需求的模式，并在此新模式下，实现可持续的供需平衡，以支撑科学发展。
　　十八大提出，2020年我国GDP和人均收入要比2010年翻一番。从人均GDP 5000美元到1万美元的阶段，各个发达国家都走过，研究各个国家在这个历史阶段的能源消耗，人均能耗的增长率，增长最多的美国也仅为12%，日本基本上没增长，而我国即使完成了“十二五”能源总量控制目标，到2015年能源消耗量也将达到41亿吨标准煤，增长率高达26%。我国当前的这个发展阶段，能源消耗还要增长，我们也可以接受适当的增长，但是不能增长过快。
　　发展替代能源2050年前是我国能源体系的转型期，从粗放、低效、污染、欠安全的能源体系逐步转变成为节约、高效、洁净、多元、安全的现代化能源体系，能源的结构、“颜色”、质量都将发生革命性的变化。
　　2050年后，我们将拥有中国特色的能源新体系，进入绿色、低碳能源发展阶段。在能源结构中，洁净能源将占一半以上，并呈继续增加势头，为下半个世纪的发展打下坚实基础。
　　今后的20年，是我国能源体系转型过程中最困难的时期，其间，要花大力气形成节能提效机制、实现新型能源的突破、化石能源的洁净生产和利用、实现污染排放和温室气体排放的控制。今后几年，特别是“十二五”期间，是我国能源转型攻坚任务能否完成的关键期，也是全面转向科学发展轨道的机遇期。“十二五”期间，经济转型应实现重大调整，能源消费增长结构将有显著变化，节能、提效、减排取得新的明显成效，逐步实现能源供需模式的转变。为支撑经济社会的科学发展，必须对化石能源消费提出必要的总量控制目标，统筹发展的速度、产业结构和消费模式。
　　未来几十年，煤炭依然是我国的主要能源。
　　在煤炭方面，学界提出了一个科学产能的概念。煤炭的科学产能是指在持续发展的储量条件下，在环境和生态能够承受的条件下，生产人员安全的情况下，资源的最大限度高效采出的能力，也就是指在安全、高效、洁净、环境友好的条件下生产煤炭的能力。现在我国煤炭每年产能达30亿吨，只有不到一半符合科学产能的标准，因此我们不得不容忍一定的非科学产能。转型就是要提高科学产能的比例，降低非科学产能的比例，一部分通过技改和投入使其达到科学产能的标准，对于地质条件、技术等限制根本无法实现科学产能标准的，应逐步予以淘汰。
　　我国的第二大能源是石油。目前我国石油年产量是2亿吨，而消耗达到4.5亿吨，对外依存度达到56%。一定程度的对外进口是必须的，但是进口来的石油被浪费，那就太可惜了。如何减少浪费，非常关键。我们国内汽油浪费是非常严重的，仅仅交通拥堵这一问题导致每年我国浪费的汽油量就相当惊人。减少石油的浪费，应该研究如何改进提高车辆的效率，降低公里数的油耗，包括提倡轻型车，减少摩擦损失，提高运行效率。
　　我们国内企业还缺乏提高车辆使用效率这个概念，汽车企业还在推概念、看产量，甚至攀比豪华车阶段，美国和日本比我们富有，他们人均GDP是我们的10倍多，但是他们都在发展小排量车、轻型动力车。在车辆的材料、结构上进行深入研究。石油行业的转型升级，应该研究如何减少浪费，提高利用率。
　　天然气是洁净的化石能源，天然气现在在我国能源消耗的占比只有3%。天然气及现在炒得很热的页岩气、非常规天然气，这些都是未来的发展方向，在能源消耗中所占比例要不断提高。
　　未来我国能源使用主要依靠天然气、核能、可再生能源，通过这三类替代能源，可以逐渐实现对传统能源的替代。但是要看到，这三类替代能源不是有一个另外两个就不要了，而是三个共同协作来替代高碳能源。天然气大力发展，可再生能源也要全力突破，风能、太阳能、生物质能、地热能、海洋也要一并发展。
　　技术突破是重点传统能源主要涉及一个转型升级问题，而新能源则主要面对的是技术突破。
　　一种新能源要能够得到广泛的应用需要满足两个条件，即技术可行性和经济可行性。不仅要突破技术，还要进行经济性的突破，要做到在技术上可行、经济上划算，有竞争力。在新能源技术方面，世界各国基本处于同一起跑线，谁都没有取得大的突破。理论和实验研究在世界主要国家走向成熟，而经济瓶颈则是普遍面临的问题。谁能率先突破，就能引领这个产业的未来，就能占领新能源这个战略制高点。
　　新能源过去一年面临一些问题，比如光伏的“双反”，这是逼着我们转型，必须面向国内市场。很多企业不能满产，因为产业两头在外，原材料成本太高，解决这些问题，必须依靠技术进步，通过技术升级，降低成本实现新能源平价上网。新能源发展开始依靠补贴，但是必须走向市场化才有竞争力，这是一个技术进步的过程。现在风能发展快一些，但也存在并网困难等问题，这有赖于技术进步和管理进步来解决。
　　在发展新能源方面，国家应该重视对新材料、新技术、新工艺、新概念的基础研究，要给予企业支持，鼓励政、产、学、研结合，立足于自主创新，重视国际合作。
　　除了可再生能源外，核能在中国也是不能放弃的。
　　核能的发展首先要保证安全。目前核电在我国电力供应总量中的比例大约是1%多一点，由于核能运行效率比太阳能和风能更高，预计它还有很大的发展空间。我国核能发展的技术路线很明确，但是需要重视全产业链的发展，比如金属铀原料、核燃料的循环，核电站的建立、核废料的处理等上下游行业。如果把超过10%叫做能源多元结构的开始，往后非化石能源的比例会越来越大，可再生能源、核能、天然气在能源中的占比逐步增加，温室气体、污染物的排放等环境问题才能够从根源上逐步解决。
　　中国能源转型升级的方向就是科学、绿色、低碳。科学就是在科学发展观的统领下，在技术进步的基础上，要把供需模式改变为科学供给满足合理需求；绿色指的是环保洁净，降低有毒有害气体的排放；低碳指的是降低二氧化碳等温室气体的排放。
　　在煤炭、石油等传统能源科学供给合理利用的基础上稳步增加清洁能源的比例，这是中国能源发展的长远之计。
　　但是，这个过程需要10~20年。到2015年，非化石能源的比例可能超过10%，如果把超过10%叫做能源多元结构的开始，往后非化石能源的比例会越来越大，可再生能源、核能、天然气在能源中的占比逐步增加，温室气体、污染物的排放等环境问题才能够从根源上逐步解决。再加上煤炭的高效洁净利用，污染物和二氧化碳排放减少，就能够实现科学绿色低碳的能源发展战略。