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路甬祥:发挥中科院在能源可持续发展中重要作

时间:2020-03-20来源:未知 作者:admin点击:
就我国能源可持续发展的战略问题进行研讨,进一步明晰科技创新在保证人类能源可持续供给中的基础和关键作用,这对于进一步动员和组织中国科学院全院力量,支撑我国能源可持续

  就我国能源可持续发展的战略问题进行研讨,进一步明晰科技创新在保证人类能源可持续供给中的基础和关键作用,这对于进一步动员和组织中国科学院全院力量,支撑我国能源可持续发展体系建设开展科技创新,具有重要意义。

  保证能源供应是人类社会赖以生存和发展的最重要条件之一。当今世界,能源与环境问题并列成为人类社会共同面临的重大挑战,影响着人类社会发展的进程与未来。我们面临的主要挑战是:

  化石能源开始耗竭。在19世纪以前的农业社会,主要依靠可再生能源(太阳能、生物质能、水能、风能)作为一次能源。自工业革命以来,煤的开发利用逐步取代了木柴,经历约半个世纪后成为全球的主要一次能源。20世纪,人类开始大规模开发利用石油和天然气,成为化石能源世纪。今天,煤、石油与天然气已占世界能源消耗总量的80%以上。化石能源不可再生,终将逐渐耗竭。“英国石油公司”世界能源统计报告显示,2002年全世界煤炭的探明储量为9845亿吨,中国为1145亿吨,按目前产量计算,可开采216年,中国为105年;天然气可采储量为150万亿立方米,按世界天然气年产量2.4万亿立方米计算,可开采约为61年,中国约为45年;石油可采储量为1430亿吨,按当前石油产量34亿吨计算,约可开采为40年,中国约为20年。全世界已经认识到,人类必须逐步减小化石能源份额,增大可再生与新型能源份额,向着建立能源可持续发展体系过渡。

  化石能源的使用等引起的气候变暖与环境污染日益严重。化石能源的使用等引起的环境变化受到全球关注。全球变暖已经是无可争议的客观现实,南北极的冰架在明显地消融,喜马拉雅山的冰川退后。在我国,燃煤引起的城市大气污染和造成的酸雨面积已超过国土面积的1/3;1990年以来,我国CO2排放量增加幅度较大,目前年排放总量已为世界第二,以过度消耗资源能源为代价的传统发展模式难以为继;迅速发展的汽车导致机动车辆尾气排放大幅增加。必须走能源节约的发展道路,必须更加清洁地使用化石能源,减少对环境的污染,发展低碳技术与低碳经济,大幅减少CO2等的排放,共同应对气候变化。

  能源问题引发经济社会问题。能源价格高涨及剧烈波动对全球经济造成影响,油价高企可能成为长期的趋势。目前全球有1/3的人口还得不到现代能源的服务,能源价格升高对发展中国家的经济社会发展将更加不利。同时,现有能源体系不能保证能源安全和可持续性,可以预计,未来50年全球将有20亿~30亿人口摆脱贫困,进入小康,进而实现现代化。这将为全球发展注入空前的动力与活力,也必将对资源和能源需求提出新的挑战,人类必须创造新的生产方式、生活方式和新的可持续发展的能源体系,确保能源安全、公平利用和可持续性。

  能源和环境问题成为国际政治的重要议题。随着我国人民生活水平的提高,国内能源需求持续增长,目前我国能源消费总量已经位居世界第二,虽然我国能源政策立足国内,但油气供应对外依存度将会逐年提高,2006年我国原油及油品进口已达1.6亿吨,对外依存度达47%。全球石油供应是有限的,竞争日趋激烈,油气对外依存将对我国能源安全和国家安全产生重大影响。

  能源挑战将推动能源科技的快速发展。能源短缺和环境的挑战引发了对传统能源结构、核能以及可再生能源发展新的思考。可以预见的是,人类必将进入主要依靠可再生能源和先进安全核能的时代。当前,化石能源仍将发挥主体作用,未来可持续能源体系也不可能仅靠某一种技术,能源的多样性是构成满足多样性需求并充满活力的能源体系的合理选择。但未来能源必须提高能源利用效率,必须环境友好,必须可持续发展。

  应对挑战,人类社会必须把解决能源可持续供给和保护生态环境摆在优先位置,建设可持续发展的新的能源体系,已经成为世界各国高度关注的焦点和重大战略。毫无疑问,21世纪是人类社会将从化石能源走向可持续能源的时代。人类将在致力节约、清洁、高效利用化石能源的同时,致力于发展先进可再生能源,提高可再生能源的比重,发展先进、安全、可靠、清洁的核能及其他替代能源。

  能源是经济社会可持续发展和国家竞争力的基础,建设能源可持续发展体系,对于我国实现现代化建设第三步战略目标至关重要、刻不容缓。建设可再生能源份额逐步增大,化石能源得到高效、清洁利用,能源结构逐步优化,满足我国经济社会发展需要的能源可持续发展体系,必须站在时代的高度,以世界眼光,从我国国情出发,面向未来,综合考虑需求、资源、环境、技术和经济等多方面因素,作出30~50年战略规划。

  首先,要明确我国能源发展的战略目标。2005年,我国一次能源总耗量65.3EJ(EJ ,热单位,1E=1015J。编者注),万元GDP能耗35.7GJ(GJ ,热单位,1G=109J。编者注),我国一次能源结构为:煤占69.6%、石油和天然气占23.8%、水电和核电占6.6%。综合分析全球及我国化石能源可开采储量和环境承受能力,我认为,实现到2050年我国GDP增长的目标,我国能源消耗必须实现大幅度节能减排,比较理想的是能耗总量比2005年增加不应超过50%,即控制在100EJ左右,单位GDP能耗相当于2005年发达国家的中等水平;我国能源结构必须向大幅度增大可再生能源份额的方向调整,比较理想的结构是可再生能源至少占25%~30%,水电和核能至少占15%~20%。

  其次,要制定我国能源科技发展路线图。制定我国能源科技发展的战略路线图是建设我国能源可持续发展体系,实现能源结构优化目标的重要保证。制定路线图必须从我国未来经济社会发展的战略需求出发,前瞻世界能源科技发展前沿。近期(至2020年),重点发展节能和清洁能源技术,提高能源效率,力争突破新一代零排放、多联产整体煤气化联合循环、增压流化床联合循环技术等,解决CO2捕捉、储存与利用的关键技术并进行技术示范,推进煤炭高效液化技术、煤基醇醚和烯烃代油技术进入工程示范和大规模应用阶段,积极发展安全清洁核能技术和非水能的可再生能源技术,前瞻部署非传统化石能源技术。

  中期(2030年前后),重点推动核能和可再生能源向主力能源发展。突破快中子堆技术并实现其核电机组商业示范发电,核乏料有效利用和安全处置技术等。突破太阳能高效转化技术及太阳能电热集成应用系统,突破光合作用机理并筛选或创造高效光生物质转换物种,实现农业废弃物、纤维素、半纤维素高效物化/生化转化技术的工业示范和规模产业化,突破智能能源网格和发展氢能体系。远期(2050年前后),建成我国可持续能源体系,总量上基本满足我国经济社会发展的能源需求,结构上对化石能源的依赖度降低到60%以下,可再生能源成为主导能源之一。重点发展可再生能源技术规模化应用和商业化,力争突破核聚变能技术。

  第三,要完善我国能源可持续发展体系的基本框架。近年来,中科院学部已就能源问题进行了战略研究,并就能源结构的调整,建立我国能源可持续发展体系的发展战略进行了深入研讨,对综合性、前瞻性与战略性的一些重大问题形成了一些共识,提出了我国21世纪上半叶能源可持续发展体系的5个方面,包括:(1)继续发挥煤的重要作用;(2)开源节流,保障石油与天然气供应;(3)充分发展水电与核电;(4)大规模发展非水能的可再生能源;(5)大力支持未来新型能源的研究发展。本世纪上半叶,要统筹这5个方面的发展,使我国2050年前的能源供应更加节约、安全、可靠、清洁,并为建立未来能源可持续发展体系奠定坚实的基础。

  第四,要采取切实措施促进我国能源可持续发展体系建设。能源结构优化应坚持煤的清洁高效利用,逐步减少燃煤份额,大幅度增大可再生能源与核能份额的方向;设立大规模非水能的可再生能源国家重大专项及研发基地;设立以快中子堆和钍资源利用为重点的先进核能系统与核燃料循环的研究开发和产业化国家重大专项及研发基地等,以保障2050年前后我国能源的合理结构和供应。同时要制定并实施节能减排应对气候变化和构建新的能源技术创新体系和行动计划。持续进行聚变能的研究和国际合作。

  充分发挥中科院在我国能源可持续发展体系建设中的重要作用

  中科院作为国家战略科技力量,必须要在我国能源可持续发展体系建设中发挥基础性、前瞻性、战略性的科技支撑和引领示范作用。

  发挥学部的战略咨询作用。学部是国家在科学技术方面的最高咨询机构,应在我国能源可持续发展体系建设中继续发挥战略研究和咨询建议作用。希望学部在已有工作的基础上,立足国情,放眼长远,前瞻2050年世界科技的发展,前瞻2050年我国的经济社会发展变化及需求,就我国能源可持续发展和相关的重大问题、重大政策和重大战略,适时提出科学前瞻的咨询建议,充分发挥思想库作用。

  发挥中科院的科技支撑和引领作用。能源科技领域是中科院科技布局的战略重点领域之一。要树立适应时代、面向未来的能源科技观,紧密围绕国家经济社会对能源领域发展的战略需求,瞄准世界能源科技领域发展趋势,合理部署能源发展领域方向,特别要加强基础性、前瞻性部署,适时提出创新行动计划并组织实施,为建立我国能源可持续发展体系提供有力的知识基础和技术支撑。

  当前和今后一个时期,中科院要重点致力于发展能源节约、先进/清洁/可再生/可替代能源等关键核心技术,并前瞻部署对未来有重大影响的战略性、引领性的研究方向,如:

  发展先进清洁煤技术,引领清洁煤产业发展。突破先进清洁高效能源系统工艺与过程,开发煤/生物质和天然气/煤层气转化为合成气的规模化工艺及相关关键技术,形成经济、技术、资源、环境协同优化的系统集成方案。解决先进煤多联产系统的关键技术,完成液体燃料合成、蒸汽燃气轮机高效经济发电技术集成与示范,形成气化-煤基合成液体燃料/化工原料-蒸汽燃气发电联产系统。

  探索高效廉价光电/光热/光化学转换材料、器件与系统集成,实现产业化。开展太阳能电热转化、燃料电池、氢气制备与储运中的关键材料与部件研究,解决低成本、高可靠性与长寿命等关键问题,发展新型能量转换与储存材料与技术等。要组织物理、化学、材料和工程技术专家跨学科协同,探索突破高效太阳能光电/热转化原理、材料及其器件,发展集成应用系统,实现示范带动。开展多能源系统协调运行、电力系统稳定性机理及控制策略研究。研制分布式新能源系统和分布式化石能源与新能源互补的能源系统。发展节能技术,依托中科院综合科技优势,突破先进电力系统和节能核心关键技术,开展交通节能、建筑节能、照明节能、过程节能、通用动力节能等关键技术研究。探索建立可再生能源经济模式,实现零排放,如在城市地区开展零排放建筑试验示范,选择光照条件好、居住分散的农村、海岛和牧区开展以太阳能、风能为主体的试验示范区。利用可再生能源进行海水淡化和原材料可再生循环利用等。

  大力发展生物质能源。筛选培育能量密度高、抗逆性强,不与人畜争粮、争耕地、争水,不危及生态的高产优质能源植物新品种,筛选和创造高效微生物、生物催化、生物炼制等工艺,发展生物质液化等转化关键技术;基因调控创造高效光/生物质转换物种,发展农业废弃物、纤维素、半纤维素高效物化/生化转化技术,实现工业示范和规模产业化。

  发展先进、安全风能、海洋能技术及应用系统。发展先进、高效、清洁、安全核能技术,促进核技术在工农业、医疗和环境技术的应用。发展先进高效节能技术,引领相关产业发展。

  加强先进能源科技领域部署。重点是分布式电源系统核心技术,煤/生物质热解液、气化一体化技术,燃煤污染物一体化脱除,燃料电池关键技术,天然气与液体燃料现场分散制氢关键技术,兆瓦级风电场系统控制与应用示范,水合物成藏机制与高效开采关键技术,节能关键技术、太阳能和核能关键技术等,要将先进、高效太阳能转化和生物质能作为面向未来能源的重中之重进行战略部署,基础研究基地、纳米与先进材料基地、生物基地和能源基地要统一协调与合作。

  我们要始终把国家目标放在工作的首位,从解决制约我国经济社会发展的能源瓶颈约束出发,解放思想、大胆探索、自主创新、勇于开拓,不断提出新的科学思想、不断探索新的科学与技术途径、不断推动关键核心技术研发与示范应用,为真正建立支撑我国现代化建设需要的能源可持续发展体系作出基础性、战略性、前瞻性和综合性的重大创新贡献。(来源:科学时报)

  (作者为全国人大常委会副委员长、中国科学院院长、中国科学院院士、中国工程院院士,本文为作者在9月19日中科院能源可持续发展战略研讨会上的讲话,标题为编者所加)

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