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“能源皇帝”的此消彼长

 昵称20483348 2014-12-07
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文/朱成章 知名电力专家


进入21世纪,国际能源形势有了很大的变化,最显著的变化是“石油顶峰论”和“化石能源枯竭论”已经销声匿迹,全球的能源结构是在不断发展之中,每个时代都有处于支配地位的能源,开始有木柴,然后是煤炭,再往后是石油时代。煤炭时代(1865-1913)经历了48年,石油时代(1913-2014)才经历了101年,当石油时代才经历了二十几年的时候,在“石油枯竭论”盛极一时的时候,就吵吵要用新能源来替代石油等化石能源,进入21世纪后,这种声音逐步被新的所取代。


全球两次能源大转换造就了两个能源皇帝,“煤炭皇帝”和“石油皇帝”。全球正在酝酿第三次能源大转换,下一个“能源皇帝”是谁?还不清晰。欧洲发达国家是新能源(风电和太阳能发电);一些新兴经济体国家主张非化石能源(核能、水电、可再生能源和新能源);业界、学界、政界绝大部分人主张把票投给气体能源(天然气、页岩气、致密气、煤层气、可燃冰等)。但最新研究表明,2015年石油与煤炭占比曲线将再次相交,石油比例下降,煤炭比例上升,煤炭将重登“能源皇帝”的宝座。这大概是人类在能源政策和能源价格政策上的弊病使然。


可再生能源的死局


这几年关于第三次能源大转换谈得很多,但第三次能源大转换与第一次、第二次能源大转换有很大的区别,前两次能源大转换的方向都很明确,能源一次比一次高级,每次转换都带来技术的进步,经济的飞跃,效益的提高。而中国在前两次能源大转换中,都没有完成转换,如今农村还大量使用薪柴、秸秆,在一次能源消费结构中煤炭还占70%左右,至今中国还处在煤炭时代。


最早的意见是新能源替代化石能源,直到现在不少人认为第三次能源大转换就是用风能、太阳能替换化石能源。里夫金《第三次工业革命》一书在中国翻译出版,并经一些人大肆吹捧和宣扬之后,用风电、太阳能发电替代化石能源,并且排斥核能和水能于替代能源之外,似乎更加突出了风电和太阳节能发电。


我们经常听说太阳能发电和风电随着技术进步,电力成本会不断下降,而化石能源发电成本会不断上升,若干年后新能源的发电成本会低于煤电。这确是一种可能,但是风电、太阳能电的容量成本却不可能低下去。为解决风电、太阳能电的间歇性和随机性问题,除了电网要花钱,储能的耗费也很大。


储能设施造价高,寿命短,损耗大。所以目前一般都不用储能设施,而采用火电(燃煤或燃气电厂)配合运行。我国天然气价格是美国的四五倍,天然气发电价格高,国家补贴不起,涨电价则用户承受不起,所以主要靠煤电支撑风电和太阳能发电的调节和备用。由此看来,风电、太阳能发电不是化石能源的替代者,承担不了第三次能源大转换的责任。


对于第三次能源大转换的另一种观点是用核电、水电、可再生能源及新能源叫做非化石能源作为替代能源,非化石能源对于化石能源的依赖比风电、太阳能发电好一些,但是他们的经济性对化石能源的依赖仍很强,从目前情况看,也承担不了第三次能源大转换的责任。



价格促生的“复辟”


最后一种替代能源是气体能源。包括天然气、煤层气、页岩气、致密沙岩气、生物质天然气等非常规天然气和可燃冰。海夫纳三世认为气体能源很丰富,可供人类使用几千年,甚至认为气体能源是可再生能源,可以用气体能源替代煤炭、石油。人类第三次能源大转换尚未成熟,需要用气体能源作为过渡。


对于中国来说,第三次能源大转换有一个气体能源的过渡,可以为前两次能源大转换来完成有一个很好的补课可能。用气体能源去替换农村的生物质能源,用气体能源去替换分散的散烧煤炭,对于解决雾霾和应对气候变化都有好处。但中国生物质能源原始利用、煤的散烧任务太重,还不能全靠气体能源。中国的天然气比美国的贵四五倍,按热量计算,美国天然气与煤价相仿,中国天然气是煤价的三四倍,中国煤炭发电上网电价每千瓦时约0.4元人民币,天然气发电上网电价每千瓦时0.8元人民币,相差一倍,用天然气替代煤炭发电有了经济能力承受问题。


实际上并不仅仅只是中国存在气体能源经济性的问题。在刚刚结束的莫斯科石油大会上,土耳其教授艾迪加展示的PPT上清晰显示,2015年石油和煤炭能源占比曲线将再次相交,交汇点为30%-31%之间。其实早在2008年初,就有人表明,从2005年开始新建燃煤电厂要多于燃气电厂。这一逆转,一是市场担心天然气价格不断上涨以及供应安全问题。俄乌天然气之争更加剧了这种忧虑,许多亚洲国家缺乏稳定的天然气供应渠道而增加燃煤发电的比例。二是目前减少燃煤发电污染物排放的新技术已经比较成熟,使燃煤发电对环境的不利影响大大减弱,相比之下,燃煤机组加环保装置或技术的投资性价比仍优于燃气机组。



过去十年,化石能源发展最快的是天然气,化石能源中最清洁的是天然气,美国的页岩气革命、LNG技术进步、LNG贸易迅速增加和大规模的基础设施投资等,都在强烈提升天然气的份额。国际能源署认为“天然气黄金时代”已经到来。可是这些年许多国家青睐化石能源中最骯髒德的煤炭,使用中碳排放量最多的煤炭?


一方面虽然是由于清洁煤技术有了很大的进步,煤电可以做到近零排放;另一个原因是煤电成本低廉。当大家都是清洁能源时,最终,需求将由价格决定。美国天然气价格与煤炭相近,美国用天然气电厂替煤电进展很顺利。美国全球安全分析研究联席主席、美国能源安全理事会高级顾问、兼任能源全球安全论坛联合主席盖尔?拉夫特说:“就电力供应而言,亚洲经济体过于依赖煤炭,且相互关联有限。更糟的是他们向更清洁的天然气转移的能力受过时定价机制的阻碍。在这种定价机制下,天然气价格将参考石油价格。这就提高了天然气价格。石油物价指数体系也给管道天然气带来上行压力,从而给了像俄罗斯等邻近供应国家议价的能力。亚洲这种以石油价格购买燃气的体系就仿佛是在以香槟的价格买水,使得天然气既不能在发电领域与煤竞争,也不能在运输领域与石油竞争。”亚洲地区天然气定价不合理的问题是一个非常严重的问题,它严重地影响天然气的利用与发展,在我国能源生产和消费革命中,要研究解决能源的价格问题。


我觉得国际能源发展中最大的问题是没有找到第三次能源大转换的替代能源。应对气候变化困难重重,第三次能源转换方向不明,幸好美国页岩气革命使得大家认识到天然气资源丰富,在第二次能源大转换与第三次能源大转换之间,可以用气体能源过渡。用气体能源替代煤炭、石油可以降低二氧化碳、应对气候变化,可以减少煤炭、石油使用中的污染物的排放,而且气体能源过渡可以为人类寻找替代能源提供充足的时间。替代能源要求具备“安全、稳定、经济、清洁、可持续”的要求,例如廉价的核聚变技术,廉价的风电、太阳能发电加廉价的储能技术,以及其他可以满足人类能源需求的绿色、低碳能源。



 

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