深度：還有第四次能源大轉(zhuǎn)換嗎？

中國的未來能源是什么？最近有很多討論，比較一致的意見是可再生能源和新能源替代化石能源。

可再生能源主要是水能，新能源主要指風(fēng)能、太陽能，中國的非化石能源中還包括核能。其他可再生能源包括生物質(zhì)能、潮汐能、地?zé)崮?/strong>等等。這就是說，未來能源是可再生能源和新能源，主要是水能、風(fēng)能和太陽能，極端的說法是水電、風(fēng)電和太陽能發(fā)電，都是電力，所以中國和世界未來的能源就是電力。

正是出于這樣的認(rèn)識，國際能源署署長說美國成為石油、天然氣行業(yè)領(lǐng)導(dǎo)者，中國成為清潔能源和技術(shù)領(lǐng)先者，電力將會成為能源的未來。但關(guān)于未來能源還有以下一些問題值得探討。

世界各國的能源替換有先有后，發(fā)達(dá)國家能源替換在先，發(fā)展中國家能源替代慢。各個國家能源結(jié)構(gòu)各不相同，參差不齊的能源替代還與各個國家各個地區(qū)能源資源稟賦有關(guān)，煤炭資源豐富的國家往往以煤為主，如中國、南非，中國至今沒有完成第二次能源大轉(zhuǎn)換；石油資源豐富的國家往往以石油天然氣為主，如美國、俄羅斯、沙特等；水能資源豐富的國家，往往以水電為主，如挪威、瑞典；核能資源比較容易獲得的國家往往以核電為主，如法國。

世界上已經(jīng)進(jìn)行了三次能源大轉(zhuǎn)換，可是到現(xiàn)在為止，薪柴、煤炭、石油、天然氣不僅沒有消亡，都以一定比例存在著，有的能源，如薪柴由于屬于可再生能源，使用薪柴并不排放二氧化碳，再次作為新能源、可再生能源重新被提倡被使用。天然氣作為化石燃料中低碳、低污染品種，被中國等有關(guān)國家加快發(fā)展以減輕污染。能源轉(zhuǎn)換是逐步完成的，過去的能源轉(zhuǎn)換如此，今后的能源轉(zhuǎn)換也必然如此。

那種認(rèn)為能源轉(zhuǎn)換全球齊步走，不留尾巴的思想是錯誤的，甚至一百年之后、兩百年之后，人類社會還會有薪柴、煤炭、石油、天然氣存在。因?yàn)榭稍偕茉?、新能源都轉(zhuǎn)換成電力，能源只有電力一種能源是不可能滿足人類的需求的。

在山西太原召開的2017能源地區(qū)能源轉(zhuǎn)型發(fā)展論壇上，對于能源轉(zhuǎn)型有兩種意見，一種意見認(rèn)為，從中國能源稟賦來看，未來的中國能源——煤炭還是未來中國能源的主力。理由是“中國能源使用的天然氣、核能、石油、水能都有各自的極限，風(fēng)電、太陽能也不會很大，經(jīng)測算，即使其他能源都被盡可能利用，仍難以滿足中國的能源需求。到2030年，中國仍有一半多的能源消耗依靠煤炭?！?/p>

另一種意見是“基于煤炭消耗總量之大，即使實(shí)現(xiàn)清潔、高效利用，單位排放降低，但總量仍不容小覷，另外煤炭利用效率較低，即便現(xiàn)在最先進(jìn)的技術(shù)發(fā)電效率也不過50％，因此要實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)型的大目標(biāo)，煤炭不能成為主要的能源支柱?！?/p>

這兩種轉(zhuǎn)型路徑，一個是從能源可能的供應(yīng)量來說的，一個是從實(shí)現(xiàn)能源轉(zhuǎn)型的大目標(biāo)及能源利用排放數(shù)量來說的，兩種路徑都是說了一個輪廓，很難判斷哪個可行不可行。

例如第一方案，國內(nèi)能源供應(yīng)不足，屆時是否還允許進(jìn)口，進(jìn)口可再生能源和新能源之外，還允許進(jìn)口石油、天然氣和核能嗎？如果進(jìn)口限于可再生能源和新能源，所以難于估計。如允許進(jìn)口石油、天然氣和核能，且數(shù)量不受限制那么保證供應(yīng)大概不成問題，但能源安全如何考慮？

第二方案實(shí)現(xiàn)能源轉(zhuǎn)型大目標(biāo)，允許中國排放是多少？許多重要的不確定因素存在，確實(shí)難以定論。不過從能源替換是逐步完成的來看，2030年中國一次能源中煤炭的消費(fèi)比重還在50％左右是可能的，但這僅僅是一個過程，中國一次能源煤炭消費(fèi)比重達(dá)50％是不允許長期維持的，也是有道理的。

雖然中國太陽能的技術(shù)和建設(shè)速度在世界上處于領(lǐng)先水平，但是太陽能要作為未來替代能源的主力是有困難的，依靠太陽能要把煤炭全部替代出來，非短時間內(nèi)所能完成的。持第一條路徑者認(rèn)為風(fēng)電、太陽能占比也不會很大，這句話實(shí)質(zhì)上否定了風(fēng)電、太陽能是主力替代能源。關(guān)于能源轉(zhuǎn)型路徑的爭論，說明中國的能源轉(zhuǎn)型是一個非常艱巨的任務(wù)。持第二條路徑者，雖然否定了煤炭作為主力能源的主張，但是如何加快對煤炭的替代，也沒有什么有力的措施。

依靠新能源，還是依靠石油、天然氣？石油天然氣對外的依存度已經(jīng)很高，今后還能繼續(xù)提高嗎？看來有必要提出第三條路徑開發(fā)天然氣水合物、干熱巖等真正的新能源。

能源轉(zhuǎn)換的種類繁多，不同的轉(zhuǎn)換類型，損耗各不相同，如燃煤電廠損耗達(dá)60％－70％，燃?xì)獍l(fā)電能源損耗50％，熱電聯(lián)產(chǎn)、熱電冷聯(lián)產(chǎn)的能源損耗可降低到20％－30％。

電力儲能的能源轉(zhuǎn)換就比較復(fù)雜，實(shí)際上電力不可能儲存，所謂電力儲存，是把電力轉(zhuǎn)換成容易儲存的能源，把它儲存起來，等到需要電力的時候再把這種能源轉(zhuǎn)換成電力。電力儲存是依賴兩次能源轉(zhuǎn)換完成的，所以能源轉(zhuǎn)換的損耗比較大。

抽水蓄能是將電力變成位能儲存起來，需要用電時再將位能變成電力，損耗在30％左右。蓄電儲能是把電力通過蓄電池把電力轉(zhuǎn)換成化學(xué)能，需要用電時將化學(xué)能轉(zhuǎn)化成電能，損耗在40％左右。壓縮空氣儲能，是把電能轉(zhuǎn)換成壓縮空氣儲存，需用電時將壓縮空氣轉(zhuǎn)換成電力，損耗也在40％。

所以，凡是可以使用一次能源且環(huán)境允許的，就用一次能源，不用電力；凡是可以使用不用轉(zhuǎn)換儲存的電力的就不用儲存的電力。盡量減少能源轉(zhuǎn)換，就可以提高能源利用效率。從提高能源利用效率上考慮，也應(yīng)當(dāng)盡量減少風(fēng)電、太陽能發(fā)電等間歇性能源的發(fā)展。

第一次能源大轉(zhuǎn)換是煤炭替代薪柴，第二次能源大轉(zhuǎn)換是石油、天然氣替代煤炭，第三次能源大轉(zhuǎn)換是可再生能源和新能源替代油、氣，還有第四次能源大轉(zhuǎn)換嗎？應(yīng)該有。

第四次能源大轉(zhuǎn)換應(yīng)該遵循著清潔、低碳、安全、高效的原則，必然要解決第三次能源大轉(zhuǎn)換中存在的間歇性、不穩(wěn)定性和能源密度低的問題。我們應(yīng)當(dāng)研究未來能源，特別要研究中國的未來能源。

作者朱成章