能源的未来:产业、能源与经济协同论
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传统能源的使用方式将使人类进入坟墓

能源是推动人类社会发展和进步的重要引擎,所以要感谢大自然为人类提供了丰富的能源。在前面阐述关于第四次工业革命几个基本观点的时候,我说过自从地球上有人类活动开始,人类从来都不缺少能源。随着社会进步,我们能够利用的能源种类将越来越多,数量将越来越大。虽然进入工业文明社会以后,人们对资源的需求越来越大,显得越来越贪婪。尤其是近百年来,人类对能源的需求几乎是呈几何级数增长的。但是,自然界仍然满足了我们所有的能源需求,满足了人类生存和发展所需。我相信,随着人类视野越来越宽,科技水平越来越高,能够使用的能源也必将越来越多,这是客观趋势。也许有人会不以为然,拿石油、煤炭等能源的不可再生性来反驳我。其实,我要说的是,即使这些不可再生能源,人类也是不缺少的,我们并不需要为它们担忧。

与“人类从来不缺少能源”的观点相比,我更想表达的是“我们过去、现在和未来都同样不会缺少传统能源”。这是近几年科学界对传统能源储藏规律的最新认识,对人类社会未来发展具有更重要的意义。说“人类从来不缺少能源”,可能还比较含糊;而“我们过去、现在和未来都同样不会缺少传统能源”就更加具体化了。今后,我们可以放心、大胆地去探索传统能源新的利用方式。以石油为例,以前我们总是会听到化石能源将要枯竭这样的担忧。连杰里米·里夫金出版的《氢经济:一场即将到来的经济革命》一书也坦然认为,人类将用尽最后一滴石油。“当地球上没有一滴石油,我们该何去何从?”是印在《氢经济》一书封面上的话,它把人们带入对能源枯竭这个大危机的恐惧和绝望当中。所以,杰里米·里夫金想带领人们去思考“矿物燃料耗尽后的人类求生之路”。然而,这种担心是多余的,现实并非如此。

图1—3 地球石油资源储量示意图

近年来,随着勘探技术越来越先进,我们在地下陆续找到了越来越多的石油、天然气和煤炭等资源,足以满足工农业生产所需,也消除了人们对能源危机的担忧。研究发现,我们地球上的石油资源储量是相当丰富的,并且只要我们技术手段足够先进,就能把潜藏在地下的黑色宝藏源源不断地开发出来,为我们人类所用。也就是说,我们能够获得的石油等能源的数量会越来越多,因为地球为我们做好了充足的储备,就等待我们去开发。这不是主观臆测,而是有研究结论作支撑的。研究发现,过去我们对地球结构的认识是有限的,对能源储藏的认识也是有限的,所以我们总是担心石油没有了会怎么样。然而事实并不是这样。

表1—1 仅2011—2013年探明的化石能源

先说一个数据,据统计,目前全球石油供需平衡,2018年产量与消费量稳定在44.18亿吨左右。这就表明,按照目前的技术手段和利用方式,我们每年只要开采出44亿吨的石油就能满足全世界的需要。但从能源储量的发展趋势看,全球石油常规资源丰富,而且近年在致密油、油砂勘探方面获得重大突破,大幅新增石油资源,全球石油可长期稳定供应。据预测,全球深水盐下油气储量达500亿到1000亿桶;全球致密油储量3000亿桶;加拿大油砂储量1690亿桶;北极海洋油气储量900亿桶;美国油页岩储量8000亿桶。我国在鄂尔多斯、四川盆地、渤海湾、酒泉盆地、准噶尔盆地、江汉盆地等地也发现了大量石油资源。可见,石油资源的开发潜力非常大。

我国也是一个煤炭大国,根据目前勘探结果显示,煤炭储量完全可以支撑中国未来一百年发展对能源的需求。据统计,目前我国已探明2000米以内、现有技术可开采的煤炭资源有3.9万亿吨,按照现在的消耗水平,可够我国使用一万年。我也相信,随着勘探技术进步,我们一定能够勘探出更多的资源。世界煤炭协会主席曾在英国《卫报》上专门说,“中国是一个正在崛起的煤炭中东”。这表明有越来越多的化石能源将走进我们的生产和生活,可见能源越来越多的观点是经得起检验的。另外,据我国国土资源部统计数据显示,我国页岩气地质资源潜力为134万亿立方米,可采资源潜力为25万亿立方米,可开采资源量世界第一。

2013年3月,国土资源部发布了《2012年我国石油天然气和主要固体矿产资源储量情况》,根据该公报,2012年全国石油新增探明地质储量15.2亿吨,同比增长13%,是新中国成立以来第十次也是连续第六次超过10亿吨的年份。新增探明技术可采储量2.7亿吨,同比增长7%。2012年全国石油产量2.05亿吨,同比增长1%。其中,大庆石油产量仍稳产在4000万吨,胜利2755万吨,中国海油天津2619.8万吨,中国石油长庆2261万吨。天然气方面,2012年全国天然气年探明地质储量仍保持“十五”以来的高速增长态势,天然气勘查新增探明地质储量9612.2亿立方米,同比增长33%,居我国历史最高水平。新增探明技术可采储量5008.0亿立方米,同比增长36%。2012年全国天然气产量稳步增长,为1067.6亿立方米,同比增长5.4%。鄂尔多斯、塔里木、四川盆地仍是我国天然气主产区。2012年全国煤层气产量25.7亿立方米,同比增长24%。主要固体矿产勘查储量新增势头也很喜人。2012年勘查新增大中型矿产地超过10处的矿种分别是:煤炭53处,铁矿24处,金矿18处,钼矿18处,磷矿13处,锌矿10处。

截至2017年底,全国石油累计探明地质储量389.65亿吨,剩余技术可采储量35.42亿吨,剩余经济可采储量25.33亿吨。按照2017年的开采速度,35.42亿吨还能开采十八年左右。不过,不用担心石油会枯竭,因为未来也会持续有新资源发现。对于石油越来越多这个事情,我想打一个比喻,整个地下的石油宝藏就像一个金字塔一样。金字塔结构大家都熟悉,从尖部到底,随着高度降低,体积呈几何级数增长。所以,石油资源也一样,我们现在只是开采了石油金字塔的塔尖,随着开采的深度增加,获得的石油量也将成几何级数增长,当然对开采的技术要求也就越高。过去,我们的技术条件决定了我们只能在这个金字塔的塔尖部位进行开采,但即使这样,也足够人类使用了,还铸就了一个璀璨的工业文明。今后,随着开采时间越来越久,当然这个部位的石油将面临枯竭的危险,这是我们的技术条件决定的。然而,我们还有更大的开发空间,那就是要提高技术水平,向更深层进军。我们知道金字塔是一个锥体,当整个形态固定了,它的体积是随着高度的降低而呈三次方增长的。高度降低一半,体积就增大到原来的8倍;高度降低三分之二,体积就增大到原来的27倍;依此类推。

地下的石油金字塔也类似,当我们向这个地下石油金字塔探测的深度增加到原来的2倍,我们的石油总储量就达到了原来的8倍,新增储量是原来的7倍;当探测的深度增加到原来的3倍,我们的石油总储量就达到了原来的27倍,新增储量是原来的26倍;以此类推,是一个三次方的函数。可以说,我们现在仍然只是发现了整个石油金字塔的顶部,随着我们探索深度随着科技水平提升而不断提高,我们的石油资源就会成三次方增长。例如图1—4中所示的金字塔,每向下延伸一层,新增体积如公式所示。

同时,说传统能源越来越多,还有另一层含义。这就是今后我们对传统能源的需求量会比现在大幅度减少,为什么这样说?这是因为现在我们用传统能源做燃料,使用效率是比较低的,消耗量是比较大的。可是作为资源以后,集约利用程度提高,只占目前百分之几的传统能源就能满足全世界的需要了。对于这一点我会在后面的文字里重点介绍,现在只希望大家能够有一个概念:未来传统能源不仅从绝对量上会越来越多,相对数量上也会越来越多,这是人类社会不断进步的结果,也是人类文明的体现。

图1—4 金字塔的高度和体积变化计算过程

现在相信大家对传统能源的储藏量已经有了初步的认识和一定的信心。但是,也许会有人说,既然都不缺了,为什么我们还要探索新能源,就用这些传统能源好了。其实这是一个认识误区。虽然传统能源会随着开采深度增大呈三次方的增长,能够满足人类贪婪的需求;但是我们传统的利用方式是不可持续的。我们传统的能源利用方式,说得简单些就是把它们烧掉,让这些传统能源做热功。然而,我们发现,这样的后果就是把整个生态环境搞坏了,而且如果这种局面不能得到有效控制,生态修复的可能性将越来越低,最坏结果就是把人类送进坟墓。

有一组触目惊心的数据:我国每年新发癌症病例200万人,因癌症死亡人数为140万;我国居民每死亡5人中,即有1人死于癌症;在全国不少大城市,恶性肿瘤已经超越心脑血管疾病,成为第一死亡原因。《凤凰周刊》曾以《中国百处致癌危地》作为封面故事,讲述了我国百处致癌危地。同时,一份基于调查材料由公益人士制作的“中国癌症村地图”在互联网上流传,被广泛关注。

改变传统能源利用方式,现在已经是时候了。正如前面所说的,污染已经影响到人类的健康,甚至会把人类送入坟墓。同时,这种发展方式也把一些重要产业推向了末路,比如说高耗能产业。这些在生产过程中耗费大量能源的高耗能产业,已经遇到了瓶颈,国家三令五申地限制它们的发展。但这些行业,比如电解铜、电解铝、石油加工、炼焦、化工、铜冶炼、铁合金、电石、烧碱、水泥、钢铁、黄磷、锌冶炼等,对国民经济发展具有重要作用。我们不能丢弃这些行业,否则会影响整个国民经济的运行。既要清水蓝天,又要这些行业健康发展,我们只能转变发展方式。其实,这些行业之所以被诟病,就是因为它们与高耗能、高污染联系了起来。但是,这些问题都是由于过去使用传统能源引起的。

如果我们转向新能源,探索出一条全新的发展路径,一切问题将迎刃而解。例如,我提出的非并网电解铝这条路径,不仅解决了电解铝行业对能源的需求问题,还实现了污染物的低排放,甚至零排放。非并网多能源智能供电系统与电解铜、不锈钢、氯碱及规模化海水淡化等行业之间都具有耦合关系。

我还提出了我国东西部新能源海水淡化与新能源大循环战略工程,在实现我国东部地区海水淡化保障的同时,实现我国能源自给和大量出口。所以说,转变观念和转变发展方式非常重要。而怎么转变发展方式呢?不是喊口号就可以的,需要实际行动,在实践中去探索。其中,还要强调的是,转变发展方式中,首先要转变思维方式,千万不能用传统的固化的眼光去看待新事物,要善于创新,能够大跨度联想。我最初提出非并网理论的时候,很多人不理解,否定的有之,诘难的有之。但是,经过时间的检验,这是一条适合中国国情的新能源发展路径。所以说,要转变思维方式,要有包容的心态,敢于接纳新事物。转变能源利用方式,就是要找到一种新的发展模式。什么是新模式?就是以前没有的模式。用旧的观念去探寻新的模式显然就不合时宜了,即使新的模式出现了,也会被扼杀在摇篮里。