中国单位GDP的CO2排放量比中国科学院理论物理研究Word下载.docx

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中国工业化的实现，至少要有80%或7.2亿以上的农民进入城市化成为工人和知识分子。

一个严峻、现实而又必须科学地、准确地回答的问题，中国当前的工业化，是处在前期、中期，还是后期？

据“权威论坛”报导，某专家称：

“我国正处于工业化进程的中后期，工业的快速发展对能源需求较大”。

中国现在的工业化进程，从2008年到2020年，能否用“中后期”一词来概括？

中国的能源需求“较大”，是否即等同于是到2020年将需求44亿吨标准煤！

下面是我们所测算的有关未来能源需求和减排CO2的几个数字。

一、一个宏伟的“减排”的目标

2009年9月22日，胡锦涛主席在联合国气候变化峰会开幕式上发表题为《携手应对气候变化挑战》的讲话，宣布中国将大力推行节能减排技术，“到2020年，中国非化石能源将占一次能源的15%。

”2009年11月25日，中央人民政府国务院常务会议又公布了中国碳减排目标——“到2020年，中国单位GDP的CO2排放量比2005年下降40%~45%。

”这两者均是极其宏伟的奋斗目标！

其实，这一减少CO2排放的行动，早在2005年已开始推行。

《“十一五”规划纲要》曾明确提出，“十一五”期间单位国内生产总值能耗降低20%左右，主要污染物排放总量减少10%的约束性指标。

“主要污染物”一词并不包含CO2在内，但是，单位GDP能耗的降低，已意味着CO2的相对排放量将同比下降。

据2009年12月1日《经济日报》报道，由于一系列政策措施的落实，使我国节能减排取得明显成效。

据统计，“2006年全国单位GDP能耗下降1.79%，2007年下降4.04%，2008年下降4.59%，今年上半年已完成3.35%，预计全年将达到5%左右。

”“目前累计完成降低能耗13%，已减排CO2量达8亿吨。

”（注：

新公布的第二次经济普查说，“2008年全国单位GDP能耗比上年下降5.2%，”但累计下降“比2005下降12.45%。

”这一普查数和“报导”有小小不一致，这里仍取老数字。

）《经济日报》还报导说，如果“十一五”期间单位GDP下降20%的总体目标如期实现，减排CO2将达15亿吨。

同一天的《经济日报》还给出一个“单位GDP能耗逐年降低”的示意图：

社会公众更希望知道，“如果十一五期间单位GDP能耗下降20%的总目标”确能“如期实现”，那么明年“节能”的任务有多大？

简单的计算表明：

0.80=（1-0.0179）×

（1-0.0404）×

（1-0.0459）×

（1-0.05）×

（1-2010年单位GDP节能的百分比），所以，“2010年单位GDP节能的百分比”=6.375%。

2010年的单位GDP必须节能或减排CO2“达”6.375%之多，这不是一个容易实现的数字。

2009年之所以顺利实现减排5%，部分原因是出现了金融危机，很多企业大幅度削减了能源需求。

比较现实一点的数字，是2010年仍减排5.0%。

如果这一目标确能实现，那么2010年将比2005年减排

。

虽然这一数字较“减排CO2”20%的目标有一些距离，仍然是一项重大的成就。

二、一个更为艰巨的任务，到2020年单位GDP的CO2比2005年排放量减少40%~45%，这能实现吗？

社会公众更感兴趣的，由2010年到2020年，人们将怎样实现CO2的排放量，比2005年的单位GDP，减排40%~45%；

或者说，其年平均的CO2的相对排放量是多少？

如果2020比2005减排40%，如果2010年能比2005年减排18.83%，那么自2010年的单位GDP的CO2年平均减少的排放量

=

如果2020比2005减排45%，

乍一看来，这两个数字均小于5%，也小于“十一·

五”期间年平均减排4.36%的要求，似乎不难做到。

不然！

这两个数字均是相对量，而更需关注的是2020年CO2减排的绝对量。

这涉及中国未来发展的11年，从2009~2020年，中国的GDP和相关的能源需求将以何种速度继续上升？

中国未来的GDP的上升速度，将可能出现两种前景：

1）以年平均8%的速度上升；

2）以年平均9%的速度上升。

2008年中国的GDP是31.40万亿元。

如以年平均8%的速度上升，2020年的GDP将是

万亿元；

如以年9%的平均速度上升，将是

万亿元。

对于中国未来能源的需求，也历来有两种不同的观点。

1）中国能源界长期所持观点是，中国未来将实现GDP翻两番，而能源翻一番，亦即能源消费弹性系数等于0.50；

2）我更赞成的是如下说法，这就是江泽民同志在《对中国能源问题的思考》的长文中说：

“一个国家处于工业化前期和中期时，能源消费通常经历一段快速增长期，能源消费上升速度和国民经济增长速度之比，或又称为能源消费弹性系数一般大于1；

到了工业化后期或后工业化时期，能源消费弹性系数才有可能小于1。

”有大量事实和许多理由来支持江泽民同志提出的，中国正处于工业化的前期、中期，和未来能源需求消费弹性系数应取为1的论断。

下面仅提供由从国家统计局摘出的2000年到2007年能源消费弹性系数和电力消费弹性系数的简表，来说明未来能源消费弹性系数大体是1.0。

年份

能源消费比

电力消费比

国内生产总值比

能源消费

电力消费

上年增长（%）

弹性系数

2000

3.5

9.5

8.4

0.42

1.13

2001

3.4

9.3

8.3

0.41

1.12

2002

6.0

11.8

9.1

0.66

1.30

2003

15.3

15.6

10.0

1.53

1.56

2004

16.1

15.4

10.1

1.59

1.52

2005

10.6

13.5

10.4

1.02

2006

9.6

14.6

11.6

0.83

1.26

2007

7.8

14.4

11.9

1.21

这一简表中的GDP用的是不变价格，数值比当年价为低，但相应的电力消费弹性系数均大于1，能源消费弹性系数也在“1”左右徘徊。

一般来说，能源消费弹性系数和电力弹性系数呈正比关系，但统计数据却表现出较大的涨落，这难以理解！

由于电力消费总量易于统计，也比较可靠，所以在估计未来11年的发展时，以取能源消费弹性系数为1.0，比较符合客观实际。

很难设想，在未来发展中，如果不采取超强不惜工本的“节能”措施，这一能源或电力消费弹性系数会大幅度小于1.0。

2008年，中国能源的消费总量是29.1亿标准煤。

未来中国，如果GDP以8%的速率上升，而能源消费弹性系数为1.0，2020年的能源消费量，将是29.1×

2.52=73.33亿吨标准煤；

如以9%的速度上升，将是29.1×

2.81=81.77亿吨标准煤！

如果未来中国按照已宣布的“减排”的速度“节能”，将出现下列4种可能出现的能源的削减。

按照不同GDP上升速度，和不同的单位GDP减排率，到2020年相应的“碳”的减排的数量=2020年按弹性系数为1.0的碳排放量－2008年碳排放量×

（1+GDP上升率）12×

（1-年均减排率）12。

将各有关数字代入上式，将是：

2020年“碳”减排量

（亿吨标准煤）

年均减排2.977%

年均减排3.818%

GDP以8%上升

22.31

27.36

GDP以9%上升

24.85

30.49

总之，2020年将要求“年”减少能耗22~30亿吨标准煤之多！

折合CO2，按每吨标准煤折合2.40吨CO2计，其“年”减排的数额，高达

亿吨和

亿吨！

这将是“惊人”的“减排”数字！

三、我们将怎样通过“超强”节能，来实现量达52.8亿~72.0亿吨的CO2的减排？

实现减排的办法有三条：

1）大规模退耕还林、植树造林，增加碳的积蓄量；

2）大幅度采用先进节能技术，大幅度淘汰低效益，高耗能、高排放的落后产能；

3）大力调整能源结构，大力加速发展可再生能源和新能源。

2009年12月18日，温家宝总理在哥本哈根气候大会做了重要讲话。

这一《讲话》说：

“中国是世界人工造林面积最大的国家。

……2003至2008年森林面积净增2054万公顷，森林蓄积量净增11.23亿立方米。

目前人工造林面积达5400万公顷，居世界第一。

”“中国是近年来节能减排力度最大的国家。

……2006至2008年共淘汰低能效的炼铁产能6059万吨、炼钢产能4347万吨、水泥产能1.4亿吨、焦炭产能6445万吨。

”“中国是新能源和可再生能源增长速度最快的国家。

……2005年至2008年，可再生能源增长51%，年均增长14.7%。

2008年可再生能源利用量达到2.5亿吨标准煤。

农村有3050万户用上沼气，相当于少排放二氧化碳4900多万吨。

水电装机容量、核电在建规模、太阳能热水器集热面积和光伏发电产量均居世界第一位。

”

这一系列“超强”节能措施确实取得了成效。

温总理指出，自2005年，“截至今年上半年，中国单位GDP能耗比2005年降低13%，相当于少排放8亿吨二氧化碳。

”但是，8亿吨的CO2的减排，相对于2020年必须减排CO2，53亿~72亿吨的奋斗目标，就是很小的数字。

在上述诸多措施中，最为有力的措施，是关、停、并、转，低效益、高耗能、高排放的企业。

在我国已连续5年大规模淘汰高耗能、高排放的落后产能的情况下，在今后的10年中，我国还有多少“剩余”落后产能，可供淘汰？

举例来说，据2009年12月28日《经济日报》报导：

“截止2009年底，全国累计关停小火电5545万千瓦，提前一年半实现了‘十一五’关停5000万千瓦小火电机组的任务，每年可节约原煤6404万吨，减少二氧化碳排放1.28亿吨”，“2010年要继续推进电力工业‘上大压小’，全国计划关停小火电机组1000万千瓦”，“目前20万千瓦以下的纯凝火电机组还有8000万千瓦。

不难设想，这些应关闭的小火电均将陆续关闭。

但如以减排的1.28亿吨的CO2

2.4，可折合年减排5300万吨标准煤计，所有这些应关闭的火电机组关闭后，总共才年节约5300万×

（5000+1000+8000）/5545=13381.4万吨标准煤，仅占2020年所需减排量的1/20~1/30！

今后还有多少落后产能可供关闭？

另一项有力措施，是大规模推进节能技术。

举一个例子，我国目前每度电在2005年的平均能耗是360克标准煤，我国新研发建成的超、超临界发电站，每度电能耗是300克标准煤，下降了1/6。

我国2008年有火力发电装机约6.0亿千瓦，年发电约45000亿度电，以每度电消耗360克标准煤计，年消耗约16.2亿吨标准煤；

姑且认为“可能”全改为超、超临界发电站，最多也不过节约了

亿吨标准煤。

我们当然十分赞成，大力增加植树造林，增加碳汇。

但2003年，已知“我国森林面积覆盖率已高达18.2%，2004年我国森林‘净’吸了约5亿吨二氧化碳当量，占2004年温室气体排放量的8%。

”所以，即使森林覆盖率再增加一倍，（能否做到？

）也不过再“净”吸收2.08亿吨的碳或5亿吨的CO2。

但是，从2005年到2008年，在我国采取了“超强”节能措施的3年后，毕竟已如温总理讲话所指出的，“相当于少排放8亿CO2”，或已实现碳减排

有理由认为这类“超强”节能措施，还会继续坚持下去。

总之，到2020年，如果我们在12年间，继续对各类化石能源的能耗，实施各种“超强”节能措施，从2008年到2020年，有可能在已做到减排8亿吨CO2的基础上，再乘上因子5，（注：

自2005年~2008年已推行“超强”节能3年，今后还要陆续推行12年，所以在估算到2020年“碳”减排时，将乘上因子5），亦即今后12年通过“超强”节能措施，减少碳排放，约

估计未来仅采取节能措施，难以实现如此数量巨大的碳减排，但有望力争实现减排碳11亿吨标准煤炭。

因而可将2020年要求“年”减少能耗22~30亿吨标准煤的数字，下降到仅要求减排11亿~19亿吨标准煤。

但这仍然是十分巨大的“减排”数字！

所以，为要实现2020年减排80~110亿吨CO2的目标，除大力采取各种“超强”节能措施外，还必须采取“超强”减排行动。

其唯一的可能，是大力调整能源结构，大力发展非化石能源，包括核能、水能、生物质能、风能和太阳能。

四、我国将怎样采取“超强”减排行动，大力调整能源结构，最大限度地发展“核能+可再生能源”，进一步减排11亿~19亿吨的“碳”排量？

a）首先是大幅度调整化石能源消费结构。

也就是尽可能大幅度进口天然气，进口石油，用天然气和石油取代煤。

这是最容易做的事情。

当然还需要大幅度增加储气、储油的仓库，增加输送管道。

虽然大幅度增加石油和天然气的进口，均有一定的难度，（例如，网上有传说称：

印度计划到2031~2032年间进口7.5亿吨石油，现进口约6000万吨石油），仍有可能做到再减排1~2亿标准煤。

当然我们还应大力增产天然气，开采可能含80%的甲烷的煤层气、页岩气，也许还可开采在青藏高原的可燃冰。

b）其次是大力发展核能和可再生能源发电。

这是当前技术上比较成熟，也是最为有效地大规模实现减排，同时又能充分满足不断快速增长的电力需求的现实途径。

其具体措施是：

1）大力发展水能，将经济可开发的约4.0亿千瓦的水能全部开发出来。

根据现有水能发电数据，每千瓦装机平均年发电3400小时，（注：

这是依据现有水电装机和年发电量算出的数字，有些人采用5000小时，这不准确！

），4.0亿千瓦将年发电13600亿度电。

现有火力发电平均煤耗是0.36公斤/度电，（注：

有些人计算水能发电节煤数量用的是0.5公斤/度电，这过高估计了水能减排的能力！

），因而4亿千瓦的水能，将年减排4.896亿吨标准煤。

这将是一个不小的减排的数字！

问题是现在仅规划开发3.2亿千瓦，将只能减排3.917亿吨标准煤。

2）大力发展核能，力争核能发电达0.75亿千瓦。

（注：

这并不是很容易达到的数字，我国现掌握的天然铀储量仅能支撑0.50亿千瓦核电站运转40年，需要进口和新发现的天然铀的矿藏补充其差额。

但直到现在为止，未见拟议中的协定已正式签署，但我们还要看到另一种补救的办法，即在压水堆中放置少量钍棒，有可能取代浓缩铀，多燃烧18%的核燃料。

）一个正常运行的核电站，有望年发电7000小时，0.75亿千瓦的核电站将年发电5250亿度电，相当于减排“碳”1.89亿吨标准煤。

3）大力发展风能，力争风能装机1亿千瓦。

这是风能界提出的装机的预期值，但这一数字并不为电网认同，认为接受如此巨大的“垃圾电”上网，将冲击电网的稳定。

）由于风能每千瓦装机年平均仅发电2000小时，所以1亿千瓦的风能仅相当于减排0.72亿标准煤。

4）大力发展太阳能。

按现有太阳能光伏发电发展规划，其装机将是3000万千瓦的峰值功率，即为0.30亿千瓦。

按现有不跟踪的平板式光伏发电技术，将平均年发电1400小时，峰值功率为0.30亿千瓦的装机，平均年发电420亿度电，相当于年减排0.15亿吨标准煤。

由于平板式光伏发电技术，从晶体硅到光伏组件的生产，往往耗费不少电能，一般认为其运转寿命可长达25年，有望在2年的时间回收所损耗的电能，所以，实际上减排量是

）亿=0.139亿吨标准煤。

然而，这其实是微不足道的数字。

5）我支持发展生物质能。

但要看到生物质能存在转化效率低，（注：

光伏电池的太阳能转化效率为15%~20%，但生物质能一般只有0.2%），浪费土地，消耗大量水资源和成本高的问题。

我也支持发展生物质能发电。

但要看到当前没有廉价有经济效益的发电方式，而且看不到价格下降的空间，只能作为弥补太阳能、风能发电所固有的间隙性缺点的补充电源。

将上述所有“核能+可再生能源”发电，同时又实现“减排”的数字加起来，共计年节约6.5~7.5亿吨标准煤！

这一数字不仅距“减排”11~19亿吨标准煤的要求，相差甚远、甚远，甚而连2020年“非化石能源占一次能源15%”的要求也不能满足！

7.5亿/0.15将等于50亿标准煤，而6.5/0.15仅等于43.5亿吨标准煤；

而按我们的估算，如果GDP以8%~9%的速度上升，在实行“超强”节能措施后的能源需求，最少也要62~71亿吨标准煤！

）

但是，大力调整能源结构，大力发展“核能+可再生能源”发电，已可能将年减排11亿~19亿标准煤的要求，下降到再要求减排4~10亿吨标准煤。

问题是如何进一步大力加强用可再生能源实施减排的力度。

五、我国将怎样弥补这一量达4~10亿吨碳排放的缺额？

其必须采取的措施，必须大幅度调整现有规划。

a）首先是将经济可开发的水能资源都开发出来，这将比仅开发经济可开发的80%，再减少1.0亿吨煤的排放量。

当前发展水电的困难，是极端环保人士、极端生态保护人士的干扰。

其实，我国水电的开发水平，远低于各发达国家的开发水平。

我国有7亿千瓦的水能资源，技术可开发的是5.4亿千瓦，经济可开发的是4亿千瓦。

新出现的思惟是，对剩余的技术可开发，但经济不一定合算的1.4亿千瓦，也不一定经济上就没有效益，因为技术正在不断进步之中！

将经济可开发的4亿千瓦全部开发出来，才占全部水能资源的

有什么必要在经济和技术可开发的水能的地面，设占地过大的保护区？

当然更具潜力的是下大力气开发资源相对丰富，经济可开发的风能和资源极其丰富的太阳能。

b）其次是力争风能装机达2亿千瓦。

据2010年1月5日《经济日报》报导：

中央气象局发布，“我国陆上离地面50米高度达到3级以上风能资源的潜在开发量约23.8亿千瓦；

我国5~25米水深线以内近海区域、海平面以上50米高可装机容量约2亿千瓦。

”所以，风能资源将不成问题。

难点仍在于“风电场与送出电网建设不同步，目前全国有1/3风机处于空转状态。

”缓解这一“空转状态”最为有效的办法，是大力推进智能电网的建设。

缓解这一“空转状态”的另一办法，是发展非并网，直接利用直流电的技术。

当前矿山、工厂、农村以及南水北调工程中，有许多机械加工作业，如矿石、燃煤的粉碎，桔杆的切割、压制成型，水的提升、运送，盐湖和海水淡化，不定时的电解工业，……是完全可以用风能所发出的“随机”直流电所取代的。

这一技术的发展，将完全可能将风能装机从1亿千瓦上升到2亿千瓦，再多减排0.72亿吨标准煤。

而且，风力发电成本中有30%是来自并网发电，大力发展风电的非并网的应用，也是降成本的有效途径。

当前存在的问题是，对于非并网风电的直接利用，缺少政策性鼓励。

c）第三，采取特殊措施，大力发展太阳能光伏发电，尤其是价廉而物美的“第三代”太阳能光伏发电，“聚光+跟踪+太阳能炼硅+高效聚光晶体硅光电池”的技术。

力争到2020年，太阳能光伏发电装机峰值功率也达2亿千瓦。

当前，年发电1400小时和以25年使用寿命计算的平板不跟踪的光伏发电成本已下降到1.0元/度电。

而“4倍聚光+跟踪”的光伏发电成本，已下降到0.50元/度电。

据2009年12月22日《能源导报》报导：

上海电力学院太阳能研究所赵春江所长，在自家阁楼上做了“家庭光伏发电厂”的试验。

这一家庭发电装机的峰值功率是3KW，优化倾角是25度，平均年发电1024.4度，故障率小于0.3%。

而如果每3KW的安装费是8万元，（由于这是试验，赵春江教授共用了26.2万元，现在按市价可降到8万元），可算出其25年收回成本的电价是1.05元/度电，而上海电价是0.62元/度电。

现在全国约有100亿m2屋顶面积，“4倍聚光+跟踪”的光伏发电技术，可做到每m2平均有50W/m2的峰值功率。

100亿m2的屋顶面积的一半，将至少能安装峰值功率为2~2.5千瓦的装机。

如果每千瓦的装机平均年发电1400小时，（注：

上海太阳能属三类地区，年平均发电1000小时，如加上“跟踪”，可发电1400小时，在二类地区加上跟踪，可发电2000小时），2.5亿千瓦的装机，将年发电0.35万亿度电。

如以每度电减排0.36公斤标准煤计，将实现年减排1.25亿吨标准煤。

当然，更为重要的是，地处大西北的河西走廊、青藏高原等地区，其太阳能资源十分丰富，属一类地区，是建造大型光伏电站的最佳场所。

中国能源问题的最终解决，取决于中国政府将以何种规模，何种速度，在这一区域建设几亿千瓦、甚而是几十亿千瓦“超大型”的光伏电站。

现在以25年计的“4倍聚光+跟踪+太阳能炼硅”的光伏发电成本，已下降到0.5元/度电，其单位千瓦的售价已下降到20000元/千瓦。

已有大量中间试验证明这一“4倍聚光+跟踪”的光伏发电新技术，不仅已做到1块光电池顶3.3块用，能比不跟踪的平板光伏电池多发出30%~40%的电能，而且在恶劣气候的沙漠地区，能正常可靠地运行，历经狂风，暴雨，冰雹，猛晒，骤冷，沙尘爆的考验，而安然无恙。

尤妙的是，其聚光漏斗的覆盖面，能自动避免沙尘、霜雪的积累，不需人工清洗。

其最重要的成就是研发了廉价、高效而又均匀的散热片。

实测证明，；

加上散热片后的四倍聚光条件下的光电池里硅片的温度，比未聚光的平板式光电池硅片的温度还要低若干度，而愈是在狂风大作的大风天，所发电量就愈多！

所以，这一散热片有效地缓解了最为困扰平板光电池，影响其使用寿命的“热岛”效应。

这一新技术的发展，不仅能保证光漏斗使用25年；

还有可能在进一步的发展中，大幅度延长光漏斗中光伏电池的使用寿命，使光伏发电机组的使用寿命，由通常的25年，延伸到4