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专家讲座:低碳改变生活
发布日期:2013年12月24日     点击次数:     录入者:尹建文      来源:

 

低碳改变生活
中国工程院院长,着名钢铁冶金专家、教授 徐匡迪
喜马拉雅冰川削减21%——全球气候变暖是不争的事实
  联合国有一个政府间气候变化委员会,其第四次评估报告指出:最近100年,就是上个世纪初到本世纪初,全球的平均温度上升了0.74。中国最近100年气温的上升比世界平均幅度还要快。特别是全球在1960年以后明显只有上升没有下降,而中国在最近100年整体是上升的。
  气候变化原因有两个方面:一个是本身的自然规律,二是人类活动的影响。科学家研究南极冰芯发现,从40万年以前一直到现在,地球的气温是周期性波动的,这个波动和里面二氧化碳的含量是成正比的。最近气温上升特别快,跟人类活动影响关系密切。所以从历史的大范围来说,气温本身是有周期性变化,但是人类的干扰加剧了这种变化。
  气候变暖的结果是,中国的冰川迅速后退,像喜马拉雅山的冰川就在不断退缩。大家知道喜马拉雅山是亚洲的水塔,亚洲的大江大河都发源于喜马拉雅山,包括中国的长江、黄河、澜沧江、怒江,印度的恒河,就是从这里流出去的。过去不但是喜马拉雅山而且包括天山地区的冰川都缩小了21%,在现在这个基础上,预计到2050年还将减少27%,也就是说,整个西北部的冰川大概要减少近一半的面积。气候变暖的结果就是内陆的河道会干枯。2007年全国水资源总量比常年减少了8.7%
  同时,从整个地球看,北极的冰面也在明显缩小。有这样一个世界气候变化评价,到2100年,地表的温度要升高1.8—6.4,由此海平面可能上升0.18米到0.59米。最近还发现一个情况,北极冰盖的退缩很厉害,但是南极的退化稍微慢一点,甚至于没有退缩。原因是北半球是人类活动比较集中的地方,北美洲、欧洲、东北亚都在北半球。而南半球主要是拉丁美洲和非洲,他们那边相对来说人类活动少,排放少。
穷而净富而脏富而净
温室气体排放存在U形曲线
  如果我们回忆一下人类文明史的发展就可以看到,温室气体的增排是有阶段性的。比如在刚开始的时候,从农业社会向工业社会过渡,开始的时候是以轻化工业为主导。这个时间段,耗能强度是比较低的,主要是纺织机械。到一定程度以后就开始发展重工业,搞机械装备,城市化需要大量的钢铁、水泥,这个时候能耗是升高的。等再到一定程度,大规模的基本建设完成以后,工业就转向深加工、精密制造,这时候能源消耗又慢慢下降。因为说到底,温室气体是由于能耗而产生的,就是由于燃烧了化学燃料、煤、油、天然气等。
  在人类发展的过程中,开始的时候不发达,这时候穷但是很干净;随着工业化发展,能源消耗增加了,污染也增加了,此时变得富有但是肮脏;过了这个阶段,到人均收入2万美元时开始工业转型,随着服务业、高端服务业的增长,到人均收入3-4万美元的时候,又变得是富裕且干净,这就是着名的U形曲线。我们国家曾有人开玩笑说,能不能打一个隧道过去算了,不爬这个“U形山,不经过富而脏的阶段,直接进入富而净。这种理想主义恐怕是无法实现的。
  中国能源总的结构也在调整,我们在1995年的时候煤炭还占75%左右,还是一个煤炭型的能源消费大国。到了2007年的时候煤炭已经下降到大约70%以下,估计还会往下降。核电、水电、天然气、石油的能耗也逐步在增加。如果是从用户来分,在80年代改革开放初期的时候,我们大概60%能耗用于工业,现在接近一半,53%。由于汽车的保有量大大增加,交通运输能耗从改革开放初期不到10%,增加到现在近20%。建筑的能耗则大致平衡。
循环使用变废为宝
节能减排是发展低碳经济的第一步
  我国的节能减排主要是发展循环经济,这是走低碳经济的第一步。中国不会、也不可能把现在的工业经济全部破坏掉,来个异想天开,搞一个空中楼阁。但是在现有的经济基础上,搞节能减排是可行的。
  要提高能源效率就要反复利用工业过程的废弃物,尽量减少废气、废水、废渣,把它变成一种可利用的再生能源,这就要发展循环经济。线性经济和循环经济不同,线性经济把能源、资源放到一个生产系统,这个生产系统生成产物到消费,消费系统用完就扔掉了,而生产系统里面的废气、废渣、废水全排放出去了。循环经济是什么意思?就是把生产系统排放出来的一部分能量和废弃物,再拿回去作为资源加以利用。这样就产生最少的废弃物,我们叫3R经济。第一是减量化,能量资源减量化;第二是再利用,比如玻璃瓶、包装设备可以多次利用;第叁是再循环,就是从消费出来以后再进入到生产系统,比如废钢铁、废饲料都可以再作为原料用。
  这里有一个回收的理念,过去回收是为了环境,就是挖个大坑埋进去,或者是焚烧,产生的问题就是导致环境恶化,因为焚烧会产生致癌物,埋在地下会影响地下水,甚至使得土壤质量变化。新的做法就是要通过政策的促进来回收,形成生态材料,形成可持续的发展。以汽车为例,汽油真正用于汽车,大概只占汽油消耗的13%87%没有用于车牵引。用于什么地方了呢?比如用于发动机本身的损失,这一块非常的大。你在等红绿灯的时候汽车停在那里,还包括传送的损失等等。
首钢搬迁的启示——新技术助高耗能工业节能减排
  中国高耗能工业通过技术进步已经取得了明显的效果。
  循环经济的好处在哪里?比如过去煤电排放还作为一个负担,现在你把这个煤电排放用于发电,这样就大大提高了经济效率和利用率。像去年四季度,因为钢铁价格猛跌,市场需求的变化,宝钢厂利用排放物发电的效益比钢铁生产效益还要高,不但是节能了,而且还增效了。
  另外,大家知道北京的首钢因为奥运会的关系要求搬出北京,当时是不太肯搬,因为首钢是90年的老厂,包括职工、家属、退休人员在内,加起来接近50万人。首钢每年的税收上交给北京是50亿元,但是它给北京造成的污染很大,而且在上风口。我们组成的一个专家委员会帮他们找了地方,就在渤海一个草甸子,上面用吹泥造地的办法造出来18平方公里的工业园区。新的首钢完全利用新一代可循环钢铁制造流程,其生产规模是每年800—1000万吨钢铁。生产过程可以吸纳大量的废弃物,比如说天津和北京一年产生的14—28万吨废塑料,交给钢铁厂代替焦炭,这样不仅减少炭的排放,又消耗了废弃物。除此以外,首钢还把所有的废弃物都集中起来发电,建立了一个120万千瓦的电厂,既可不再需要外面的电,自己发的电还有富余,可以提供给其他的生产系统。所以在这个18平方公里的园区里,既生产优质的钢铁,又进行能源的转化,同时又是建筑材料的生产基地。
  大家都知道做矿泉水等软饮料用的是PET材料,目前全国PET的产能大概是两千万吨左右。奥运会期间,盈创再生资源有限公司以保护环境、资源的科学回收再利用为目的,斥巨资从欧洲引进先进的生产设备,在北京建成了目前亚洲第一个最大、最先进的规模化、无害处理再生瓶级PET切片的成套生产设备,实现了由低层次资源化向高层次资源化的转换,由低层次循环利用向高层次循环利用的转换。所有市民用过的矿泉水瓶、可乐瓶、饮料瓶收集起来,进行分类打包,然后送到盈创公司,盈创进行再利用,效益很好,减排效果也非常明显。它一年有5万吨BTB的废料回收,减排二氧化碳15万吨,折合标准煤6万吨,节省化油6500万吨,所以这样一个小小的再循环和资源回收的项目,就可以产生很大的节能减排效果。这个洁净的工厂还成为了奥运的旅游点之一。
能耗34度与能耗356度的建筑——推动低碳经济走进百姓生活
  讲到节能减排,建筑的节能是迫在眉睫的。我们不能认为新的建筑一定是节能建筑,老的建筑一定是耗能建筑,这个概念是不对的。举一个例子,像清华学堂是一个老建筑,2001年它一个平方米的能耗只有34度,也就是连照明、连取暖在内是34度电。北京某一个90年代新建的办公楼,每平方米每年耗电是113度。而上海金茂大厦,这个数据则达到了215度电。为什么呢?这个大厦建筑通体都是玻璃的,当然能耗各方面就要大。另外太高,330多米高,光电梯就有80多个。另外,美国的宾州大学新建了一个办公楼,由于追求现代化的设计,所以每平方米每年的能耗高达356度电。
  如果我们的建筑面积按照目前这个速度增加,到2030年,如果城镇建筑面积能耗达到美国标准,农村建筑达到韩国的标准,那么建筑总能耗是26亿吨标煤,相较于全国去年28亿吨标煤的能耗,这个数据就太大了。建筑的耗能在整个能源消耗系统中占24%,所以建筑的节能空间很大。
  现在建筑节能主要的是推广节能LED灯,欧盟已经禁止市场卖钨丝白炽灯了,如果中国的建筑叁分之一用LED灯,每年可节约的电量相当于两座叁峡水电站,所以终端的节能很重要。推广LED灯的瓶颈在其价格高,为此,北京市出了一个政策,市民拿户口簿买一个LED灯只需花1块钱,其余由政府贴钱。
  另外提倡节能的消费行为也很重要。我们曾对北京居民的消费行为做过一个调查,在中关村一座中科院的住宅楼,在被调查的25户居民中,各家每平方米一年的能耗相差达23!有的家庭用电不太在乎,有的就比较注意,这样就造成很大的差异。如果大家都向中间靠拢,不说达到最低,争取到一个平均线,就是每平方米一年耗电23度,就可以大大节省电能的消耗。
  还有的消费习惯也需要改变,比如冬天把空调温度设得过高,室外很冷室内却能穿短袖;夏天把空调温度开得过低,进屋还要穿一件披肩,这些做法都不可取。交通运输方式也需要节能。现在我们五分之一的能耗是用于交通运输,同样运载240人,轨道交通需1个单位路面资源,公共汽车2个,私家车6个,不同交通设施所占道路面积可以相差30倍。你坐轨道交通1公里一个人只要0.01公斤的标煤,如果坐公共汽车是0.02,如果坐出租车是0.14,所以从节能来看,应大力发展公共交通,不能大量发展私家车。
可再生能源是永不枯竭的清洁能源
绿色是中国的必由之路
  为应对能源危机,现在各国政府都高度重视可再生能源的开发,欧盟国家大概占的比例是20%,其中最高的是瑞典占到49%。现在欧洲国家主要是风电,欧洲的北部特别是丹麦靠大西洋的国家,风力资源比较多,德国、丹麦风力发电已占到10—20%,现在还在往上涨。可再生能源的成本单价也在不断下降。比如光伏发电,还可以在现有基础上往下降,预计2020年可以降到每度十几个美分,当然现在价格还是没有办法跟火电比,火电现在是6—7美分一度。
  风电是比较便宜的,太阳能发电是一个新技术,也有望在2030—2050年商业化运用。但是这里面有一个问题,就是太阳能和风能发电的不稳定性和时间的变化。比如太阳能主要是白天用,你晚上就不能用。风能不是有风就能用,东南、沿海还不能用,台风来就坏了。风能发电最好是2—3级的中风常吹,另外风电转的时候转数不稳定带来了很多的技术难题。这些都亟待科研人员攻关解决。
  我国发展可再生能源的紧迫性在于需求高,因为如果不发展可再生能源,我们的二氧化碳排放速度就要上去,如果照目前的发展速度,到2017年中国的排放量要相当于所有发达国家的总和,这是不可想象的事情。因此,我国加快发展可再生能源迫在眉睫。
  中国的风能资源是很丰富的,总量大约是7—12亿千瓦,年发电量可达1.4—2.4万亿度,比较集中的是南疆、北疆,还有整个内蒙古区域都是风能资源比较好的地方。而且我个人觉得,风能资源比较适合在这些地区发展,为什么呢?那里大多是一家一户住,搞一个风能的发电装置,白天它自己充电,晚上点电灯和做饭就够了。
  中国的太阳能资源主要集中在西藏、青海和内蒙古,这些地方一年中大多都是晴天,所以有利于太阳能的利用。另外,新疆等中国西北部还有云南等地区,也是属于太阳能资源比较丰富的。我国太阳能资源大概相当于1.7万亿吨标准煤的能量,如果每栋屋顶面积是110平方米的建筑物,将其中20%装上太阳能热水器,全国一年就可以替代3.2亿吨标准煤。目前,中国的太阳能热水器使用量是世界上最多的,而且还在向全世界出口。
  生物质能也是一个可再生资源,我国现有总量是5.4亿吨标煤,利用方式主要是发电燃料和民用沼气。随着有机废弃物的增加和土地的开发,估计2030—2050年我国生物质能资源最高可达14亿吨。
  另外,我国水能资源大概的调查结果(2003)是可开发装机容量有4.02亿千瓦,小水电有1.28亿千瓦,这主要集中在我国西南地区。还有地热能资源,其中高温、中温的可用于发电,低温可以用于生活。现在我国已经发现的热储温度大于150的可用于发电的地热资源有255处,相当于3284万吨标煤。东北沿海还有巨大的海能资源,估算潜力合计有9.9亿千瓦,包括潮汐能、波浪能、潮流能,比我们现在整个火力发电能力还要大。
  总计起来,到2050年,我们国家可再生能源的资源大概合计相当于40—46亿吨标煤一年。这是什么概念?大约相当于我们现在开发的煤炭资源的一倍。到2010年,可再生能源在我们国家还处于补充能源的地位,到2020年非水再生能源可达到5—10%,其中也包括核能、太阳能、风能、生物质能等。如果包含水能的话可以达到16—23%,这个时候就已经是一种替代能源了,可以替代化学能源。到2030年,非水再生能源将提高大约19%,这个时候就是主流能源之一了,到2050年我们希望非水再生能源占到17—34%,相当于化学能源中的13—22亿吨标煤,这个时候低碳绿色能源就占主导地位。
  最后我想总结一下:
  第一、中国正处于工业化和城市化快速发展的时期,以煤为主的能源战略结构使中国二氧化碳排放处于世界前列。
  第二、中国人均的二氧化碳排放还是大大低于发达国家,因此中国应该承担共同的但是有区别的减排二氧化碳的责任。
  第叁、发展循环经济依靠技术进步,大力节能减排是降低二氧化碳排放的当务之急。因为现在发展可再生能源有的技术还不成熟,有的环节还没有打通,所以必须节能减排。
  第四、为了保障中国东部地区、沿海地区经济快速增长对能源的需要以及环境的改善,要加大核电发展的力度,特别在东部地区。现在大概有十几个项目正在加快建设。
    
第五、大力发展可再生能源,走上绿色、低碳经济是中国实现现代化的必由之路,也是一个人口最多的发展大国对人类社会进步的责任。
 

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