能源安全和碳排放限制世界中的中国煤炭工业

涂建军, Mark Jaccard, David Burwell 2011年10月27日 Washington, D.C.
总结
中国现在的煤炭需求水平几乎相当于全球煤炭产量的一半,同时,中国大约80%的电力供应都依赖于国内煤炭。虽然煤炭的大规模利用促进了中国的经济增长并有益于本国的能源安全,但它也造成了巨大的环境问题和社会挑战。卡内基能源与气候变化项目高级研究员涂建军,与西蒙菲莎大学马克•杰卡德教授,就中美如何共同合作以推进气候变化议程进行了深入探讨,卡内基的大卫•伯韦尔主持了本次讨论。
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中国现在的煤炭需求水平几乎相当于全球煤炭产量的一半,同时,中国大约80%的电力供应都依赖于国内煤炭。虽然煤炭的大规模利用促进了中国的经济增长并有益于本国的能源安全,但它也造成了巨大的环境问题和社会挑战:从地面沉降、地区性水资源短缺,到空气污染和温室气体排放等全球性问题。卡内基能源与气候变化项目高级研究员涂建军,与西蒙菲莎大学(Simon Fraser University)马克•杰卡德教授,就中美如何共同合作以推进气候变化议程进行了深入探讨,卡内基的大卫•伯韦尔主持了本次讨论。

中国能源行业现状

  • 最大的碳排放国:涂建军表示,中国在2006年就成为了世界上最大的碳排放国,到2009年,仅中国燃煤产生的碳排放就超过了美国的全国总碳排放量。
     
  • 能源需求:涂建军补充指出,预计到2030年,中国的一次能源需求将大约占到全球总量的四分之一,相当于在短短的二十年内就完全取代了美国1990年在全球能源行业的地位。在未来几十年内,为适应中国能源消费的强劲增长,国际社会将迎来一场特殊的挑战。

煤炭生产和消费

  • 煤炭资源整合:涂建军指出,1995年中国的煤炭产量中, 几乎一半来自个体煤窑,与之对比,现在国营煤企几乎包办了全国煤炭总产量的三分之二。这种变化,源于近年来中国政府以打压乡镇煤矿为目标的煤炭资源整合努力。
     
  • 核电发展:涂建军认为,日本福岛第一核电站事故后,中国雄心勃勃的核电规划可能会缩水,进而可能导致燃煤发电量的进一步增长;考虑到“十二五规划”期间单位碳排放量需要下降17%,核电规划的调整可能会增加中国碳减排的压力。
     
  • 统计失真:涂建军指出,中国的煤炭产量统计数据存在诸如少报、瞒报等统计失真现象,这个问题在2000年左右尤其严重。
     
  • 进口与出口:涂建军指出,中国的煤炭出口量在2003年达到历史最高水平,之后便快速下降;而且中国从2009年起一直是煤炭净进口国,这也为美国对华煤炭出口量在未来的激增埋下了伏笔。
     
  • 电力行业:涂建军表示,目前中国一半的煤炭用于发电,而且这一比例会随着时间推移而增加,预计到2030年该比例将接近70%。他预计,到2030年,中国燃煤发电厂的装机容量将翻一番。

煤炭运输

  • 资源分布:涂建军指出,中国煤炭资源集中在华北和西部地区,而主要的煤炭消费中心则沿着东部和东南部的海岸线分布。煤炭资源分布和消费地域的差异,意味着在中国煤炭必须从北向南、从西向东进行运输。
     
  • 运输瓶颈:涂建军指出,由于华北到华南方向铁路运力的缺乏,中国每年约有20%的煤炭产量需要走海运。煤炭运输频频遭遇瓶颈,尤其是在晋陕蒙宁这样的煤炭工业重地,这成为了提升中国煤炭产业链效率的一个严峻挑战。

碳固存及煤制油技术

  • 碳固存(carbon capture and storage,CCS):涂建军强调,在煤炭产业链中,碳固存技术允许中国在继续使用国内煤炭保经济增长的前提下大幅度降低碳排放。然而,鉴于碳固存的高昂成本,再加上国内煤炭运输的瓶颈 、以及合适封存地质结构的匮乏,都使得中国大规模采用该技术的前景并不明朗。
     
  • 煤制油(Coal-to-Liquids,CTL):涂建军认为,煤制油技术能效损失过大,并存在诸如耗水过多和碳排放强度过高等环境问题,该技术应该是一个不得已情况下才需要采用的能源安全解决方案(或备份技术),而不应该做为解决国家能源安全挑战的灵丹妙药。
     
  • 过多的高碳燃料:杰卡德认为,能源系统中的高碳燃料比例很高,使得碳固存成为一个前景巨大的碳减排技术 。

能源经济模型的评估结果

为应对全球气候变化挑战,杰卡德的研究从能源系统的视角出发。在考虑了现存体系的惯性后,杰卡德的能源经济模型CIMS预测了能源系统的资本存量淘汰更新过程,并为碳减排的速度提供了切合实际的评估。

  • 没有灵丹妙药:杰卡德警告,由于自然和生物地球物理系统的复杂性,控制大气中的温室气体水平及相关的温度变化绝非易事。
     
  • 没有足够的时间:杰卡德补充道,根据模型,为达到大气二氧化碳浓度稳定在550ppm水平的目标,全球碳排放必须在2020年之前开始降低。为达到二氧化碳排放量削减过半的必要目标,到2050年,发达国家的电厂、大楼和交通工具所消耗能源的90%必须做到零碳排放。
     
  • 二氧化碳当量浓度或达到800ppm:杰卡德指出,根据常规化石能源的消耗趋势判断,目前的世界正循着“到2100年,大气二氧化碳当量浓度将超过800ppm”的路径在发展。

全球能源系统

  •  强劲的历史需求增长:杰卡德指出,包括生物质能、化石燃料、核能以及其它替代能源在内的全球能源体系,在过去的100年内消费增长了13倍。
     
  • 需求的持续增加:杰卡德补充道,考虑到全球范围内仍有20亿人不能享用电力,15亿人不能使用油气燃料,预计全球能源需求将继续保持增长。

中国和美国的相似性

杰卡德指出,中美两国经济高度依赖煤炭,并存在以下相似之处:    

  • 经济上的相互依赖:中美两国煤炭资源富足、石油资源相对稀缺,并在经济上相互依赖。
     
  • 对煤炭的倚重:中美两国的电力部门都依赖燃煤发电,两国的二氧化碳排放量占全球的40%。
     
  • 领导力的缺乏:中美都视本国为世界领袖,但迄今为止,两国在气候变化议题上都没有意愿担当领导者的角色。

杰卡德认为,在像电力行业这样的某些特定部门,中美两国通过适当的激励和惩罚措施进行合作,可能是推进更多更快碳减排的一种思路。
 

源文件: carnegietsinghua.orghttp://carnegietsinghua.org/2011/10/27/能源安全和碳排放限制世界中的中国煤炭工业/f0od

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