1、中国低碳能源的发展方向摘要低碳能源是领先世界的机遇。能源低碳化是全球趋势，也是中国目标，中国发展低碳能源的意义重大。实现低碳化的、有序的能源结构是中国能源战略定位的根本。中国低碳能源发展的战略重点在于：大力发展分布式能源系统；重点加强建筑、交通两大消耗领域低碳能源利用；尽最大可能促进生物质能源的有效利用；全方位推进太阳能、风能、水能和核能的安全利用；等等。 关键词低碳；能源；低碳能源；发展 一、低碳能源是领先世界经济的新机遇 能源是人类赖以生存和发展的基础，人类经济发展和社会进步与能源类型的利用和开发的水平密切相关。能源既是“工业的粮食”甚或“现代工业的血液” ，但却持续释放着巨大的外部性影响
2、。能源对环境造成的巨大影响，远甚于其他产业。人类从 19 世纪开始工业化进程以来已经经历了两次能源构成的转型。图 1 给出了世界能源构成变化的历史轨迹1。第一次大转型开始于 19 世纪，由蒸汽机的发明和推广应用所促成的由薪柴为主的可再生能源向煤的转化。在图上，曲线是从 1850 年，再生能源占 80%，煤炭占 20%，油气为零的 A 点开始，一直朝煤炭比率增加的右方延伸的。第二次是在 20 世纪初的 20 年间；从煤转向石油，推动力是汽车和飞机的普遍使用。在图上可以看到曲线在 1900 年和 1920年附近转折的 B 点；然后一直向上。到 1990 年至今的近 20 年间，在油气占 60%多、
3、煤炭占约 30%、非化石能源占 10%的区域徘徊。而从现在开始，人类间将开始第三次能源大转型，即重点转向可再生能源，并且化石能源内部结构重组。发展的大方向就是图上的两个直朝向右下方红色的箭头。2030 年的目标是非化石能源占到 40%、油气和煤炭各占 30%左右；到 2100 年，非化石能源趋近 60%、油气和煤炭各占 20%左右。这次大转型的推动力主要是气候变化。自开始工业化一百多年来，特别是自 1990年开始的近 20 年来，由于化石能源加速消耗、大气中温室气体浓度急剧增加而导致的气温上升、冰山融化、海平面上升，和各种灾害性气象增加的频度和速度都大大增加了。气候变化是我们这一两代人面临的最
4、严峻挑战之一。化石能源的过度使用加速了气候变化和地球表面升温人为的过程。 全球气候变化问题是人类迄今为止面临的规模最大、范围最广、影响最为深远的挑战之一，也是影响未来世界经济和社会发展、重构全球政治和经济格局的最重要因素之一。以化石能源为主体的能源格局是推动世界进入工业化时代的基础。高强度化石能源开发和利用在大大增加人类财富、改善人们生活的同时，也严重损害了自然生态和环境，给人类的生存带来威胁。联合国政府间气候变化专门委员会（Intergovernmental Panel on Climate Change，IPCC）第四次评估报告综合报告指出，气候变暖已经是一个可以证明的事实。从 2000
5、年到 2030 年，根据一系列排放情景预测得出的结论是全球温室气体排放量将增长 2590，而每 10年全球气温将增长 0.2 摄氏度。全球气候变化问题促使人类社会加速由高碳能源向低碳和无碳能源转变的发展步伐。在 2009 年底召开的哥本哈根气候变化大会上，发达国家非常明确地要求地球长远目标温升不超过2 度，大气中 CO2 浓度不超过 450 ppm，这就意味着，2050 年全球温室气体减排目标相对于当前排放水平减排 50。应对气候变化从根本上说是如何发展的问题，而从发展造成的气候变暖来说，实质上是能源选择问题。在能源短缺和气候变化的双重压力下， 世界各国纷纷把开发低碳能源作为能源战略的重要组成
6、部分。特别是 2009 年底的哥本哈根会议，开启了世界走向低碳能源的新时代。低碳能源，从狭义上讲，就是一种含碳分子量少或无碳分子结构的能源，是一种全新的能源，该类能源的燃烧可以减少 CO2 温室气体在空气中的排放量，从而缓解因温室效应而给人类生活带来的不便；从广义上讲，是顺应人类发展方向、适应未来经济发展模式的一种可持续利用、既节能又减排的能源。作为一种清洁能源， 低碳能源突出减少 CO2 对全球性的排放污染，同时也兼顾对社会性污染排放的减少。它的基本特征是：一是可再生的、可持续应用的能源；二是能源的高效性，适应环境性能好；三是节能减排效果的显著性；四是尽可能实现大规模化产业应用。 与以往历次
7、能源革命一样，当下的低碳能源革命将改变人类的生产和生活方式，将成为全球经济增长的新引擎，将开拓更多的新产业、新市场、新岗位。低碳能源已经成为减少“碳泄露” 、解决全球气候问题的战略性新兴产业。在低碳能源形成积极产业布局的同时，低碳能源也已成为构建“太阳经济”的重要支柱。纵观世界经济史，19 世纪是由英国主导的依靠蒸汽机、纺织机的“煤炭经济” ；20 世纪是由美国主导的依靠发动机、石油化学的“石油经济” ；21 世纪世界将步入“太阳经济”时代。开发新能源、发展低碳能源是构建“太阳经济”的重要支柱。 目前，世界许多国家和地区都高度重视发展低碳能源，普遍意识到谁能抢先发展好低碳能源，谁就能在新一轮经
8、济增长中占据主动权，成为世界经济发展的“领头羊” 。对于中国这个人口众多而人均能源资源短缺的国度，高碳向低碳转型更为紧迫和意义重大。中国的低碳能源产业有全球最大的市场，这是低碳能源产业发展的最重要的条件。为此中国需要制定经济环境双赢的能源战略，那就是低碳能源战略。低碳经济是未来全球发展的大趋势，也是当今世界政治、经济博弈的焦点。中国能否从经济大国跃升为经济强国，与能否很好地把握低碳经济的机遇息息相关2。 二、中国发展低碳能源要有紧迫感 能源行业作为高碳行业，特别是中国以煤炭为主的能源体系，其 CO2的排放量已是“老大难”问题。在中国国民经济和社会发展“十一五”规划中，首次将中国的节能降耗、环境
9、评价与经济增长等三重指标捆绑量化约束，明确指出：到 2010 年，应“实现人均国内生产总值比 2000年翻一番” ， “单位国内生产总值能源消耗降低 20%左右” ，以及“主要污染物排放总量减少 10%”等目标。 虽然在哥本哈根气候大会上，世界各国未能就减排目标达成一致意见，但都殊途同归走上了调整经济结构、转变发展方式的低碳经济之路。能源的转型是国家经济转型的关键环节，也是社会进步的重要标志。而今， “后哥本哈根时代”的全球碳排放压力表明，在“十二五”时期以碳减排为核心的环境问题比任何时候都重要。目前，中国已向世界承诺，到 2020 年要将单位 GDP 碳排放强度在 2005 年的基础上降低
10、4045。因此，中国以煤为主能源体系的根本性变革只能是走“低碳化”道路。能源低碳化是全球趋势，也是中国目标。 改革开放 30 年来，中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。本世纪以来，能源供应紧跟需求拉动，出现超高速增长，中国会很快成为世界第一能源消费国。如果中国能源消费保持前几年平均 8.9%的增速，则 2020 年中国能源消耗将达 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 年中国能耗也将占目前世界能耗的三成。显然，这种经济增长方式将受到能
11、源资源的严重制约，能源发展趋势必须进行重大调整。目前，中国高能耗产业已进入饱和期，可以满足相当大规模的基本建设需求。现有产能可满足每年完成 25 亿30 亿平方米建筑竣工面积、10 万公里公路、7,000 公里高速公路、6,000 公里铁路、1,500 公里高速铁路和改建新建 20 个机场，已经超出合理建设规模的需求。同时，建筑节能、交通节能等领域节能潜力明显，三大产业结构调整节能潜力大。高能耗产业不应也不可能持续高速增长。如果中国在 2020 年单产能耗比2005 年下降 44%，2030 年单产能耗比 2005 年下降 68%，那时，仍比日、欧的能耗强度高一倍，而今后发达国家的能源强度将继
12、续明显下降。中国能源需求不应长期持续保持高增长。发展低碳能源，有利于严格控制中国大气污染排放总量，推行温室气体排放强度和排放总量控制。与能源相关的 SO2 和氮氧化物的排放量，将在目前的基础上逐步下降，并将在 2030 年前显著解决能源大气污染和生态破坏问题。以 CO2 为主的温室气体排放强度将逐步降低，首先在“十二五”期间使碳排放强度再降20%，大力发展低碳能源将确保中国已做出的主动承诺（2020 年碳排放强度比 2005 年下降 40%45%）的兑现，并力争使中国 CO2 排放的总量在2030 年前后达到峰值（估计峰值约 90 亿吨/年） ，然后逐步下降，在2050 年显著回落到更低水平。
13、这首先是中国可持续发展的内在需求，也会在国际舞台上为中国争得战略主动权。 尽管短期内煤炭、石油、天然气等传统能源仍是中国能源供应的主力军，但从长远来看，低碳的能源结构才是发展趋势。发展低碳能源，是中国缓解能源与资源供需矛盾、遏制环境污染的重要途径，是全面落实科学发展观，加快推进新型工业化的必然选择，是建设资源节约型和环境友好型社会的重要举措，是促进经济又好又快发展，实现富民强国，构建和谐社会的迫切需要。尤其在当前国际经济尚未复苏的金融危机背景下，发展低碳能源更具有特殊的意义。开发太阳能、光能、风能、潮汐能、水能、沼气等低碳能源，由此可形成许多新兴产业，并可带动相关产业链的发展，从而扩大就业面，
14、提高就业率，这对克服经济衰退，保增长、保民生、保稳定，促进社会和谐意义重大。 三、中国低碳能源发展的战略重点 今天，中国已经步入一个新的历史发展阶段，高能耗、高污染的粗放型增长方式日益面临挑战，以提高能源等生产要素利用效率为核心的集约型增长方式和低能耗、低污染、低排放的低碳经济，已成为中国未来经济发展的方向。因此实现低碳化的、有序的能源结构是中国能源战略定位的根本。 1.大力发展分布式能源系统 中国的能源消费总量在不断扩大，环境污染问题日益严重，要研究提高能源利用效率，各国都在做积极的努力。我们要跳出能源看能源，要立足国内、面向世界。未来能源的发展要多元化，发展大机组、大电网是需要的，但小的分
15、布式能源系统的发展也必不可少。所谓“分布式能源系统” （Distributed Energy System，简称 DES）是一种新型的能源综合利用系统。它以清洁燃料作为能源（包括可再生能源） ，以分布在用户端的发展热电冷联产为主，其他中央能源供应系统为辅，实现以直接满足用户多种需求的能源梯级利用，并通过中央能源供应系统提供支持和补充。分布式能源技术是未来世界能源技术的重要发展方向，它具有提高能源综合利用率，降低中间输送环节损耗，减少碳硫等废弃物的排放，保障能源供应的可靠性等特点。分布式能源实际上是将一次能源发电以后余热来制热制冷，可以实现对能源进行一个温度对口的梯级利用。基本上不存在中间的输送
16、环节的损耗，可以实现对资源利用的最大化，分布式能源综合利用效率在 75%90%之间，而且避免了远距离的送电、送热带来的一种损失，比普通的天然气发电能源利用效率还要高出 20%左右。 发达国家早在 30 年前就开始涉足分布式能源领域，现在已经普遍应用在工业与生活当中，发达国家已可以将分布式能源综合利用效率提高90%以上。目前，丹麦和荷兰是分布式能源系统推广力度最大的两个国家，因此也成为各国效仿的榜样。在环保方面，与燃煤火电机组相比，分布式能源供能方式的 SO2 和固体废弃物排放几乎为零，CO2 排放量减少 50%以上，粉尘、SO2、CO2、废水废渣等排放也大大减少。根据美国能源部2020 纲领的
17、描述，在美国部分新建建筑采用分布式能源系统后，全国CO2 可以减排 19。分布式能源在中国已经由理论探讨进入工程开发阶段。目前中国北京、上海、广州等地已有一批以油、气为燃料的分布式热电冷工程项目投入运行，取得了明显的经济、环保和社会效益。目前，中国分布式能源系统还处于起步阶段，尚未形成经济化的产业规模，但市场潜力大，发展非常快。从国家的支持力度上可以看出这一产业的前景。2010 年 4 月，国家能源局下发了国家能源局关于对发展天然气分布式能源指导意见征求意见函 ，明确提出：到 2011 年拟建设 1,000个天然气分布式能源项目；到 2020 年，在全国规模以上城市推广使用分布式能源系统，装机
18、容量达到 5,000 万千瓦，并拟建设 10 个具有各类典型特征的分布式能源示范区域。以热电冷联产为特色的分布式能源系统（DES）是实现低碳发展的重要途径之一，是中国继续和完成工业化、城市化的能源供应保障，也是促进天然气产业链上、中、下游均衡、快速、健康发展，推动中国加速一次能源结构转型的动力2。 2.重点加强建筑、交通两大消耗领域低碳能源利用 低碳的核心在建筑和交通领域： （1）推广低碳建筑。目前低碳建筑已逐渐成为国际建筑界的主流趋势。一个经常被忽略的事实是：建筑在 CO2 排放总量中，几乎占到了50%，这一比例远远高于运输和工业领域。长期以来，人们评判建筑只关注空间的大小、功能的布局、造型
19、的美学效果，以及内外装修材料的档次等外显因素，而忽略室内空间的内涵品质，如热环境、声环境和空气品质等，这导致建筑后期使用、维护耗能很大。低碳建筑是指在建筑材料与设备制造、施工建造和建筑物使用的整个生命周期内，减少化石能源的使用，提高能效，降低 CO2 排放量。具体来说，低碳建筑首先在它的建造过程中低碳的概念，包括建筑材料的低碳，包括施工的低碳；到建筑物的使用过程中应该注重低碳，尽量的减少消耗能源的概念。目前中国的低碳建筑还处在起步阶段，但是未来五年将是它飞速发展的黄金阶段，低碳建筑将会越来越频繁的出现在我们的视野中，被社会所关注、倡导、鼓励。从未来看，低碳建筑的发展重点主要有三个：一是新建建筑
20、节能；二是现有建筑节能改造；三是北方地区城镇供热计量改革。发展低碳建筑需要树立全过程、全生命周期理念：一是建筑材料低碳。低碳建筑首先应在建筑材料上实现突破，包括屋顶技术、屋面技术、涂料技术等，这种突破应该通过技术革新来实现，为此需要加大相关低碳建筑材料和技术的研发力度。二是建筑施工低碳。据测算，与传统施工方式相比，绿色施工方式每平方米能耗可以减少约 20%，水耗可以减少63%，木模板消耗量减少 87%，产生的施工垃圾量减少 91%。如果要在施工阶段大幅度减少能源消耗，最好的办法就是推动住宅产业化、工业化，采取装配式施工，推广全装修。三是建筑使用低碳，更加注重可再生能源在建筑中应用。 （2）打造
21、低碳交通。交通运输，作为经济社会发展的重要载体和工具，是温室气体的重要排放源。机动车碳排放已占到全社会碳排放的相当比重。在当前机动车快速增长的前提下，低碳交通运输是实现节能减排、发展低碳经济的重要组成部分。低碳交通运输是一种以高能效、低能耗、低污染、低排放为特征的交通运输发展方式，其核心在于提高交通运输的能源效率，改善交通运输的用能结构，优化交通运输的发展方式。目的在于使交通基础设施和公共运输系统最终减少以传统化石能源为代表的高碳能源的高强度消耗。作为转变经济发展方式的重要举措，低碳交通运输是达到交通领域人与自然的一种和谐，在中国，它必将得到更大的发展。实现低碳交通运输的途径：一是，力求“减碳” 。交通运输工具必须依赖能耗，除非使用洁净能源（如太阳能等） ，否则交通运输难以实现无碳化，只能是不断低碳化的发展过程。二是，节能减排。高度重视运输工具的尾气排放， “节能”和“减排”都是交通运输低碳化的重要途径，既要重视“节能” ，更要把“减排”上升到应有的高度。三是，理念体系化。低碳交通运输是一个体系化的概念，无论是交通运输系统的规划、建设、维护、运营、运输，还是交通工具的生产、使用、维护，乃至相关制度和技术保障措施，人们的出行方式或运输消费模式等，都需要用“低碳化”的理念予以改造和优化。四是，综合性减碳。一方面，
