□ 文/本刊记者 燕一松
雾霾,PM2.5,今年以来,连续出现的雾霾天气让这两个并不受人们欢迎的词常常见诸于媒体报端。置于雾霾之中,身受其苦,一时间,什么是造成雾霾天气的元凶?成了人们最为关注和探讨的话题。2月17日,中国科学院公布的该院“大气灰霾追因与控制”专项组的最新研究结果认为,最近的强雾霾事件,是异常天气形势造成中东部大气稳定、人为污染排放、浮尘和丰富水汽共同作用的结果,是一次自然因素和人为因素共同作用的事件。经过源解析技术,这些包括含氮有机颗粒物在内的有机物被识别出了4类有机组分,其中烃类有机颗粒物,主要来自于汽车尾气和燃煤。
专项组认为,应重点控制工业和燃煤过程,重点在于燃烧过程的脱硫、脱硝和除尘。这说明,我国以煤为主的能源结构必须加快调整,对煤炭消耗必须进行合理控制。
我国是全球第一煤炭生产和消费大国。长期以来,煤炭一直在我国能源消费结构中占据主导地位,总体占比约70%左右,我国70%以上的二氧化硫排放和50%以上的烟尘都与燃烧煤炭有关。这与主要工业化国家以油气为主的能源结构(油气占60%至70%)差异甚大。正因如此,以煤为主的能源结构和传统的用煤技术造成的排放一直是我国大气污染治理的重点。
其实,对于能源对气候的影响问题,我国政府高度重视。只说今年以来,国务院连续聚焦能源问题—1月23日,国务院发布能源发展“十二五”规划;1月30日,国务院常务会议研究部署控制能源消费总量;2月6日,国务院常务会议针对汽车尾气排放对大气污染的影响日益增加,决定加快油品质量升级。联系到许多城市近期连续出现的雾霾天气,人们期待相关政策与规划的出台,能够加快推进我国能源生产和消费革命,特别是降低煤炭在我国能源结构中的比例。
那么,如何降低煤炭消耗的例?也就是说,谁来替代我国煤炭第一能源的地位?能源结构如何调整?天然气、非常规油气以及可再生能源是最佳选择。
与等热值燃料相比,天然气产生的二氧化碳排放量比煤炭少42%、比燃料油少31%、比柴油少29%。虽然近年来我国天然气消费量持续增长,但在一次能源中的占比仍然偏低。2011年,我国天然气占一次能源消费量的比重仅为4.6%,远低于发达国家24%的平均水平。印度的人口资源与中国相当,其天然气占比却已经超过17%。
天然气是减少煤炭消耗以后最为现实的替代选择。这时,我们必须通过理顺天然气与可替代能源之间的比价关系,促进我国天然气的大发展。为此,需提高天然气在能源生产和消费中的战略地位,理顺天然气价格。
积极推动煤层气、页岩气等非常规天然气的勘探开发和利用,也是能源结构调整的重要内容。根据中国工程院的评估显示,中国页岩气、致密气和煤层气技术可采资源量达31万亿立方米,为常规天然气可采资源量的1.5倍;2020年,我国非常规天然气产量有望达到1500亿立方米,与常规天然气产量大致相当;到2030年,可能达到3000亿立方米,占天然气总产量的2/3,成为支撑我国天然气工业快速、健康发展的主体能源。有专家预测,未来20年页岩气开发利用将分三步走。第一步,“十二五”期间,选择海相、海陆过渡相和陆相页岩气有利富集区,做好先导开发示范区建设,实现页岩气工业开发的顺利起步。第二步,“十三五”期间以南方海相页岩气规模开发为重点,同时突破海陆过渡相和陆相页岩气工业性开发,页岩气实现规模开发利用,2020年实现200亿立方米产量。第三步,2020年以后形成适合我国地质与地表特点的便捷、高效、低成本、环境友好的页岩气勘探开发配套技术和行之有效的管理体制机制,页岩气产量快速增长,2030年达到1000亿立方米产量。
总的来说,目前我国非常规天然气资源丰度偏低,开发难度大,技术要求高。但作为战略性新兴产业,因专业分工要求高、创新驱动性强,政策作用大,比较适合分工协作的开发模式。因此,技术进步和政策扶持是其大规模开发利用的关键所在。
大力发展新能源和可再生能源,积极发展水电,协调发展风电,大力发展分布式光伏发电,是我国进行能源结构调整的重点。近年来,中国坚定不移地大力发展新能源和可再生能源,出台一系列支持性产业政策,由此取得举世瞩目的骄人业绩,并推动中国实现了奇迹般的“绿色跃进”。目前,我国非化石能源占一次能源消费的比重已达8%,每年减排二氧化碳6亿吨以上。
2013年1月28日,北京遭遇雾霾天,市民戴口罩骑自行车从天安门广场前骑过。(图片来源:东方IC)
风电并网装机世界第一。截至去年6月底,我国并网风电已达5258万千瓦,首次超越美国,成为世界第一;同时,风电装备制造业的研发能力和技术水平大大提升,已在国际市场占有一定份额。
中国是全球风资源最丰富的国家,开发风电潜力巨大。初步统计,全国离地50米高、3级以上风能资源潜在开发量为25.8亿千瓦。与此同时,在产业发展促进和相关政策支持下,我国风机装备制造业的发展也取得了辉煌的成绩。
太阳能产业成绩斐然。在中低温利用领域,最为常见的太阳能热水器产业因其良好的经济性,在我国获得迅猛发展。据统计,2002年,我国热水器集热器面积仅为4000万平米,短短十年间,这一数字到去年底已攀升至2亿平米,每年可替代标煤超过5000万吨。
而在具有更高科技含量的中高温利用领域,我国在太阳能工业蒸汽、太阳能取暖和制冷等方面,也均取得了长足进展,甚至出现了产品样机的实践应用,距离真正的产业化阶段指日可待。
在太阳能光伏发电领域,过去10年中,全球太阳能光伏发电量增加了约90倍。我国光伏产业受益于近年出台的金太阳示范工程、光电建筑一体化、光伏上网标杆电价等政策,应用规模也迅速扩大,实现了从零到300万千瓦的飞跃,2011年新增装机量已跻身世界前三;太阳能电池组件产量超过21GW,达到全球总产量的70%,位居世界第一,并形成了比较完备的太阳能光伏发电制造产业链。
农村能源亟需政策扶持。10年来,我国农村能源建设发展迅速,具体表现为:生物质发电技术基本成熟,大中型沼气技术日益完善,农村沼气应用范围不断扩大,木薯、甜高粱等非粮生物质制取液体燃料技术取得突破,木薯制取液体燃料开始了规模化利用。万吨级秸秆纤维素乙醇产业化示范工程进入试生产阶段。农村电网结构明显增强,供电可靠性显著提高,农村电力管理和服务基本达到城市同等水平。
然而,与风电、太阳能等新能源的辉煌成绩相比,生物质能源发展仍显落后。这主要是因为生物质能源对我国而言是一个新生事物,既需要协调好生物质能原料季节性与工业生产持续性之间的矛盾,又急需我们在一些技术领域上有所突破。所以,我们一方面要把生物质原料的加工、生产、供应系统作为战略重点,建立持续不断、高质量低成本的原料供应体系;另一方面要加大对实用型生物质能先进技术的研发力度,以最大程度地推动产业发展。此外,还要制定出台有利于生物质能发展的扶持政策。
据专项组“大气灰霾溯源”项目负责人介绍,本次席卷中国中东部地区的强霾污染物化学组成,是英国伦敦1952年烟雾事件和上世纪40-50年代开始的美国洛杉矶光化学烟雾事件污染物的混合体,并叠加了中国特色的沙尘气溶胶。在京津冀雾霾天气的专项研究中,专项组检出了大量含氮有机颗粒物,这在专项组看来是“最危险的信号”。为此,降低煤碳利用比例,加快天然气、非常规天然气以及新能源可再生能源的发展步伐,已成我国能源结构调整的当务之急。快马扬鞭绝尘去,雾霾,已成为这种结构调整的“催促鞭”。