本刊记者 王国起
在近日举办的“2014北京能源论坛”上,国家发改委能源研究所所长韩文科做了专题报告,介绍了世界能源技术的最新成果,并对世界能源发展的总趋势进行了展望。他认为,目前,新一轮能源革命正在孕育之中,它是以低碳、智能为标志,和工业革命相辅相成。新一轮的能源革命主要通过新能源技术与信息技术的融合,将把人类社会推进到以高效化、清洁化、低碳化、智能化为主要特征的能源时代。
韩文科指出,所谓“能源革命性技术”,就是应用范围非常大,影响经济和社会发展的进程的重大能源技术。人类到现在为止,经历了三次能源技术革命和两次工业革命。第一次能源革命大约发生在40万年前,人工火代替自然火,人类能够自由地按照自己意愿使用和保存火,进入了一个薪柴时代。第二次能源革命发生在18世纪,煤炭大规模使用和蒸汽机的出现,以蒸汽机的发明和应用为主要标志,机器开始大规模替代人力、畜力、水力等自然力。人类开始进入了一个以蒸汽机为代表的机器化时代。
第三次能源革命发生在19世纪下半叶,以电力的广泛应用和一系列电气发明为标志,逐渐以电气化取代了机械化。人类开始进入了电气化时代。两次工业革命和能源革命密切相关,没有能源革命就没有工业革命,经济学家研究的结论是:蒸汽机的发明,对劳动生产率的提高是40倍。电的发现之后,美国的制造业从1890年到第二次世界大战前夕,发生了翻天覆地的巨大变化。
韩文科认为,当前,新一轮能源革命正在孕育之中,它是以低碳、智能为标志,和工业革命相辅相成。新一轮的能源革命主要通过新能源技术与信息技术的融合,将把人类社会推进到以高效化、清洁化、低碳化、智能化为主要特征的能源时代。现在不管是生产煤炭,还是生产油气,首先是看你是否绿色的、清洁的。有没有前途就要看你是否低碳的。与此相对应,新一轮的工业革命以互联网技术、新能源技术、智能化制造技术等的广泛应用为标志,将对人类社会的发展产生更广泛和深刻的影响工业革命和能源革命相互依存。新的能源革命技术应当是清洁的,节能的,智能化的电力使用,推动工业革命可能进入3D打印时代、柔性化制造时代,大规模地用机器人替代流水线,能源应付大大降低,实现智能生产、精确生产。将对人类社会的发展产生更广泛和深刻的影响。工业革命和能源革命相互依存。
能源技术革命的作用,主要体现在三个方面:一是推动能源资源转型,推动能源资源替代。二是推动能源使用变革,提高社会生产力和生产水平,改变人类的生产和生活习惯。三是推动能源与生态环境和谐、推动人类社会的可持续发展。
当代能源技术已有一些重大的革命成果。这些成果将显著地改变人类的生活方式,影响能源的供需格局,或者改变地缘政治的板块,推动了大国或者大地区的发展方向。
第一,页岩气、页岩油技术。页岩气、页岩油开采技术的突破,加速了全球能源革命和能源技术创新。好多国家在仿造页岩气、页岩油革命,加速了能源技术的创新。美国的页岩油开采全面信息化,好多企业全部暴露在信息化的包围之下,所有的技术、采用的环保的设施全部都上网,推动了新的技术创新的模式,并改变了地缘政治的板块。
第二,多次采油技术和深海油气开采技术。这一技术的提升,显著地改变了地缘政治和能源版图。因为有深海采油技术,让更多的国家把海洋发展作为国策,改变了国家之间的态势。另外如北极地区。北冰洋在融化,北极的油气开采会进一步改变能源的板块。它就得益于深海的采油。
第三,风能、太阳能等可再生能源技术、发电技术和大规模上网技术。特别是陆上和海上风电,带储能的太阳能系统,改变了大的经济体的能源发展方向。
第四,大电网技术。它大大提升全电气化水平、推动全球能源供应一体化进程。电动汽车和新一代交通用能技术,将进一步推动文明和生活方式变革。第三代、第四代核电技术,还有煤炭高效利用技术,高效发电、煤制油、CCUS等煤炭高效利用技术,等等。这些都属于重大的能源技术革命,因为它的影响已大大超越了国家的边界。改变了经济、政治板块的进程。
“科技决定能源未来、科技创造未来能源”,这是我国《能源发展战略行动计划》(2014~2020)写的一句话,韩文科表示,这句话是对能源科技革命的最好总结。我国能源战略要点里规划了未来五年9个重点创新领域、20个重点创新方向,和前面提到的世界能源的大技术是一致的,而且结合我国国情、能源特点和创新基础,进行了细化。
9个重点创新领域:非常规油气及深海油气勘探开发、煤炭清洁高效利用、分布式能源、智能电网、新一代核电、先进可再生能源、节能节水、储能、基础材料等。
20个重点创新方向:页岩气、煤层气、页岩油、深海油气、煤炭深加工、高参数节能环保燃煤发电、整体煤气化联合循环发电、燃气轮机、现代电网、先进核电、光伏、太阳能热发电、风电、生物燃料、地热能利用、海洋能发电、天然气水合物、大容量储能、氢能与燃料电池、能源基础材料。
韩文科介绍说,这些新技术、新突破,给我们带来了宽阔的视野,以及能源战略上的未来变化。比如,我国的可再生能源将有极大发展。2020年,可再生能源占一次能源消费15%~17%;2030年,可再生能源占一次能源消费20%以上;到2050年后,我国的可再生能源占一次能源消费三分之一以上,使它变成主流能源。
放眼未来,世界上主要大国也在逐步实施能源战略。著名学者罗伯特·A·海夫纳对世界能源变革的未来做了深入预测,他预测到2100年时,人类使用的能源将逐步被天然气和可再生能源代替,以后是天然气的时代。但到2150年左右,可再生能源将取代天然气成为主导能源。