华贲：中国低碳能源格局中的天然气

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1、华贲：中国低碳能源格局中的天然气http://www.chinaecce.com2010年09月19日10:20字号：T

2、T工业化以来的150年间，地表大气中CO2的浓度增加了35%，增加部分的80%来自于化石能源的使用；而其中的80%由工业化的OECD国家所排放。20世纪90年代以来，占世界总人口近半的“新兴国家”掀起了工业化高潮，导致了世界能源消耗的加速增长，和新一轮以CO2为主的温室气体浓度的快速增加，并将导致地表温度的加速上升、冰山融化、海平面上升，灾害天气增加和生态环境的破坏。气候变化已成为世界各国面临的最紧迫问题。2009年12月的哥本哈

3、根会议以世界192个国家的声音，肯定了会议前夕国际能源署（IEA）提出的“450情景方案”的三个具体目标中的两个，即：全球平均气温不应比工业化开始前高出2摄氏度；这要求全球排放量减到1990年（209亿吨CO2当量）的一半。为此发达国家应当减少至少80%温室气体排放量，发展中国家的温室气体排放量应当比“通常情况下”低15%-30%。至于第三个目标，即碳排放的峰值年和减排到1990年排放的一半的时限，以及发达国家以资金和技术支持发展中国家减排的具体安排，留待2010年末的墨西哥会议解决。文献[1--3]研究了能耗、一次能源构成和应用碳捕获和封存（Car

4、bonCaptureandsequestation,CCS）技术三者与CO2排放之间的制约关系，并推算出了在上述减排目标和进程下世界能耗和一次能源构成变化的走势。见图1。图12005—2050世界和中国一次能源构成的变化趋势一、低碳经济下从一次能源到终端利用的变化趋势1、后工业化/低碳时代终端用能走势未来的20-40年间，伴随着世界因气候变化的挑战而进入由科技进步引领的低碳经济增长时期。但世界各国的发展是不平衡的；10亿人口的OECD国家已经进入后工业化阶段、人均能耗逐渐降低时，有30多亿人口“新兴国家”也步入工业化阶段。这使得人类利用能源总量继续增

5、长；工业、商住、交通三领域耗能均衡增加；科技进步促进总能效将由目前的50%提高到55%以上；高质量的、与自然和谐的舒适生活所对应的人均能耗，将比现在大大减少；见表1。国家美国英国日本韩国新兴国家年代19601970198019902020-50能耗tec/p.a864.13.92.5表1人均GDP达到1万美元的时间和能耗2、2020—2050年一次能源—终端利用的图景文献[4、5]探讨了从一次能源到终端利用路线的变化。占总能耗约7成的工业和商住用能将主要由天然气冷热电联供分布式能源系统+可再生能源+智能电网提供；而交通用能则呈现多元化的局面；卡车、部

6、分公交车将改用高效、廉价、低排放的LNG；除高铁、地铁外、智能电网所推进的插电式汽车将替代大部分私家车；第二代生物燃油将成为航空燃料的主力；非粮乙醇、煤基DME等将替代大部分汽油；IEA估计2030年，生物燃料将占全球运输业的9.3%，2050年将达到25%[8]。太阳能制氢气/燃料电池车也将在20年后实现商业化应用。而有机化工原料将是石油、煤、生物质三家角逐的局面。见图2（太阳能制氢燃料电池车未标出）。3、低碳约束和科技进步改变和决定一切决定未来世界的发展的，一是人类可持续发展必须遵从的碳排放硬约束；二是不断的科技进步使人类能够利用新能源、提高能效

7、、不断创新生产和生活方式。图2所描绘的全是目前正在研发、完全可以预期其成果的技术路径。图2低碳时代一次能源到终端利用的新格局二、中国发展天然气冷热电联供能源系统的历史机遇和创新前景1、冷热电联供能源系统是化石能源用于工业和商住的必然选择占世界总能耗70%左右的工业和商住建筑物耗能中，大部分都是低品位的热能。占工业能耗大多数的过程工业耗能热/电比在5以上，大部分在400°C以下；建筑耗能的80%的温位与环境温度只差10-30°C。按照热力学第二定律，化石能源的化学能转换为电力的效率不可能为100%，必定有一部分以较低温位的热量的形式传递到环境。热电联产

8、(CHP)正是运用这个规律，同时产电和热，因而提高能源转换效率的。但是传统CHP的热电比取决于特定的技术，不能适应各种终端用户变化的需求。发达国家近30年来发展的分布式冷热电联供系统（DistributedEnergySystem/CombinedCold,HeatandPower，DES/CCHP），集成各种热机、热泵、吸收制冷、可再生能源技术，实现化石能源“吃干榨净”的高效、梯级利用。用于需要蒸汽、热和空调制冷的工业和商住耗能，一次能源的终端利用效率可达70%以上，甚至超过90%。可以说，只要人类还使用化石能源和生物质能，CHP和DES/CCHP

9、就是科学用能的必由之路；永远不会过时。进入本世纪以来，发达国家正在进一步加深这些措施，丹麦全国DES/CCH