一段時(shi)間以來(lai),氫能(neng)(neng)似乎大有取(qu)代一切(qie)能(neng)(neng)源來(lai)源,成為人類社會主(zhu)體(ti)能(neng)(neng)源之(zhi)勢。近十多年(nian)來(lai),風能(neng)(neng)、太陽能(neng)(neng)、地熱(re)(re)能(neng)(neng)、潮汐能(neng)(neng)等(deng)各種名目繁多的(de)新能(neng)(neng)源或可(ke)再生能(neng)(neng)源輪番登場,花樣(yang)翻新的(de)新能(neng)(neng)源汽車也擠身其(qi)中,氫能(neng)(neng)不過是新一輪新能(neng)(neng)源熱(re)(re)的(de)又一網紅。
令(ling)人(ren)遺憾的(de)是(shi),巨額(e)投資刺(ci)激下,當(dang)(dang)今人(ren)類(lei)社(she)會仍處于傳(chuan)(chuan)統(tong)能(neng)(neng)源(yuan)時代,55年間石油(you)作為(wei)第一能(neng)(neng)源(yuan)的(de)地位從未被動搖(yao)。消(xiao)除能(neng)(neng)源(yuan)貧困,提升幸福指數,是(shi)長期要(yao)為(wei)之艱苦(ku)奮斗的(de)目標和任務,人(ren)類(lei)社(she)會發展對高效能(neng)(neng)源(yuan)的(de)需求(qiu)決定,目前熱捧的(de)所有新能(neng)(neng)源(yuan)都無法擔當(dang)(dang)重任,傳(chuan)(chuan)統(tong)化石能(neng)(neng)源(yuan)是(shi)未來相當(dang)(dang)長時間人(ren)類(lei)社(she)會仍然必須依賴的(de)主體能(neng)(neng)源(yuan)。
當今世界處于傳統能源時代,石油是第一大能源來源
根據國際能源(yuan)(yuan)(yuan)署(shu)今(jin)年(nian)3月發(fa)布的2018年(nian)版《全球能源(yuan)(yuan)(yuan)與二(er)(er)氧(yang)化(hua)碳排放(fang)現狀報告(gao)》,2018年(nian)世(shi)界(jie)一(yi)次能源(yuan)(yuan)(yuan)消(xiao)費中,石油第一(yi),占(zhan)(zhan)(zhan)比31%;第二(er)(er)是煤炭,占(zhan)(zhan)(zhan)比26%;第三(san)是天然氣,占(zhan)(zhan)(zhan)比23%。此外,核能占(zhan)(zhan)(zhan)比5%,水電(dian)占(zhan)(zhan)(zhan)比3%。因此,2018年(nian)世(shi)界(jie)一(yi)次能源(yuan)(yuan)(yuan)消(xiao)費中,傳統能源(yuan)(yuan)(yuan)占(zhan)(zhan)(zhan)比88%,其中三(san)大傳統化(hua)石能源(yuan)(yuan)(yuan)占(zhan)(zhan)(zhan)比80%,這(zhe)就是說當(dang)今(jin)世(shi)界(jie)處于傳統能源(yuan)(yuan)(yuan)、尤其是傳統化(hua)石能源(yuan)(yuan)(yuan)時代。
縱向對比(bi)(bi)(bi)看(kan),與2000年相比(bi)(bi)(bi),石(shi)油(you)、煤炭和(he)天然(ran)氣(qi)三大(da)傳統化(hua)石(shi)能源在世(shi)界一次能源消費構成中(zhong)的(de)比(bi)(bi)(bi)重(zhong),沒有(you)任何變化(hua),19年間仍保持在80%,其中(zhong)石(shi)油(you)的(de)比(bi)(bi)(bi)重(zhong)雖然(ran)下降(jiang)了(le)5個(ge)百(bai)分點,但煤炭的(de)比(bi)(bi)(bi)重(zhong)上(shang)升了(le)3個(ge)百(bai)分點,天然(ran)氣(qi)的(de)比(bi)(bi)(bi)重(zhong)上(shang)升了(le)2個(ge)百(bai)分點,即石(shi)油(you)所(suo)占比(bi)(bi)(bi)重(zhong)的(de)下降(jiang)由煤炭和(he)天然(ran)氣(qi)的(de)上(shang)升所(suo)替代。僅核電和(he)水電合計比(bi)(bi)(bi)重(zhong),由9%下降(jiang)到8%,下降(jiang)了(le)一個(ge)百(bai)分點。
從(cong)今年(nian)6月(yue)英(ying)國石油(you)公司(si)發布(bu)的(de)2019年(nian)版《世界(jie)(jie)能(neng)(neng)(neng)(neng)源(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)統(tong)計評論》看,2018年(nian)世界(jie)(jie)一(yi)次能(neng)(neng)(neng)(neng)源(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)消費中(zhong),石油(you)第一(yi),占(zhan)比33.63%;煤炭第二,占(zhan)比27.21%;天然(ran)氣第三,占(zhan)比23.87%。此外(wai),核能(neng)(neng)(neng)(neng)占(zhan)比4.41%,水電占(zhan)比6.84%。因(yin)此,2018年(nian)世界(jie)(jie)一(yi)次能(neng)(neng)(neng)(neng)源(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)消費中(zhong),傳(chuan)(chuan)(chuan)統(tong)能(neng)(neng)(neng)(neng)源(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)占(zhan)比95.96%,三大傳(chuan)(chuan)(chuan)統(tong)化(hua)石能(neng)(neng)(neng)(neng)源(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)占(zhan)比84.71%,這(zhe)更加說(shuo)明,當今世界(jie)(jie)的(de)能(neng)(neng)(neng)(neng)源(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)消費幾乎全部依(yi)賴(lai)(lai)傳(chuan)(chuan)(chuan)統(tong)能(neng)(neng)(neng)(neng)源(yuan)(yuan)(yuan)(yuan),特別是高(gao)度依(yi)賴(lai)(lai)傳(chuan)(chuan)(chuan)統(tong)的(de)化(hua)石能(neng)(neng)(neng)(neng)源(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)。
2000年,世界(jie)一次能(neng)源(yuan)消費總量為90.96億噸油當量,全部由傳(chuan)統的(de)石油、煤炭、天然氣、核(he)能(neng)和水電構成(cheng)。與2000年相比(bi),19年后的(de)2018年三大傳(chuan)統化石能(neng)源(yuan)的(de)比(bi)重,僅(jin)下降2.07個(ge)百(bai)分點,這就是說通過19年的(de)努力(li),人類社會沒有能(neng)夠改變自己的(de)能(neng)源(yuan)消費結構,而且煤炭的(de)比(bi)重還(huan)增長了2.84個(ge)百(bai)分點。
1965年,世(shi)界完成(cheng)(cheng)了能(neng)源(yuan)消費結構由煤(mei)炭向石油(you)的(de)(de)轉變,石油(you)占比39.4%,首次超過了煤(mei)炭的(de)(de)39%,成(cheng)(cheng)為第(di)一能(neng)源(yuan)來源(yuan),人類社會自此進入了石油(you)的(de)(de)時(shi)代,55年來石油(you)一直穩(wen)定地(di)保持(chi)著第(di)一的(de)(de)地(di)位(wei)。
中美印決定了世界能源消費的現狀,新能源進展有限
多年來,巨額投(tou)資的刺激下(xia),新(xin)能(neng)源(yuan)應(ying)用取得了長足的進步,部分國(guo)家電(dian)力消(xiao)費已高(gao)比(bi)例新(xin)能(neng)源(yuan)化,但(dan)并不代表當(dang)今世界能(neng)源(yuan)消(xiao)費的主流,真正決定當(dang)今世界能(neng)源(yuan)消(xiao)費形勢的是中國(guo)、美國(guo)和印(yin)度三國(guo)。
(一)中美印三國決定了當前世界能源消費的結構和形勢
當今世(shi)界計有195個(ge)國(guo)家(jia),但從能源消費看,僅僅中國(guo)、美(mei)國(guo)和印度三個(ge)國(guo)家(jia),就決定了當前世(shi)界能源消費的結(jie)構和形(xing)勢的變化(hua)。
依據《世界(jie)能(neng)源統計評論》,中國(guo)、美國(guo)和(he)印度是2018年世界(jie)前三(san)大能(neng)源消費(fei)國(guo),一次(ci)能(neng)源消費(fei)總量合計為63.833億(yi)噸標準(zhun)油(you),占(zhan)當年世界(jie)一次(ci)能(neng)源消費(fei)總量的46.04%,幾(ji)近半(ban)壁(bi)江山。
更為重要的是(shi),2018年(nian)(nian)世界(jie)一次能源(yuan)消(xiao)費總量(liang)增長了(le)3.9億(yi)噸標(biao)準油(you),中國(guo)、美國(guo)和印(yin)度的增量(liang)合計為2.717億(yi)噸標(biao)準油(you),占比高達69.61%。這就是(shi)說(shuo),2018年(nian)(nian)世界(jie)一次能源(yuan)消(xiao)費增量(liang)中的超過三(san)(san)分之二,來源(yuan)于中國(guo)、美國(guo)和印(yin)度三(san)(san)個國(guo)家(jia)。
從分國別能源消費(fei)結(jie)構(gou)看,中(zhong)國、美(mei)國和印度(du)三國是典型的(de)高度(du)依(yi)賴傳統化石的(de)國家,正是這一點決定了當前世界(jie)能源消費(fei)的(de)結(jie)構(gou)。
2018年,中國一次能源(yuan)消費(fei)總(zong)量為(wei)32.735億噸(dun)標準(zhun)油,其中,煤炭排名(ming)(ming)第一,占比58.25%;石(shi)油排名(ming)(ming)第二,占比19.59%;天然氣排名(ming)(ming)第三(san),占比7.43%。三(san)者合計,為(wei)85.27%。因此(ci),當今的(de)中國一次能源(yuan)消費(fei)不僅高(gao)度(du)依賴三(san)大(da)傳統(tong)化石(shi)能源(yuan),最(zui)傳統(tong)的(de)煤炭,是(shi)中國最(zui)大(da)的(de)能源(yuan)消費(fei)來源(yuan)。
2018年,美國一次(ci)能源消(xiao)費出現(xian)了自2010年以(yi)來(lai)最大(da)的增長速度,總(zong)量(liang)達(da)到23億噸(dun)標準油(you),其中,石油(you)排名第(di)(di)一,為39.98%;天(tian)然氣(qi)排名第(di)(di)二,為30.54%;煤(mei)炭排名第(di)(di)三,為13.78%。三者合計(ji),為84.3%。因此(ci),作(zuo)為當今世界最大(da)的經濟體(ti)和發達(da)國家,美國一次(ci)能源消(xiao)費也高度依(yi)賴傳統的化(hua)石能源。
2018年(nian),印度(du)一次能源(yuan)消費(fei)總量為(wei)8億噸標(biao)準油(you),其中(zhong),煤(mei)炭占(zhan)比(bi)(bi)第(di)一,為(wei)55.88%;石(shi)油(you)占(zhan)比(bi)(bi)第(di)二(er),為(wei)29.55%;天然(ran)氣占(zhan)比(bi)(bi)第(di)三(san),6.17%。三(san)者合計,為(wei)91.6%。在世界(jie)三(san)大能源(yuan)消費(fei)國中(zhong),印度(du)一次能源(yuan)消費(fei)對(dui)傳統化石(shi)能源(yuan)的(de)依(yi)賴(lai)最高(gao),而且與中(zhong)國一樣,最大的(de)能源(yuan)消費(fei)來源(yuan)于最傳統的(de)煤(mei)炭。
進(jin)一(yi)步分析,中國(guo)、美(mei)國(guo)和(he)印(yin)度2018年一(yi)次能源(yuan)消費增(zeng)量,不僅(jin)主要來源(yuan)于傳(chuan)統化石(shi)能源(yuan),而且(qie)美(mei)國(guo)石(shi)油(you)和(he)天然氣(qi)消費的增(zeng)量還彌(mi)補了水電的下(xia)降。2018年,中國(guo)一(yi)次能源(yuan)消費增(zeng)量中的61.02%來源(yuan)于三大傳(chuan)統化石(shi)能源(yuan),印(yin)度為87.99%,而美(mei)國(guo)的比例為108.19%。
(二)德國和歐洲一次能源消費主要還是依賴傳統化石能源
在討論近年來(lai)新能源發展所(suo)取得的(de)成(cheng)就時(shi),人(ren)們(men)總是拿幾(ji)個高(gao)度發達的(de)工業化國家來(lai)作(zuo)為(wei)例證,其中(zhong)最有代表性的(de)就是德國。
2018年新年第一天,能(neng)源轉型過程中(zhong)德(de)國跨越了象征(zheng)性的里程碑,可再生(sheng)(sheng)能(neng)源首(shou)次(ci)短暫(zan)覆蓋了全部用電量。1月1日(ri)上午6點(dian)左(zuo)右(you),強風和低需求(qiu)使風力發電提供了大約85%的電力消耗(hao),其(qi)余(yu)由水電和生(sheng)(sheng)物質能(neng)裝置提供。
2018年(nian),可再生(sheng)能(neng)源成為德(de)國最大的發電來(lai)源,占(zhan)比(bi)上(shang)(shang)升到40%以上(shang)(shang),超過了煤炭39%的份額。
但是,2018年德國一次能(neng)源消費(fei)中,不包括(kuo)水電在(zai)內的可再生(sheng)能(neng)源僅占比14.6%,石油、天然氣和煤炭三大(da)傳統化石能(neng)源合計占比78.88%,并依次排(pai)名為德國三大(da)主要(yao)能(neng)源消費(fei)來源。
2018年,歐洲(zhou)一次(ci)能源(yuan)消(xiao)費(fei)總(zong)量(liang)為20.507億噸油(you)(you)當(dang)量(liang),其中非水可再生能源(yuan)為1.722億噸油(you)(you)當(dang)量(liang),僅占一次(ci)能源(yuan)消(xiao)費(fei)的8.39%。
(三)巨額投資刺激下新能源取代傳統能源仍十分有限
根(gen)據《全(quan)球能(neng)(neng)源(yuan)與(yu)二氧化(hua)碳排放現狀報告》,2018年(nian)世界一次能(neng)(neng)源(yuan)消(xiao)費總量(liang)(liang)中(zhong),不(bu)包括生特(te)質和(he)廢棄(qi)物在內,由風(feng)光等構(gou)成的可再(zai)生能(neng)(neng)源(yuan)為(wei)2.89億噸油當量(liang)(liang),占一次能(neng)(neng)源(yuan)消(xiao)費總量(liang)(liang)的2%。2000年(nian)同類可再(zai)生能(neng)(neng)源(yuan)占比為(wei)1%,19年(nian)間,僅增長一個(ge)百(bai)分點(dian)。
2018年,世界(jie)總發電量為(wei)26672太(tai)瓦(wa)時,其中由(you)風光等(deng)可再生能源的發電量為(wei)1931太(tai)瓦(wa)時,占比8%。
根(gen)據《世(shi)界(jie)能(neng)(neng)源(yuan)統(tong)計(ji)評論》,2018年(nian)世(shi)界(jie)一(yi)(yi)次能(neng)(neng)源(yuan)消(xiao)費(fei)總量中,可再生(sheng)(sheng)能(neng)(neng)源(yuan)為5.613億噸油當量,占比4.05%。2000年(nian),世(shi)界(jie)一(yi)(yi)次能(neng)(neng)源(yuan)消(xiao)費(fei)總量為90.956億噸油當量,可再生(sheng)(sheng)能(neng)(neng)源(yuan)沒有單列統(tong)計(ji)項。
2018年,世(shi)界(jie)總(zong)發(fa)電量(liang)為(wei)(wei)26614.79太瓦時(shi),其中可再生能源的發(fa)電量(liang)為(wei)(wei)2480.38太瓦時(shi),僅占9.32%。
2004年以(yi)來,不(bu)包括(kuo)大型水電的全球可再生能源投(tou)資(zi)累計超過3.2萬億美(mei)元,不(bu)僅大幅超過傳統能源的投(tou)資(zi),且連續九年保持在2000億美(mei)元以(yi)上(shang),其中2017、2018年分別為3263億和2889億美(mei)元。
消除能(neng)(neng)源(yuan)貧(pin)困提升(sheng)幸福(fu)指(zhi)數,只能(neng)(neng)由傳統化石能(neng)(neng)源(yuan)承(cheng)擔重任
消除能源(yuan)貧困,提升幸(xing)福指(zhi)數,是(shi)人類社(she)會長期(qi)要(yao)為(wei)之(zhi)奮斗的(de)目(mu)標(biao)。雖(sui)然可再生能源(yuan)成本不斷下(xia)降,競爭力逐漸增加,但(dan)能源(yuan)轉(zhuan)換的(de)歷(li)史說明,人類社(she)會進(jin)步需要(yao)的(de)是(shi)高效(xiao)能源(yuan),當前各種熱捧的(de)新能源(yuan),都(dou)無(wu)法承擔(dan)未來(lai)人類社(she)會主體能源(yuan)的(de)重任(ren)。
(一)高效能源推動了人類社會的進步,人類社會進步需要的是高效能源
人類社(she)會(hui)(hui)(hui)(hui)能源(yuan)使用(yong)經歷了(le)三(san)個(ge)時(shi)(shi)期(qi),分別為(wei)薪柴(chai)時(shi)(shi)期(qi)、煤炭時(shi)(shi)期(qi)、石油時(shi)(shi)期(qi),與之相對應的(de)(de)(de)社(she)會(hui)(hui)(hui)(hui)發展階段分別為(wei)農業(ye)(ye)社(she)會(hui)(hui)(hui)(hui)、工(gong)業(ye)(ye)社(she)會(hui)(hui)(hui)(hui)和現(xian)代(dai)社(she)會(hui)(hui)(hui)(hui)。正是(shi)能源(yuan)使用(yong)的(de)(de)(de)革命(ming),使得工(gong)業(ye)(ye)革命(ming)200多年來,人類社(she)會(hui)(hui)(hui)(hui)的(de)(de)(de)面貌發生了(le)前所未有的(de)(de)(de)變化,超過(guo)了(le)過(guo)去所有時(shi)(shi)代(dai)的(de)(de)(de)總(zong)和。
高(gao)效率能源替代低效率能源,是(shi)人(ren)類社會能源轉換的(de)內在規律,具體(ti)表現在單位質(zhi)量的(de)不同(tong)燃(ran)料(liao)完全燃(ran)燒后所(suo)釋放熱(re)量的(de)差異(yi),同(tong)樣質(zhi)量的(de)煤(mei)炭熱(re)值比(bi)薪柴高(gao),石油比(bi)煤(mei)炭高(gao);能源的(de)使用方式上,水車、風車被蒸(zheng)汽機、內燃(ran)機、燃(ran)氣輪機和電動機所(suo)取(qu)代,并由(you)此高(gao)生(sheng)產力替代低生(sheng)產力。
高效能(neng)源(yuan)(yuan)的出現,提(ti)供了支撐高水平生(sheng)產(chan)方式所必需(xu)的能(neng)源(yuan)(yuan)規模和質量(liang),高水平的生(sheng)產(chan)方式客(ke)觀要求與高效能(neng)源(yuan)(yuan)相(xiang)匹配。正是由于人類社(she)(she)會(hui)(hui)發展與能(neng)源(yuan)(yuan)消(xiao)費之間存在(zai)如(ru)此的內在(zai)關系,決(jue)定(ding)了今(jin)天石(shi)油、煤(mei)炭和天然氣等化石(shi)能(neng)源(yuan)(yuan),成為人類社(she)(she)會(hui)(hui)的主體能(neng)源(yuan)(yuan),今(jin)后(hou)也只有更(geng)高效的能(neng)源(yuan)(yuan)才能(neng)成為人類社(she)(she)會(hui)(hui)的主體能(neng)源(yuan)(yuan)。
人類社會(hui)主體能(neng)(neng)(neng)源(yuan)的(de)(de)轉(zhuan)(zhuan)型(xing),是一個漫長的(de)(de)過(guo)(guo)程。煤炭(tan)代(dai)替生物質的(de)(de)第一次(ci)能(neng)(neng)(neng)源(yuan)轉(zhuan)(zhuan)型(xing)耗(hao)時約70年(nian)(nian),油氣(qi)超過(guo)(guo)煤炭(tan)的(de)(de)第二次(ci)能(neng)(neng)(neng)源(yuan)轉(zhuan)(zhuan)型(xing)耗(hao)時約50年(nian)(nian)。19世紀末20世紀初,石油用(yong)了(le)45年(nian)(nian)時間從1%的(de)(de)占比增長到世界能(neng)(neng)(neng)源(yuan)的(de)(de)10%;20世紀初,天(tian)然氣(qi)用(yong)了(le)超過(guo)(guo)50年(nian)(nian)才達到10%。能(neng)(neng)(neng)源(yuan)轉(zhuan)(zhuan)型(xing)緩慢變化主要原因,是由(you)于能(neng)(neng)(neng)源(yuan)系(xi)統需(xu)要大量(liang)的(de)(de)資本投入,而(er)全(quan)球能(neng)(neng)(neng)源(yuan)消費由(you)長壽命周期的(de)(de)機(ji)器和建筑所主導(dao),其(qi)中(zhong)汽車保(bao)有(you)時間一般為10年(nian)(nian)以上,發電(dian)廠(chang)可以運(yun)行超過(guo)(guo)30年(nian)(nian)。
(二)兩個80%,決定了消除能源貧困的普通人解決方案
世(shi)界銀行統計(ji),2018年,全球GDP總量為85.79萬億美元,年中人(ren)(ren)口數量為75.94億人(ren)(ren),人(ren)(ren)均(jun)GDP為11297美元。其中,84.06%人(ren)(ren)均(jun)GDP在平均(jun)水平之下(xia),49.1%人(ren)(ren)口處于中下(xia)收入和低收入狀態。
2018年,世界(jie)人均(jun)(jun)(jun)(jun)一次能源(yuan)(yuan)消費為(wei)76吉焦(jiao)。分地(di)區看(kan),由美、加(jia)和(he)墨西(xi)哥組成(cheng)的(de)北(bei)美地(di)區最高,為(wei)人均(jun)(jun)(jun)(jun)239.8吉焦(jiao);俄羅斯和(he)中亞(ya)地(di)區次之,為(wei)人均(jun)(jun)(jun)(jun)160.9吉焦(jiao);中東(dong)第三,為(wei)人均(jun)(jun)(jun)(jun)148.5吉焦(jiao);非洲排名(ming)最后,僅為(wei)人均(jun)(jun)(jun)(jun)15吉焦(jiao),只有世界(jie)平(ping)均(jun)(jun)(jun)(jun)水平(ping)的(de)19.74%;包括我國在(zai)內(nei)的(de)亞(ya)太地(di)區,人均(jun)(jun)(jun)(jun)60.2吉焦(jiao),為(wei)平(ping)均(jun)(jun)(jun)(jun)水平(ping)的(de)80.27%,其中我國人均(jun)(jun)(jun)(jun)一次能源(yuan)(yuan)消費為(wei)96.9吉焦(jiao)耳,高于(yu)世界(jie)平(ping)均(jun)(jun)(jun)(jun)水平(ping)。
人(ren)類發展(zhan)(zhan)和(he)能(neng)源消費之間(jian)有很(hen)強(qiang)(qiang)的(de)關聯性(xing)(xing)。聯合國(guo)(guo)人(ren)類發展(zhan)(zhan)指(zhi)數(shu)標(biao)明,在100吉焦水平(ping)以上,人(ren)均能(neng)源消費與人(ren)類發展(zhan)(zhan)和(he)幸福有很(hen)強(qiang)(qiang)的(de)相關性(xing)(xing),而超過這一水平(ping)后(hou)相關性(xing)(xing)逐漸減小。以這一指(zhi)標(biao)來衡量,目前(qian)全(quan)人(ren)類都沒有達到人(ren)均100吉焦的(de)水平(ping),其中大約80%的(de)人(ren)口生活在人(ren)均能(neng)源消費低于100吉焦的(de)國(guo)(guo)家和(he)地區。
12億人口(kou)的非洲要擺脫能(neng)源(yuan)(yuan)消(xiao)費的極貧狀態,全球人均能(neng)源(yuan)(yuan)消(xiao)費要逐步達到100吉焦,能(neng)源(yuan)(yuan)供應(ying)不僅要充足,更要廉(lian)價,即提升人類社會幸福(fu)指數,需(xu)要的是能(neng)源(yuan)(yuan)發展的“普遍人解決方案”。
(三)低密度和間隙性的本質,決定新能源承擔不了主體能源
一般意義上(shang)的(de)(de)新能(neng)源(yuan)或(huo)可再(zai)生能(neng)源(yuan),指的(de)(de)是(shi)可以在自(zi)然界循(xun)環再(zai)生、取之不(bu)盡、用(yong)之不(bu)竭的(de)(de)能(neng)源(yuan)資源(yuan),主要(yao)包括太陽能(neng)、水能(neng)、風能(neng)、生物質能(neng)、波浪能(neng)、潮汐能(neng)、海(hai)洋溫差能(neng)、地(di)熱能(neng)等。
太(tai)陽能和(he)風能是(shi)新能源(yuan)的(de)典型代(dai)表,取代(dai)傳統(tong)能源(yuan)的(de)途徑主要有四個:發電、供(gong)熱(re)/供(gong)冷(leng)、交(jiao)通(tong)燃料以及偏遠鄉(xiang)村的(de)能源(yuan)供(gong)應,其中發電是(shi)最主要、規(gui)模最大的(de)用途。理論上(shang)(shang),太(tai)陽能可(ke)提供(gong)全球所需全部(bu)能源(yuan),可(ke)利(li)(li)用的(de)風能比(bi)地球上(shang)(shang)可(ke)開發利(li)(li)用的(de)水能總量要大10倍。但(dan)是(shi),可(ke)再生能源(yuan)基本上(shang)(shang)都(dou)是(shi)低(di)密(mi)度、低(di)效(xiao)的(de),存在間歇(xie)性等天(tian)然不足,被稱為(wei)波動(dong)性可(ke)再生能源(yuan),只能對其因地制(zhi)宜進行開發和(he)利(li)(li)用。
目前(qian),風(feng)(feng)光(guang)(guang)等新(xin)能源占(zhan)世(shi)界(jie)(jie)一次(ci)能源消費總量(liang)低(di)于5%,占(zhan)發電(dian)總量(liang)低(di)于10%。雖然成本會(hui)持續下降,但研(yan)究界(jie)(jie)基本一致的結論是,風(feng)(feng)光(guang)(guang)等波動性可(ke)再生(sheng)能源發電(dian)量(liang)超過20%以后,系統性成本將會(hui)明顯上升;而達到(dao)50%,僅備用電(dian)源一項的成本就會(hui)大幅(fu)攀(pan)升。
氫是宇(yu)宙(zhou)中分布最廣泛(fan)的物質(zhi),構成了宇(yu)宙(zhou)質(zhi)量(liang)(liang)的75%。海水中的氫全部提(ti)取,總熱量(liang)(liang)比地(di)球上所有化石燃(ran)料釋放的熱量(liang)(liang)還大9000倍。氫能是目前已(yi)知最干凈的能源(yuan)(yuan),理論上可以稱之為終極能源(yuan)(yuan)。
不(bu)過,氫能是(shi)(shi)(shi)二次能源,需要(yao)使用其(qi)他能源來制(zhi)(zhi)(zhi)備。當前,主要(yao)有化(hua)石(shi)(shi)燃料熱(re)化(hua)學(xue)制(zhi)(zhi)(zhi)氫和電(dian)(dian)解水制(zhi)(zhi)(zhi)氫兩種主流技術(shu)。目(mu)前,西(xi)歐地區94%的氫產量(liang)來自(zi)化(hua)石(shi)(shi)燃料,其(qi)中,54%是(shi)(shi)(shi)天然氣制(zhi)(zhi)(zhi)氫,31%是(shi)(shi)(shi)石(shi)(shi)油制(zhi)(zhi)(zhi)氫,9%是(shi)(shi)(shi)煤制(zhi)(zhi)(zhi)氫,無論是(shi)(shi)(shi)化(hua)石(shi)(shi)燃料制(zhi)(zhi)(zhi)氫還(huan)是(shi)(shi)(shi)電(dian)(dian)解水制(zhi)(zhi)(zhi)氫,生(sheng)產過程中都會(hui)排放大量(liang)二氧(yang)化(hua)碳(tan)。有機(ji)構(gou)正(zheng)在嘗試(shi),直接利用非化(hua)石(shi)(shi)燃料生(sheng)產的電(dian)(dian)(水電(dian)(dian)、風電(dian)(dian)、太(tai)陽能發(fa)電(dian)(dian)、核電(dian)(dian)等)進行(xing)電(dian)(dian)解水制(zhi)(zhi)(zhi)氫。
簡單的常識告訴我們,不論采用什么(me)樣的技術路線,只要(yao)氫能的成本或增加值大于(yu)(yu)或小(xiao)于(yu)(yu)生產用能源(yuan),就(jiu)沒有經濟性,也沒有大規模使用或推(tui)廣(guang)的可能,這同樣適用于(yu)(yu)全部其他新(xin)能源(yuan)或可再生能源(yuan)。
2018年(nian),全球煤炭占發(fa)電(dian)用(yong)能(neng)源(yuan)(yuan)的(de)37.95%,天然(ran)氣占23.23%,石(shi)(shi)油占3.02%,合(he)計為64.2%;從我國看,煤炭占發(fa)電(dian)用(yong)能(neng)源(yuan)(yuan)的(de)66.54%,天然(ran)氣占3.14%,石(shi)(shi)油占0.15%,合(he)計為69.83%。無論是世界或(huo)我國,三大化(hua)石(shi)(shi)能(neng)源(yuan)(yuan)是發(fa)電(dian)的(de)絕對(dui)主力,其中煤炭位居第一。因(yin)此,即使不考慮新能(neng)源(yuan)(yuan)汽車及電(dian)池生(sheng)產和后續處理過程中產生(sheng)的(de)污染,發(fa)展并推廣充電(dian)式新能(neng)源(yuan)(yuan)汽車,沒有任何的(de)積極意義。
從能(neng)(neng)源(yuan)(yuan)終端使用看,目前工(gong)業(ye)行業(ye)(包括非(fei)燃燒使用)消費了全(quan)球能(neng)(neng)源(yuan)(yuan)的(de)(de)(de)約(yue)一半,其次是(shi)建(jian)筑消費了29%,第三(san)是(shi)交通消費的(de)(de)(de)21%,其中用于發電的(de)(de)(de)能(neng)(neng)源(yuan)(yuan)占(zhan)一次能(neng)(neng)源(yuan)(yuan)消費的(de)(de)(de)43%。石油提供了交通能(neng)(neng)源(yuan)(yuan)需(xu)求的(de)(de)(de)94%,是(shi)交通的(de)(de)(de)絕(jue)對主導(dao)能(neng)(neng)源(yuan)(yuan)。
截止目(mu)前,世界主要(yao)機(ji)構發布的(de)(de)13份(fen)能(neng)(neng)(neng)源(yuan)(yuan)展望(wang)報告(gao)基本一致的(de)(de)結論是(shi):雖(sui)然(ran)所(suo)有預(yu)測均(jun)顯示可(ke)再生(sheng)能(neng)(neng)(neng)源(yuan)(yuan)的(de)(de)份(fen)額將(jiang)(jiang)出現增(zeng)長(chang),且(qie)增(zeng)長(chang)主要(yao)來(lai)源(yuan)(yuan)于對發電的(de)(de)貢獻(xian),但2040年一次能(neng)(neng)(neng)源(yuan)(yuan)消費(fei)(fei)中(zhong)化石能(neng)(neng)(neng)源(yuan)(yuan)占(zhan)比,高的(de)(de)為74%-79%,低的(de)(de)為60%-62%,仍是(shi)未來(lai)人類社會(hui)的(de)(de)主體能(neng)(neng)(neng)源(yuan)(yuan)。其(qi)中(zhong),原油仍然(ran)是(shi)能(neng)(neng)(neng)源(yuan)(yuan)結構中(zhong)最(zui)大(da)的(de)(de)單一燃料來(lai)源(yuan)(yuan),天然(ran)氣將(jiang)(jiang)成為第二大(da)來(lai)源(yuan)(yuan),全球煤(mei)(mei)炭需求仍將(jiang)(jiang)持續增(zeng)長(chang),僅西方(fang)的(de)(de)煤(mei)(mei)炭消費(fei)(fei)量繼(ji)續下降(jiang),但東方(fang)的(de)(de)煤(mei)(mei)炭消費(fei)(fei)會(hui)繼(ji)續增(zeng)長(chang),并仍將(jiang)(jiang)承擔(dan)基荷(he)電源(yuan)(yuan)的(de)(de)責任。
這一(yi)看法(fa)雖然(ran)有(you)(you)點殘(can)酷,但(dan)應該是(shi)基(ji)于對(dui)能源(yuan)發(fa)展規律認(ren)識的(de)(de)較為(wei)客(ke)觀(guan)的(de)(de)預測(ce),雖然(ran)還(huan)帶(dai)有(you)(you)一(yi)定(ding)的(de)(de)情(qing)懷成(cheng)份,不過很大的(de)(de)可能,它將是(shi)人(ren)類(lei)社會未來(lai)相當長時間,必須面對(dui)的(de)(de)殘(can)酷的(de)(de)能源(yuan)消費的(de)(de)現(xian)實!