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《自然》称中国树立可再生能源标杆

时间:2014-09-30 来源:中国科学报 编辑:编辑部 点击:次 字体设置:
中国在风力涡轮机、太阳光电的动力系统和智能电网技术的生产和使用领域领先于全世界。
 
由于燃煤,全世界公认中国已经成为最大的电力生产国。但相较于化石燃料和核能,《自然》杂志日前专门撰文指出,中国的可再生能源系统发展得更快。中国在风力涡轮机、太阳光电的动力系统和智能电网技术的生产和使用领域领先于全世界,其生成的水能、风能、太阳能相当于法国和德国发电厂产能的总和。2005年以来,中国太阳能电池的生产已经扩大了100倍。
 
文章指出,随着中国制造业规模的增长,可再生能源设备的成本大幅下降。创新发挥了重要作用。但成本降低的主要原因是市场扩张。德国和韩国也在走相似的路。总而言之:工业化可以和脱碳齐头并进。
 
很多国家还没有注意到这一点。美国和欧盟执行的是适得其反的政策,例如对进口的中国太阳能光伏电板增加贸易关税。限制可再生设备的全球贸易只会放慢降低成本的速度,且降低全世界放弃化石燃料的速度。
 
作为结果,全球可再生能源利用率一直停顿不前,对减少温室气体排放和应对气候变化造成了负面影响。15年来,由于化石燃料工业的既得利益以及担心替代方案价格昂贵,很多国家未能实现其在《京都议定书》中的减排承诺。
 
对可再生能源的认知需要改变。《自然》认为,在中国,可再生能源被视作能源安全的来源,而不仅仅是减少碳排放。今天关于能源安全的讨论几乎只关注继续使用化石燃料。不同于石油、煤炭和天然气(其供应是有限的,且受制于地缘政治局势),可再生能源设备可以在任何地方建造,只要有足够的水、风能和太阳光。
 
绿色增长
 
随着制造业规模和可再生能源使用的增加,市场力量将使它们更容易获取、更负担得起和更高效。因此,能源政策应该关注于促进制造业、贸易和低碳技术的竞争,而不是支持更加昂贵、危险和难以获得的化石燃料。
 
《自然》指出,中国生产了超过5万亿千瓦时(kWh)的电能,比美国多约1万亿千瓦时。自2001年加入世界贸易组织(WTO)以来,中国经济的快速发展一直建立在化石燃料的基础上:中国约消耗了全世界23%的煤产量用于发电。但仅有化石燃料无法支撑中国快速的工业增长。
 
根据《自然》的数据,自21世纪以来,中国也一直在追求低碳能源战略。2008年至2012年,对水电、风能、太阳能和核能发电设施的投资增加了40%——从1380亿元人民币(约合220亿美元)增至2000亿元人民币。与此同时,化石燃料电力设施的投资比例在同时期从50%跌至25%。
 
作为结果,在过去4年来,中国的风力发电能力增长了5倍。2013年,水能、风能和太阳能的发电能力首次超过了化石燃料和核设施的发电能力。在中国,零碳能源贡献了9.6%的产能,比2000年增长了5.6%。这是一个相当大的成就。
 
2013年,中国提前两年实现了既定目标——30%的电力来自可再生能源。中国政府希望可再生能源的产能在2017年达到550千兆瓦(GW),或者说和2013年的水平相比提高48%。没有任何其他国家在可再生能源领域投资如此巨大。
 
规模经济
 
《自然》指出,中国正在升级电网以防止供电不稳定的情况发生。在一个示范工程中,中国国家电网公司(SGCC)投资94亿元人民币将风能和太阳能光伏发电和存储设备并入主电网中。SGCC正在为智能电网元素制定国际产品标准,以支撑这些技术出口至其他国家,例如巴西。
 
中国的能源安全如何提高?1993年,中国成为一个石油净进口国。2007年成为天然气净进口国。2011年成为煤炭净进口国。如果达到2017年实现风能、水能和太阳能发电的目标,中国至少能节省45%目前进口石油、煤炭和天然气的费用。
 
《自然》认为,中国在可再生能源领域获得成功有两大关键:其一,集中性政策驱动投资,例如电网回购;其二,随着全球市场的扩张,工业动力学降低单位成本,例如,通过学习获得规模经济和效率。
 
可再生能源发电需要制造很多部件,例如风力涡轮机、太阳能光电板、电池、能量存储系统等。从2010年至2013年,全球光伏装机容量增长了两倍多——从40GW至140GW,中国光伏发电装机容量增长了22倍——从0.8GW 到18GW。自2008年起,供应国际市场以及国内市场有助于降低太阳能光伏板的成本约80%。全球太阳能用户均受益于其较低的价格。
 
一些其他国家也采取类似的策略。韩国正在致力于“绿色增长”道路——扩大智能电网覆盖率并关注新兴清洁能源领域的生产,例如零排放汽车。自21世纪初,根据Energiewende能源转型项目,德国一直在扩大对太阳能和风能的使用和建造,目标是用可再生能源取代核电。
 
同样的原则适用于美国工业生产领域,这也造就了一个世纪前美国在汽车制造业的独霸地位。1909年至1916年,Henry Ford降低了福特公司模型T的成本约62%——从950美元到360美元。每年,销售额都翻番——从1908年的不足6000美元至1917年超过80万美元。
 
美国能源政策强调通过水力压裂和水平钻孔等创新手段开发国内煤层气和页岩油。但一直存在收益递减和化石燃料环境成本高等问题。英国也倾向于利用水力压裂建造煤层供应,并扩展核反应堆,学习其他国家的各项技术。
 
改变思路
 
从能源安全角度来看,重新架构针对排放的争论对《联合国气候变化框架公约》下的国际谈判有深远影响。12月,各国代表将聚集在秘鲁首都利马,为2015年的巴黎会议作准备。议程主要包括通过协商使各国自愿减少碳排放,而不是促进可再生能源产业(最快的脱碳路线)。
 
但建立了强大可再生能源部门的政府能够实现这些减排目标,同时强化能源安全并建立制造业。以市场为导向的手段的另一个优势在于,一些批评者指出,基于技术的解决方案将带来诸多问题,例如工业原料的可获得性和用于建造太阳能和风能设备的场地。但计算显示,在现有工业规模的基础上,在未来20年内可实现利用全球现有可再生能源生产额外10太瓦的发电能力,到那时,全球能源系统可能发生巨大转变。利用可再生能源产生额外10太瓦的电量需要改变全球电力状况——这需要在超过500万平方公里的土地(是哈萨克斯坦面积的两倍)上装置约300万个风力涡轮机、14000个集中太阳能发电设施。这些技术可能被设置在世界上的沙漠和半沙漠地区。尽管目标宏大,但却是可操作的——例如,现在全世界每年手机产量约为17.5亿部,汽车产量约为8400万辆。(段歆涔)
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