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中国发展与环境相协调的能源战略选择

发布时间:1993-05-07来源:国合会

  目标、战略和政策

  一个目标是要达到的目的或者指标;一项战略是为达此目标的总体方案或达此指标的途径;一项政策是贯彻执行一项战略的具体行动纲领。

  几个目标为一项战略提供集中注意的重点。一项战略综合协调各项政策,并有助于避免矛盾。如果没有目标,战略也就失去了重点。

  一、目的

  就未来的能源系统而言,其目的在于为社会经济的持续发展以一个为环境要求所接受的并且可靠的方式提供能源服务。

  1992年6月在里约召开的联合国环境与发展会议(UNCED)上,能源是广泛辩论的领域之一。在二十一世纪议程的第九章中,已经公认目前对能源的生产和消费方式不能再持续下去,在推动持续发展中的目标之一就是设法减少由能源这部分所产生对大气的不良作用。已经认识到的能源系统发展的方向有两个:(1)在生产、转换、传输和分配,直到终端消费的过程中更加有效地利用能源;(2)越来越多地依靠对环境安全的能源系统,特别是新能源和可再生能源。 二、挑战   中国面临的一大挑战是在环境与发展这两个问题上寻求平衡点。如同其他发展中国家一样,中国不得不给予发展经济优先地位,找出发展与环境问题的整体战略和执行政策是一项紧迫的工作。

  经济发展

  从1988年到1992年,中国经济平均增长7.9%。虽然能源消费也快速增长,但因经济结构的变化和更多节能技术的采用,显著地降低了能源消费增长率。人口增长和持续的社会经济发展需要更多的能源设施,与此相对应的对一次能源的需求量,必须在考虑到能源转换率和最终消费过程的因素下加以分析。在供应有限时,将需要多少资金和其他资源呢?

  能源供应系统必须以这样一种方式而建立,那就是在考虑到季节和气候变化以及能源需求的增长和分配的条件下,使其供应性和可靠性保持足够的水平。

  环境

  能源的提取、转换和使用导致地方、区域和全球的问题,包括城市的空气污染、酸雨以及气候的变化。这些问题的处境如何?从现在,或者从一个听其自然地发展下去的未来看,其变化程度又如何?这些评估将为环保工作提供目标。

  农村发展

  根据中国人口大多数在农村的事实,对于中国农村地区的社会经济发展问题要加以特别分析,必须强调小而分散的社区对能源的需要。为了这些社区的发展,在集中的能源系统之外是否需要发展分散的能源系统?应采取什么方式方能刺激农民合理利用生物质能和生物废料?   城市面积的扩大需要对工作区和居民区的整体结构予以特殊的注意,使能源的供应更为节约,服务更为有效,并且要为有效的交通运输而做出计划。

  三、方法

  对解决环境和发展这个难题即在强调发展的同时减少环境退化的一个现实方法就是对环境问题采取渐进而有步骤的方式。首先是城市的污染问题,然后是酸雨问题,最后是温室效应气体的全球性积累问题。这种从地方、地区性到全国性以至到全球性的变迁步骤强调了对环境的注意是从国家的本身利益出发,而不是通过牺牲发展去取得。由于环境恶化将制约发展,适当的环境政策制约会有助于发展。要试图找到从环境和发展两方面看都有利的手段。

  能源业务包括诸如炊具、空调、冷藏、照明、运输或者是产品,如钢材、汽车等。

  进行这些业务的能源链始于初级能源的采集、提取,经过一道或多道工序后,使之成为适合用户的能源载体。能源部门一般限于这种供应活动。

  能源载体被用于能源用户的设备以提供能源服务。因此,能源系统范围超过了传统意义的能源部门。

  我们这个工作组的关键能源议题是战略性和长期性的,目的是找出与持续发展相适应的综合能源系统。这个系统是在供需两方面的节能改进、可再生能源的分散化和集中能源的清洁化之间在成本上最集约的组合。成本必须兼包环境的习惯成本和国际成本两者。首先必须强调在成本上有效益的发展。

  要从战略上考虑问题,诸如:从短期和长期考虑,在需求方面提高能效与在供应方面发展多种替代能源之间,要有一个适当的平衡点。长期性,是指大多数现有资产被更新替换之后的时期,一般为10—20年或更长。

  此外,为了为现有的能源系统如何发展提供一个基础,必须制定贯彻执行战略的方针政策。

  为找出亟待解决问题答案,一种关键性的方法学工具,是情景分析,可用于研究各种假设下的综合影响。这需要分析输入参数,包括对应于费用、功能、对环境的影响诸因素的供需两方的技术选择。情景分析有助于对战备如何与目标相关联提供总体的了解。

  例如,如果在新的能源供应投资中强调煤的利用和清洁燃煤技术,又如果利用了水力资源潜力的一半,或者如果对天然气田的经济利用率达到目前的十倍,那么2020年中国的能源系统将会如何。如果改装现有水电站使得水和其他损失减为最小,如果应用排烟脱硫和其他净化工序来改装现有的燃煤火电站,那么对电力供应的影响将会如何。对提高用户节能水平的努力程度不同,引起不同的总能源需求程度,在此不同情况下若采用上述的改装措施,其影响又将如何。

  在这样的情景评估中,为燃煤对环境的影响定义两条基线可能有用。其一以目前应用的燃煤技术对环境的影响为准,其二以从环保角度来说最佳可用的技术为准。当然,这些技术的经济成本会有显著差别。

  一个基本的方法学问题是成本估算,包括确认能源部门的新投资边际成本以及资本成本,这些方法对于帮助确定最佳能源选择是关键性的。同样,与不同能源供应相关的风险评估的步骤和原理也是重要的。但是在中国和世界各国,现有的成本、风险估算方法尚不完善,这些问题值得多加思考。

  在许多国家,包括中国在内,能源价格未能反映其成本,对于参与国际贸易的能源载体,也未能反映其国际市场价格。这种价值差是应该避免的,但是,除非运用适当的政策加以补偿,取消价格补贴将会产生严重的社会问题。 四、在需求方面的各种替代方案   在社会中能源的使用,不妨通过与以国民生产毛值(GDP)度量的经济活动水平相比较来衡量。图1示出了在几个工业化国家中能源与GDP之比的历史发展情况。在这几个国家中,这个比值达于最大值后的年下降量大约为1%。其最大值在各国之间还有所不同,即在后发达国家中此值要比早发达国家的低。这一情况反映了这样一条规律,即随着时间的消逝,各种可以利用的节能技术也越来越丰富。可是在发展中国家中,这条曲线仍处于上升的阶段,其能源与GDP的比值已经超过法国、日本和意大利过去所曾达到过的最大值(也应当指出,由于各国的货币在比较上存在着困难,这里要小心点说)。这意味着这些国家还没有引进各种现代化节能技术,就象欧洲早期那样,依旧使用着浪费能源的陈旧技术。

  这几条曲线也反映出随着经济从物资密集型朝有更多的知识密集型发展,能源的消费和生产的模式也发生变化,有越来越多的节能型的能源转换和最终消费的技术得到了应用与推广。在发展中国家中,能源与GDP比值的上升还有另一个原因,那就是他们需要扩大基础结构,基础结构的建设要消耗掉相当数量的能源和物质,还要供应各种新添置的物质密集型耐用商品。在发达国家,除需更新外,这些商品已趋饱和,从而使他们的消费得以转移到有更多知识密集型的商品和服务中去。   图2显示出中国的能源与GDP之比的发展情况。可以看出它与发展中国家的综合曲线间有显著的不同。它在1977年已达到高峰,随后逐渐下降。对物质密集的综合结构的投入需求意味着它有继续迅速下降的趋势。

  一项能源服务的每单位服务值的能耗称为用能比。例如在把能源用之于冷藏的过程中,每年每升冷藏所消耗的KWh就是这项服务的用能比。通过使用各种节能多的技术,就可以为各项能源服务获得较低的用能比。

  在能源的转换和消费链的每一个环节中,都有各种节能技术可以利用。从热力学的基本原理看,在节约能源这个领域中的进步还没有止境。

  各种节约能源的进展可以类别为以下几种战略:

  (1)对一次能源作更有效的提炼与转换,例如发电站、炼油厂等;

  (2)对能源载体作更有效的传输与分配;

  (3)对各种现有的终端用能设备在操作与维修等方面作更有效的改进,或更新其零部件,尽量节约其能源消耗;

  (4)对新建的设备和流程通过系统性地应用节能技术系统以提高能源的终端利用效率。这些系统和技术的革新、添置等引进速度,可随资金的周转和积累速度而定。

  各种新设备的节能性能有很大的差别,因此对完成同样的能源服务,必须密切审查比较由不同设备所提供的用能比,择优使用。

  凡是用能的场所,都有改进其耗能效率的可能性。因此需对每一个主要用能环节的耗能情况进行了解与分析。这种分析的深入程度,应当达到足以表明其用能比的当前情况,并能以对节能前景和节能成本等方面作出估计。利用供应曲线以显示出节能潜力作为每单位节能量的成本的函数,是一种表明这方面资料的图解表示方法。

  交通运输是重要的耗能领域,同时对交通运输服务的有限供应制约着经济发展。有必要对此作总体的解决,即对不同各类的交通运输方式诸如道路(包括自行车、大客车、小汽车和卡车)、海运、铁路和空运,进行最优化的组合。并且在此领域中引进更多的各种现成的节能技术。

  在对未来节能技术的分析有一处重要的概念就是跳蛙型的技术发展,其含义就是新技术的引进往往具有跃进的性质。在这个概念下,需把注意力集中在更多引进节能技术的战略上。这对任何一个社会经济发展战略来说,都应是一个关键性的因素。“跳蛙”意味着新的投资项目应着重于对那些在当前发展的条件下最能用得上的效果好的技术引进和投入。在现代化和“跳蛙”战略之间存在着密切的关系。提倡这种战略有好几个理由。一是在北方发达国家里,大多数业已商品化的技术都是以根据当地的环境条件而开发出来的,譬如说一般具有资金密集和节约劳力的特征。但是在南方发展中国家里,环境条件就不允许这样做。二是由于气候的差异南方对能源的需求也不同于北方的。三是由于在南方要满足人民生活的基本需要,并且必须给基础结构的建设以很大的重视。

  “跳蛙”战略不只是应用在某一项技术上,也适用于整个系统和基础结构的层次。例如在运输问题上,运输方式的转换(公路、铁路和水路)也许更加重要。又如在改进交通条件问题上更多地使用交通信息,而不只是改进某种交通工具。

  五、在供应方面的各种替代方案

  在供应方面,自从八十年以来,由于技术的进步和成本的降低,可再生能源资源也日益重要(据二十一世纪议程)。中国第一个例子就是以社会和环境都能接受的方式扩大利用水力资源。

  从环境的角度来说,天然气是问题最少的化石燃料。在所有的能源部门,天然气都可用为重要的燃料。这也包括在运输部门,首先用于内以后用于燃料电池动力的交通工具。应用现代复合循环技术,发电效率可超过50%。另外,天然气在可再生能源集约的能源系统中会起到十分重要的作用,因为它适用于帮助调补太阳能和风能发电中的间歇。

  煤在当代中国的能源系统中起了主要作用,资源非常丰富。如果成功地发展、应用了所谓说“清洁煤”的技术,大多数的环境问题就可得到解决。在中国的大型和小型燃煤装置中应用这种技术的条件必须给以更多重视。

  核能的广泛应用也是可考虑的选择,要研究核燃料周期的安全利用。

  在可再生能源中,要分析生产生物质能的可能性,或者是农、林、工业的废料,或者是专门种植,都是重要的。后者可以利用所谓恶化的土地,如果这在中国已成为一种现存的土地类型的话,生物质能在中国已经起了重要作用。总而言之,将生物质能转换成为电或液体、固体燃料,在成本上已经能与传统的能源竞争。

  关于风能,以最新的技术在适当的地区利用风力发电,在成本上与那些符合环保要求的燃煤发电相当。为能够作出投资决定,以足够详细的程度调查风力资源,是十分重要的。   太阳能发电,包括太阳能热发电和光电电池,是一种新兴的能源,并已经在适当的市场上找到了它们的应用。目前的成本虽然很高,但预计会很快降低。如果如此,大力扩展太阳能发电将是可行的。

  总而言之,在集中的和分散的能源系统之间存在着互补性。后者往往更为可靠、更为经济。但是,这也有一定的限度。应在这两者之间寻求其平衡点。

  六、贯彻执行

  在社会各部门的发展过程中都需要大量的投资。对能源部门的一个挑战是,为能逐步采用节能技术,并使能源总费用最省,使这些投资用于节能。在用户、能源设施、地方、国家和国际层次上都有障碍,需要将其找出并且克服。

  能源价格的合理化

  中国经济的高速增长以及市场经济体制的逐步建立,将导致生产部门改革的深化。为了在能源价格方面找到一条既有经济正效益、又可避免社会负效益的途径,最好尽可能扩大利用以成本为基础的能源价格体制。

  应予指出,能源价格的合理化将会产生相当多的利润,把它们化成为基金,将有助于为整个能源产业的活动提供财源。   体制与市场   由于光靠价格合理化还不足以使以成本为基础的节能有机会充分发挥其作用,对体制和市场上的障碍如何,尚应有所估计。

  展望

  关于把财源在短期和长期间如何分配问题也应予以考虑。例如,对用煤设备的革新或改良,虽然可以使每一元的投入在短期内对环境有所改善,但是长远而论,由于已经在这方面花了不少的钱,使之更难于变动能源系统的结构。

  信息

  向专业人员和公众提供信息、训练和启动应成为执行本战略的一项内容。

  国际合作

  本工作组应当考虑到国际合作,诸如在天然气资源的开发、技术上的跃进、以及贯彻执行减少二氧化碳排放的替代性方案等领域中国际合作的正反两方面的可能情况。

  以技术上的跃进而论,在中国有一个很突出的机遇,那就是节能技术的出口。例如已经生产的方便型日光灯的成本,以目前的汇率来折算,仅为世界市场上价格的1/5。因此有理由相信,各种一般性的节能型家用电器以及其它设备也同样有竞争力。

  对于那些经济效益好但破坏全球环境的国家发展项目,经过世界环境机构提供的国际援助,使那些经济效益差但对全球环境有利的技术得以采用。

  关于在中国环境与发展国际合作委员会的指导下的工作,这些问题都将以好几篇论文作出报告。可能有必要对这些问题写出一篇总论,把各种情况综合在内。

  七、本工作组第一年的工作计划

  本工作组将就各个重要领域以渐进方式进行工作。计划就以下六个领域组织研讨会并写出报告。拟组织两次会议,第一次于1993年10月底、第二次于1994年3月中召开,对它们作进一步的研讨。

  ①分析方法 对机遇和制约的认识来说,分析方法很是重要。对能源供应和能源效益的改进所需的成本核算和比较方法将在研讨会上进行讨论。②在重工业中能源的利用 在中国,重工业中能源的利用至关重要。计划组织一次关于在钢铁工业中能源利用的研讨会。③生物质能 在农村对生物质能的利用将以土壤质量的优质、减少污染和提供能源等功能而进行分析,同时考虑到目前在农村有放弃沼气池的趋势。对这个问题和政策将提出一个报告。④节约能源 对引进节能技术和改革能源价格体制所需的组织机构、立法、奖金投入和调控手段将提出一个报告。⑤可再生能源 对扩大可再生能源的利用以及政府的作用,特别在建设早期市场的作用方面,将提出一个报告。⑥天然气作用 对天然气工业迅速扩大的机遇和成本分析将提出一个报告,这项研究还包括天然气以气体或转化成为电力而输出作在成本上最优化的研究,从而使它从一次能源到能源服务作全过程的经济研究。

  八、建设

  能源战略和技术工作小组的工作近来刚开始。1993年4月26日至28日在北京举行了第一次会议。目前主要确定了工作小组如前所述的工作方法。在作出实质性的建议之前,必须完成本报告所提到的工作。   在发展过程中,能否向部门提供能源服务是个中心问题,需要在所有能源供、需部门和农、林部门加以全盘探讨,以发展出一个与持续经济发展相称的能源系统。

  本工作小组认为,由于资金和环境的限制,对于更加有效地利用能源的方法,特别是在用户方面;对于对环境有利的能源资源,要加以仔细研究。

  本工作小组打算努力工作,以具体的步骤并应用方法学向委员会和计划者提供帮助。

  工作组成员   杨纪珂 教授(组长) 中国   秦同洛 教授   谢绍雄 高级工程师   左 湖 高级工程师   周凤起 研究员   汤玛斯·约翰逊 教授(组长) 瑞典   (Professor, Thomas·Johansson)   瑞 迪 教授 印度   (Professor Amulya Redoy)   法瑞奈里 教授 意大利   (Professor Ugo Fdarinelli)   横堀惠一 先生 日本   (Mr. Keiichi Yokibori)   布莱伦德 先生 英国   (Mr. Timothy Brennand)   威廉姆斯 博士 美国   (Dr. Robert H·Willimas)

能源战略与技术工作组中方组长:杨纪珂 外方组长:汤玛斯·约翰逊


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