倪維斗院士是我國著名的動力機械專家，在學術上發(fā)展了復雜熱力系統(tǒng)及其關鍵部件的先進建模方法和一系列新的控制策略。近年來倪維斗院士主要從事中國能源戰(zhàn)略的研究，推動以煤氣化為龍頭的多聯(lián)產(chǎn)能源系統(tǒng)、醇醚替代燃燒和國內的應用，在能源環(huán)境領域著述頗豐。
在論壇現(xiàn)場，倪維斗院士以《開啟我國低碳轉型窗口的幾點意見》為題，結合世界能源背景，對當下中國的能源環(huán)境問題作了全面論述。
能源會枯竭嗎
“資源暫時不會枯竭，枯竭也是逐步枯竭，不會一夜之間沒了，不會的。”倪維斗院士指出，隨著世界人口的迅速增長，逐步消失殆盡的并不是物質資源本身，而是環(huán)境資源。
聯(lián)合國去年上半年發(fā)表聲明稱，世界人口突破70億，正以很快的速度增長著。與全球人口同步增長的是人類對能源的需求。
“從各個國家的歷史情況來看，如果拿GDP做橫坐標，用國家的每一個人所享受的能源作為縱坐標，整個數(shù)據(jù)是一個正比曲線。”倪維斗院士指出，隨著科學技術的發(fā)展，每一個人能夠享受的能源服務是越來越多的。
然而，地球沒有足夠的力量來支撐70億甚至更多人對能源的需求，經(jīng)年累月地消耗會使有限的能源枯竭嗎?倪維斗院士指出，層出不窮的新技術、新能源的合理開發(fā)，以及新設備不斷制造，都是應對人類不斷發(fā)展的能源需求的解決辦法。隨著勘探、開發(fā)技術的不斷進步，新的資源不斷被發(fā)現(xiàn)、被開發(fā)利用，“資源暫時不會枯竭，還夠人類用一段時間。”
資源也許還夠用百余年，但是在人類日益增長的能源需求面前，百余年的物質資源總量可能只是杯水車薪。
“地球本身的燃料資源是有的，而環(huán)境容量沒有了。氣候變化，整個的大氣的環(huán)流，都是幾萬年慢慢形成的平衡，由于人類的擾動，排放很多污染物、二氧化碳、溫室氣體，把整個地球的環(huán)境容量攪沒了，也就是四五十年，地球將變成很不適合人類生存的地方，地球就變成了爛攤子。”倪維斗院士坦言他的擔心之處。
人類已經(jīng)被逼到墻角
“隨著能源環(huán)境問題日益嚴重，人類在這個問題上已經(jīng)被逼到墻角。”倪維斗院士稱，世界范圍內尤其是中國在能源環(huán)境上面臨幾個比較大的挑戰(zhàn)：一是全球變暖，這主要源于二氧化碳的大量排放；二是PM2.5，就是霧霾天氣籠罩全國；三是能源安全，這是我國特有的問題。
中國每年要排放約80億噸二氧化碳，雄踞世界“榜首”，對全球變暖起了很大的作用。
針對溫室氣體的排放，目前全世界要求每個國家做出承諾，對中國來說，到2015年要把每單位GDP的能耗減少40%~45%。倪維斗院士指出，如何改變能源結構是擺在以煤為主的中國面前首要的問題。
PM2.5是霧霾天氣形成的根源，目前我國從北到南均出現(xiàn)了嚴重的霧霾天氣，這對人類呼吸道的損害很大。倪維斗院士指出，導致霧霾天氣的“主犯”是二次粒子，即由可揮發(fā)的物質經(jīng)過氧化變成的小顆粒，占整個大氣顆粒物的50%—80%左右。由于二次粒子的“前身”是二氧化硫等可揮發(fā)氣體，阻斷該類氣體的氧化作用是避免形成霧霾的關鍵?，F(xiàn)在探明的導致可揮發(fā)氣體氧化的“罪魁禍首”是氧化氮，而氧化氮的排放與煤、石油等燃料的質量和燃燒過程密切相關。
“中國要‘根治’PM2.5，需要從油品質量提高、能源燃燒過程優(yōu)化，以及整個能源結構調整上下功夫。”倪維斗院士指出。
能源安全是中國的“特殊”問題，主要特殊在三個方面，一是用量大，二是對外依存度高，三是運輸通道問題。中國的石油用量不斷增長，國產(chǎn)石油最多年產(chǎn)2億噸，對外依存度已經(jīng)到達了56.5%。而我國主要的油源主要來自于委內瑞拉、蘇丹、尼日利亞等國家，這些國家多在政治上不穩(wěn)定，加之我們現(xiàn)在沒有足夠強大的海軍和足夠多的軍事基地來維持海運通道，如何提高能源供應的安全性和穩(wěn)定性是擺在中國面前的難題。
未來中國能源結構仍以煤為主
針對中國的能源環(huán)境現(xiàn)狀，倪維斗院士結合2030年全球能源的變化，指出目前中國的能源結構仍會以煤為主：“所有科學技術的發(fā)展，一定要環(huán)繞著如何清潔高效使用煤，這是我們的一個特色。”
目前，很多國家針對二氧化碳排放問題提出的解決方案是，到2030年煤、石油、天然氣各占26%—27%，核電、水電、可再生能源則占25%左右，逐步提高可再生資源的占比。倪維斗院士則認為，發(fā)展可再生能源是非常艱難的工作。“因為可再生能源價格比較貴，間歇性和波動性都是可再生能源是否能夠在更大范圍使用的關鍵問題。”
倪維斗院士表示，集中的大規(guī)模使用是清潔高效用煤的題中之義，在大規(guī)模的使用當中提高效率，比較好的辦法之一是“煤不直接燃燒，煤先氣化，通入氧氣，通入蒸汽，把煤氣化變成合成氣，即一氧化碳和氫氣，用合成氣用來發(fā)電、做化工產(chǎn)品或者做其他的燃料。”
談到中國未來的能源結構調整，倪維斗院士表示，希望未來煤的比例由目前的70%有所下降，人均維持在4噸左右。結合全球資源有限和我國能源缺口較大的現(xiàn)實，未來我國的能源發(fā)展、工業(yè)布局都要在4噸左右做文章。
“這就要求我們必須有新的生活方式、用能方式才能夠用比較少的能源來滿足國民經(jīng)濟發(fā)展的需求和生活改善的需求。”
關于能源的那些事兒
科技日報：海底的可燃冰能夠供人類用幾千年，我想問開發(fā)這種能源的技術困難在什么方面?
倪維斗：可燃冰又叫天然氣水合物，就是水合天然氣，一種在海底、高原的地方都有天然氣水合物，我們中國的蘊藏量很大，在大洋表面鋪了很薄一層，但到現(xiàn)在為止，沒有好的開采辦法，不能鉆到海底下像掃地一樣掃出來。同時開采過程當中，如果引起甲烷的泄漏，反而會引起溫室氣體，因為甲烷也是溫室氣體，其危害要比二氧化碳厲害22倍。
所以，目前可燃冰還在探索過程中，各個國家都已經(jīng)有一些樣品了，如何大規(guī)模開采還沒有一個合適的辦法。
科技日報：目前有許多航空公司開展了一個叫碳補償?shù)挠媱?，就是你乘坐飛機，在這個過程當中，人均的二氧化碳排放量通過種植樹苗的情況下進行二氧化碳的補償，您認為這種碳補償計劃，能否緩和中國的碳排放，以及您對碳補償?shù)目捶ā?/span>
倪維斗：我認為中國收一定的碳稅也是必要的，你排放多少二氧化碳，你必須付出一定的錢，這個錢也可能種樹，也可能用其他技術消耗掉二氧化碳，你排多少二氧化碳你必須要付費。我認為碳補償或者碳稅的辦法是有一定的作用的，但是怎么用的合適還有待商榷。
科技日報：在未來能不能有更新型的燃料，比如更廣泛的利用太陽能?
倪維斗：我國太陽能是相當豐富的，最主要問題是其成本太高，發(fā)出的電賣給你不是4毛錢一度電，目前國家規(guī)定的價格是1塊錢一度電，風力發(fā)電大概是6、7毛錢一度電，生物質能發(fā)電7毛5一度電，都比煤電要貴。
可再生能源的發(fā)展，基本上是要采取補貼政策，現(xiàn)在太陽能大概是1塊錢一度電國家要補貼5毛錢，如果過多使用太陽能發(fā)電，國家?guī)装賰|就進去了。
目前最重要的是研究自己的技術，降低成本，不依靠國外市場；利用可控核聚變，天然氣水合物都是挺好的辦法，而太陽能，風能則要解決輸電的問題。
