今年6月15日是全国低碳日。低碳，是生态文明的重要组成部分；实现低碳，根源在能源使用。中国面临的能源问题非常复杂，国内国外有各种各样不同的认识，学术界、工程界、企业界也有不同的声音。中国工程院原副院长杜祥琬院士近年来领导、参与了多个能源及其相关领域的调查、咨询项目。我们特邀请杜祥琬院士撰文，谈谈他对中国能源发展的看法。
A.中国能源结构变革的三个历史阶段
我们国家的可持续发展呼唤着一场深刻的能源革命。我们简单概括一下这个能源革命：第一就是能源消费革命，要逐步由粗放、低效走向节约、高效；第二是能源生产革命，逐步由黑色、高碳，走向绿色、低碳。这两个革命实现，需要以能源技术革命为支撑，以能源体制革命为保障。这是一个宏大的话题，今天我们只讨论能源的生产革命。
我们国家能源结构的变革必然会有三个历史阶段。第一阶段，我们长期处于以化石能源、特别是以煤炭为主的阶段。
第二阶段，是能源多元化阶段。如果以非化石能源占比超过10%作为标志，那么2015年已经开始进入第二阶段。在这个阶段的前几十年，煤炭、石油等化石能源仍将占较大比重，但年消耗总量占比会逐步下降。我们认为，能源消费进入多元化是一个必然趋势，由三个原因决定。一是煤炭、石油等化石能源必将带来包括气候变化等严峻的环境问题。二是化石能源不可再生，无法可持续发展。三是洁净低碳能源的替代能力不断提高。但这个过程并不是线性发展过程，在一段时间内，化石能源年消耗总和的绝对量将持续增加，达到历史性的峰值后会缓慢减少。这个峰值预计会与二氧化碳排放峰值同步，我们希望它能够尽早到来。化石能源缓慢减少的同时，我国能源需求总量的增量将由低碳洁净能源来补充，随之而来的是低碳洁净能源在我国一次能源结构中的占比逐步增加。这个多元结构阶段，大约会持续百年左右。
第三阶段，是以非化石能源为主的阶段。如果说非化石能源占到90%，大概还要有百年的光景，但是如果非化石能源占到50%以上，可能需要50年左右。
总结来说，由第一阶段化石能源为主，到现在开始进入多元结构阶段，再到远景的以非化石能源为主的阶段，它可以使我们从方向上，定性地判断各类能源消长的大趋势，从而增强战略谋划和政策制定的稳定性。
工程院曾建议，在我国一次能源结构中，非化石能源在2020年能够达到15%，2030年能超过20%。那么，我们勾画一下中国能源结构变化的总图景：2020年前煤炭总量达到峰值；2025年前煤炭和石油消耗总量达到峰值；2030年碳排放总量达到峰值，同时，低碳能源在一次能源结构当中大于35%；到2050年，低碳能源在一次能源结构中占比达到当50%。
B.化石能源的总量控制和洁净高效利用是现阶段的工作重心
化石能源不会很快枯竭，正如我们前面所说，今后几十年中，虽然煤炭和石油在一次能源结构中的占比会逐步下降，但是它依然是主导能源之一。因此，在能源结构变革的第二个阶段，要做到化石能源的节能优先、总量控制。从总量控制上，头脑中要时刻有一个“天花板”概念，同时，要积极探索化石能源的高效、洁净、低碳利用。
就煤炭而言，五年之内煤炭消费总量会见顶。虽然这两年煤炭的总消费量已经开始下降，但还不是很稳定，而五年以后达到不再增加是有可能的。在我们国家的煤炭消耗当中，只有一半是用来发电的。我们认为，煤炭发电的比例要增加，而直接燃烧、散烧煤要用气、电、余热等替代。除了总量控制，煤炭一个很重要的方面就是清洁利用。洁净化有非常清晰的国家环保概念，脱硫、脱硝、除尘都有明确标准，这一点中国做得不比国际差。但是低碳化仍然是个问题。也就是说，通过节煤来减少二氧化碳排放虽然有效、但是有限的。进一步低碳，呼唤创新，比如发展碳捕捉、利用和存储。
就石油而言，中国不能“踩着油门”追赶美国。这其中包括汽车数量理性发展的问题，包括引导汽车车型消费的问题等。同时，也要把油品质量提升、发展石油替代提上议事日程。
天然气，和包括页岩气、煤层气、致密气、天然气水合物在内的非常规天然气，是相对洁净的化石能源，对缓解环境污染和气候变化都能作出贡献。因此，要提高天然气在一次能源结构中的占比。定量和具体的模型分析表明，目前天然气在一次能源结构中的占比是5%左右，我们想把这个比例提高到10%以上。随着我国能源总量的提高，估计要达到每年6000亿立方米以上。这里我要说一下，目前提议开采页岩气、煤层气的呼声比较高，但定量地了解一下我国煤层气、页岩气的具体情况，就会知道中国页岩气的埋藏条件非常严苛，它成本、包括经济成本和环境成本都比美国高。最近煤化工领域的一个方向煤制气有一定热度，但煤制气毕竟是煤制的气，不是天然气，它高耗煤、高耗水，使用会带来高排放。所以我个人认为煤制气不是未来低碳能源发展的一个方向。
此外，在我国终端能源结构中，要显著提高电力的比例。也就是说，要大幅度降低煤炭和石油直接燃烧的部分，增加电力使用的部分，简单地说也就是电气化。同时，在电力的结构中，要增加非化石能源发电的比例。现在，非化石能源发电的比例是25%，将来要占越来越高的比例。我认为，智能电网和分布式低碳能源网的建设具有重要意义。
C.非化石能源是未来发展的方向
从第二阶段到第三阶段，为长远计，我认为低碳能源有几个主要方向，我叫作“三匹马”：天然气、可再生能源和核电。天然气我们上面有过阐述，这里不再赘述。在可再生能源当中，比较成熟的是水电，现在一次能源中的比例已经占到7%—8%，未来大概能占到10%左右。将来，非水的可再生能源的贡献会超过水电。非水的可再生能源，包括大家熟悉的太阳能、风能、生物质能、地热能、海洋能等等。首先，从资源来说，我国的非水可再生资源比较丰富；其次，从目前的技术发展上看，应该说没有原理性障碍。近年来，特别是风能和太阳能发展很快，成本也有所降低，但是还有一些工程问题需要解决。特别是，要提高太阳能、风能等间歇性的可再生能源被电网消纳的能力，以及发展储能技术，包括物理储能、化学储能等各种手段。
下面说说核电。对核电我们有一个基本判断：要发展核电，但必须把核电的安全放在首位，一定要做好风险管理。对我们国家核电发展，现在有不同的声音和意见，我想这有助于更为冷静、严谨、全面地思考问题。要通过深入、求实地论证，理性谋共识、科学谋发展。
在日本福岛核电站事故后，中国的核电，甚至世界核电的发展都进入了新常态。应该说，中国对于核电的建设也更加谨慎，出台了新的安全标准、法规，稳中求进地制定发展战略和相应规划，并推进核电体制的改革。
我在这里特别强调一点，就是要转变核电的发展方式和工作方式。我们不能再习惯于过去计划经济时代核电建设的模式——政府决定要建核电，下面就开始建。现在进入了互联网时代、信息化时代，在涉及公共利益的大型工程建设中，从立项到开工到建设，都必须让公众充分参与。
在这方面，我们可以借鉴国际经验。曾有人研究了法国人为何欢迎核电。他得出的结论是，一是独立于政府的核能信息传播机构，确保为公众提供真实透明的信息。二是法国有工程师文化，公众愿意相信科学家的话，也相信工程师能够保证核电安全。三是政府成立了地区信息委员会，负责核安全信息源的跟踪和咨询。四是国家工作辩论委员会组织公开辩论，凝聚理性共识。其实我们也有很好的经验。比如大亚湾核电站建设中，香港有人提出反对，我们就建立了大亚湾核电安全咨询委员会，让政府、企业、专家、公众共同参与进来，打消了公众的疑虑。应该说，我们搞核电还是为了人民、为了公众，要让公众感觉到发展核电，大家是利益的获得者，而不是风险的承受者，把工作做到这样的地步，我们的核电就会健康发展。
总的说来，我们不能把对核电的反对声音简单地归结为“不懂科学”。世界上几次核事故，确实增加了人们对核电安全的担心。我想应该充分理解这种担心的鞭策作用，应该把工作做得更好、更扎实，更进一步提高核电安全的技术水平和管理水平。无论是沿海还是内陆核电站，都要在“安全第一”的前提下发展，要通过深入的科学论证，令人信服地明确核电安全的技术、工程和管理的实际可行性。
放眼未来，从核裂变走向核聚变，这是一个历史的方向。我们不能放弃这个方向，中国要努力争取在核科学、技术和工程方面走在世界的前头。
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