中国科学院--电工研究所机械工业北京电工技术经济研究所

随着中央对全面、协调、可持续的科学发展观的提倡，逐步建立我国能源可持续发展体系已提上日程。严陆光院士是我国可再生能源研究领域的权威专家，曾任国家863计划能源领域专家委员会委员、主任和中国科学院能源研究委员会主任；1995年至2003年，连续两届任中国可再生能源学会理事长，积极倡导与促进了我国可再生能源发电领域的发展。本文由我国21世纪上半叶能源发展的展望与特点出发，侧重研究了石油补充与替代、交通节油和大规模可再生能源的发展，提出了五项重大战略部署的建议。

当前能源问题已成为全世界共同关注的焦点问题。按照中央提倡的全面、协调、可持续的科学发展观，逐步建立我国能源可持续发展体系已提上了日程。由我国21世纪上半叶(至2050年)能源发展的展望与特点出发，近年来，我们参加研究了我国可持续能源发展的战略，提出了有关建议，侧重研究了那些尚处于研发、示范、未形成大规模产业，而对未来发展又十分重要的一些科技与产业发展问题，包括石油补充与替代、交通节油和大规模可再生能源的发展。

2. 一次能源结构将开始发生明显变化。我国的一次能源一直以化石能源为主，其总份额一直占总耗能量的90％以上。自上世纪八十年代以来，能源结构大体稳定在：煤占65-70％，石油占20-25％，天然气占3％，水电与核电份额有所增加，由4％增至7％。展望2050年，虽然我国煤资源还较丰富，由于开采能力与安全，以及环境、运输等的限制，普遍认为我国煤产量增至约30亿吨/年后将会大体保持稳定，约合20亿吨标煤/年，煤的份额将由2005年约68.8％降至40％左右，石油份额大体保持在20-25％,天然气份额会有所增加，约至12％，使整个化石能源份额降至70-75％左右，下降15-20％。虽然国家已明确了大力发展水电与核电的方针，由于资源的限制，其增长将与耗能增长大体同步，份额略有上升，由当前的7％增至10％。这样，2050年我国一次能源供应将出现10-15％的缺口，要依靠大规模发展非水能的可再生能源，主要应由发展太阳能、风能与生物质能来补足。

3. 保障石油供应是能源安全的突出矛盾。由于交通运输的快速发展和国内石油资源与生产能力的限制，预计石油年产量将稳定在2亿吨左右，保障石油供应已成为我国能源安全的关键问题。2005年我国石油消费量3亿吨，国内产量1.81亿吨，进口量已达约40％，预期2020年消费量最少将达4.5亿吨，2050年将达8亿吨，进口量将增至近70-80％。充分利用好国际国内两方面的资源是保障供应的主要方面，与此同时，在国内必须大力发展石油补充与替代能源，以保障能源安全。交通运输占石油消耗的比重很大，随着交通的快速发展，其耗油增长已成为全国石油消耗增长的主要因素，大力发展节油交通应成为交通发展的重要原则。

从我国能源发展的需求、现状与特点出发，在21世纪上半叶逐步构建我国能源可持续发展体系，建议要积极推进一次能源结构的调整，积极、科学地进行有关重大战略部署，主要包括：(1) 根据资源与环境条件，大力发展煤的清洁、高效利用技术；(2)大力发展水电与核电；(3) 大力开源节流，保障石油供应；(4) 大规模非水能的可再生能源，主要是太阳能、风能与生物质能的发展应该积极起步，力求其所占能源份额明显提高；(5) 未来新型能源，主要是核聚变能、天然气水合物与大规模海洋能，虽在21世纪上半叶尚不可能在能源供应中发挥作用，它们的研究发展应给予充分重视与支持，进行认真部署。

我国可持续能源体系的建立是一个长期持续的过程，时间跨度大、涉及面广，投资巨大，正确、科学地拟定发展战略有着重大的意义。现在有关工作正在起步，要以滚动的方式长期、综合、持续地进行，中国科学院作为超脱于国家行政管理部门的科学思想库理应发挥重要作用，做出应有贡献。中国科学院学部组织了相关领域的院士及专家，进行了咨询研究，期望使我国可持续能源体系的构建和发展更加科学与合理。

发展石油补充与替代能源对满足日益增长的石油需求和保障国家能源安全均有着重大意义。从我国当前相关技术与产业的现状和需求出发，近期内，宜大力支持多方面的研发与示范工作，有选择地开展一些初步产业化的工作。在大规模产业化方面，宜采取谨慎态度，充分论证后再做决定。发展替代燃料，主要包括开发非常规石油、用煤和气制取液体燃料和用生物质制取液体燃料三个方面。我国非常规石油的油页岩资源较丰富，应组织资源勘测与评估，落实经济可采储量，进行开采与加工技术研发，为建设现代示范厂做好准备。

在煤直接与间接液化合成油方面，我国已有长期的研发工作基础，应抓紧建成年产几十万吨至百万吨的示范厂，取得产业化经验与可靠的技术经济性能数据，然后根据其技术经济性能及我国资源与环境许可的条件，做出规划，明确我国大规模产业化的规模、技术途径、选址，逐步实施。在用煤与气合成甲醇与二甲醚方面，技术方面困难较小，应尽快完成甲醇作为汽油、柴油替代燃料的全面科学论证，根据需求优先发展焦炉气等工业废气合成甲醇的产业，对合成二甲醚应进行研发示范与前景论证。生物质制乙醇与生物柴油在我国已建立了初步产业化的基础，应根据实际市场需求，寻求可靠的原料供应，逐步减少国家补贴，继续适度发展，应大力加强不与农业争耕地的利用纤维素、半纤维素制乙醇技术的研发和边际地区速生能源植物的研发。

交通节油包括发展新型节油车辆，电气化交通与氢能交通三个方面，交通节油应是发展我国未来综合交通体系的重大原则。汽车耗油在交通耗油中占有很大比例，为有效减少油耗，汽车动力系统须向着车辆节能化、能源多元化、动力电气化与排放清洁化的方向发展，发展节能、代用燃料与电动车辆。我国有关工作已经起步，近期内，还应继续积极进行研发与示范，形成自主品牌，开拓市场，逐步建立相关产业体系。应该强调，由于新型节油车辆只有大规模产业化后，才能显现显着的节油效果，必须进行长期持续努力。

带动氢能交通发展的燃料电池车的前景决定于高性能低成本车用燃料电池的研发与产业化，要解决电池寿命短、价格高、可靠性与可使用性差的瓶颈问题，还要持续努力工作。在氢能燃料制备、储存和运输等方面应开展必要的科研与开发工作，制定向氢能燃料过渡的措施。在燃料电池与锂离子动力电池的竞争发展中，将逐渐明确燃料电池车与纯电动车中谁将是大规模产业化的重点。在大力发展电气化轨道交通方面，要大幅度提高铁路电气化率及客运速度，以保持铁路交通的骨干地位；积极发展城市轨道交通，有效减缓汽车数量的增速和降低单位车辆平均年耗油量；对新兴磁悬浮交通的发展应给予特别的关注，实现跨越式前进。

鉴于我国一次能源结构在本世纪上半叶将发生明显变化，预期约15％的一次能量的总耗量和约30％的总电力装机容量将依赖于非水能的可再生能源，以及需要为化石能源逐渐耗竭做好准备，大规模非水能可再生能源的发展任务已经提上日程。虽然，各种可再生能源的研发、应用与产业化近年来已取得一定成绩，但要达到能在能源供应中有显着作用，还需要在技术发展、开拓应用、产业与基地的形成等方面进行长期持续努力，当前就应开始积极认真的部署。

在本世纪上半叶有可能发展成大规模非水能可再生能源的是太阳能、风能与生物质能。风力发电将首先得到较快的发展，达到亿千瓦总装机容量，为此要在加强技术创新，克服薄弱环节基础上，大力完善装备制造体系，形成我国的龙头企业和规模化生产，对风能资源进行精细调查，采取更为优惠的政策，支持大型风电场的发展，开展近海风力资源利用的前期研究。太阳能是最主要的可再生能源资源，发展大规模太阳能发电，包括光伏发电与太阳热发电，是主要方向，要努力提高光伏发电效率并降低成本，不断扩大产业规模，要重视解决硅材料的国产化问题，加快进行我国太阳能热发电技术的研发与示范，为规模化发展打下坚实基础。

大型集中电站要在荒漠地区建设，还要对能量存储、电力输送及电调度进行深入的研究。利用太阳能制氢是大规模应用的另一可能途径，有关制氢方法的探索研究应给予重点支持。生物质能的大规模发展要着眼于在不宜农不宜林的边际土地上将能源植物作为重大产业来推动发展，以保证生物质能原料的稳定供应，要加强能源植物生理、生化、生态学研究，大力开展转基因研究，创建与筛选优良能源物种，打好大规模发展的基础，在南方与北方边际土地上进行研发示范，积极开展生物质能转化技术研究。我国大面积的荒漠地区将是未来可再生能源发展的重要基地，应与这些地区的生态治理及资源综合利用密切结合，积极研究部署有关基地的发展工作。