
“氣體能源”作為清潔能源的重要組成部分,正逐步超過原油和煤炭,成為21世紀能源的主流。
氣體能源主要包括一次能源的常規天然氣;非常規的煤層氣、可燃冰、頁巖氣、非生物成因氣等;以及經加工轉換得到的沼氣、煤制天然氣、液化氣、人工煤氣和氫氣等。
伴隨著我國經濟發展方式的轉變,“構筑21世紀清潔、安全、高效、穩定的氣體能源應用體系”符合我國能源結構調整的總體思路。
氣體的國家能源戰略
作為清潔能源的重要組成部分,“氣體能源”將逐步成為21世紀用能主流已成共識。
國家能源局副局長吳吟在“中國能源戰略與‘十二五’能源發展論壇”上曾表示,“中國將走入氣體能源時代,”相關專家學者紛紛表達了這樣的觀點。
盡管中國近年來不斷加強節能減排力度,著力調整產業結構,但據英國石油公司(BP)最新發布的數據顯示,2009年中國化石燃料二氧化碳排放量還是增加了9%,這在全球碳排放量普遍下降的大環境下頗為惹眼。
嚴峻形勢之下,中國如何落實節能減排大政方針?如何兌現2020年的減排承諾?國家能源局副局長吳吟給出一些答案。
他指出,2050年前的40年是我國能源體系的轉型期,2030年前的20年是我國能源體系轉型的攻堅期,“十二五”則是攻堅任務能否完成的關鍵期。其中,“十二五”能源發展的一個重要特征就是低碳化,為此要優化發展煤炭產業、大力發展天然氣、加快大型水電和核電建設。此外,他還首次提出:中國將發展以電力為核心的智慧能源網絡。
這是中國能源現代化的最理想道路和最小的改革代價,其實質就是促使世界上傳統落后的最大能源體系一步轉型為全球最先進的氣體能源結構。
氣體能源將大展拳腳
吳吟還指出,“十二五”期間天然氣消費比例將翻番,由目前在能源消費結構占4%的比重提高到8%。中國將加大煤層氣、頁巖氣、城市垃圾沼氣等非常規天然氣的開發力度。加強天然氣儲備體系建設,發揮價格杠桿調節作用,確保天然氣穩定供應。
此外,他還指出,中國將強化天然氣、液化天然氣進口渠道建設,擴大天然氣、液化天然氣進口規模。適時調整天然氣利用政策,鼓勵以氣代油,適地、適量建設天然氣、液化天然氣調峰電站。
吳吟的這番話為天然氣在未來中國能源結構中的地位做了最權威的表述,也為中國氣體能源在今后大展拳腳埋下伏筆。
自工業革命以來,世界上的主要經濟體系使用的能源主體經歷了以煤為主、以石油為主、以油氣并重的三個時期。而BP等國際能源機構判斷:人類將在2020年~2030年進入以天然氣為主的氣體能源時代。
此前,中國推行的天然氣發展戰略是:“立足國內,利用海外,西氣東輸,北氣南下;海氣登陸,就近供應。”但在能源戰略專家武建東看來,這種策略更像對氣源使用現狀的描述。
早在2007年,他就提出,天然氣戰略不應該僅是一個行業戰略,它應該屬于國家級的氣體能源戰略,具體而言應是:氣化能源;替代油煤;海陸并重;管道與液化并舉;精用整體氣源;多元商業發展;構筑21世紀清潔、安全、高效、穩定的氣體能源應用體系。
中國在氣體能源戰略方面的思路正日漸清晰。事實上,中國正面臨選擇未來20~30年內的不同模式的歷史轉折點,其一是轉型為煤油氣并重的能源結構;其二是建立以氣體能源為第一能源的氣、油、煤并舉的能源體系,其中應將目前以煤為主的能源結構分期轉型為煤的氣化使用,以實現世界上最大的煤能源體系的跨越式發展。
智慧能源網浮出水面
除了涉及氣體能源外,吳吟還提起另一個重點提及的概念則是智慧能源網,這也是這一新概念首次由官方人士公開曝光。
吳吟表示,中國能源戰略理念轉變的一大要點就是發展以電力為核心的智慧能源網絡。為此,將優化電源結構和布局,建設安全可靠、智能開放、經濟高效的輸電網絡。利用新一代信息技術對各類能源生產、轉化、運輸、儲存,利用各個環節進行系統優化。更好地吸納風電、太陽能發電等間歇性電力。把不同形態和質量的能源運輸、儲存、配用到效率和效益最高的地方。提高能源供應安全保障水平。
可以從“國家‘十二五’中國智能能源網發展模式和實施方案課題組”組長武建東處了解到,這意味著中國將走一條與西方國家有所不同的能源網架道路。西方國家一直奉行的是單純的智能電網理論,而武建東提出的綜合網架理論,則是打造一個比智能電網層次更高、規模更大的新型能源網絡——智能能源網。
據了解,智能能源網就是吳吟所說的智慧能源網,其目標是將現有的電力、水務、熱力、燃氣等單向運轉而且浪費巨大的能源網絡改造為高效互動的創新網絡。
“原先規劃中的智能電網只是未來這個龐大的智能能源網的一部分。今后,水務、電力、燃氣,甚至熱力等能源都要構建智能網絡,而一旦建成,這一龐大的系統將會在推廣可再生能源和新能源、智能化調峰方面發揮重要作用?!币晃唤咏邔拥娜耸空f。
氣體能源家族新寵
長期以來,煤層內的甲烷氣體引起的瓦斯爆炸一直是煤礦安全生產的“殺手”。近幾十年來,隨著化石燃料的日益緊缺,甲烷這種可燃性氣體,成為重要的清潔能源。
煤層氣俗稱瓦斯,其主要成分是甲烷,它是與煤炭伴生,以吸附狀態儲存于煤層內的非常規天然氣。它的熱值與天然氣相當,是接替天然氣的理想能源,可作為上好的工農業和生活燃料。
目前,全世界約有74個國家蘊藏豐富的煤炭資源,與此同時,煤層氣已成為能源“新寵”。
盡管煤層氣的開發歷史并不長,但其成長的速度卻十分驚人,在20年的時間里,那些迫切需要替代能源的國家,將煤層氣的開發發揮到極致。
1983年,美國的煤層氣產量只有1.7億立方米,到2005年已達到500億立方米,在20年的時間里,美國煤層氣產量迅速增加了293倍。2009年,美國的非常規天然氣產量一舉突破2917億立方米,占天然氣產量的46.7%,躍居為全球第一大產氣國。美國預計,2020年至2030年,煤層氣在世界能源結構中的比重將趕超煤炭和石油。
目前,煤層氣主要作為燃料應用在民用、工業、發電以及汽車領域,同時它也是重要的化工原料。雖然煤層氣在各國的應用情況并不完全一致,但總的來說,各國在把煤層氣用做天然氣的替代燃料時,還在努力開發它的其他用途。
目前,美國解決了從地面打井,抽放開采煤層氣的技術難題,使煤層氣和常規天然氣采用同樣的方式開采。在英國,煤層氣主要用于發電和汽車燃料。日本的煤層氣除了用做發電和內燃機燃料外,還用來代替石油,作為化工產品的原料。波蘭準備把開采煤層氣作為減少進口天然氣的一種手段,同時,由于波蘭的煤礦地下水中含有大量的鹽分和甲烷,開發煤層氣可以為處理地下水中的鹽分提供低廉的能源。烏克蘭開采煤層氣主要用于供暖、汽車燃料和消除礦井瓦斯爆炸隱患。
經過不斷的發展,煤層氣的開采方式和技術工藝正日趨完善,越來越多的用途將隨著商業化被逐步地開發,為各國帶來巨大的經濟效益。