中國及世界經濟的持續發展,創造了工業和農業文明,也帶來了對能源和環境的巨大壓力。找到一整套可使人類生活與自然環境和諧共生的理想能源解決方案,已成為全人類共識。
習近平主席曾在氣候變化巴黎大會上指出,中國將把生態文明建設作為“十三五”規劃重要內容,落實創新、協調、綠色、開放、共享的發展理念,通過科技創新和體制機制創新,實施優化產業結構、構建低碳能源體系、發展綠色建筑和低碳交通、建立全國碳排放交易市場等一系列政策措施,形成人和自然和諧發展現代化建設新格局。
習主席向全世界承諾中國將于2030年左右使二氧化碳排放達到峰值,并爭取盡早實現。2030年單位國內生產總值二氧化碳排放比2005年下降60%~65%,非化石能源占一次能源消費比重達到20%左右。
眾所周知,能源革命亟須創新技術引領。正處于創新發展階段的理想能源有望為完成這一指標提供技術保障。當前,人們對理想能源的標準已達成共識:可再生,低成本,無傷害。與傳統能源設施兼容、與化石能源功能兼容的“可兼容”這一標準至關重要。過去100多年,世界范圍已建成約20TW(1012W)以火電為主的基礎能源設施,形成了效率和性能較高的熱功轉換系統,如蒸汽、燃氣輪機。理想能源解決方案應與傳統熱功轉換系統相兼容,否則需要建設全新的替代設施,勢必會造成額外的浪費和污染。
目前,建筑能耗占全球能耗的40%,中國建筑能耗略低,但建筑及工業依靠散煤燃燒的能源卻占總煤耗的50%。散煤燃燒造成的“霧霾”是煤電的20倍以上,理想能源解決方案應與建筑能源供熱及制冷系統“兼容”并可替代工業散煤燃燒,從而率先解決“霧霾”問題。理想能源解決方案還應具備化石能源的可調度性,像燃氣輪機電廠一樣具有可調峰功能。
從科學戰略層面看,最有可能滿足理想能源標準,特別是“可兼容”標準的主要技術途徑是太陽能光熱技術,當前世界各國的科學家都在圍繞解決制約太陽能光熱利用效率的一系列關鍵技術難題你追我趕??上驳氖?,中國率先自主研制成功了原始創新技術,形成了一套完整的理想能源解決方案,在集熱、吸熱、輸熱、儲熱、換熱,以及低溫潛熱利用六大環節上性能指標超越國際先進水平,徹底打破了以往中國科學技術只能跟蹤趕超國外技術的路徑。
有研究判斷,中國的“霧霾”主要由全國70萬小型鍋爐每年18億噸散煤燃燒供熱造成。散煤鍋爐不僅燃煤效率遠低于大型煤電企業,燃煤排放也未經嚴格處理和污染控制,沒有系統的脫硫、脫硝、除塵,每噸散煤燃燒的大氣污染物排放總量是煤電的20倍。
光熱技術解決方案可使原本無法利用或利用價值不高的“棄風電”及“谷電”為治理“霧霾”作出重要貢獻;由于“谷電”能源成本低于天然氣30%以上,比煤改天然氣方案多出的設備投資可在3年內回收,無需政府補貼,無需關停現有小型工廠,造成大量失業,只需政府提供穩定的谷電價格(約0.3元)和低息貸款。據估算全國改造市場約7000億元。
在國家創新機制下,由“國家千人計劃特聘專家”團隊,走一條與國外完全不同的技術創新路徑,則可以改變國內部分壟斷性能源企業寧可購買國外落后的“成熟”技術,而不愿嘗試中國自主創新技術的尷尬局面。
這一理想能源解決方案,基本無需進口國外關鍵生產設備及關鍵材料;這一綠色產業的大規模興起,可通過現有行業廣泛協作完成;同時會填補未來由于房地產業及機械加工產業下滑造成的需求空缺,持續拉動中國的基礎設施制造業。
筆者認為,當前,國家應從戰略高度出發布局理想能源解決方案,鼓勵、支持和保護國內自主原始創新技術,通過頂層設計,采取有效政策。相信經過不懈地創新努力下,中國一定會在這一領域處于世界領先水平。
習近平主席曾在氣候變化巴黎大會上指出,中國將把生態文明建設作為“十三五”規劃重要內容,落實創新、協調、綠色、開放、共享的發展理念,通過科技創新和體制機制創新,實施優化產業結構、構建低碳能源體系、發展綠色建筑和低碳交通、建立全國碳排放交易市場等一系列政策措施,形成人和自然和諧發展現代化建設新格局。
習主席向全世界承諾中國將于2030年左右使二氧化碳排放達到峰值,并爭取盡早實現。2030年單位國內生產總值二氧化碳排放比2005年下降60%~65%,非化石能源占一次能源消費比重達到20%左右。
眾所周知,能源革命亟須創新技術引領。正處于創新發展階段的理想能源有望為完成這一指標提供技術保障。當前,人們對理想能源的標準已達成共識:可再生,低成本,無傷害。與傳統能源設施兼容、與化石能源功能兼容的“可兼容”這一標準至關重要。過去100多年,世界范圍已建成約20TW(1012W)以火電為主的基礎能源設施,形成了效率和性能較高的熱功轉換系統,如蒸汽、燃氣輪機。理想能源解決方案應與傳統熱功轉換系統相兼容,否則需要建設全新的替代設施,勢必會造成額外的浪費和污染。
目前,建筑能耗占全球能耗的40%,中國建筑能耗略低,但建筑及工業依靠散煤燃燒的能源卻占總煤耗的50%。散煤燃燒造成的“霧霾”是煤電的20倍以上,理想能源解決方案應與建筑能源供熱及制冷系統“兼容”并可替代工業散煤燃燒,從而率先解決“霧霾”問題。理想能源解決方案還應具備化石能源的可調度性,像燃氣輪機電廠一樣具有可調峰功能。
從科學戰略層面看,最有可能滿足理想能源標準,特別是“可兼容”標準的主要技術途徑是太陽能光熱技術,當前世界各國的科學家都在圍繞解決制約太陽能光熱利用效率的一系列關鍵技術難題你追我趕??上驳氖?,中國率先自主研制成功了原始創新技術,形成了一套完整的理想能源解決方案,在集熱、吸熱、輸熱、儲熱、換熱,以及低溫潛熱利用六大環節上性能指標超越國際先進水平,徹底打破了以往中國科學技術只能跟蹤趕超國外技術的路徑。
有研究判斷,中國的“霧霾”主要由全國70萬小型鍋爐每年18億噸散煤燃燒供熱造成。散煤鍋爐不僅燃煤效率遠低于大型煤電企業,燃煤排放也未經嚴格處理和污染控制,沒有系統的脫硫、脫硝、除塵,每噸散煤燃燒的大氣污染物排放總量是煤電的20倍。
光熱技術解決方案可使原本無法利用或利用價值不高的“棄風電”及“谷電”為治理“霧霾”作出重要貢獻;由于“谷電”能源成本低于天然氣30%以上,比煤改天然氣方案多出的設備投資可在3年內回收,無需政府補貼,無需關停現有小型工廠,造成大量失業,只需政府提供穩定的谷電價格(約0.3元)和低息貸款。據估算全國改造市場約7000億元。
在國家創新機制下,由“國家千人計劃特聘專家”團隊,走一條與國外完全不同的技術創新路徑,則可以改變國內部分壟斷性能源企業寧可購買國外落后的“成熟”技術,而不愿嘗試中國自主創新技術的尷尬局面。
這一理想能源解決方案,基本無需進口國外關鍵生產設備及關鍵材料;這一綠色產業的大規模興起,可通過現有行業廣泛協作完成;同時會填補未來由于房地產業及機械加工產業下滑造成的需求空缺,持續拉動中國的基礎設施制造業。
筆者認為,當前,國家應從戰略高度出發布局理想能源解決方案,鼓勵、支持和保護國內自主原始創新技術,通過頂層設計,采取有效政策。相信經過不懈地創新努力下,中國一定會在這一領域處于世界領先水平。