一、倪維斗院士的主要觀點(diǎn)

　　2007年1月25日的《科技日?qǐng)?bào)》，刊登了倪維斗院士所撰寫(xiě)的《我國(guó)的能源現(xiàn)狀與戰(zhàn)略對(duì)策》一文，其中包含不少真知灼見(jiàn)。重要之點(diǎn)有：對(duì)“氫能經(jīng)濟(jì)”的質(zhì)疑；對(duì)生物質(zhì)能的政策和規(guī)劃“以發(fā)電為主”的導(dǎo)向的質(zhì)疑，等等。

　　倪院士令人信服地指出：“百年技術(shù)發(fā)展的歷程證明，電是最最好的載能體，多種化石能源、可再生能源，核能都可以轉(zhuǎn)化為電，而且對(duì)電能已經(jīng)建立了基本覆蓋全球、也覆蓋我國(guó)國(guó)土的網(wǎng)絡(luò)，再去建立氫的網(wǎng)絡(luò)是絕對(duì)不可能，也沒(méi)有必要的�！薄拔覈�(guó)正在迅速發(fā)展超臨界、高超臨界100萬(wàn)kW級(jí)煤電機(jī)組，用電的任務(wù)完全可以由這些現(xiàn)代化的大電廠來(lái)承擔(dān)。用收集困難、單位體積能量密度小的生物質(zhì)來(lái)發(fā)電，是逆自然而動(dòng)的、不合理的安排和人力、物力、資源的浪費(fèi)�！�

　　在我國(guó)能源即將面臨的形勢(shì)方面，倪院士也有很好的分析：

　　倪院士認(rèn)為，“總量需求將面臨巨大壓力。從2000年到2020年，國(guó)家規(guī)劃全國(guó)GDP增長(zhǎng)四倍，而能源消耗增長(zhǎng)一倍，這意味著能源彈性系數(shù)應(yīng)為0.5。但是最近三年，這個(gè)系數(shù)為1.3以上，即能源需求將遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于規(guī)劃。從發(fā)展趨勢(shì)來(lái)看，我國(guó)工業(yè)已進(jìn)入重化階段，按世界各國(guó)發(fā)展的歷史規(guī)律來(lái)看，能耗迅速增長(zhǎng)階段似乎不可逾越。”

　　至于液體燃料卻面臨嚴(yán)重的安全問(wèn)題，“我國(guó)石油對(duì)進(jìn)口的依賴度將從40%%增加為50%%至60%%”，這一“能源安全如何考慮”？

　　非常重要的是對(duì)8億農(nóng)民所需能源的關(guān)注：“到目前為止，有相當(dāng)數(shù)量的農(nóng)民沒(méi)有得到良好的能源服務(wù)�！倍�“我國(guó)城鎮(zhèn)化率以每年1%%在增長(zhǎng)，每年有將近一千萬(wàn)人口進(jìn)入新的城鎮(zhèn)。據(jù)統(tǒng)計(jì)，每個(gè)城鎮(zhèn)居民人均所消耗的能源是農(nóng)村人均的3.5倍。這部分份額巨大的能源應(yīng)來(lái)自何處？”

　　二、“煤為基礎(chǔ)”是否是解決能源短缺問(wèn)題必須長(zhǎng)期堅(jiān)持的正確路線

　　但是，倪院士雖然尖銳地提出了中國(guó)能源問(wèn)題。但其答案卻認(rèn)為解決這些問(wèn)題的出路，仍然是“煤為基礎(chǔ)”。因?yàn)椋�倪院士認(rèn)為存在以下“幾個(gè)無(wú)法改變的現(xiàn)實(shí)”。

　　“煤現(xiàn)在是、將來(lái)(直到2050年或更晚)仍是我國(guó)能源的主力，雖然煤在總能源(energymix)中所占的比例會(huì)逐漸下降(從75%%下降到60%%)，但總量仍會(huì)不斷增加�！�

　　“煤用于發(fā)電的比例會(huì)越來(lái)越大，從目前的50%%增加到70%%以上”。

　　“由于我國(guó)石油短缺，車(chē)用液體燃料還得從煤基替代燃料上找出路�！薄叭裘磕陮⒚禾慨a(chǎn)量的1/8用于車(chē)用液體燃料的生產(chǎn)，從總的能源供應(yīng)角度不會(huì)帶來(lái)很大的不平衡�！�

　　一個(gè)尖銳的問(wèn)題是：如果中國(guó)未來(lái)(指直到2050年或更晚)能源的發(fā)展，只能沿著倪院士設(shè)想的“幾個(gè)無(wú)法改變的現(xiàn)實(shí)”前進(jìn)的話，那么，在2050年以后，中國(guó)所需能源將如何實(shí)現(xiàn)持續(xù)發(fā)展？(注：簡(jiǎn)單計(jì)算表明，在如此龐大的煤的消耗下，在2050年后即將面臨煤的短缺，因?yàn)橹袊?guó)探明可采總儲(chǔ)量為1500億噸標(biāo)準(zhǔn)煤！)

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從2020年到2050年間，又如何解決由于煤的燃燒所造成的嚴(yán)重的環(huán)境污染和溫室氣體如二氧化碳的排放？
　　正如倪院士所指出：“煤的開(kāi)采和直接燃燒已引起嚴(yán)重的生態(tài)和環(huán)境污染問(wèn)題，70%%—80%%以上的SO2、NOX、汞、顆粒物、CO2等都是由于煤炭直接燃燒所引起的�！�

　　“在煤的直接燃燒條件下很難解決溫室氣體的減排�！彼�還說(shuō)，“從戰(zhàn)略高度、從現(xiàn)在開(kāi)始就應(yīng)該認(rèn)真考慮我國(guó)CO2如何分階段減排的有關(guān)戰(zhàn)略技術(shù)和政策問(wèn)題，否則的話，在今后幾十年我國(guó)將會(huì)為此付出更多的代價(jià)�！�

　　那么，這一尖銳的環(huán)境污染和溫室氣體排放問(wèn)題，將如何解決？

　　三、“以煤的氣化為龍頭的多聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)”是否是解決能源短缺(包括電力和車(chē)用燃料)的最佳模式

　　對(duì)于上述問(wèn)題，倪院士的回答是：“煤的現(xiàn)代化利用”，即寄希望于建立“以煤的氣化為龍頭的多聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)”，一舉而解決“化工原料，液體燃料(指合成油、甲醇二甲醚)和電力”三方面的需求。但倪院士所提方案中有不少難以在短期解決的技術(shù)難題，如“大容量高溫固體氧化物燃料電池的商業(yè)化”，(據(jù)所知，目前實(shí)驗(yàn)室試制尚未過(guò)關(guān)，尤難解決的是壽命問(wèn)題。)“溫室氣體的捕捉和埋存”，(只有某些初步試驗(yàn)，其重大困難是，除了要大幅度降低捕捉成本外，更重要的是數(shù)量如此龐大，而且其體積和重量均比煤多出很多倍的CO2氣體，將埋存何處，又如何能保證其不泄漏，包括在有地震的條件下仍不泄漏。)前者涉及能否“使發(fā)電效率提高到60%%—65%%”；后者就直接涉及“我國(guó)在不遠(yuǎn)的將來(lái)必然要承擔(dān)‘京都議定書(shū)’所規(guī)定的可能是大幅度溫室氣體的減排任務(wù)”。倪院士還開(kāi)列了一系列難題，并說(shuō)，“這些都是需要我們下大功夫研究的問(wèn)題，花費(fèi)整個(gè)一代人的精力也不為過(guò)”。但是，這些難題，在技術(shù)上能順利解決嗎？在經(jīng)濟(jì)上能合算嗎？即使技術(shù)上經(jīng)濟(jì)上都得以解決，那些容易開(kāi)采的、可采的煤是不是也快開(kāi)完了！

　　更為重要的是，對(duì)煤、石油、天然氣等化石能源來(lái)說(shuō)，其最主要的利用方向是化工原料，而不是將它們燒掉。能源利用是可替代的，化工原料卻是不可替代的。

　　四、解決能源短缺的根本出路，是從現(xiàn)在起就要用替代能源(其中首先是可再生能源)逐步調(diào)整“煤為基礎(chǔ)”的能源結(jié)構(gòu)

　　其實(shí)，胡錦濤總書(shū)記已經(jīng)為中國(guó)能源之路指出了方向。2005年11月7日，胡錦濤總書(shū)記在“北京國(guó)際可再生能源大會(huì)”上致辭說(shuō)：“加強(qiáng)可再生能源開(kāi)發(fā)利用，是應(yīng)對(duì)日益嚴(yán)重的能源和環(huán)境問(wèn)題的必由之路，也是人類社會(huì)實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的必由之路。”問(wèn)題是，中國(guó)將在什么時(shí)間才走上這一“必由之路”？是從現(xiàn)在起就開(kāi)始走向這一“必由之路”，還是要拖到“2050年或更晚一些時(shí)間”？

　　倪維斗院士也提到了可再生能源的發(fā)展和利用問(wèn)題，但對(duì)其未來(lái)發(fā)展能力的估計(jì)似乎不足。

　　倪院士認(rèn)為：“可再生能源(主要是風(fēng)能、太陽(yáng)能和生物質(zhì)能)在2020年以前很難在總能源平衡中占有一定分量的比例，這個(gè)情況和歐洲的其他國(guó)家在國(guó)情上有很大區(qū)別。一些歐洲國(guó)家，他們總能耗已經(jīng)不再增長(zhǎng)(或增長(zhǎng)很少)，可再生能源的發(fā)展逐步替代目前在用的化石能源。而我國(guó)卻處于總能耗急劇增長(zhǎng)之中，單是發(fā)電設(shè)備(其中主要是燃燒的發(fā)電)，每年增長(zhǎng)的裝機(jī)容量是60—80GW，超過(guò)三個(gè)長(zhǎng)江三峽。

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在這個(gè)高速增長(zhǎng)量中，可再生能源所能起的作用是很有限的，更不用說(shuō)去替代原有的化石能源消耗。譬如說(shuō)，按國(guó)家規(guī)劃，到2020年風(fēng)力發(fā)電的裝機(jī)容量將達(dá)30GW(是2005年的24倍)，考慮到每單位裝機(jī)容量的滿負(fù)荷工作時(shí)間平均只有2500小時(shí)，則30GW的風(fēng)電相當(dāng)于火電12GW左右，也就是2020年我國(guó)發(fā)電總裝機(jī)容量950—1000GW的1.2左右。”
　　倪院士對(duì)可再生能源的估計(jì)不無(wú)道理，但其中確實(shí)存在著值得商榷的地方。

　　一是倪院士所討論的“可再生能源”，“主要是風(fēng)能、太陽(yáng)能和生物質(zhì)能”，不包括水能，而且在其“戰(zhàn)略對(duì)策”中，也沒(méi)有談到水能。

　　據(jù)報(bào)載，到2006年底，中國(guó)的電力裝機(jī)是6.22億千瓦，其中主要水能裝機(jī)將至少是1.1億千瓦以上。預(yù)計(jì)2010年的水能裝機(jī)高達(dá)1.9億千瓦，亦即平均每年將以2千萬(wàn)千瓦的裝機(jī)速度上升！然而這并不是中國(guó)水能發(fā)展的極限。已知中國(guó)的水電資源是7億千瓦，其中技術(shù)可開(kāi)發(fā)的是5.4億千瓦，經(jīng)濟(jì)可開(kāi)發(fā)的是4.2億千瓦。中國(guó)的水電技術(shù)已完全成熟，發(fā)電成本也遠(yuǎn)較火力發(fā)電低廉，(注：三峽水庫(kù)上網(wǎng)電價(jià)是0.25元/度，然而水庫(kù)的折舊年限卻暫定為50年！)。為什么我們不能在15—25年內(nèi)將總量達(dá)5.4億的水電資源都開(kāi)發(fā)出來(lái)？也許會(huì)在某些地區(qū)存在技術(shù)上困難，因而不經(jīng)濟(jì)。但是，技術(shù)是可改進(jìn)的，成本也會(huì)逐漸降低的。一個(gè)科學(xué)而合理的“戰(zhàn)略對(duì)策”還需要對(duì)可能是不甚經(jīng)濟(jì)的水電成本和倪院士所竭力主張的可能是相當(dāng)昂貴的“大容量高溫固體氧化物燃料電池”的發(fā)電成本作半定量的比較！

　　二是他對(duì)風(fēng)能發(fā)展未來(lái)的估計(jì)。倪院士指出，“按國(guó)家規(guī)劃，到2020年風(fēng)力發(fā)電裝機(jī)容量達(dá)30GW，是2005年24倍”，其發(fā)電量“也就是2020年我國(guó)發(fā)電總裝機(jī)容量950—1000GW的1.2%%左右”。而如果將倪院士引用的“規(guī)劃”數(shù)字核算一下，可算出15年內(nèi)的平均年增長(zhǎng)率是23.6%；如果將這一上升速度再繼續(xù)15年，風(fēng)電裝機(jī)將高達(dá)7.2億千瓦！所以，雖然風(fēng)電在2020年以前只占1.2%%，而15年后就將成為電力結(jié)構(gòu)中不可忽視的主力。

　　其實(shí)，近年來(lái)，歐洲風(fēng)電平均上升速度達(dá)30%%，德國(guó)是36%%，最近兩三年來(lái)，法國(guó)和西班牙竟高達(dá)60%%。發(fā)改委能源部門(mén)近來(lái)對(duì)“十一五”末期所需能源給出一個(gè)新的預(yù)測(cè)，到2010年，我國(guó)電力裝機(jī)容量達(dá)8.4億，其中水電1.9億千瓦、核電1000萬(wàn)千瓦、風(fēng)電500萬(wàn)千瓦、生物質(zhì)能發(fā)電550萬(wàn)千瓦、天然氣發(fā)電3600萬(wàn)千瓦、煤電5.93億千瓦。容易算出，自2005年到2010年，風(fēng)電的年平均上升速度是32%%。如果在今后均保持年上升32%%的速度，到2020年，風(fēng)電裝機(jī)將高達(dá)0.64億千瓦，2035年將高達(dá)40.96億千瓦！

　　當(dāng)然，這一“紙上談兵”未免過(guò)于理想化。但是，中國(guó)當(dāng)前在10米高空的風(fēng)電資源是10億千瓦，將這一風(fēng)電資源延伸到80米高空，(注：現(xiàn)代化的大風(fēng)機(jī)已延伸到80—120米的高空)，將高達(dá)45億千瓦。在風(fēng)電發(fā)展問(wèn)題上，并不存在資源的困難。而且，最近的風(fēng)電資料表明，2005年歐洲風(fēng)電發(fā)電成本已下降到5歐分/度，到2020年預(yù)計(jì)將下降到3歐分/度(人民幣0.3元)。

　　另外，倪院士認(rèn)為，中國(guó)國(guó)情和“歐洲其他國(guó)家在國(guó)情上有很大差別，一些歐洲國(guó)家，他們總能耗已經(jīng)不再增加”，因而“可再生能源的發(fā)展將逐步替代目前在用的化石能源”，而“我國(guó)卻處于總能耗急劇增長(zhǎng)之中……在這個(gè)高速增長(zhǎng)量中，可再生能源所能起的作用是很有限的，更不用說(shuō)去替代原有的化石能源消耗了”。

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為什么在“不再增長(zhǎng)”時(shí)期，就可以“用可再生能源取代化石能源”，而在高速增長(zhǎng)時(shí)期，就不能用可再生能源“去替代化石能源”呢？
　　三是對(duì)太陽(yáng)能發(fā)電的估計(jì)。倪院士說(shuō)：“太陽(yáng)能光伏(PV)利用肯定是一個(gè)有十分廣闊前景的方向�？上У氖墙�年來(lái)PV的研究雖然取得了很大成績(jī)，但相對(duì)常規(guī)發(fā)電，單位容量?jī)r(jià)格仍高幾十倍，要真正變成有份額的發(fā)電還有很長(zhǎng)的道路要走�！庇捎谶@涉及能源技術(shù)的“未來(lái)”，對(duì)于“未來(lái)”，人們總是會(huì)出現(xiàn)不同意見(jiàn)，問(wèn)題是這一“很長(zhǎng)的道路”有多“長(zhǎng)”？但是倪院士認(rèn)為現(xiàn)有光伏發(fā)電成本比常規(guī)發(fā)電“高幾十倍”，卻是錯(cuò)的。據(jù)悉，在國(guó)際市場(chǎng)上，目前太陽(yáng)能電池的發(fā)電成本為每度電0.25美元，相當(dāng)于人民幣2.0元。在國(guó)內(nèi)市場(chǎng)上，光伏發(fā)電人士所呼吁的上網(wǎng)電價(jià)是4.0元，也就是坑口電站0.2元的上網(wǎng)電價(jià)的20倍，是通�；鹆Πl(fā)電0.5元的電價(jià)的8倍。最近，美國(guó)總統(tǒng)布什期望，“美國(guó)將在10年內(nèi)將太陽(yáng)能光伏發(fā)電成本下降到可以和火力發(fā)電相競(jìng)爭(zhēng)的水平，希望美國(guó)科技界和工業(yè)界為實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)而努力”。2006年12月，在一個(gè)光伏發(fā)電的研究會(huì)上，許多光伏發(fā)電專家認(rèn)為中國(guó)已擁有不少能大幅度降低光伏發(fā)電成本的新技術(shù)，只要組織起來(lái)，實(shí)現(xiàn)“集成創(chuàng)新”，中國(guó)也能在10—15年內(nèi)，將光伏發(fā)電成本下降到可以和火力發(fā)電相競(jìng)爭(zhēng)的水平。問(wèn)題是國(guó)家能否大力支持光伏技術(shù)及其產(chǎn)業(yè)的迅速發(fā)展。

　　四是倪院士對(duì)太陽(yáng)能熱發(fā)電技術(shù)的質(zhì)疑。倪院士說(shuō)：“太陽(yáng)能熱發(fā)電雖已有各種互有優(yōu)劣的方案，如槽式、碟式、塔式等，國(guó)際也已有小規(guī)模示范，有必要開(kāi)展這方面的基礎(chǔ)性研究、關(guān)鍵元件和技術(shù)研究，同時(shí)也可以進(jìn)行小規(guī)模的示范項(xiàng)目。不過(guò)，從本質(zhì)上說(shuō)，把能量密度十分低的太陽(yáng)光能用聚焦的方法把溫度提高到遵循卡諾循環(huán)原理的熱力機(jī)械所需的水平，是否是一個(gè)主流方向？從與自然和諧、順從自然的角度，應(yīng)該是分散能源分散用，分散能源直接提供給合適的分散用戶和其所需的用能方式。我國(guó)是否要發(fā)展大規(guī)模的太陽(yáng)能熱發(fā)電值得深入探討，不能因?yàn)閲?guó)外有示范我們就一定要‘跟上’�！�

　　對(duì)此，我有不同的看法。

　　太陽(yáng)能的特點(diǎn)之一是“能量密度較低”，在太陽(yáng)能資源最豐富的地區(qū)，也只是每平方米1千瓦的功率密度。太陽(yáng)能另一特點(diǎn)是分布極其廣泛，在地球任何一個(gè)角落，均有太陽(yáng)能的覆蓋。所以，太陽(yáng)能的總量極其巨大。我曾做過(guò)一個(gè)估算，如以太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為電能的效率為15%%計(jì)算，僅面積為25萬(wàn)平方公里的沙漠地區(qū)，其發(fā)電總量將等價(jià)于裝機(jī)為60億千瓦的火力發(fā)電發(fā)出的電力，亦即15億人口人均用電量4千瓦，(當(dāng)前，人均用電約是450瓦)。這不僅能充分滿足當(dāng)代人的需要，我們的后代子孫也應(yīng)該夠用了。乍一看來(lái)，25萬(wàn)平方公里是龐大的數(shù)字，但是，中國(guó)耕地面積約是125萬(wàn)平方公里，這25萬(wàn)平方公里的沙漠，只不過(guò)是已開(kāi)發(fā)的耕地面積的1/5。

　　既然太陽(yáng)能能量密度較低，其利用的重大方向必然是聚能。倪院士認(rèn)為，從“順從自然的角度，應(yīng)該是分散能源分散用”。那么，中國(guó)的煤只集中在少數(shù)地區(qū)，為什么煤的利用卻“逆自然”而運(yùn)送到全國(guó)？煤的運(yùn)輸，有和運(yùn)送距離成正比的成本問(wèn)題，而光的運(yùn)送成本卻和距離無(wú)關(guān)，所需要的是聚光鏡。而且，除目前已知的塔式、碟式、槽式等聚光鏡外，最近又出現(xiàn)了一種在自適應(yīng)光學(xué)理論指引下的價(jià)廉、物美，可能是經(jīng)久、耐用，并自動(dòng)跟蹤的聚光鏡，有可能利用這一聚光鏡也能將太陽(yáng)能熱發(fā)電成本下降和火力發(fā)電相競(jìng)爭(zhēng)水平。

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為什么這一方向就是“逆自然而動(dòng)”？
　　可再生能源的重大特點(diǎn)是資源量極大而且永不枯竭。世界各國(guó)都擁有足夠子孫萬(wàn)代持續(xù)利用的能源�？稍偕�能源的開(kāi)發(fā)和利用，只對(duì)環(huán)境有極小的影響，只有極小的污染的排放量�？稍偕�能源的發(fā)展不僅能充分解決中國(guó)所迫切需要解決的能源問(wèn)題，也將能完全解決在未來(lái)可能面臨的污染物的減排問(wèn)題。大力發(fā)展可再生能源，可能在技術(shù)實(shí)現(xiàn)上有一些難度，但比起“煤發(fā)電效率進(jìn)一步提高”“CO2的捕捉和存放”“核發(fā)電、核廢料的處理和存放”等等技術(shù)的開(kāi)拓，(注：核能也將是替代能源中的一種，但不論在資源總量、技術(shù)難度，放射性廢污的處理等方面，均不如可再生能源。)其難度要小得多。

　　可再生能源也將對(duì)車(chē)用動(dòng)力產(chǎn)生革命的影響。倪院士在《我國(guó)能源現(xiàn)狀與戰(zhàn)略對(duì)策》的長(zhǎng)文中指出“近來(lái)純電動(dòng)車(chē)(鋰離子電池)一次充電可行駛300公里”，“如果研制出200或以上瓦時(shí)/公斤的高能蓄裝置，且充電方便，對(duì)汽車(chē)動(dòng)力和其他可再生能源的應(yīng)用將會(huì)產(chǎn)生革命性的影響”。事實(shí)上，我國(guó)自主開(kāi)發(fā)的安全性能十分優(yōu)越的錳酸鋰蓄電池已實(shí)現(xiàn)了1800W/千克的功率密度，已完全能適應(yīng)電油混合動(dòng)力車(chē)(即倪院士所說(shuō)的“插電plag-in”式汽車(chē))的需要。而安全性能更好的磷酸鐵鋰材料已做到了160安時(shí)/公斤的容量，其相應(yīng)的電池已達(dá)到100瓦時(shí)/公斤，并正在繼續(xù)提高之中。所以，距倪院士所說(shuō)的“革命性影響”，已是為時(shí)不遠(yuǎn)。至于鋰離子蓄電池所需要的電能，就完全能來(lái)自可再生能源所發(fā)出電力。所以，車(chē)用動(dòng)力的解決，也未必是由煤來(lái)制取甲醇、二甲醚、煤制油等液體燃料。需要看到的是：由煤制取液體燃料，仍然不能解決CO2的排放問(wèn)題，而且資源浪費(fèi)極大。用甲醇、二甲醚作為動(dòng)力，還要解決車(chē)輛、污染、腐蝕、有毒等技術(shù)難題。

　　五、結(jié)論

　　我國(guó)必須從現(xiàn)在起就要大力開(kāi)拓可再生能源，必須從現(xiàn)在起從“以煤為主”的能源結(jié)構(gòu)，逐步轉(zhuǎn)向“可再生能源為主”的能源結(jié)構(gòu)。這才是徹底解決我國(guó)能源問(wèn)題的“必由之路”。

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