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刘植荣:能源构成与碳排放  

2013-03-12 20:36:45|  分类: 关注社会 |  标签: |举报 |字号 订阅

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能源构成与碳排放

作者:刘植荣

刘植荣:能源构成与碳排放 - 刘植荣 - 刘植荣的博客

我们常说的温室气体,是指人类活动所排放的能造成温室效应的气体,而地球表面蒸发掉的水蒸气尽管对温室效应影响很大,但由于不是人为造成的,一般不给予考虑。而人类活动排放的温室气体,主要来自燃料的燃烧过程,我们可以从世界历史上能源结构及各种燃料燃烧过程中排放二氧化碳的变化情况,分析出中国未来减排的重点在哪里,并制定出相应的能源构成调整政策。

据国际能源署(IEA)的数据,1973年世界能源消耗总量折合4672百万吨油当量(Mtoe),其中煤炭占13.7%,燃油占48.1%,天然气占14.0%,电力占9.4%,生物和废弃物燃料占13.2%,其他(地热、太阳能、风能等)1.6%。到2010年,世界能源消耗猛增到8677 Mtoe,其中煤炭占9.8%,燃油占41.2%,天然气占15.2%,电力占17.7%,生物和废弃物燃料占12.7%,其他占3.4%。由此组数据可以看出,煤炭和燃油在能源构成中的份额逐步减小,电力、生物和废弃物燃料的比重逐步上升,天然气所占的份额略有上升,但煤炭和燃油两类能源一直占据着能源消耗的一半以上。

1973年,世界各类燃料燃烧排放的二氧化碳总量为156.37亿吨,其中煤炭占35.0%,燃油占50.6%,天然气占14.4%。其他燃料燃烧排放的二氧化碳较少,可忽略不计。2010年,世界燃料燃烧排放的二氧化碳总量比1973年翻了一番,为303.26亿吨,其中煤炭占43.1%,燃油占36.1%,天然气占20.4%,其他燃料占0.4%。在这37年中,尽管煤炭和燃油在能源里的份额有所减少,但这两种能源二氧化碳的排放量占二氧化碳排放总量的份额一直居高不下,没有低于79.0%

可见,要想解决温室效应,应把主要精力放在煤炭和燃油上,因为煤炭和燃油是温室气体的排放“大户”,要设法用其他更洁净的能源替代煤炭和燃油,加速降低这两种燃料在能源构成中的份额。

1973年到2010年的37年间,世界能源消耗平均每年增长﹝(8677÷4672^(1/37-1﹞×100%=1.69%,而这37年间世界生产总值(GDP)从180660亿美元增长到509430亿美元,平均每年增长﹝(509430÷180660)^(1/37)-1﹞×100%=2.84%。由此可见,能源消耗总量的增速低于GDP的增速,这说明对能源的使用效率在提高,因此,应对世界节能减排工作所做的努力给予肯定。

但是,由煤炭和燃油排放的二氧化碳几十年来变化不大。例如,用煤炭发电,每发一千瓦时的电二氧化碳排放量在1990年世界平均为 984克,到2010年为958克(中国为967克),20年间下降有限。燃油发电每发一千瓦时的电排放的二氧化碳在1990年世界平均为731克,到2010年反而增加到了796克(中国为1044克)。这说明,人们虽然经过努力,但在火电的减排上收效甚微。这再次证明,要想让减排获得实质性的突破,必须设法降低火电的比重。

从电力生产来看,1973年世界共发电6115太瓦时(TWh1太瓦时=10亿千瓦时),煤电占38.3%,油电占24.7%,水电占21.0%,天然气电占12.1%,核电占3.3%,其他占0.6%。到2010年,世界发电总量增长为21431 TWh,煤电份额变化不大,为40.6%,天然气电份额上升到22.2%,水电份额下降到16.0%,核电份额上升到12.9%,油电份额下降到4.6%,其他为3.7%。中国电力构成主要是化石燃料(基本上是煤电)发电,2010年化石燃料发电3273 TWh,居世界第一位,第二位的美国为1994 TWh。这组数字说明,中国火电份额下降幅度低于世界水平,由于中国以火电为主,而火电减排收效甚微。所以,中国如果在未来不改变电力构成,减排任务非常艰巨。

中国水电在过去发展较快,中国水电占世界水电的份额由1973年的2.9%提高到2010年的20.5%2010年,水电占本国发电总量份额最高的10个国家是:挪威为94.7%,巴西为78.2%,委内瑞拉为64.9%,加拿大为57.8%,中国为17.2%,俄罗斯为16.2%,印度为11.9%,法国为11.7%,日本为8.1%,美国为6.5%

核电主要集中在经合组织国家。1973年世界核电发电总量为203 TWh,到2010年发展到2756 TWh,中国为74 TWh,占2.7%

中国在能源消耗上发展迅速,从1973年占世界能源消耗总量的7.9%增长到2010年的17.5%,但中国的能源主要来自煤炭和燃油,尤其是煤炭。1973年世界煤炭产量为30.41亿吨,2011年增长到77.83亿吨,中国煤炭产量占世界煤炭总产量的份额从1973年的13.7%增长到2011年的45.9%2011年,中国煤炭产量为35.76亿吨,净出口1.77亿吨,产量和净出口量均居世界榜首。

通过以上能源消耗构成看,世界趋势是煤炭和燃油的份额逐步下降,生物和废弃物燃料能源以及风能、太阳能等新型能源的份额上升很快,中国在这方面很难与世界同步,也就是说,中国在未来相当长的时期内仍将以煤炭和石油为主要能源,而这两种能源又是污染最大的能源。由此我们得出结论,如果我们不尽快调整能源结构,中国实现减排目标的任务将异常艰巨。

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