【紫荊專稿】杜祥琬:中國能源要走上高質量發展新征程


能源是人類文明進步的基礎和動力,關乎國計民生和國家安全,對於促進經濟社會發展、增進人民福祉至關重要。2020年12月,中國正式發布《新時代的中國能源發展》白皮書,首次系統地對外闡述了中共十八大以來中國推進能源革命的重大舉措和成就。為了更全面詳實地了解中國能源事業發展的有關情況,記者近日採訪了國家氣候變化專家委員會名譽主任、中國工程院原副院長、中國工程院院士杜祥琬。

|本刊記者     馮琳

【紫荊專稿】杜祥琬:中國能源要走上高質量發展新征程插图

杜祥琬院士正在接受本刊記者採訪 (本刊記者 馮琳 攝)


十八大以來中國能源事業發展成就顯著

記者:能源革命一直是一個世界性的話題,怎樣以一個歷史縱深視角來看待全球能源革命的發展過程?

杜祥琬:我們可以從人類文明形態的進步來認識能源革命。人類文明形態的不斷進步是歷史的必然,而能源革命是其基礎和動力。

世界能源結構的轉型包含三個階段。第一階段以煤炭為主,1913年全球的一次能源中70%是煤炭。經過幾十年的發展,世界能源結構進入到以油、氣為主的第二階段,此時,油、氣佔到全球一次能源50%以上。可以說化石能源——煤、油、氣的發現和利用,極大地提高了勞動生產率,使人類由農耕文明進入工業文明,這是一次典型的能源革命。但是工業文明在帶來巨大進步的同時,也產生了嚴重的環境問題、氣候問題和不可持續性。現在世界能源結構正處於向非化石能源為主的階段轉型,非化石能源可以推動人類由工業文明走向生態文明,這也是當前世界各個國家的發展方向和定位目標。

記者:我們中國的能源結構轉型過程也是如此嗎?

杜祥琬:中國的能源結構轉型也有三個階段,但情況和全球不太一樣。第一階段與全球相同,中國能源結構長期以煤炭為主。但分析表明中國不會有一個油、氣為主的階段,因為中國“油+氣”不會超過一次能源的40%,所以中國的第二個階段是化石能源和非化石能源多元發展、協調互補、此消彼長、逐步轉型的階段,目前正處於這樣一個過程當中。中國最後也要走向以非化石能源為主的階段,這也是中國能源結構的第三個階段。

我國將通過綠色、低碳、安全、高效的能源轉型,來實現電氣化、智能化、網絡化,從而為實現經濟社會高質量發展、可持續發展提供強勁驅動力。

記者:您如何評價中國推動能源革命所取得的成就?

杜祥琬:改革開放以來,中國適應經濟社會快速發展需要,推進能源全面、協調、可持續發展,成為世界上最大的能源生產消費國和能源利用效率提升最快的國家。2014年,習近平主席提出要推動能源革命。我們過去講的是能源發展,他提出能源革命,這個提法就不只是文字問題。這意味著,中國能源要有革命性的變革,要有質量的提高。

中共十八大以來,中國能源事業發展成就顯著,能源保證了我國整體比較健康也比較高速的發展。在此期間,中國的能源消費年均增長約2.8%,經濟年均增長約7%,也就是說,年均2.8%的能源增長保證了年均7%的經濟增長。

中國的能源結構在不斷地優化,煤炭在一次能源消費中的比重持續下降,非化石能源佔比顯著提升,能源轉型穩步推進。比如,中國現在太陽能和風能發電的裝機總量都分別超過2億千瓦,全球太陽能、風能增長的30%都在中國。其它水電、生物質能、海洋能、地熱能等可再生能源資源也取得明顯發展。核電也取得顯著的進展。

除此之外,中國的能源利用效率也在不斷提高。2010年中國單位GDP能耗是世界平均水平的2.2倍,這一倍值現在降到了世界平均水平的1.3倍。我認為,這些成就是舉世矚目的。

不過還要看到,當前中國的能源結構偏煤,能源供應、環境影響和管理體制等方面還有一些短板和弱項,與世界先進水平相比仍存在一定差距。產業偏重、能效偏低、結構高碳這種粗放型的增長使環境問題日趨尖銳,於是也推動了中國關於轉變發展方式和能源革命的覺醒。

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中國可再生能源資源潛力巨大,目前中國已開發的太陽能、風能資源還不到技術可開發資源總量的 1/10。圖為 2020 年 12 月 8 日,河北省威縣一家風電設施生產企業的工人調校大型風電機組葉片平整度(圖:新華社)


可再生能源將成為“十四五”能源增量主體

記者:今年是“十四五”規劃的開局之年,“十四五”期間中國推動能源革命的主要目標和舉措是什麼?

杜祥琬:中國第一個百年奮鬥目標和第二個百年奮鬥目標的交接點就在“十四五”,因此“十四五”時期是中國邁向高質量發展的一個重要關鍵期。

第一,“十四五”期間中國需要對節能提效有明確要求。節能提效應為中國能源戰略之首,是綠色、低碳的第一能源,也是保障國家能源供需安全和能源環境安全的要素。特別是在當前以化石能源為主的能源結構下,節能提效應是減排的主力。就比如,如果我們能夠把單位GDP能耗從世界平均水平的1.3倍再進步到1.0倍,就意味著同等規模的GDP每年可以節約十幾億噸標煤。所以能源消費概括起來說就是由粗放、低效走向節約、高效;從能源生產來說,就是由黑色、高碳逐步轉向綠色、低碳,從以化石能源為主逐步轉向以非化石能源為主。

第二,“十四五”期間中國能源行業要走上高質量發展新征程。化石能源要盡可能適應能源轉型需要,如煤炭要實現清潔高效利用,油、氣行業仍要“穩油增氣”,且要大力發展非化石能源。中國若要以小於0.4的較低的能源彈性系數來滿足能源消費2%的年增速,可主要依靠“非化石能源+天然氣”。這是對內推進能源革命、對外構建人類命運共同體的融合點,是推動國內國際雙循環相互促進新發展格局的抓手。

需要指出的是,當前社會經濟發展正在促進可再生能源快速增長,不難看到可再生能源的生產、儲能等成本都有了顯著下降。從2010年到2019年,全球範圍內光伏發電、光熱發電、陸上風電和海上風電項目的成本已分別下降82%、47%、39%和29%。讓可再生能源從十年前的“微不足道”變得“舉足輕重”,相信進一步會“擔當大任”,它必將從一個“補充能源”逐步發展為“主流能源”。

最近習近平主席提到,2030年中國非化石能源佔一次能源消費比重將達到25%左右。在我看來,通過水電、核電、風電、太陽能、生物質能、地熱以及儲能技術、新能源汽車等技術領域,和綜合能源服務、智能電網、微網、虛擬電廠等新業態的進一步發展,預計到2025年,中國非化石能源在一次能源中佔比將達到20%;電力在終端能源中佔比將大於30%;非化石電力裝機佔比達50%,發電量超40%。屆時,可再生能源將擔當大任,成為“十四五”期間能源增量主體,煤炭消耗不再增長,率先實現“煤達峰”,甚至“煤過峰”。

“十四五”期間,中國能源的增量大約每年有2%的增長,這個增長基本上由非化石能源加上天然氣的增長就可以滿足。

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通過水電、風電等能源儲能技術、新能源汽車等技術領域和新業態的進一步發展,預計到 2025 年,中國非化 石能源在一次能源中佔比將達到 20%。圖為 2020 年 7 月 9 日,位於青海省境內的黃河上游李家峽水電站提門 泄水(圖:新華社)

中國高比例發展可再生能源完全可行

記者:根據您的描述,推動能源轉型、發展可再生能源將是中國未來持續推進能源革命的一個重要方向。為什麼要大力發展可再生能源?

杜祥琬:為什麼要大力發展可再生能源?一是能源供給安全的要素,就是供應跟上需求。長期以來,提及能源供給安全,大家會想到煤、油、氣,但隨著可再生能源佔比的逐年遞增,它對供給安全的貢獻越來越大,中國的能源供給安全裡面不能不考慮可再生能源。

二是發展可再生能源有利於能源的環境安全。目前中國面臨的很多環境問題,比如大氣的質量,都是與能源排放有關的。高比例發展可再生能源,非常有利於環境安全、有助於改善大氣質量。

三是發展可再生能源有利於降低溫室氣體排放。由於氣候變化的加劇,我們在發展的過程中必須要考慮減少溫室氣體的排放。

我還想特別強調一點,可再生能源資源的利用是我們國家自己可以掌控的。太陽能、風能在我們自己的國土上和海洋裡,不受國際地緣政治變換的影響,不會因國際政治而變化,資源是穩定的,所以大規模、高比例地發展可再生能源還有利於中國能源體系的獨立性和安全性。

記者:目前來看,中國發展可再生能源的可行性如何?

杜祥琬:發展可再生能源,現在對中國來說是完全可行的。首先,我們有資源。過去人們常用“富煤、缺油、少氣”來形容中國的能源資源稟賦,這是基於化石能源的視角,然而在推動能源轉型的背景下分析就會發現需要重新認識中國的能源資源稟賦,豐富的可再生能源資源是中國資源稟賦的重要組成部分。目前,中國的非化石能源在一次能源中的佔比已經達到15.3%,而且每年都有持續增長。中國已開發的太陽能、風能資源其實還不到技術可開發資源總量的1/10,再加上可觀的水能、海洋能、生物質能、地熱能、太陽能熱利用等等,所以我國可再生能源的資源基礎是十分豐厚的、潛力巨大。

其次,技術可行。技術可行除了非化石能源本身以外,還包括跟它相配合的儲能技術。太陽能、風能等可再生能源的利用技術正在飛速進步,已被實踐證明。其它跟可再生能源需要配合的多項儲能技術也在進步當中。

最後,經濟可行性。可再生能源再好,經濟上不可行也不行。十幾年前,可再生能源成本比較高,所以發展比較慢。近一二十年,太陽能、風電的成本大幅下降,現在基本上已經到了平價的狀態。

資源可行、技術可行、經濟可行,所以整體上看中國完全可以高比例發展非化石能源、發展可再生能源。未來,可再生能源自身也要不斷推動創新,拓寬行業增長的邊界;同時,要與能源計算、工業互聯網、智能制造、電動汽車、5G技術等新基建深度融合,開展數字化經營管理,推動數字化服務。

中國可再生能源現在發展得很快,但是在整個能源和電力比例中還是一個小量。我們要做好這樣的思想準備,可再生能源要能夠擔當能源轉型的大任,所以必須實現更為標準化、更高質量的發展。

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未來,可再生能源自身也要與智能製造、電動汽車、5G 技術等新基建深度融合。圖為 2020 年 12 月 2 日,在 雲南昆明,一名卡車司機準備掃碼充電(圖:新華社)


中國始終堅持
“共同而有區別”的責任
推動全球低碳發展

記者:2020年,習近平主席多次向世界宣示了中國的碳達峰、碳中和目標——二氧化碳排放力爭於2030年前達到峰值,努力爭取2060年前實現碳中和;中央經濟工作會議也把“做好碳達峰、碳中和工作”列為2021年的重點任務。什麼是碳達峰、碳中和?怎樣看待中國提出這兩個目標的深遠意義?

杜祥琬:世界溫室氣體的排放有多種,主要是二氧化碳(佔73%),而90%的二氧化碳來自於化石能源的燃燒。目前全球一次能源的利用當中,84%來自於化石能源,其中二氧化碳排放量在2018年是375億噸。自2006年以後,中國成為了世界第一大碳排放國。2017年中國排放98.4億噸二氧化碳,這個數值大於美國、歐盟的總和。

所謂碳達峰,指碳排放在某一特定時期達到總量峰值,隨後進入平台期並可能在一定範圍內波動,最後進入平穩下降階段。碳中和,則要根據三個公式來理解。第一個公式:能源碳排放=能源消耗量×化石能源的佔比×單位化石能源排放(需計及多種化石能源)。第二個公式:碳匯=林業等碳吸收+CCUS(碳捕獲、利用與封存)等碳移除。第三個公式:碳排放=碳匯。也就是說,當碳排放與碳匯基本相等時,即實現了碳中和。

由此,我們可以得出實現碳中和的三要素。第一個要素是節能提效,在化石能源為主的今天,節能提效是全球和中國降碳的首要措施。第二個要素是能源替代,即在能源結構中降低化石能源、特別是煤炭的佔比,高比例發展非化石能源、特別是可再生能源。第三個要素是移除,也就是增加碳匯及CCUS。

這次中央經濟工作會議提出“做好碳達峰、碳中和工作”,而且近半年來習近平主席多次在國際重要場合都重申了中國碳達峰和碳中和這兩個目標,意義非常重大。這兩個目標可以說不僅表示了中國作為一個發展中大國對全球氣候變化做出貢獻的重要姿態,而且也更加明確了中國能源革命、碳減排定量的階段目標。

2030年前要碳達峰,2060年前實現碳中和,概括成一句話就是低碳發展。正像習近平主席所講的,能源低碳發展關乎人類未來。這句話就體現在這兩個目標上,而這兩個目標又引導著整個中國的能源發展。

碳達峰是實現碳中和目標的重要前提,達峰年份、達峰時的碳排放總量以及平台期時長都會決定達峰後碳中和實現的難易。發達國家從碳達峰到碳中和,一般少則45年,長則70年。而中國在這個過程中只留出了30年的時間,當然更困難、更有挑戰性,但這也是一個很好的機遇,將帶來新產業、新增長點、新投資,實現經濟、能源、環境、氣候的共贏。

中國要用比較快的步伐從碳達峰走向碳中和,要看準碳中和這個目標來做碳達峰,要讓這個峰值盡可能不要太高,這樣接下來的碳中和才比較容易實現。如果現在就把這個峰值抬得很高,那麼將來為了實現碳中和所要付出的代價包括投資代價都會比較大。所以,我認為現在這兩個目標可以說是相關聯的,也是方向性的、戰略性的。這既是中國能源發展的需要,也是中國應對氣候變化的重要舉措。

記者:您如何評價多年來中國在能源轉型和應對氣候變化方面對世界做出的貢獻?

杜祥琬:中國的貢獻,第一是節能,近年來世界節能總量的1/2都在中國;第二,將非化石能源作為發展和增長的重點。譬如說,中國正在大力推行用清潔取暖替代散燒煤,這樣不僅帶來了空氣質量的改善,同時也使碳排放逐漸減少。

作為一個發展中大國,中國要做符合自己國情、符合自己發展階段的選擇。當然,中國也是一個負責任的大國,也要為全球應對氣候變化作出自己的貢獻,始終堅持“共同而有區別”的責任。比如,發達國家是絕對量的減排,而中國目前是減少單位GDP的碳排放量,雖然絕對量還是會有所增加,但是增加的幅度會慢慢減少,最後趨於飽和,也就是到2030年達到碳峰值。總之,中國一直在努力扮演著全球低碳發展的促進者、貢獻者,我覺得這一點中國還是很明確的。

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“無廢”是指廢棄物的高度資源化再利用。青海省西寧市是中國西北地區“無廢城市”建設試點城市。2020 年 11 月 24 日,在該市首家投運的“無廢”市場內,每個攤位均掛有可降解分類購物袋(圖:中新社)


建設“無廢城市”,
香港有基礎可領先示範

記者:從2019年開始,中國一項重大綠色發展舉措——“無廢城市”建設在內地“11+5”個城市和地區試點展開。您是中國“無廢城市”發起人之一,同時還擔任著“無廢城市”建設試點委員會主任委員。作為一名能源戰略專家,您為什麼倡議發起了這一項目?

杜祥琬:很多人都覺得奇怪,一個搞能源研究的,卻搞起了垃圾。其實我也是從能源研究入手,開始注意到這個問題的。2005年,我因為參與中國工程院和瑞典皇家工程科學院合作的可再生能源與環境項目而赴瑞典考察。在瑞典,我發現當地的垃圾處理水平非常高,真可以稱得上“化腐朽為神奇”。瑞典49%的垃圾用來焚燒發電,36%垃圾用來做沼氣,14%的垃圾用作有機肥料,只有1%的垃圾實在無法資源化利用才最終填埋。我回國後和同事們聊起這個情況,但有同事說,東西方國家的生活方式有很大差異,我們中國人的生活垃圾中湯湯水水很多,影響資源回收利用。

2013年前後,我又去台灣就兩岸可再生能源與環境合作項目進行考察。我在台北、新北和台中都看到,當地的垃圾處理從源頭上就做到減量化,在此基礎上嚴格分類,資源的回收利用效率大幅提高。例如,生活垃圾可焚燒發電,建築垃圾可以回收再做成建材,電子垃圾可以從中提取貴重金屬。這讓我很有觸動,因為海峽兩岸都是中國人,生活方式基本相同,我想台灣同胞能做得很好,我們大陸這邊一定也能做到。回到大陸後,我又和同事們說起這件事。“台灣和大陸的垃圾差不多,他們可行,我們也是可行的,只不過他們比我們先行了幾十年。”

我們大陸幅員遼闊,積累了大量垃圾,截至目前的固廢存量有700多億噸,每年還在產生100多億噸的垃圾。我們要建設美麗中國,垃圾圍城可是問題啊!於是在做了充分的調研後,大約在2017年上半年,我與多位院士一起向中共中央、國務院聯合提出了建設“無廢城市”的建議。中央領導很快就批示了,批示之快,讓我們完全沒想到。

所謂“無廢”不是說不產生廢物,而是廢棄物的高度資源化再利用。這一理念非常符合中央高度重視的生態文明建設,也非常符合老百姓的願望和需求,於是很快就在國內開展起來了。

記者:目前,兩年的“無廢城市”建設試點工作已經結束,將在全國範圍陸續推開。您認為,香港乃至粵港澳大灣區今後在“無廢城市”建設方面能夠發揮哪些作用?

杜祥琬:“無廢城市”建設第一批試點是在內地“11+5”個城市和地區,試點兩年只是一個開頭,包括這“11+5”也不能指望兩年之內就成為“無廢城市”。廢棄物的高度資源化再利用需要我們堅持不懈的長期努力,才能把它真正做好。因為這牽扯到技術問題,比如各種類型的垃圾如何資源化;牽扯到管理問題,比如如何把大數據應用到垃圾資源分類中;還牽扯到老百姓的參與,各家各戶要學會從源頭上減少垃圾的產量、把分類工作做好等等。所以,建設“無廢城市”需要政府、企業和公眾形成一個“鐵三角”來共同推動。

粵港澳大灣區中,包括香港,企業和民眾都是要生產和生活的,所以會產生不少的廢棄物。如果把這些廢棄物重新利用起來,就可以發展出一項循環經濟。十九大提出,要實現綠色發展、低碳發展、循環發展。實際上,廢棄物資源化再利用就是一個典型的循環經濟問題。

我想,香港本身在這方面有很好的基礎,要利用這個基礎樹立循環經濟的概念。這是一個非常好的理念,也在海內外很多地方有了非常成功的實踐。我們內地也一定要在這方面走到前面去,這也符合中國全面建設社會主義現代化國家的總體戰略目標。總之,建設“無廢城市”是一項很有意義的事業,希望香港及大灣區能夠在這方面做好領先示範。

(中國工程物理研究院崔磊磊對本文亦有貢獻)

本文發表於《紫荊》雜誌2021年4月號

編輯:李博揚
校對:莫潔瑩
監製:周馬麗

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