中國今后一段時期,如何在經濟起飛中突破能源瓶頸的制約?從美國能源政策的變局中,我們能得到什么啟迪?這是擺在政府面前的一項重要任務。
2005年8月8日,美國總統布什在新墨西哥州阿爾伯克基簽署了《2005國家能源政策法案》。這反映了美國能源政策有了戰略轉移。為什么美國這時出臺這樣一部新能源法?它的意義又何在?這是舉世矚目的問題,引起人們的廣泛關注。
美國能源政策變化的緣由
美國是世界上能耗大國,是一個所謂車輪上的國家。這個占世界人口5%的國家,正在消耗著全球42%的能源。美國是當今世界上最大的石油進口國,進口量達到世界消費總量的四分之一。盡管目前歐佩克的原油日產量已達到創記錄的3000萬桶,但據專家估計,全球原油存量已日益接近極限,由于供應緊張,造成國際油價大幅飚升。
為了解決對海外石油過分的依賴,美國政府已重新開始檢討自己的能源政策。最近,從布什在各種不同場合的發言中,亦可觀察到一些端倪,布什常稱:“如果我們不采取行動,我們的國家將會更多地依賴國外原油,從而使我們國家的能源安全落入外國手中。其中一些國家與我們的價值觀并不一致。”這就是美國政府能源政策改變的主要緣由。美國決策者認為,如果不減少對來自國外石油的依賴,不擴大可替代能源的開發,美國的經濟和社會安全將難以得到保證。《2005國家能源政策法案》由此應聲出臺。
《2005國家能源政策法案》的核心內容
《2005國家能源政策法案》的指導思想和核心內容是,鼓勵企業使用再生能源和無污染能源,并以減稅等獎勵措施,刺激企業及家庭、個人更多地使用節能產品和潔能產品。
在《2005國家能源政策法案》中,首要問題的是對能效和節能提出要求。其中包括:一是鼓勵石油、天然氣、煤炭和電力等能源企業采取節能措施,政府在未來10年內給予全美能源企業146億美元巨款的減稅額度,鼓勵企業使用再生能源和無污染能源;二是積極倡導家庭居民使用清潔能源,提出13億美元的個人節能優惠方案,鼓勵私人住宅使用無污染的太陽能設備;三是鼓勵個人購買并使用液化氣、天然氣、氫能等非汽油燃料的潔能汽車;四是規定從2007年起,美國將原有“夏令時”時間增加4周,總共達到7個月,以節約寶貴的能源。
此外,與節能相比,能源的開發是法案中的一個重要部分。在新法案中啟動了擱置20多年之久的核電項目。這是美國能源的一項政策轉變。
法案不僅對美國未來的能源開發、利用有影響,而且對企業的生產經營方向和消費者的消費取向,也起著重要的導向作用。
2005年11月7日,美國聯邦貿易委員會(FTC)按照WTO透明度原則的規定,將與此法案有關的“家用器具和其它產品能耗及用水量規則的要求”通報了WTO秘書處,通報號為:G/TBT/N/USA/151,征求WTO成員的意見。說明FTC正在對有關能源的器具標簽規則的有效性和改進能效標簽計劃,以及對該規則的成本效益及管理和經濟影響等規定,征求WTO 成員的評議意見。
美國能源政策已開始變局
能源,是現代社會維持正常運行和持續發展須臾不可或缺的基本要素,是經濟發展的命脈,是為人類提供生存、享受和發展所需的熱量和動力。能源類型分為:火力、水力、風力、核能和太陽能等。長期來,人類主要依靠火力能源而生存。火力能源主要依靠化石(礦物)燃料得到,包括:煤炭、石油、天然氣等。煤炭、石油和天然氣仍占一次性能源消耗總量的85%以上。化石燃料是大自然千萬年演化而儲存下來的“有限寶藏”,用一點少一點,不可再生。據2005年最新資料表明,現在全球原油的采儲量大約為1700億噸。按現在石油年耗40億噸計算,只夠維持40多年。根據地球物理學的物探和鉆探排查,認為已不大可能還有未發現的巨大油田。全世界現有18個大產油國和32個較小產油國,儲量都在不斷下降。國際能源機構報告指出,石油輸出國組織目前的石油產量,已接近其穩定生產的極限。而世界石油供應將越來越集中于中東和前蘇聯地區。預計到2025年,世界60%以上的石油供應將要由俄羅斯、沙特、科威特、伊朗、伊拉克、阿聯酋和委內瑞拉等7國提供。專家預測,世界石油供應將在2016至2028年間達到最高峰而不斷下降。非歐佩克產油國的產量在2012年以后會快速遞減,歐佩克的產量目前雖仍能增加,但不能彌補非歐佩克產油國的產量下降。所以說,世界能源形勢將是嚴峻的。
1、美國采取能源多樣化發展的途徑
能源警訊給全世界敲響了警鐘,尤其是這些發達國家更為著急,紛紛開始制定各自的應對措施,或節能或開源。節能果然重要,但根本問題,還是在于堅持開源,開發新的替代能源、清潔能源。這樣,才能庶保千秋萬代可持續發展。
值此世界石油市場遠憂不遠及石油和天然氣極限將至的嚴峻時期,美國開始了能源政策的變局。美國政府決定:在一段相當長的時期內,還必須重新依仗兩大支柱——煤炭和核能。因為,對于美國來說,煤的可采儲量估計為4萬億噸,占世界總儲量13%左右,美國是產煤大國,還能用上約250年;而常規核電站所需的鈾-235原料,也可供應上百年。更遠的一步是,美國如何善用猶有百年寬裕度來完成下一次的過渡?這是一次難得的良機。
現在,美國所生產的煤幾乎都用于發電,用油發電只占到2%。所以,美國政府不肯放棄煤炭發電計劃,也不會答應簽署限制二氧化碳排放量的《京都議定書》,其理由恐怕也在于此。
2、美國重新選擇了發展核能
上世紀70和80年代三厘島和切爾諾貝利核電站的慘痛事故,讓世人記憶猶新。但是,近年來,油價和天然氣價格飛漲,以及使用化石燃料所造成的污染,重新又燃起全球對核電清潔能源的興趣。重新受到青睞的主要原因是,美國、法國和日本等已在核電站反應堆的技術上有了新的突破,出現了第三代反應堆,使安全性能有了很大的提高。美國AP1000壓水反應堆技術上突破之處,在于壓水堆不用泵來循環冷卻水,而直接用水的自然循環。避免用泵這一設計思路,使反應堆的事故率大大降低。因為,在高溫、高壓下水會腐蝕泵。在嚴重情況下,會造成冷卻水停止循環,由此,引發災難性事故。這一技術難關的克服,使得“熔堆”的安全性有了徹底的保障。估計第四代反應堆超臨界水堆也會采用這種設計思想。
按照新的能源法案,美國政府確定重新啟動核電建設,并決定于2010年前在美國新建一座核能廠。同時,美國已決定與中國、印度和日本等太平洋周邊國家展開能源項目合作,包括向這些國家推廣潔凈高效能源技術,以減輕這些國家對世界原油和煤炭需求的壓力。
2006年12月14到16日,在北京舉行的“首次中美戰略經濟對話”中,中美雙方已達成的6項合作成果,其中一項就是“更好、更有效、且環境可持續條件下的能源利用合作”。會議期中,中美簽署了數十億美元的協議,將由西屋電氣公司(Westinghouse Electric Co.)為中國建設四座1,000兆瓦的核電站。這種新型AP1000壓水反應堆,每座價格約為10億至20億美元。反應堆采用了與目前世界上大多數現有核電站不同的先進技術。在北京簽署的中美巨額資金的核電站協議,說明美國對核電政策已走上一條新路程。

從目前世界各地核電站的分布來看(見表1),核反應堆裝置大有從歐洲、美洲向其他地區擴大發展的趨勢。對核能發電已逐步走出恐懼的陰影。
3、積極推行IGCC發電技術
IGCC是英文Integrated Gasification Combined Cycle的縮寫,譯為“整體煤氣化聯合循環發電系統”。這種系統有可能代替傳統的蒸汽電站,而成為未來燃煤發電的主要發展方向。IGCC技術符合環保的“清潔煤”(Clean Coal)要求。IGCC并非是一種新成果,而是“舊能源,新技術”。現在,技術已日趨成熟,正在加強整體化,并進入第二代商用示范電站而進行大力推廣。
IGCC系統由兩部分組成:第一部分由工質氣化、脫硫凈化、回收等設備組成;第二部分由燃氣輪機發電系統、余熱鍋爐、及蒸汽輪機發電系統組成。兩組發電系統進行聯合操作,把環境保護與高效發電結合起來。具體程序為:把煤炭經粉碎和加水后,變成煤漿,在高壓下送到溫度高達1370℃的氣化塔中。在高溫下煤漿與高純氧(96%)發生反應,分解成主要成分為H2和CO氣體。氣體經凈化處理后,除去煤氣中的硫化物、氮化物、粉塵等污染物,變成清潔的燃燒氣體。氣體再經過冷卻、過濾、脫硫、除去顆粒物等過程,剩下的復合氣體被送入“燃氣輪機”的燃燒室中燃燒,推動燃氣透平作功-發電。而排出的高溫氣體進入余熱鍋爐,產生蒸汽通過“蒸汽輪機”發電。IGCC的技術特點,就是把凈化燃煤的氣體技術與高效的、先進的燃氣、蒸汽系統聯合。凈效率可達到43%,脫硫效率達到99%,二氧化硫的排放大約為25mg/Nm3左右。
但是,IGCC電站在發展道路上所遇到的主要難題是,如何對待CO2的排放問題。這是涉及大氣變暖“溫室效應”的國際注目的大問題。燃燒化石燃料總會產生二氧化碳,所以,捕獲二氧化碳(即“碳捕獲”),并能將其永久封存,是實施IGCC計劃的主要課題。用什么方法處理?現行的方法是將二氧化碳存到地下深部。實踐證明,高壓純氧氣化的煤氣,經燃燒后卻是容易形成濃縮二氧化碳。這樣一來,CO2的收集就比較簡單了。這種無CO2排放的發電方式,是真正意義上的“零排放”。做到一點,很有希望,但是還需假以時日。
從美國能源政策的變局中,我們能得到什么啟迪?
美國《2005國家能源政策法案》的頒布,完全服從于本國核心利益的需要。法案目標明確,措施具體而有力。法案首先考慮的是本國蘊藏最豐富的煤炭資源,促使這份國家財富能得到最充分的利用,同時,在充分發揮先進技術的基礎上,達到符合“清潔煤”的環境要求,并與國際環保標準保持一致;其次,在安全、可靠的基礎上,重新開始發展核能發電技術,并將此有競爭力的技術推向國外,贏得巨大利益;最后,鼓勵美國通用等三大汽車集團,研究開發新的石油替代品,依靠專利知識,擴大產業的市場地位。
相對于我國而言,在世界范圍內,我國的能耗僅次于美國。但是,我國能源資源卻相對貧乏,石油資源僅占世界總量的3%,煤炭的可采儲量為1880億噸,僅次于美國,居世界第二位。煤炭產量占全球總產量的45%。隨著能源渠道多樣化,到2030年,煤炭在中國能源中所占的比例會從70%下降到59%,但是巨大的電力需求仍會讓中國煤炭的數量比現在高出一倍。
最早在明年,中國就可能取代美國成為全球排放二氧化碳最多的國家。中國過分依賴煤炭。全球氣候變暖產生的影響也是巨大的挑戰。喜馬拉雅地區的冰川在不斷地融化,這些加劇了中國已經非常嚴峻的水資源短缺問題。喜馬拉雅地區為包括中國人在內的1/4亞洲人口提供水源。
中國今后一段時期,如何在經濟起飛中突破能源瓶頸的制約?從美國能源政策的變局中,我們能得到什么啟迪?這是擺在政府面前的一項重要任務。
從中國的實際情況出發,今后,在我國能源政策中,有一點值得重視:應更加充分地開發和利用我國大西南豐富的水利和煤炭資源,通過跨越式發展模式的“電力超級公路”,將電力輸送到東南部經濟發達區。為什么應著重抓新型電網發展?我們可以從最近英國倫敦和美國紐約突發性大停電中,看到問題的本質。電網建設落后于電站的建設,幾乎已成為發達國家在經濟發展中的一種通病。有許多發達國家,電網設備已非常老化和落后了,已難與現代化經濟社會發展相適應。這一點,我們應引以為戒。在電力建設中,從最先進的“電力超級公路”著手,跨越前進。這是世界新創舉,是百年大計。所謂“特高壓”輸電系統,是指建設1000千伏交流和800千伏直流的輸電網絡。提高輸送電壓,既可以大大提高電力輸送功率,又可以降低輸送中的電阻損耗,受益是長期而巨大的。
總之,能源問題是我國在本世紀面臨的一個重大挑戰。有效利用資源、降低能耗是關乎國家經濟發展前途的大事。所以,借鑒發達國家的成功經驗或從中吸取失敗的教訓,走好我們自己的可持續發展創新之路,這才是我們的唯一選擇。
(作者單位:國家質檢總局標準法規中心)