第二章　大力持續開發可再生能源是生態文明建設的重要任務

一、破解能源經濟環境的矛盾是生態文明建設的重大挑戰

能源經濟環境矛盾是人類發展與自然生態的重要矛盾關系。中國當前的核心問題仍是發展問題，絕大部分的不平衡、不協調和不可持續問題都可以歸結為利益平衡問題，而一切利益平衡問題又都可以在發展過程中得以解決。當前制約發展的最大問題是生態環境問題，中國高度依賴煤炭的粗放低效的能源發展方式，不僅導致了資源大量浪費，而且造成了極為嚴重的環境污染，也致使生態不斷惡化，可謂當前及今后一段時期生態文明建設的瓶頸所在。

生態環境改善的前提是解決能源發展路徑問題，歸根結底還是我們要走一條什么樣的發展之路。改革開放36年來，我們的“經濟發展”已經與“能源支撐”出現了不可調和的矛盾，我國經濟轉型與發展之路的核心就是要把生態文明放在最優先的位置，其關鍵是要解決好能源轉型問題。

（一）前三次基于化石能源的能源變革背離生態文明

迄今為止，已經證明的、可以稱為能源變革的能源開發和利用方式上的技術革命有三次⁽¹⁾。第一次能源變革是火的發現與應用，人類首次主動使用能源，生產和消費的方式隨之改變。火的使用開辟了人類更加豐富的食物來源，加速了人類進化，也開啟了人類利用自然、改造自然的進程，使得人類告別茹毛飲血的原始文明，向農業文明邁進。

第二次能源變革以煤炭、石油等化石能源的使用為特征，伴隨著蒸汽機和內燃機的發明應用，生產方式由手工勞動向動力機器轉變，運輸方式也產生了革命性的變化，加速了木材、煤炭、石油等大宗能源品種的商品化進程，推動了第一次工業革命和第二次工業革命的產生，使得人類社會由農業文明向工業文明轉變，人類進一步征服自然，加劇了對自然資源的索取。

第三次能源變革是電力的廣泛應用。它使得能源傳輸技術發生了重大的革命，推動能源生產和消費進入網絡化時代，奠定了工業現代化的基礎，并催生了自動化、信息化和互聯網等技術與產品的出現與發展，帶來了生產、消費、運輸、通信方式的一系列重大發展與變革，改變了人類社會的組織形式，使得人類進入工業文明新階段。新的技術也推動人類的需求不斷增長，導致了對自然的更大破壞。

總的來看，前三次能源革命都是主要基于化石能源（見圖2-1），推動了能源消費產生了幾何級數的增長，幾乎要耗盡地球上賦存的化石能源。據BP公司統計，1965—2012年全球一次能源消費量從37.55億噸標準油增加到124.77億噸標準油，增長了2倍多。BP公司預計，2011—2030年全球能源消費總量還將增加36%。能源消費加速的同時也帶來了一系列的負面影響，在加劇能源供應安全問題的同時，還產生了巨大的環境問題，如造成大氣污染、水污染和土壤污染，加劇了氣候變化和臭氧層破壞等。

目前一些長時間、大面積、跨流域和跨國界的環境問題主要是化石能源燃燒造成的。例如20世紀40年代發生的美國洛杉磯光化學煙霧事件，是由于汽車尾氣排放的大量碳氫化合物和氮氧化物（NO_x）在陽光作用下，與空氣中其他成分通過化學作用而產生了含有臭氧、氮氧化物、乙醛和其他氧化劑的劇毒煙霧。1952年發生的英國倫敦霧事件，是由于燃煤產生的二氧化硫（SO₂）和粉塵污染遇到不易擴散的天氣條件造成了大氣污染物蓄積。2010年石油鉆井平臺爆炸導致的美國墨西哥灣原油泄漏事件，給墨西哥灣及沿岸生態環境帶來了巨大破壞。

（二）化石能源資源開發利用粗放低效導致大量資源浪費

長期以來，中國長期依賴化石能源的能源開發利用方式一直是高碳低效的，可謂中國經濟粗放型發展的一大縮影。改革開放40年來，中國經濟獲得了前所未有的快速發展，但經濟發展的粗放型特征也越發顯著。大量化石能源資源開采、加工轉換、儲運效率較低導致大量能源損耗。

以主體能源煤炭為例，由于煤田地質構造復雜、煤層埋藏深度大、高瓦斯含量礦井占比高等客觀因素導致煤炭資源回采率低、煤礦安全生產水平較低。目前，中國煤炭資源整體回采率較低，僅為30%，特別是大量的鄉鎮煤礦回采率僅為10%左右，使得煤炭資源在開采過程中就遭到了巨大浪費。中國煤矸石利用率僅為66%左右，遠低于發達國家90%的水平。目前中國能源加工轉換、儲運和終端利用的綜合效率僅為38%，比發達國家低10%以上。其中，平均發電煤耗雖然持續下降，但仍高于國際先進水平300克標準煤/千瓦時；中國電廠廠用電率和輸電線損率持續下降，目前分別已下降到5%和6%左右，但仍明顯高于發達國家電力生產、輸送損耗水平。

石油加工行業整體技術水平與石油化工強國相比還有十幾到二十幾年的差距。特別地，中國工業鍋爐數量眾多，但由于熱效率整體較低，損耗十分巨大。當前中國近50萬臺燃煤工業鍋爐中，約85%為鏈條爐，盡管設計經濟運行熱效率為72%～83%，但實際運行熱效率僅為60%～65%。目前中國工業鍋爐用煤超過7億噸，如果鍋爐效率按國際先進水平計算，僅工業鍋爐用煤效率低導致的損耗就達2億噸。

（三）長期高強度能源資源開發造成嚴重生態環境災害和生態系統退化

過去數十年，我國森林生態系統退化嚴重，草原退化、水土流失、土地沙化、地質災害頻發、濕地湖泊萎縮、地面沉降、海洋自然岸線減少等問題十分嚴峻。全國近80%草原出現不同程度的退化，水土流失面積占國土總面積的37%，海洋自然岸線不足42%。資源開采和地下水超采造成土地沉陷和破壞。生物多樣性銳減，瀕危動物達258種，瀕危植物達354種，瀕危或接近瀕危狀態的高等植物有4000～5000種，生態系統緩解各種自然災害的能力減弱。

傳統能源資源開發是生態環境災害的重要原因。高強度的煤炭資源開發嚴重破壞了礦區及周邊地區生態環境。中國煤礦每年新增采空區超過4萬公頃，累計已超過100萬公頃。煤炭開發已造成西北地區約245平方公里范圍的水土流失，黃河流域由此成為水土流失最嚴重的地區。國內煤礦共有矸石山1500余座，煤矸石存量已達40億噸，占地近2萬公頃，每年因煤矸石自燃排放的有害氣體超過20萬噸，嚴重影響周邊環境和居民健康。

石油天然氣資源開發消耗大量水資源，降低地下含水層水位從而導致水循環失衡，是造成華北地區形成“地下水漏斗”的重要原因之一。水能資源高強度開發和生態保護措施缺失嚴重改變江河湖生態關系，比較突出的例子是長江上游大壩陸續建成后，一定程度上導致洞庭湖和鄱陽湖面積相應銳減，枯水期時間不斷延長，洲灘植被退化。

核能開發對周邊環境也造成長期不可忽視的隱患，核事故及核輻射安全問題一旦發生對人類和環境造成的影響都是災難性的，處理核乏燃料目前仍是世界性難題，鈾礦資源的開發造成的廢棄、廢水、廢渣等污染也不可忽視。

（四）大規模化石能源粗放式利用是霧霾等大氣污染的元兇

中國二氧化硫、氮氧化物、煙粉塵、揮發性有機化合物（VOC）以及PM2.5等顆粒物長期高居世界首位，絕大部分來自化石能源燃燒，特別是煤炭燃燒（見表2-1、圖2-2）。更嚴重的是，2012年以來全國大部分地區出現了高強度、大面積霧霾現象，污染面積之大、持續時間之長、影響人群之廣前所未有，舉國震驚，也令世界為之側目。

研究表明，中東部地區過高的煤炭消費密度是霧霾產生的重要原因，煤炭消費對PM2.5濃度的貢獻很可能在50%～60%。京津冀、長三角、廣東省單位國土面積的煤炭消費量更是分別高達1794噸/平方千米、2267噸/平方千米、981噸/平方千米，這幾個區域也是大氣污染最嚴重的幾個區域。

此外，目前中國終端直接用煤量超過8億噸，主要集中于大量工業鍋爐窯爐和居民生活領域，終端直接利用燃煤技術相對落后、煤質難以保證，污染物排放強度要高很多，終端直接利用排放的二氧化硫約占全部燃煤排放的40%以上，粉塵和可吸入顆粒物比例更高。

（五）化石能源燃燒導致大量溫室氣體排放和極端氣候等

氣候變化是當今人類社會面臨的共同挑戰。工業革命以來的人類活動，特別是發達國家大量消費化石能源所產生的二氧化碳累積排放，導致大氣中溫室氣體濃度顯著增加，加劇了以變暖為主要特征的全球氣候變化。氣候變化對全球自然生態系統產生顯著影響，溫度升高、海平面上升、極端氣候事件頻發給人類生存和發展帶來嚴峻挑戰。

1896年物理化學家阿侖尼烏斯通過定量計算提出化石燃料燃燒導致二氧化碳濃度上升使全球變暖的可能性。觀測數據表明，二氧化碳濃度由工業革命前的280ppm持續上升，近期二氧化碳濃度已首次逼近或突破400ppm。IPCC第四次評估報告也表明，人類活動“很可能是”氣候變暖的主要原因，并且這種可能性達到90%以上。而全球變暖帶來的地表溫度升高、自然水循環速率加快等變化，可能增大極端氣候事件發生的頻度和強度。IPCC報告同時提出，過去50年中，極端天氣事件呈現不斷增多增強的趨勢，預計今后這種極端事件的出現將更加頻繁。

2011年，我國相繼發生了南方低溫雨雪冰凍災害、長江中下游地區春夏連旱、南方暴雨洪澇災害、沿海地區臺風災害、華西秋雨災害和北京嚴重內澇等諸多極端天氣氣候事件，全年共有4.3億人次不同程度地受災，直接經濟損失高達3096億元。研究表明，極端氣候事件對全球造成的損失，1980年約為每年幾十億美元，而2010年已上升至2000億美元以上，這還不包括對人們生命健康的影響和對生態系統及文化遺產的損壞。

氣候變化問題已逐步成為全球性議題，應對氣候變化問題不斷升溫，目前國際社會正努力在2015年達成包括所有國家溫室氣體減排行動的全球協議。中國已成為世界上最大的二氧化碳排放國，超過80%由化石能源消費所致，其中煤炭燃燒排放的二氧化碳超過2/3。2014年中國排放總量近100億噸，人均排放超過7噸，已經高于約5噸的世界平均水平（見圖2-3）。2014年以來，在中美氣候變化共同聲明和中國應對氣候自主貢獻文件中，中國承諾在2030年左右并力爭提前實現碳排放峰值。