朱成章：還有第四次能源大轉換嗎？

　　能源替換不是一蹴而就的，而是逐步完成的。第四次能源大轉換應該遵循著清潔、低碳、安全、高效的原則，解決第三次能源大轉換中存在的間歇性、不穩(wěn)定性和能源密度低的問題。

　　中國的未來能源是什么？最近有很多討論，比較一致的意見是可再生能源和新能源替代化石能源。

　　可再生能源主要是水能，新能源主要指風能、太陽能，中國的非化石能源中還包括核能。其他可再生能源包括生物質能、潮汐能、地熱能等等。這就是說，未來能源是可再生能源和新能源，主要是水能、風能和太陽能，極端的說法是水電、風電和太陽能發(fā)電，都是電力，所以中國和世界未來的能源就是電力。

　　正是出于這樣的認識，國際能源署署長說：美國成為石油、天然氣行業(yè)領導者，中國成為清潔能源和技術領先者，電力將會成為能源的未來。但關于未來能源還有以下一些問題值得探討。

　　能源替換是逐步完成的

　　出現(xiàn)能源大轉換并不是一種能源用完了，由另一種新的能源來替代。而是一種新的更好的能源去替代原來比較差的能源，以提高能源的效率和效益，所以原來的能源還可以繼續(xù)發(fā)揮作用。也就是說，能源替換不是一蹴而就的，能源替換是逐步完成的。

　　世界各國的能源替換有先有后，發(fā)達國家能源替換在先，發(fā)展中國家能源替代慢。各個國家能源結構各不相同，參差不齊的能源替代還與各個國家各個地區(qū)能源資源稟賦有關，煤炭資源豐富的國家往往以煤為主，如中國、南非，中國至今沒有完成第二次能源大轉換；石油資源豐富的國家往往以石油天然氣為主，如美國、俄羅斯、沙特等；水能資源豐富的國家，往往以水電為主，如挪威、瑞典；核能資源比較容易獲得的國家往往以核電為主，如法國。

　　世界上已經進行了三次能源大轉換，可是到現(xiàn)在為止，薪柴、煤炭、石油、天然氣不僅沒有消亡，都以一定比例存在著，有的能源，如薪柴由于屬于可再生能源，使用薪柴并不排放二氧化碳，再次作為新能源、可再生能源重新被提倡被使用。天然氣作為化石燃料中低碳、低污染品種，被中國等有關國家加快發(fā)展以減輕污染。能源轉換是逐步完成的，過去的能源轉換如此，今后的能源轉換也必然如此。

　　那種認為能源轉換全球齊步走，不留尾巴的思想是錯誤的，甚至一百年之后、兩百年之后，人類社會還會有薪柴、煤炭、石油、天然氣存在。因為可再生能源、新能源都轉換成電力，能源只有電力一種能源是不可能滿足人類的需求的。

　　在山西太原召開的2017能源地區(qū)能源轉型發(fā)展論壇上，對于能源轉型有兩種意見，一種意見認為，從中國能源稟賦來看，未來的中國能源——煤炭還是未來中國能源的主力。理由是：“中國能源使用的天然氣、核能、石油、水能都有各自的極限，風電、太陽能也不會很大，經測算，即使其他能源都被盡可能利用，仍難以滿足中國的能源需求。到2030年，中國仍有一半多的能源消耗依靠煤炭。”

　　另一種意見是：“基于煤炭消耗總量之大，即使實現(xiàn)清潔、高效利用，單位排放降低，但總量仍不容小覷，另外煤炭利用效率較低，即便現(xiàn)在最先進的技術發(fā)電效率也不過50%，因此要實現(xiàn)轉型的大目標，煤炭不能成為主要的能源支柱?！?/p>

　　這兩種轉型路徑，一個是從能源可能的供應量來說的，一個是從實現(xiàn)能源轉型的大目標及能源利用排放數(shù)量來說的，兩種路徑都是說了一個輪廓，很難判斷哪個可行不可行。

　　例如第一方案，國內能源供應不足，屆時是否還允許進口，進口可再生能源和新能源之外，還允許進口石油、天然氣和核能嗎？如果進口限于可再生能源和新能源，所以難于估計。如允許進口石油、天然氣和核能，且數(shù)量不受限制那么保證供應大概不成問題，但能源安全如何考慮？

　　第二方案實現(xiàn)能源轉型大目標，允許中國排放是多少？許多重要的不確定因素存在，確實難以定論。不過從能源替換是逐步完成的來看，2030年中國一次能源中煤炭的消費比重還在50%左右是可能的，但這僅僅是一個過程，中國一次能源煤炭消費比重達50%是不允許長期維持的，也是有道理的。

　　雖然中國太陽能的技術和建設速度在世界上處于領先水平，但是太陽能要作為未來替代能源的主力是有困難的，依靠太陽能要把煤炭全部替代出來，非短時間內所能完成的。持第一條路徑者認為：風電、太陽能占比也不會很大，這句話實質上否定了風電、太陽能是主力替代能源。關于能源轉型路徑的爭論，說明中國的能源轉型是一個非常艱巨的任務。持第二條路徑者，雖然否定了煤炭作為主力能源的主張，但是如何加快對煤炭的替代，也沒有什么有力的措施。

　　依靠新能源，還是依靠石油、天然氣？石油天然氣對外的依存度已經很高，今后還能繼續(xù)提高嗎？看來有必要提出第三條路徑：開發(fā)天然氣水合物、干熱巖等真正的新能源。

　　能源轉換耗費極大

　　開始使用能源時，都是直接使用一次能源，隨著科學技術的發(fā)展，人們對能源的要求越來越高，對于一次能源進行深加工后，才出現(xiàn)二次能源，特別是電力的出現(xiàn)，電力的廣泛應用，能源轉換越來越頻繁。尤其以可再生能源和新能源作為替代能源之后，能源轉換的任務越來越重了。能源轉換不僅要花投資、運行費用，還會造成能源損耗。

　　能源轉換的種類繁多，不同的轉換類型，損耗各不相同，如燃煤電廠損耗達60%-70%，燃氣發(fā)電能源損耗50%，熱電聯(lián)產、熱電冷聯(lián)產的能源損耗可降低到20%-30%。

　　電力儲能的能源轉換就比較復雜，實際上電力不可能儲存，所謂電力儲存，是把電力轉換成容易儲存的能源，把它儲存起來，等到需要電力的時候再把這種能源轉換成電力。電力儲存是依賴兩次能源轉換完成的，所以能源轉換的損耗比較大。

　　抽水蓄能是將電力變成位能儲存起來，需要用電時再將位能變成電力，損耗在30%左右。蓄電儲能是把電力通過蓄電池把電力轉換成化學能，需要用電時將化學能轉化成電能，損耗在40%左右。壓縮空氣儲能，是把電能轉換成壓縮空氣儲存，需用電時將壓縮空氣轉換成電力，損耗也在40%。

　　所以，凡是可以使用一次能源且環(huán)境允許的，就用一次能源，不用電力；凡是可以使用不用轉換儲存的電力的就不用儲存的電力。盡量減少能源轉換，就可以提高能源利用效率。從提高能源利用效率上考慮，也應當盡量減少風電、太陽能發(fā)電等間歇性能源的發(fā)展。
　　第一次能源大轉換是煤炭替代薪柴，第二次能源大轉換是石油、天然氣替代煤炭，第三次能源大轉換是可再生能源和新能源替代油、氣，還有第四次能源大轉換嗎？應該有。

　　第四次能源大轉換應該遵循著清潔、低碳、安全、高效的原則，必然要解決第三次能源大轉換中存在的間歇性、不穩(wěn)定性和能源密度低的問題。我們應當研究未來能源，特別要研究中國的未來能源。

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