今年的盛夏還沒(méi)有到，全國(guó)各地就相繼發(fā)出了拉閘限電的警報(bào)，電力供應(yīng)緊張的嚴(yán)重情況為人們所關(guān)注。事實(shí)上，對(duì)于經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展的中國(guó)，能源供應(yīng)緊張可能不過(guò)剛剛開(kāi)始，能源正在成為制約經(jīng)濟(jì)發(fā)展的瓶頸。

那么，在未來(lái)的２０年，中國(guó)的能源供應(yīng)將面臨怎樣的挑戰(zhàn)，我們的出路何在？在前不久舉行的中國(guó)工程院第七次院士大會(huì)學(xué)術(shù)報(bào)告會(huì)上，著名能源戰(zhàn)略專家、中國(guó)工程院院士鄭健超以一組數(shù)字生動(dòng)地向人們展現(xiàn)了未來(lái)２０年中國(guó)能源要滿足需求所面臨的巨大挑戰(zhàn)——要增加２６座兗州煤礦、６個(gè)大慶油田、８?jìng)€(gè)天然氣西氣東輸工程、４．３個(gè)左右的三峽水電站的裝機(jī)容量、２０個(gè)大亞灣核電站和４００個(gè)大型火電站，為了配套，還需建立電網(wǎng)等設(shè)施，大概要用２０年的時(shí)間建起美國(guó)用５０年時(shí)間增容起來(lái)的電網(wǎng)容量。

２０２０年能耗將達(dá)３１億噸標(biāo)準(zhǔn)煤

“解決我們國(guó)家的能源問(wèn)題，比世界上任何國(guó)家都要困難，跟用有限的耕地解決我國(guó)１３億人的吃飯問(wèn)題一樣困難！”對(duì)于能源供應(yīng)問(wèn)題，鄭健超院士如是說(shuō)。

按照經(jīng)濟(jì)高增長(zhǎng)情景設(shè)計(jì)，２０２０年我國(guó)的能源需求將達(dá)到３１億噸標(biāo)準(zhǔn)煤，居世界第二，為當(dāng)年全球的１３．２％，美國(guó)的６０％，印度的３．２９倍，英國(guó)的７倍。具體分析，各種能源的供需情況為：煤炭產(chǎn)量預(yù)計(jì)可達(dá)２１億噸左右；到２０２０年，裝機(jī)容量和發(fā)電量預(yù)計(jì)分別達(dá)到８５０～９５０ＧＷ和３６００～４３００ＴＷｈ，即２０００年的３倍，這相當(dāng)于整個(gè)西歐２０２０年預(yù)測(cè)發(fā)電量的總和；２００３年我國(guó)消費(fèi)了２．６億噸油，其中包括凈進(jìn)口９０００萬(wàn)噸原油和石油制品。中國(guó)將很快成為僅次于美國(guó)的石油消費(fèi)大國(guó)，到２０２０年需求量將達(dá)到４．３億噸，占全球需求量的８．５％。

要滿足未來(lái)如此巨大的能源需求就必須進(jìn)行規(guī)?？涨暗哪茉椿A(chǔ)設(shè)施建設(shè)，但這樣規(guī)?？涨暗哪茉椿A(chǔ)設(shè)施建設(shè)，是否超出了我們資源的承載能力？是否超出了我們環(huán)境的承載能力呢？

鄭健超院士認(rèn)為，最大的制約因素是能源資源的供應(yīng)能力。據(jù)統(tǒng)計(jì)，中國(guó)現(xiàn)有人均化石燃料資源僅為世界均值的５６％，石油的人均可采儲(chǔ)量?jī)H為世界均值的８％，天然氣的情況也大致如此。水電被認(rèn)為是替代化石燃料的首選，目前占全國(guó)２０％的電力供應(yīng)。我國(guó)水電資源理論蘊(yùn)藏量為６．７億千瓦，經(jīng)濟(jì)可開(kāi)發(fā)量為２．９億千瓦。即使我國(guó)經(jīng)濟(jì)上合理開(kāi)發(fā)的水電全部開(kāi)發(fā)完畢（從現(xiàn)在起再建設(shè)１２座三峽水電站的裝機(jī)容量），也僅可滿足２０２０年發(fā)電量的２８％，占當(dāng)年一次能源需求的１２％左右。

至于核電，目前我國(guó)核電在電力中所占比例更小，到２０２０年有望在發(fā)電量中占到４％。鄭健超指出，由于我國(guó)煤炭?jī)r(jià)格較低，燃煤電廠發(fā)電價(jià)格一般比核電便宜，當(dāng)環(huán)境危害的外部成本未能在價(jià)格體系中恰當(dāng)反映時(shí)，情況更是如此。要推動(dòng)核電和可再生能源發(fā)電技術(shù)進(jìn)入市場(chǎng)，必須進(jìn)行體制和技術(shù)上的創(chuàng)新。

除了能源資源是否有足夠的供應(yīng)能力外，能源消耗所引發(fā)的環(huán)境問(wèn)題同樣不容忽視。在可預(yù)見(jiàn)的未來(lái)，煤炭還是能源結(jié)構(gòu)里最主要的能源，煤炭加石油大約占了中國(guó)一次能源的９０％，這也就意味著將有相應(yīng)的溫室氣體排放量，二氧化碳的排放預(yù)計(jì)將從２０００年占全球總量的１２．７％增加到２０２０年的１６．７％。而與能源燃燒相關(guān)的空氣污染使我國(guó)４０％的國(guó)土受到了酸雨的威脅，如果不采取進(jìn)一步的控制措施，２０２０年我國(guó)的二氧化硫和二氧化氮的排放將分別超過(guò)４０００萬(wàn)噸和３５００萬(wàn)噸。同時(shí)，火力發(fā)電所需要的用水量也非常巨大，一座大型的火力發(fā)電廠的耗水量，大約相當(dāng)于一個(gè)中小型城市的生活用水總量。 

能源消費(fèi)強(qiáng)度平均每年下降４％

鄭健超院士說(shuō)：“強(qiáng)化能源效率是實(shí)現(xiàn)可持續(xù)的能源供應(yīng)的關(guān)鍵?！笔聦?shí)的確如此。據(jù)介紹，自１９７７年以來(lái)，我國(guó)的能源消費(fèi)強(qiáng)度以平均每年４％的速率下降，假設(shè)沒(méi)有這樣大幅度的下降，而是一直按照解放初期的能源消耗強(qiáng)度，那么到１９９５年我們就需要消耗兩倍于實(shí)際消費(fèi)的能源，僅煤就會(huì)達(dá)到２７億噸，實(shí)際上２０００年我國(guó)消費(fèi)了１３．７億噸標(biāo)準(zhǔn)煤。

盡管我國(guó)在節(jié)能方面取得了巨大成就，但目前的能源消費(fèi)強(qiáng)度仍然比較高，約為世界經(jīng)合組織國(guó)家均值的４．６倍。鄭健超說(shuō)：“為了保持能源供需平衡，我國(guó)的能源消費(fèi)強(qiáng)度需要在２０２０年前再降低５０％?！蹦壳?，受大規(guī)模建設(shè)的驅(qū)動(dòng)，一些地方在繼續(xù)發(fā)展高能耗產(chǎn)品，這使得進(jìn)一步降低能源強(qiáng)度變得更加困難。過(guò)去３年，我國(guó)鋼的需求以每年３０００萬(wàn)噸的速率增加，２００３年達(dá)到２．３億噸，占全球總量的３０％。如果保持這個(gè)發(fā)展趨勢(shì)，我國(guó)的鋼產(chǎn)量在２０２０年將達(dá)到２．８億噸的峰值。此外，２００３年我國(guó)生產(chǎn)了８．６２億噸水泥，占全球總量的４０％，如果沒(méi)有調(diào)控措施，水泥產(chǎn)量在２０２０年前可能達(dá)到１０億噸。鄭健超院士認(rèn)為，鋼鐵、水泥、有色金屬、玻璃、建筑陶瓷等高能耗產(chǎn)品過(guò)熱，大大加劇了能源的供需失衡，而對(duì)中國(guó)這樣一個(gè)能源資源短缺的國(guó)家來(lái)說(shuō)，發(fā)展高能耗產(chǎn)業(yè)顯然是不合適的。因此，今后應(yīng)大力發(fā)展高附加值產(chǎn)品的生產(chǎn)，一些高能耗產(chǎn)品甚至可以采取到國(guó)際市場(chǎng)上去進(jìn)口的辦法，通過(guò)提高能源效率，大幅度降低能源消耗。

事實(shí)上，我國(guó)在節(jié)能方面還有很大的潛力。與國(guó)際先進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)相比，我國(guó)主要產(chǎn)品的能耗至少可以降低２０％。由于新技術(shù)的出現(xiàn)，能源終端使用的效率與日俱增，節(jié)能的潛力將會(huì)更大。

技術(shù)創(chuàng)新迎接挑戰(zhàn)

鄭健超指出，解決我國(guó)的能源問(wèn)題要特別依靠技術(shù)創(chuàng)新。他說(shuō)：“煤炭不應(yīng)受到人類的譴責(zé)，應(yīng)該改變的是我們使用煤炭的方式?！币虼?，高效潔凈的發(fā)電技術(shù)是減少能源利用造成的環(huán)境影響的首選措施。超臨界煤粉發(fā)電技術(shù)被認(rèn)為是我國(guó)潔凈煤發(fā)電技術(shù)的主流。未來(lái)的“超潔凈燃煤發(fā)電廠”，把高溫燃料電池技術(shù)、聯(lián)合循環(huán)技術(shù)和固碳技術(shù)集成起來(lái)，可以實(shí)現(xiàn)零排放的高效發(fā)電。

同時(shí)，運(yùn)輸替代燃料對(duì)我國(guó)可持續(xù)的能源供應(yīng)至關(guān)重要。當(dāng)前研究中的運(yùn)輸燃料的替代品是那些可以減少污染排放或?qū)?lái)可以取代汽油的燃料。煤基液體燃料是我國(guó)最有希望的交通運(yùn)輸替代燃料。然而，由于氫燃料的電動(dòng)車的大規(guī)模應(yīng)用要求傳統(tǒng)的油料生產(chǎn)和分配的基礎(chǔ)設(shè)施做重大改變，所以氫經(jīng)濟(jì)時(shí)代的到來(lái)尚需時(shí)日。而在核電領(lǐng)域，我國(guó)已準(zhǔn)備在成熟技術(shù)和國(guó)際經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，發(fā)展自主設(shè)計(jì)的百萬(wàn)千瓦級(jí)的壓水堆核電站。

最后，鄭健超院士還對(duì)我國(guó)未來(lái)可靠、高效的電網(wǎng)進(jìn)行了展望。在他看來(lái)，隨著應(yīng)用電力電子技術(shù)、分布式電源、儲(chǔ)能技術(shù)、智能化設(shè)備和現(xiàn)代信息技術(shù)的應(yīng)用，電力系統(tǒng)可以建設(shè)成為不易損壞、甚至可以自行康復(fù)的系統(tǒng)。