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在能源“天花板”下稳定发展
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在能源天花板下稳定发展
——访清华大学教授倪维斗
他是一个对我国能源领域十分关注的人，他是一个对我国发电设备行业十分了解的人，他是一个经常因自己对能源问题的言论处于舆论风口浪尖却还说我不怕挨“板砖”的人，他就是这样一个心怀社会责任、敢于发表不同观点、敢于直面舆论压力的人，他就是中国工程院院士、清华大学教授倪维斗。
与倪老的采访约在其设在清华大学的BP清洁能源研究中心，我与同事因对地点不熟导致迟到，正忐忑间，一位老人从房间中快步走出，“我还以为你们有事来不了了呢，呵呵，来坐”，热情地招呼，丝毫没有介意的样子，感动中放下一颗心，就这样我们开始了与倪老的谈话之旅。
《电力系统装备》：据了解，在金融危机的影响下，目前我国的电力需求出现了一定程度的下降，您怎么看未来的电力需求？
倪维斗：虽然现在我国电力需求有一定下降，但以后肯定还要上升。现在国家为拉动经济增长，进行了4万亿元的投资，这些资金会刺激相关产业的发展从而带动电力需求的上涨。
但我很担心，4万亿元投资救市后，我国的经济会依照惯性，仍以原有的不可持续的模式发展。这样就有可能进一步加深目前存在的能源消耗、环境污染、气候变化与经济发展之间的矛盾。
《电力系统装备》：在我国，能源消耗与经济发展之间的矛盾到了什么程度？
倪维斗：近些年，我国的能源消耗在需求驱动下增长地太快。
能源需求的三大驱动力是房地产、基本建设和出口，这也是GDP的驱动力。一段时间以来，全国各地都在大力建设住宅楼、大剧院等房产项目和港口、铁路、公路、桥梁等基础设施建设，这些工程都需要消耗大量的钢材、水泥、铝、玻璃等材料，而这些都是高耗能产业。以铝为例，每生产1t铝就需要消耗1.6万kW·h电量，我国的铝、钢铁、水泥产量均为世界第一；而出口方面，我国也在很多高耗能项目上为国外做代加工，如大量出口的多晶硅电池，我国的产量是世界第一，其中98%用于出口，而生产1t多晶硅需要消耗25~30万kW·h电，耗费了我国的资源，污染了我国的环境，而别的国家却在享用清洁能源。
应该注意的是，部分地区出现了过度建设，如港口，有的地方根本没有那么大的吞吐量，却一定要建得很大。有的高速公路非要建成8车道、10车道，却没有这么大的车流量。再如有些城市花巨资建设的地标性建筑和面子工程等，完全没有必要。有些地方的官员为了自己的政绩和GDP指标就拼命建设，这种驱动力使我国能耗长得太快。
之前，我国能源弹性系数（GDP每增长1%，造成能耗增长的幅度）一直保持在0.5，即GDP每增长1%，能耗就增长0.5%。而最近这几年，在金融危机爆发前，这一数字在1.3%左右，有了大幅增长。而这种大幅增长就源于产业结构发生的巨大变化。
《电力系统装备》：产业结构调整一直是我国倡导执行的一项政策，但目前看来，效果似乎不太明显，您认为应该怎样做？
倪维斗：如果我国GDP的驱动力仍然为以上三点，产业结构调整就很困难。驱动力的转变、产业结构的调整需要强有力的科技支撑，而目前我国科研速度比较缓慢，以独立产权和产品占领世界市场的东西还很少，各级政府应该在这方面功夫。
《电力系统装备》：高耗能产业的快速发展对我国产生了哪些影响？应该怎样做？
倪维斗：高耗能产业的快速发展对电力的需求增长太快了，而这种需求基本靠煤炭支撑。近年来，我国煤炭的年产量增长都在2亿t左右，如果没有经济危机，按照这种速度发展下去，我国的能源消耗（煤、电、石油等）总量在2010年就会超过美国，成为全世界第一耗能大国。这种快速发展的代价是很大的，浪费了大量能源和资源，造成了煤炭的破坏性开采，严重破坏环境，是不可持续的。
而且煤炭的大量应用还产生了CO2大量排放的问题，按照我国目前的平均水平，每发1kW·h电排放1kgCO2，即使是高效的超超临界机组，一般也要排放0.7~0.8kg左右。CO2的排放已经成为全世界最关注的问题，目前，我国的CO2排放量已经是世界第一，年排放量在60亿t。虽然，我国还是一个发展中国家，从历史上看积累的排放量比较少，人均排放也比较小。但目前最关键的问题是，全球变暖的趋势已经迫在眉睫，地球已经没有给我们留下太多的时间。如果任凭这种趋势演变下去，我们将在国际上变得很被动。
一个国家的经济不能毫无节制的猛发展，一些地方官员的逻辑就是有资源快用、有煤快挖、有水快用，把GDP搞上去，最后无法长久发展。中国的可持续发展必须要对所需要的能源进行总量控制，搞清楚能源、资源的“天花板”在什么地方，即从资源量、环境容量、社会关系平衡等方面考虑最终我国能够承担多少能耗总量，这个总量就是“天花板”、不能逾越的最终极限，然后将指标分解到每年，不能一下就发展到“天花板”。
我觉得，现在除了美伊战争等可见的局部战争以外，人类还在进行着两个大战争，即和自然开战，无节制地掠夺大自然；和子孙后代开战，急于将资源优势转变成经济优势，资源用完了，后代就没有可用的了。国内外都是如此，我国尤为甚。这两场战争的后果比伊拉克战争严重很多倍，影响面也广的多，这是涉及到人类是否能继续生存的大战。
《电力系统装备》：对于CO2的治理，我国已经开始了一些尝试，如CCS（碳捕捉和埋存技术）。
倪维斗：对，确实如此。而且我认为，在我国应该叫CCUS，应该要加上应用的环节，即Utilization，如用于石油开采驱油。在发电厂中加装CCS造价很高，全世界还没有真正商业化、大规模的具有CCS电站，除了捕捉要耗费大量能源外，在埋存方面还有很多问题，可以说这一技术还没到大规模推广的阶段。
我认为我国减少CO2排放要分几个阶段走，应该先治理容易治理的。首先很多天然气开采井会渗有CO2，而且必须将其分离开来才能把天然气运送到输送管，这部分CO2压力高、浓度高，可以优先利用、治理。其次，煤化工也会产生很多CO2，也可以较容易分离出来。第三步才是收集治理发电厂中的CO2。
《电力系统装备》：2009年初的时候，我国召开了全国能源工作会议，这是我国17年来首次举行的全国性能源工作会议。会上特别提出，要大力发展可再生能源发电，尤其是风电和核电，将调整二者的中长期发展规划。对此您怎么看？
倪维斗：就我国目前的能源结构来看，我国应该大力发展可再生能源发电，我大力支持，但应该看到2020年前，这部分电量对改变我国以火电为主的电力工业结构、改善环境所能起的作用是有限的。
目前我国已建核电站的发电装机总量为800万kW左右，在建的为600~700万kW，占总装机的1%多一些。原规划到2020年要发展到4000万kW，但届时发电总装机容量可能发展到12亿~13亿kW，所以核电也只能占到其中的3%~4%。若再加大力度的话，很乐观的估计，争取翻一番，发展到8000万kW，其占总发电装机的比例也仅为7%~8%。由于核电站的建设周期很长，快的也需要4 – 5 年，基建和设备制造的工作量都很大。而如果目标被定为此，那么每年需要建设3个大亚湾核电站，即3套180万kW机组。即便这样，也不能从根本上解决我们的实际问题。
我国风电发展也很快，2008年装机容量已突破1000万kW。但是风电与核电、火电相比，其折合满负荷工作时数少。1kW风电装机一年发电量约为2000 kW·h，而核电1kW装机一年能发8000 kW·h，常规火电能发6000 kW·h，即3 kW的风机所发电量才能抵1kW火电，所以现在风电的1000万kW装机仅相当3台百万千瓦火电机组。而且，目前，我国风电并网也存在一些困难，其对电力供应的贡献就更加有限。按照原规划2020年达到3000万kW，现在最大胆估计提高到1亿千瓦，那么也只相当于3000万kW的火电，也仅能占那时总发电量的2%~3%。
所以说，即使修改规划，加速发展核电、风电，到2020年，我国的能源供应还将主要依靠煤炭。
《电力系统装备》：那么，在这种情况下，应该如何解决能源消耗与环境之间的矛盾？
倪维斗：在这种情况下，首先就是要节能，在总量控制的前提下，提高效率，尽可能改变我们的产业结构、生活方式。我认为全国人民都要建立节省意识，当作一种道德和优秀文化，克制一下自己的行为，要有强烈的节能概念。除此以外，水泥、铝、钢铁等工业领域也要提高效率。
具体到电力也是如此。生产电力的过程要节能，如淘汰小机组，终端用电时也要节能，如风机、泵、马达等都要提高效率。现在这些设备效率较低，而且有些地方存在 “大马拉小车”的现象。应该有严格的市场准入标准，低效的不能进入市场，在设备选择上也应精确选型，尽量匹配。因为这些设备都是终端应用，而终端应用较前端应用在损耗上有放大效应，因为在电力的整个生产过程中都会产生损耗，如煤炭、开采、运输，大型煤矿的采收率为70%，而一些小矿只有20%甚至更低；在由煤发电的过程中，只有37%的能量变成了电，而输变电过程中的损失也有8%左右。所以终端应用节1kW·h电相当于最前端节5 kW·h。所以终端应用的节能一定更要重视。
另外还要系统节能，打破行业界限，实现多联产。如把化工和发电结合起来，使煤的能量得到充分应用，因为煤气化后会变成CO和H2，H2可以用于化工，CO可以用来发电，其产生的压力、温度、流量也可以作一个合理配比。兖州矿务局对此做了一点尝试，将煤气化后分两股气，一股用于发电一股用于化工，这种初步结合效果挺好，现在发电功率只有6万kW，他们想继续做大。这一产业国外还没有。我还在想把煤化工和新能源结合起来，如风电并网有问题，那么可以让风电不并网，直接供应高耗能产业，还可以将风能产生电量用于电解水，将其中的O2供给煤的气化，H2用于作化工产品的H2/CO调节。但这些想法都在规划中，还没有实现。
节能是最主要的，其次是大力发展核电、风电，提高其所占比例，煤电应尽可能实现多联产，如热电联产等。
《电力系统装备》：在您看来，我国发电领域还存在哪些问题？
倪维斗：在火电领域，我国的装备制造能力已经有了很大提升，超临界、超超临界机组已经实现自主化生产，但最关键的原材料、大型转子锻件还不能自己生产。在我国，一台百万千瓦的锅炉售价为5亿元，而其中材料要进口，就占到锅炉成本的40%。很多最基础的东西没有跟上发展的脚步，基础材料的研制需要下狠功夫、死功夫，需要长期做蠕变试验、疲劳试验等，原材料问题，依然是我们的短板。
在风电发展上也存在一些问题，很多企业一哄而上，或是用外国图纸，或是技术上完全依靠外国公司，在技术上没有下功夫，找个外国合作商就开始生产。实际上，目前我国并不缺风力产生的这一点点电，而是应该沉下心来培育我们自己的风电产业，使我国整个风电行业良性发展，掌握关键技术，提高设计制造水平，培植自己的制造力量，把自己的“老母鸡”养起来，为将来“生”更多的蛋打下基础，而不是说一味的买鸡蛋吃。我多年前就提过，风电的发展不能走汽车产业的老路，但现在看来，风电已经基本走向汽车道路，五花八门，而缺乏自主的关键技术。
另外，生物质能发电不现实，也不是方向。我国农村秸秆很分散，收集很困难。而且这种发电设备每套容量都很小，只有2万kW，这种电站的基建费比大型电厂的还贵的多，差不多要翻一番，实际这两年的教训已说明这条路不成功。当年这个问题虽然提出来了，但是由于一些集团狭隘的利益驱动，仍然我行我素，浪费了纳税人的大量资源、最后不了了之，无人问责，实在令人心痛。能源系统的可持续发展的一个基本点就是：把合适的东西放在合适的地方用。如果有些地区确实有多余的秸秆，则可以考虑在较大的电厂内和煤混烧，或者用于纤维素乙醇。
（本文发表于《电力系统装备》 2009年第1期）
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