能源安全与科技发展:以日本为案例
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绪论

能源是人类活动、国家发展和安全的重要物质基础。著名经济学家西奥多·W.舒尔茨指出:“能源是无可替代的,现代生活完全是架构于能源之上,虽然能源可以像任何其他货物一样买卖,但它并不只是一种货物而已,而是一切货物的先决条件,是和空气、水、土同等重要的要素。”转引自陈柳钦《能源安全是最重要的战略目标》,《中国能源报》2013年1月30日。

一 关于能源安全

国际能源署(IEA)对“能源安全”(energy security)下的定义是:“在给定价格下,满足能源需求的供给在物理上的可获得性。”引自IEA, “Toward a Sustainable Energy Future”(http://www.iea.Org/textbase/nppdf/free/2000/future2001.pdf)。另有统计和预测认为,全球的能源需要量从2000年的约98亿吨(石油换算)增加到2011年的127.1亿吨(约为2000年的1.3倍),将可能进一步增加到2035年的169亿吨(相当于2000年的约1.7倍,2011年的约1.3倍)(http://www.enecho.meti.go.jp/about/whitepaper/2014html/1-1-1.html)。日本资源能源厅在2010年度《能源白皮书》中对“能源安全保障”下的定义是:“以可以接受的价格确保国民生活、经济社会活动、国防等所必要的数量的能源。”資源エネルギー庁‘総合的なエネルギー安全保障の定量評価’、http://www.enecho.meti.go.jp/about/whitepaper/2010html/1-1-4.html。然而,实际上能源安全是一个十分复杂的问题。首先,能源安全是一个世界性问题,世界人口将从2005年的约65亿人增加到2040年的约90亿人,在此期间经济产出将翻番,能源需求将比2010年增加约30%。埃克森美孚:《2040年能源展望》(http://news.cnpc.com.cn/system/2013/04/03/001420696.shtml)。特别是今后20年将有近30亿人加入“中产阶级”,推动对更好的住宅、汽车、智能手机、电视机、食品、饮用水以及不胜枚举的其他商品与服务的需求,这意味着今后世界的人均能源消费量将不断增长。而人口增长与人均能源消费量增长这两者之乘积的无限增长,必然意味着对各种能源的需求都将“水涨船高”,尽管OECD国家将可能找到在缩小能源需求的情况下维持经济增长的途径,但OECD国家总人口仅占世界人口的百分之十几。并与地球上不可再生的化石能源(包括煤炭、常规的石油、天然气以及页岩油气等非常规的石油、天然气)资源的有限性形成日益突出的矛盾,同时能源供需网络的脆弱性和潜在风险日益凸显。比如生产和配送能源的数字化控制系统可能成为网络攻击的目标,而一旦电力系统遭到破坏,不仅会造成电力供应中断,而且可能造成社会活动瘫痪。能源的生产和消费还给地球环境(水、空气、土地、海洋等)造成难以承受的负担,这导致能源安全、环境安全和水安全相互结合,在21世纪上升为决定人类可持续发展的最大战略问题。总之,能源供需矛盾,能源供需网络的脆弱性和潜在风险,能源安全、环境安全及水安全的关联性,构成当今世界“广义”能源安全问题的基本内涵和主要挑战,必须依靠科技发展、创新乃至科技革命来加以应对。

对于国家来说,能源安全是国家安全这个“系统工程”的一个重要的“子系统”,国家安全是包括经济安全、领土主权安全、环境安全、能源安全、粮食安全、水安全、军事安全等在内的多元、综合的“系统工程”,根据习近平主席提出的总体国家安全观,“国家安全”包括12个要素:人民安全、政治安全、国土安全、军事安全、经济安全、文化安全、社会安全、科技安全、信息安全、生态安全、资源安全、核安全(引自《习近平主持国安委第一次会议 首提总体国家安全观》,《瞭望》2014年4月21日)。能源安全与经济安全、领土主权安全、粮食安全、环境安全、水安全、国际政治、对外战略等存在着十分密切的互动关系。能源安全尤其堪称是经济安全的核心,而各国能否制定一个比较科学的能源安全战略,关键在于能否深刻把握自身弱点(木桶最短的那块木板)并找到克服自身弱点的正确方法。

尽管世界各国都关注能源安全问题,但它们所关注的能源安全的具体内涵和重点则依其具体国情而各不相同,而影响各国对能源安全的关注角度的最主要“国情”在于:该国是能源的净进口国还是净出口国?其能源对外贸易的顺差(或逆差)有多大?其能源贸易主要进(出)口的是何种能源?其与进(出)口能源的主要对象国之间的关系如何?等等。如果将能源外贸逆差大的国家称为“能源进口国”,能源外贸顺差大的国家称为“能源出口国”,那么,从能源供需关系看,世界上有四类国家。其一是“能源进口国”,它首先关注如何以合理、可接受的价格持续地确保经济社会发展所需能源;其二是“能源出口国”,它首先关注其能源产品如何以有利的价格持续地销售出去,担心能源价格下跌影响其经济;比如中东地区的石油资源大国,平均GDP的60%以上、财政收入的70%以上、外汇收入的80%以上依靠石油(沙特的比例更高,分别是70%、80%、90%)。俄罗斯的情况也大体相同,国家GDP的30%左右、财政收入的50%—60%、外汇收入的60%以上,要依靠资源性产品出口,其中石油和天然气占大头(参见吕建中《对建立“全球能源安全链”的几点认识》,《中国石油报》2013年5月14日)。其三是对能源贸易运输通道安全具有重要影响力的“能源过境国”,它首先关注如何以合理的、可接受的价格获取能源的“买路钱”;其四是“能源自立国”,它首先关注的是如何立足于能源自立或准自立地位,依据各种能源的比较优势差别,合理地开展各种能源的进出口贸易以谋求地缘政治或全球战略的国家利益。这里需要补充一句:历来人们所称的“石油危机”特别是20世纪70年代的两次石油危机,更确切地说应该是属于“能源进口国的石油危机”,而石油价格急剧地大幅下跌(比如在2014年6月中旬至2015年1月中旬这短短七个月期间石油价格从每桶115美元跳水至45美元,使产油国委内瑞拉、俄罗斯等国的经济很受伤)则属于“能源出口国的石油危机”。

进一步说,即便同是能源进口国,其最关注的能源输入也未必相同,比如有的国家更关注输入石油,有的国家更关注输入天然气;即便同为能源出口国,其最关注的能源输出也未必相同,比如有的国家认为出口更多煤炭更符合自己的利益(比如美国),有的国家则希望出口更多的作为二次能源的电力(比如“核电大国”法国)。与此同时,随着科学技术的进步,“能源进口国”也可能开发出新的能源甚至获取新能源优势;随着经济和人口的增长,“能源出口国”也会面临日益严峻的能源供给问题;随着北极航道在不远的将来开通或新运河的开凿,“能源过境国”地理位置的战略重要性也可能发生变化;随着非化石能源的迅速增长,“能源自立国”的骄傲地位或可能趋于下降。此外,在一定意义上可以认为世界上很多国家兼有“能源进口国”、“能源出口国”、“能源过境国”等多重身份。

从能源供需流程看,一国的能源(一次能源)安全包括能源生产安全和来源安全、能源运输安全和储备安全、能源转换安全和消费安全。能源生产安全包括能源生产过程中的安全问题(例如煤矿生产安全);能源来源安全包括能源来源国的政治和治安形势(历史表明,某些资源丰富的国家经常陷入政局动荡或招引外部势力的介入引起动荡)或本国与能源来源国的关系问题;能源运输安全包括输电系统、铁路、公路、地下管道的能源运输安全和海上能源运输线、海底能源管道、港湾、船舶(特别是运送液化天然气的船舶)的运输安全,其中海上能源运输安全由于存在较高脆弱性而格外引人关注;能源储备安全包括国家战略石油等一次能源的储备量和储备设施及场所的安全;能源转换安全包括与一次能源转换成电力、航空汽油等二次能源相关联的安全问题(例如2006年8月14日日本首都圈曾发生大规模停电事故);能源消费安全包括能源终端用户的使用安全(例如煤气泄漏引起中毒或爆炸事故)和能源消费过程中引起的环境安全问题(例如汽车尾气排放加重空气污染)。

其中,在“能源来源安全”特别是石油能源来源安全方面,与“存放易燃易爆物品的场所必须严禁烟火”的要求相反,当今世界最集中的化石燃料库与最危险的“政治火药桶”在中东地区的地理重合,无论从能源安全看还是环境安全看都堪称“人类之痛”。

从能源的内涵看,以往人们考虑能源安全问题时往往把能源安全(一次能源的安全)视为石油、煤炭、天然气(总称为“化石燃料”)的供需安全,然而,随着核电和可再生能源的发展,一次能源的内涵扩展到:(1)煤炭;(2)常规石油;(3)常规天然气(包括天然气和液化天然气LNG);(4)页岩油气等非常规油气;(5)核燃料(主要是铀);(6)可再生能源(太阳能、风能、生物质能等)。其中,煤炭及其他化石燃料的开采安全(比如2014年中国全国煤矿发生瓦斯事故47起、死亡266人)、《2014年中国煤矿瓦斯事故造成266人死亡》(http://news.xinhuanet.com/politics/2015-02/12/c_ 1114355073.htm)。核燃料在用于生产电力过程中的安全(核电安全)日益引起重视(特别是在1979年发生三里岛核电站事故、1986年发生切尔诺贝利核电站事故、2011年发生福岛核电站事故以后),可再生能源总的来说比较安全,但也发生过各种安全问题,例如2013年日本发生过大型风车落下事故,虽未伤及附近居民,但直径长达80米的风车落下,不能不引起恐慌。

从时间角度看,无论是出口国、进口国、过境国,都可能面临突发的能源供需变化引起的短期能源安全问题,同时又面对旨在确保经济社会可持续发展的长期能源安全问题。能源外交或许是应对短期能源安全问题的主要手段;着眼于长期战略考虑对能源基础设施的投资安排则属于应对长期能源安全的主要手段(比如发电厂一旦建成,将可能运行六七十年)。至于能源出口国,也需考虑国际能源价格下跌对本国经济增长的负面影响以及用于出口的能源的生产和运输对本国环境的影响等。与此同时,能源安全问题可能随着传统安全形势(例如由于国家间关系紧张导致军事对峙甚至战争)或环境问题以外的非传统安全形势(如恐怖主义、极端组织、海盗猖獗等)的变化而成为突出的外交和军事课题。历史和现实还表明,“战争国家”(包括为发动战争而积极备战的国家)能源安全问题具有不同于和平国家能源安全问题的特殊性,比如在20世纪发生的两次世界大战中,日本、德国等国的能源安全问题跃升为影响战争结局、决定国家命运的关键因素。

当今,随着经济全球化的发展,世界各国的经济利益关系越来越达到“你中有我,我中有你”的密切程度,世界各国的能源安全也就日益形成相互依存、相互竞争的互动体系和强韧纽带,任何一个国家都不能脱离其他国家和地区的能源安全而保证自身的、“绝对的”(或“孤立的”)能源安全,正如能源学者梅森·威尔里奇所说:“世界的能源安全是一个整体,只有当各国政府意识到它们不但应该采取措施改善自己的能源安全状况,同时也必须为其他所有国家的能源安全贡献力量的时候,国家和国际在能源方面才能真正安全。”转引自陈柳钦《能源安全是最重要的战略目标》,《中国能源报》2013年1月28日。总之,习近平主席关于将周边与世界看作共赢而非零和的“利益共同体”和“命运共同体”《习近平的“共同体”外交理念:中国思路促国际合作》(http://www.chinanews.com/gn/2014/10-13/6669789.shtm)。的精辟思想终将在能源和环保领域落地生根。

从能源安全与环境安全的关系来看,当今世界面临的环境安全问题主要包括两个方面,其一是全球气候变暖;其二是世界各国、各地区出现不同程度的“空气、水、土”的污染问题。显然,从第一次产业革命以来,化石能源的生产、运输和消费对“空气、水、土”的污染日趋严重,其严重程度则随各国、各地区的现代化发展阶段的推移而有所不同,呈现出低(现代化发展初期)—高(现代化发展的中后期)—低(后现代化时期)的变化轨迹,因而是一个具有地区性和历史性差别的全球性问题,往往表现为发展中国家在重蹈发达国家经历过的环境污染覆辙。至于气候变暖则呈现为源于化石能源消费等人类活动而产生的二氧化碳等温室气体覆盖全球、日积月累的全球性问题,是关乎我们这个星球能否永久适合人类居住的问题。能源问题与环境问题密切相关,如同一对连体婴儿,倪维斗说:人类在日益严重的能源环境问题上“已经被逼到墙角”, “世界范围内尤其是中国在能源环境上面临几个比较大的挑战:一是全球变暖,这主要源于二氧化碳的大量排放;二是PM2.5,就是雾霾天气笼罩全国;三是能源安全”倪维斗:《能源困境如何突围》(http://www.chinapower.com.cn/newsarticle/1201/new-1201080.asp)。。应该说,“能源环境安全”才是“能源安全”的全称。

需要指出,全球气候变暖存在着历史性和地区性差别,即在历史上(第一次产业革命以来)发达国家是导致气候变暖的二氧化碳等温室气体的主要排放者,在现实中(特别是进入21世纪以来),发展中国家的温室气体排放迅速增大,甚至在总量上超过了发达国家;而地区性差别则表现为全球气候变化导致大部分国家和地区越来越变得不适合人类居住,而小部分国家和地区(如格陵兰岛、北欧、俄罗斯北部、加拿大北部等)却会在今后一个时期变得更适合人类的居住,因为这些地区的气温上升,降低了对化石燃料的需求,因而可望获取“气候变暖红利”(换句话说,对其他地区乃至对全球长远利益的“危机”却为部分地区带来了“红利”),有利于这些地区的能源安全。与此同时,北极储量巨大的油气资源开发和连接大西洋和太平洋的北极航道的开通,则意味着“气候变暖红利”并非只能为北极圈周边国家和地区独享,而可能且应该通过增加全球油气资源总量和开通能源运输新通道为全人类所“共享”。然而人类享受一个时期“气候变暖红利”的结果,必然是促使气候变暖加快,促使整个地球更迅速地朝着“不适合人类居住”的方向改变,从而意味着为了当前利益而牺牲长远利益,为了当代人的发展利益而牺牲子孙后代的生存利益。

从能源安全与科技发展的关系来看,通过研究一个多世纪来的世界能源形势变化与日本能源安全问题的演变,可以看出一国的能源安全,包括能源生产和来源安全、能源运输与储存安全、能源转换与消费安全,都与科技发展存在着密不可分的关系。而且,能源安全不仅与能源技术乃至整个自然科技发展存在着密切关联,而且与经济增长、社会发展、国际关系乃至外交政策等都存在着密切关联,而经济增长、社会发展、国际关系及外交政策(特别是所谓“能源外交”)等是社会科学研究的对象,因此,在“能源安全与科技发展的关系”这一表述中,“科技发展”不仅是指“能源科学技术的发展”,也不仅是指“自然科学技术的发展”,而是指包括社会科学在内的全面的、综合的科学技术发展。

二 关于本书

能源安全问题具有一定的科技专业性。因此,本书力求做到社会科学研究与自然科技知识的融合,使之成为一项对非能源专业读者具有可读性的社会科学与自然科技相结合的跨学科成果。本书的主要内容包括:第二次世界大战前和战争期间的日本能源安全与科技发展的关系;战后至2011年发生3·11大地震这段时期日本的能源安全与科技发展的关系;3·11大地震引发福岛核事故以后的国际能源格局变化与日本的能源安全问题;日本核电技术的发展历程、现状与所存在的问题;日本可再生能源技术的发展历程、现状与所存在问题等。本书提出的主要观点包括:

(1)整个20世纪日本的能源安全先后经历了战争国家能源安全与和平国家能源安全这两种形态,第二次世界大战前和战争期间日本的能源安全基本上属于战争国家的能源安全,第二次世界大战后日本的能源安全基本上属于和平国家的能源安全。

(2)第二次世界大战前和战争期间日本能源安全经历了以能源生产安全为主要矛盾的时期、以能源来源安全为主要矛盾的时期、以能源运输安全为主要矛盾的时期。

(3)能源安全问题的关键在于如何运用科学技术来解决能源供需矛盾等能源安全问题,这里说的“科学技术”不单是“能源科学技术”,也不单是“自然科学技术”,更不单是第二次世界大战前和战争期间日本所偏重的“军事科学技术”,而是包括社会科学在内的全面的、综合的科学技术。

(4)在长达65年的战后时代,日本能源安全经历了战后初期的困难期、20世纪60年代至70年代初的石油供应黄金期、1973年和1979年的两次石油危机、20世纪八九十年代至21世纪初的能源安全稳定期、2003年的“第三次石油危机”时期。

(5)战后世界能源形势跌宕起伏的变化时而给日本能源安全带来机遇,时而给日本的能源安全造成冲击,而在抓住机遇和应对冲击的过程中,日本的包括自然科技和社会科学在内的整体科学技术发展做出了十分重要的贡献。

(6)20世纪80年代初,“综合安全保障”(comprehensive security)概念的提出和发展,是社会科学工作者对日本能源安全做出的一个重要贡献,正如日本学者所指出:“在考虑国家安全保障的场合,作为目标,不单是要防备来自他国的军事侵略,而且要更加全面地将经济及其他领域的目标与安全保障相联系”,其中能源安全在“资源小国”日本的“综合安全保障”中有突出重要的意义。

(7)在地震等灾害频发的狭窄国土上建设了50多座核电机组(地震被科学家认为是影响核电站的最大外部安全隐患),显然属于有违科学和无视国情的盲目冒进和过度发展,这既是日本自民党政治家和相关利益集团所犯下的错误,也是正直的科学工作者未能真正尽到责任的结果。

(8)从美国发生“页岩气革命”和日本发生福岛核事故以来,一系列新因素正在使国际能源格局发生重大变化:福岛核事故严重影响了全球公众对核安全的信心;风能、太阳能等可再生能源迅速崛起;全球气候变暖对能源生产和消费的影响日趋深刻;预计人类在消耗完化石能源之前,首先被消耗完的更可能是环境资源,气候变暖正在改变能源资源与环境资源相叠加的自然资源“总格局”;虽然非常规油气资源开发并非是真正的能源革命,美国“页岩油气革命”堪称进入21世纪以来人类在能源领域的最重要革新;日本“可燃冰革命”及海洋能源开发的前景未明。

(9)日本能源安全既面临风险,又面临机遇,而且风险之中蕴含机遇,机遇之中蕴含风险。“春江水暖鸭先知”,日本作为一个资源小国和当今世界第三经济大国,是最先感受到能源瓶颈压力的国家,其能源安全问题在一定意义上可以说是世界能源安全问题的序曲和缩影。

(10)今后日本会逐步恢复一部分核电机组的运行,但在发展核电方面会更加谨慎稳健,并大力出口日本的核电设备,积极加入有关先进核电技术的国际合作开发活动。

(11)日本正在积极开展能源外交,实现能源来源多元化;在一次能源结构中增大天然气的比重;大力发展可再生能源和节能。

(12)当前日本政府错误的周边外交政策将成为日本能源安全最大潜在风险,安倍晋三首相采取与强大的中国为敌的鹰派民族主义政策,终将给日本惹祸,首当其冲的祸害对象就是日本的能源安全。

本书对日本能源安全与科技发展的关系的探讨,有以下五个特点:(1)将日本的能源问题置于世界能源形势的大背景下来讨论;(2)着重讨论现实问题,同时尽量厘清历史脉络;(3)注意能源问题与环境问题之间的“孪生兄弟”般的密切关联;(4)在讨论能源问题的历史与现实过程中注意科学技术知识的普及,增强本书内容对文科及非能源专业读者的通俗性和可读性;(5)带着有关中国能源发展与安全的问题意识,通过对日本乃至世界能源安全问题的讨论,提炼出有关中国的能源安全与环境安全的若干思考与启示。

本研究报告的学术价值和实践意义是:(1)探讨“共建共享安全”参见2014年5月21日习近平主席在亚洲相互协作与信任措施会议第四次峰会上的讲话:“中国将同各方一道,积极倡导共同、综合、合作、可持续的亚洲安全观,搭建地区安全和合作新架构,努力走出一条共建、共享、共赢的亚洲安全之路。”语境下的能源安全问题,其基本观点是:能源安全应是国际公共品,需要依靠世界各国相互合作,共同创造;也理应由世界各国相互协调,共同享用;国家的能源安全与世界的能源安全相互影响,密切关联。但是,由于能源产品被视为政治产品、战略产品,其中特别是石油被视为“战争的燃料”(目前的坦克、军机、非核动力军舰等武器装备都需要用石油作燃料),因此能源安全成为传统安全与非传统安全相交织的一个特殊的安全领域。尽管如此,进入21世纪以来,能源安全“共建共享共赢”性日益增强。(2)从能源安全与环境安全这两个密切关联的安全领域看,为了实现“共建共享安全”的“全球治理”应该是一种多层次、立体化的治理,至少包括从社区或乡镇到中等城市或县城、到大城市或省区(自治区)、到国家或国家组织、最后到全球或全人类的诸多层次。(3)在国家层面,应正视当今时代国家安全问题日益从传统的政治、外交、军事等传统安全领域拓展到金融、财政、网络、环境污染、毒品、恐怖主义、重大传染病、天灾、社会稳定等非传统安全领域,而且不同的安全问题和安全领域相互关联、相互耦合,因此,需要从国家战略顶层设计的高度,综合全面地应对能源安全等各种安全问题,并将各领域、各部门的力量和资源进行整合与协调,以提升决策的水平和层级。2013年11月中国决定设立国家安全委员会正是新安全观、综合安全观、科学安全观、总体国家安全观的一个具体体现和实际举措。(4)中国的能源安全战略应该围绕既确保能源供应安全,又确保减少二氧化碳等温室气体排放的要求这“两条线”来展开:营造稳定和谐的周边环境,确保我国的能源运输安全;正视世界能源格局变化,推进能源资源进口来源的多元化;积极发展中美新型大国关系,加强中美能源合作;大力开发我国的非常规油气资源,仔细清理非常规油气资源的“菜单”(包括煤层气、致密气、页岩气),先易后难,稳步推进;积极发展可再生能源,特别是风力发电、太阳光发电、太阳热发电等;将煤炭清洁高效利用作为确保我国能源安全的核心,要积极推进煤炭清洁高效利用技术;在现阶段以第三代核电反应堆为主流,继续推进具有“零排放”特点的核电事业的发展,积极研发第四代核电反应堆。

三 关于我国能源安全的几点思考

通过研讨世界能源形势变化背景下的日本能源安全问题,也激发了笔者对我国能源安全问题的若干思考。

(一)中国应关注日本能源战略的“再平衡”

受到福岛核泄漏问题困扰的日本因应美国页岩气革命等国际能源形势的新变化,在能源战略上正在进行重大调整,或可称之为能源战略的“再平衡”,颇值得我们关注。

第一个“再平衡”表现为进一步从生产者向进口者倾斜。明治维新以来,日本工业化主要依靠国产煤炭和水力发电。20世纪60年代日本迅速从煤炭转向从中东进口石油,成为化石能源几乎全都要依赖进口的“能源进口国”,1973年日本的能源自给率仅为9.2%。在此背景下,日本积极发展核电事业,使作为“准国产能源”的核电占总发电量的比重提升至大约三成,使日本的能源自给率在2010年上升至19.9%,在一定程度上加强了兼有“能源进口国”和“能源生产国”的角色。然而,2011年3月福岛核电站事故发生后,日本在其后三年多时间里几乎全部中止了所拥有的50多座核电反应堆的运行,使日本的能源自给率在2012年骤降至6.0%,从而不得不大幅增加天然气、石油、煤炭的进口,由于日本核电重启的进程很慢(福岛核事故发生已经三年多,日本民众依然对核电站的安全问题心存担忧,很多人认为日本是地震、海啸、火山多发国,不适合发展核电),日本海域的可燃冰、海洋能等新能源的崛起前景未明,因此,经过2011年3·11大地震,日本在相当长时期不得不恢复“能源进口者”的角色。

第二是能源结构进一步向天然气倾斜。在福岛核事故发生之前,日本已是世界最大的液化天然气进口国。福岛核事故发生后,日本天然气进口进一步增加。日本将天然气作为进口能源的首选,日本计划在2020年度开始运转30座天然气火力发电站,而同年度开始运转的煤炭火力发电站仅3座。

多年以来,亚洲国家支付的液化天然气价格总是要比世界其他地区高(即所谓“亚洲溢价”),而随着2014年夏季以来原油价格暴跌,与油价挂钩的亚洲的液化天然气交割价格也从2014年3月的每百万英热单位(million British thermal units)“英热单位”是英、美等国采用的一种计算热量的单位,简记作Btu。它等于1磅纯水温度升高1°F(1°F=5/9℃温度差)所需的热量。最早的测试温度选取在39.2°F(相当于4℃),因为此时水的密度最大。后来较常用的有60°F英热单位和平均英热单位。60°F英热单位定义为:在1大气压的定压条件下,1磅纯水的温度由59.5°F上升到60.5°F所需的热量。20美元(此为日本价格,相当于欧洲价格的两倍)降至2015年3月的7美元,《美媒:亚洲天然气价格暴跌》(http://news.cnpc.com.cn/epaper/sysb/20150227/0103246004.htm)。天然气价格下降对于日本、中国、印度等亚洲国家加大“相对清洁的化石能源”天然气在一次能源结构中的比重显然十分有利。

第三是随着美国“页岩气革命”的兴起和美洲油气资源新轴心崛起,日本进口油气的来源将可能越来越从中东向北美和澳洲倾斜,其能源运输的重点途径逐渐向“太平洋航线”倾斜。这对日本确保油气资源的来源安全和运输安全都十分有利。目前日本仍高度依赖中东石油,2012年日本来自中东的石油进口占石油进口总量的74.9%,而2011年该数字是87%。由于中东局势不稳,石油价格高企和波动,对日本能源安全构成很大威胁。随着美国页岩气的大量开发,美国的天然气价格大幅下降,比目前亚洲进口天然气价格低得多。日本已与美国达成在2017年进口美国天然气的协议。今后,日本在继续利用从中东经马六甲海峡、中国南海至日本的“南方能源运输线”的同时,会更加重视利用“太平洋能源运输线”并确保其航行安全。

因美洲油气能源轴心崛起而日益增强的新能源供需网络,将使日、美、澳等国更紧密地捆绑在一起,加大共同防范中国海军对太平洋能源运输线所谓“威胁”的力度,加大阻止中国海军突破第一、第二岛链,走向太平洋深蓝海域的力度。日美两国正把钓鱼岛及其周边海域作为阻止中国海军走向太平洋的一个战略要冲,越来越明确其联手制华的立场,给我维权的正当行动造成更大压力。然而,中国为满足日益增长的能源需求,同样要同美、澳进行能源合作。日本应认识到,太平洋能源运输线应是中、日、美、澳等国共同的海上运输线,中国是太平洋能源运输线安全的“维护者”而非“挑战者”,美国无须为中日钓鱼岛争端为日本火中取栗,也无须担心中国海军走向深蓝意味着挑战其西太平洋霸权。

(二)福岛核事故教训对我国的启示

福岛核事故是已有先兆的危机,是偶然中的必然,存在一系列教训,其中值得我们重视的主要教训有:

第一,要树立正确的“核电安全观”。第二次世界大战后日本民众有着强烈反核情绪。当时美国出于全球战略需要扶植日本经济和推动日本核电发展,与日本一些利益集团共同在日本大力宣传和平利用核能如何的“美好”和“安全”,甚至把核电安全性说到极致和绝对的程度,让很多人相信核电“绝对安全”的神话。然而,核电安全是动态过程,真正的核电安全只有通过与不安全因素做持久的、常备不懈的斗争才能实现。在日本发展核电事业的过程中,核电“绝对安全”神话导致相关部门未能正视核电站运行中的种种安全问题,面对已经浮现的安全问题采取“睁一只眼闭一只眼”、“大事化小,小事化了”的错误做法,而且核电企业经营者往往担心如一有小事就发布消息,会引起附近居民惊慌,使自己陷入疲于增信释疑的状态,或影响到年检,为此往往倾向于采取隐瞒手段。但如果只顾隐瞒而不思改进,则会“积小弊酿大祸”。事实上福岛第一核电站曾发生过多起安全事故,但东京电力公司选择隐瞒“消灾”,固守“绝对安全”神话,最终酿成大灾难。

第二,必须防止企业在核电站建设和运行中为节约成本而牺牲安全利益。比如,在核电站选址过程中,要对所在地的地质结构、发生自然灾害的历史记录进行充分而细致的调研。此次福岛核事故的一个重要教训就是对历史上已发生过大海啸的史实记录调查不够。再比如,1997年日本东海村核事故之所以发生,主要原因是东海村核燃料处理厂为降低成本而采用了沥青固化法,而不是世界通用的水泥固化法,结果导致起火爆炸。

第三,要加强对核电生产安全的监督管理,采用一元化管理体制。在日本,50多台核电机组分散于包括九大电力公司和日本核能发电公司在内的10家“业主”手里,导致核电技术力量分散,不利于统一的专业化管理,尤其是在九大电力公司里,核电仅仅是与火电、水电等其他常规电力生产并列的一个下属部门,未能对核电有别于其他常规电力生产的特殊性(尤其是对安全性的特殊要求)给予充分重视。与之对比,法国的核电“业主”只有一家,即法国电力公司,50多台核电机组都归一家公司运行,其一元化管理体制在应对安全问题和“备战”事故上明显优于日本的分散化管理体制。此外,法国政府早在2005年设立“事故后指挥委员会”,一旦确认有放射性物质泄漏,立即取代法国电力公司,与军队及各相关部门合作,实施一元化的危机管理。

当前,我国的核电产业正在朝向“多业主”的方向发展,这会不会导致重蹈日本因为多业主运营体制导致核电技术力量分散的覆辙?从核电安全的角度考虑,如果各家业主分散地各自运营几台核电机组,相互之间由于市场竞争关系又难以彼此沟通和共享技术,那又如何形成集中核电技术力量的优势?与此同时,对于大型能源企业来说,由于核电业务规模小,很可能成为与其他常规电力生产并列的一个下属部门,“核”的特殊性就难以得到体现。目前我国已经出现核电“多业主”的情况,还有更多的电力公司要求参股核电,甚至要控股。由于中国的民用核电事业起步较晚,核电人才无论在数量上还是质量上并不雄厚和充裕,如果过多的电力公司都要做核电,势必导致核电技术力量更加分散,加上中国的核电设备被称为“万国牌”,有美国、法国、加拿大、俄罗斯,虽然也有自主研发,但核电设备的关键部件仍需从国外进口,至今围绕核电技术还争论不休,这种现状对我国确保核电安全显然不利。

第四,尽管我国迄今保持着良好的核电安全记录,但有关核电安全监管的法律法规的制定、体制机构的建设、监管队伍的规模与能力还不能够跟上核电迅速发展的步伐,有关专家已经发出了“中国核电亟须加快监管体系及能力建设”的警告。洪涛:《中国核电亟须加快监管体系及能力建设》(http://www.cet.com.cn/ycpd/sdyd/1341590.shtml)。我们应该重视日本在核电监管方面的一个失败教训,即负有监督责任的官员与接受监督的民间企业之间在人事和利益关系上未能严格“划清界限”,例如在日本普遍存在着政府官员退休后“下凡”到民间企业任职的现象,核电领域也不例外。据2011年调查,近50年来从通产省“下凡”到日本各大电力公司的退休官员达68人之多。由于相关省厅与民间企业之间存在密切的人事“交易”,形成共同利益集团,导致政府有关部门对核电安全的监督往往采取“放一马”的庇护态度。有日本学者指出“从本质上说,日本的核安全监管体系已经名存实亡。监管者假装在监管,核能企业假装受到了监管”,从而形成了监管的“空洞化”。

(三)中国“去煤炭化”任重道远

中国的能源需求迅速增长,特别是煤炭消费量在2013年达36.7亿吨,占全世界煤炭消费量的一半左右。http://www.coal.jogmec.go.jp/result/docs/140619_ 06.pdf.与此同时,随着中国煤炭消费迅速增长,中国从国外进口煤炭从2001年的218万吨增加到2012年的2.8亿吨,11年间进口量增加了约130倍!

在中国煤炭消费与煤炭进口迅猛增长的形势下,英国《金融时报》发表文章认为:“要把握世界能源市场今后20年的发展趋势,必须以中国为出发点。”并提问:“中国会不会为了让城市拥有干净的空气,放弃使用煤炭(这是一个引发激烈政治争论的话题)? ”无独有偶,美国《时代》周刊网站也在2014年9月中旬载文称:“中国经济增长‘去煤炭化’恐怕已经开启”, “一个很大的原因是,中国今年早些时候宣布‘向污染宣战’。”看来,中国是否会“去煤炭”或“弃煤炭”,成了一些关心能源与环境问题的国外人士所关注的话题。

“减煤”不仅是减少燃煤造成的污染的需要,从中长期看也是适应大规模开采导致优质煤炭资源逐年减少、煤炭资源开发条件日益变差、煤炭调运形势日趋紧张的“新常态”的需要。

什么是“煤炭化”?笔者不揣冒昧地下一个“定义”:其一是在能源使用上过于依赖煤炭;其二是为大量消费煤炭所导致的环境污染所困扰。

统计显示,在主要污染物排放中,燃煤排放的二氧化硫(SO2)占90%,氮氧化物(NOx氮氧化物是一氧化氮、二氧化氮等多种化合物的混合物,称为“硝烟”,具有毒性,它的危害性已超过碳和二氧化硫的排放,在我国东部地区已成为PM2.5大气污染致霾的主因,而且,号称为比煤、石油更清洁的化学能源——天然气的氮氧化物的排放相当于石油的三成至五成,这是在改煤发电、油发电为天然气发电时,必须注意的环境问题。占75%,总悬浮颗粒物占60%;煤炭的污染物排放是中国PM2.5的主要来源,也是引发气候变化的主要温室气体排放源,其中的二氧化硫溶于水而形成的亚硫酸是酸雨的主要成分,为此,国际能源署要求中国在2035年之前将燃煤发电产生的二氧化碳减少80%;在京津冀、长江三角洲和珠江三角洲地区,50%—70%的PM2.5来自煤炭燃烧;“煤炭消费总量应在2020年后停止增长”(http://www.nxmy.com/zhzx/30172.htm)。与此同时,每年因为燃煤还要排放数亿吨废渣,重金属超过2万吨,对人体危害很大;采煤需要大量的水,而我国是一个缺水严重的国家,人均淡水资源仅为世界平均水平的1/4、在世界上名列110位,是全球人均水资源最贫乏的国家之一,国际能源署发布的《世界能源展望2012》指出,2035年,中国由能源生产导致的水资源消耗将比2010年增长83%,其中煤炭生产和消费是水资源消耗的主要因素,“Water for energy is energy becoming a thirstier resource? ”http://www.worldenergyoutlook.org/media/weowebsite/2012/WEO_2012_Water_Excerpt.pdf.毋庸讳言,我国的缺水问题与环境问题也密切相关。总之,我们“向污染宣战”的一个重要内容就是向煤炭消费所造成的污染等环境问题宣战。

这意味着“去煤炭化”既是能源资源问题,又是环境污染问题,其内涵理应包括两个方面:其一是减少对煤炭的使用;其二是减少使用煤炭所造成的污染。

目前,中国已开启减少煤炭使用的进程:2013年9月国务院发布的《大气污染防治行动计划》明确规定,到2017年煤炭消费占能源消费的比重要从2013年的70%降到65%以下;京津冀、长三角、珠三角等区域则力争实现煤炭消费总量负增长(为了治理雾霾等)。这意味着减少煤炭使用既是全国性的课题,又是地区性的课题,即特定地区需依据实际需要加大减煤力度。然而应该说2017年的减煤指标65%显然只是一个起点,因为这个数字仍然比世界平均水平高出约28个百分点,估计其后煤炭占比会继续下降。有专家估计到2050年煤炭在中国能源消费中所占比重将降低到50%,或可能更低(由于中国能源消费总量将继续增长,因此煤炭消费比重下降不等于煤炭消费绝对量减少,不仅不会减少,还会继续增长),而清华大学于2014年11月发表的《中国与新气候经济》报告建议,中国的煤炭消费绝对量应在2020年前后停止增长,并尽快实现绝对下降。《中国可实现经济、能源、环境三赢》(http://paper.people.com.cn/zgnyb/html/2014-11/17/content_ 1500616.htm)。

为了减煤,除去继续淘汰煤炭行业和钢铁、建材、化工等用煤行业的过剩、分散和落后的产能之外,一个重要课题就是大力开发利用“非煤能源”发电。目前我国煤电占电力消费的比重高达74%,高出世界平均水平约33个百分点,通过分析国内外“非煤能源”发电的增长趋势,今后中国“非煤能源”发电增长的最有力选项依次是风电、太阳能发电、水电(包括中小水电)、核电等,其中,特别值得提到,当今风电和太阳能等可再生能源迅猛发展的势头如日中天,IEA指出,核电在20世纪50年代中期发迹以来,全球核电业在2010年达到了高峰,发电量达到了375.3吉瓦(GW)(相当于375台大型核电机组),此后几年发电量缓慢下降,到2013年降到371.8GW。与核电的不景气形成鲜明对比的是,风电和太阳能等可再生能源正处在一个飞升的轨迹上,目前全球发展核电的国家总数为31个,而发展风电的国家至少有85个;全球风电装机总量在2013年达到了320GW,2013年全球光伏装机量为140GW,虽然体量还比较小,但增速很快。国际能源署的数据称,在2000年到2013年间,全球核电每年吸引到的投资约为80亿美元,而这期间风电吸引到的年投资为430亿美元,太阳能光伏为370亿美元。核电站的建设周期比风电场、光伏发电要长得多,还要面对复杂的核电安全与核废料处理问题,因此对于民间企业来说发展风电、太阳能发电及太阳热发电要“容易”得多。目前,风力在中国已经成为仅次于煤火力、水力的第三大电力源,预计风力发电成本在2020年可望达到与火力发电匹敌的水平,不过,如何克服“弃风限电”和不少风电企业出现亏损等问题是当务之急。

中国拥有丰富的煤炭资源,其储量仅次于俄罗斯和美国,居世界第三位,在已探明的中国一次能源资源储量中,煤炭占94%,石油和天然气分别仅占5.4%和0.6%。这种情况决定了中国以煤为主的能源结构难以改变,在一次能源结构中“减煤”的速度不可能很快,幅度不可能很大,在今后相当长时期我国一次能源以煤为主、电力生产以煤电为主的结构还将持续,为此,我们不得不面对如何“用好”煤炭的问题,正如美国能源专家阿蒙德·科恩所说:“煤炭对于发展中国家的经济现代化至关重要,在今后30年,发展中国家的大多数能源供应还得仰仗它。”《煤炭或许永远无法被取代》(http://www.cwestc.com/newshtml/2014-7-14/337880.sht-ml)。而在大多数经济合作与发展组织国家,煤炭也还是一个重要的残余角色。煤炭不会消亡,但我们必须开始学着在利用它的同时又不产生大量的二氧化碳,这样的学习过程越快越好。如果我们不这样做,就会带来全球气候变化的巨大风险,而且这种变化很可能无法逆转。克里斯托弗·赫尔曼:《煤炭或许永远无法被取代》,《中国煤炭报》2014年7月14日。

“用好”煤炭包括如何提高利用效率(节煤)和如何做到清洁利用(洁煤),而无论是“节煤”还是“洁煤”都会同时产生减少煤炭污染排放(减排)的效果。在提高煤炭利用效率和煤炭清洁利用方面,除去大力克服对煤炭的粗放、浪费型的利用方式以外,我国电力行业在煤的清洁、高效利用方面取得了迅速进步:燃煤机组的90%实现了脱硫,50%实现了脱硝,100%安装了除尘装置;截至2013年年底,1000兆瓦(MW)700℃超超临界机组已投产62台,跃居世界首位;上海外高桥第三发电厂投产六年来持续保持全球火力发电最低煤耗纪录,以至有国外媒体赞道:“世界上最高效的燃煤发电厂在上海外高桥。”此外,集成煤气化燃气—蒸汽联合循环发电(Integrated Gasification Combined Cycle)是一种可达到近乎“零排放”的洁净煤发电技术,虽然目前来看成本很高,技术难度很大,需要集成(或“集合”、“结合”)煤气化、煤气净化、氢气燃机、燃料电池发电、二氧化碳利用及埋存等多项电力、化工跨界技术,但仍不失为实现煤炭清洁利用的一个重要的努力方向。2014年我国继美国(1984年美国建设了全球第一座10万千瓦(kW)IGCC电站,现已建成两座)、荷兰、西班牙、日本之后,在天津建成了世界第六座IGCC电厂。

尽管我国在煤炭清洁利用领域取得了很大的成绩,同时也需看到我国在该领域的关键部件的设计制造、耐高温材料技术研发等方面,与技术先进国家相比还存在较大差距,此外,还存在着不少发电厂为避免成本上升致使已有的脱硫脱硝装置未能起到应有作用的情况。

近日,国务院正式批复同意《国家应对气候变化规划(2014—2020年)》,提出要确保实现到2020年单位国内生产总值二氧化碳排放比2005年下降40%—45%、非化石能源占一次能源消费的比重达到15%左右。燃煤电厂是我国二氧化碳和大气污染物的一个主要排放源。因此,中国一方面在包括减煤、节煤、洁煤在内的“去煤炭化”方面所作出的巨大努力和卓著实绩体现了中国履行应对气候变化的国际义务的诚意和大国责任心;另一方面,为了推进“去煤炭化”依然需解决不少技术和管理方面的难题,总之,中国的“去煤炭化”依然任重道远。

(四)中国的页岩气开发不应揠苗助长

页岩气是从页岩层中开采出来的非常规天然气资源,具有分布范围广、厚度大、开采寿命长等特点。我国于2009年启动页岩气资源勘查开发,2013年页岩气产量达1.93亿立方米,截至2014年7月底,全国共设置页岩气探矿权54个,面积17万平方公里,钻井400口。

然而,正当我国页岩气生产迈向快车道之际,2014年8月国家能源局将2020年页岩气产量目标从600亿—800亿立方米下调至300亿立方米,对此有些人不断提出质疑:中国的页岩气推定埋藏量高达美国的1.5倍(也有说是两倍),为什么美国能搞“页岩气革命”,中国就不能搞呢,政策制定者是否太保守了呢?是否应该让广大中小企业放手一搏呢?另一种相反的意见则是“即便下调至300亿立方米”也太冒进。

对上述质疑和争论,必须说明的是,我们是否大规模“上马”开采某种能源,并不仅仅取决于“埋藏量”,而主要取决于“能源收支比”。这是一个很好懂的概念,其主要含义就是,你“收”获的某种能源相当于你为收获此能源而“支”出的能源的倍数。比如,你收获的某种能源正好等于你为收获此能源而支出的能源,那么,此时的“能源收支比”恰好等于1。显然,某种能源的“能源收支比”越大,就越意味着“吃小亏占大便宜”,这种能源越值得获取;反之,如果某种能源的“能源收支比”越小,获取这种能源的意义就越小,如果你收获的能源还不如你为此支出的能源多,也就是“能源收支比”小于1,那么这种“收获”更是一种“负能量”。

以石油为例。人们一般总是先找易开采的石油下手,随着易采石油越来越少,人们就转向开采难度大的石油。显然,为获得易采石油所支出的能源(包括为了勘探、钻井和制造相关设备所支出的能源),比获得开采难度大的石油所支出的能源要少,这意味着易采石油的“能源收支比”要高于难采石油。比如,中东地区很多油田是陆地自喷油田,只要把石油钻出来它自己就往外喷,以致所收获的石油高达为钻井等而支出能源的100倍之多,换句话说中东很多地方的石油“能源收支比”高达100,卡塔尔的天然气的“能源收支比”也高达100。至于美国,在20世纪30年代其国内开采的石油和天然气的“能源收支比”也曾高达100,但随着易采油气的减少,不得不寻找开采难度大的油气,到了70年代美国油气的“能源收支比”降到30,在2000年进一步降到11,这意味着传统油气的成本和价格越来越高。正是在这个背景下,美国把目光转向“沉睡”在岩石层下的、不仅不会“自喷”而且要用大量的水去压裂岩石把它“挤”出来的页岩气和页岩油。显然,页岩油气属于开采难度特大的油气,是用常规办法无法开采的“非常规”油气,然而随着水压裂和水平钻井这两项关键技术的进步,美国有效地降低了页岩气开发成本,使页岩气的“能源收支比”达到30,大大高出常规油气的11。于是在美国掀起了开发页岩气热潮,页岩气产量从2000年的122亿立方米增加到2011年的1800亿立方米;页岩气产量占美国天然气产量的比例从2000年的1%跃升至2012年的约25%,有专家认为“美国的‘页岩气革命’堪称进入21世纪以来人类在能源领域最重要的革新”, “一百年来石油工业最重大的事件”。

美国掀起页岩气革命后,包括中国在内,凡有页岩气埋藏的其他国家也纷纷试图“复制”页岩气革命,但大都没有成功,以致直到2014年6月,美国和加拿大开采页岩气的钻井达14万口,而北美以外的钻井总共不到800口;全世界页岩气生产量的99.9%集中在北美,特别是美国。而美国之所以能在页岩气开发领域独占鳌头,首先得益于遍布全国的天然气管道网,包括仿佛人体动脉与静脉那样的、横跨各州的主干网和渗透到各州的毛细血管一般的支线网,不管开采者(大多是中小企业)在美国何处开采页岩气,都能顺利地进入密如蛛网的油气输送管道。有专家估计,美国拥有约48万公里、可绕地球12周的油气管道网,而我国只有约4万公里,仅相当于美国的1/10。美国的页岩气开发还得益于拥有大片平坦的土地,页岩气的储层厚,埋深浅,多数气田埋深只有1000—200米,完钻时间仅需一周左右;而中国页岩气主要产地的页岩气埋深普遍在2600—3000米,储层厚度仅几十米,打一口井需三个月左右,综合下来中国开采成本大约是美国的4—5倍,这意味着中国页岩气的能源收支比估计还不到10,远远低于传统油气的18(2006年世界平均水平),而且中国的页岩气开采成本很可能居高不下,因为要建设能给数以万计的钻井提供输送之便的、如同毛细血管那样的管道网,显然不是几年乃至十几年能够实现的;至于页岩气埋深大、地质状况复杂,更是一个人为无法改变的“刚性”难题;再有就是开采页岩气引起的缺水和环境污染问题会比美国更严重。总之,中国不宜急于“复制”美国的“页岩气革命”,不宜过多地用财政手段去“揠苗助长”。

2014年10月,美国碳处理研究所发表题为《钻得更深》的研究报告预测,美国“两个最大的页岩地带(巴肯和伊格尔福德产区)的产量将不到美国能源信息局过于乐观和不切实际的预测值的10%”,美国“七个最大地带的页岩气产量也可能在2020年前达到峰值”。国际能源署也预计美国页岩油田的产油量将在21世纪20年代的最初几年达到峰值。尽管人们可以怀疑这些预测的准确性有多大,但它至少提醒人们:页岩油气与普通的石油、天然气一样,都是有限的,因为页岩油气与普通的石油、天然气等化石能源“本是同根生”,在本质上没有区别,都是远古时代动植物体在地下演化而成的,是亿万年积累起来的“存量”,必然是“用一点少一点”,不会再生了,最终也难逃走向枯竭之路。

还需提到,美国开采页岩气的经验表明,“与能够长期维持相对稳定产量的普通油井不同,页岩油井和页岩气井会在最初数年内经历产量井喷,随后就是产量锐减”。有专家估计,平均而言,页岩油井在三年内的递减率为60%—91%,远高于普通油井5%的平均递减率,为此,油气公司为了保持产量稳定,不得不进行“疯狂的钻探”,致使北美的页岩气井在2014年达到14万口,如此“井海战术”对当地环境造成的负面影响也不容低估。

总之,无论是“页岩气革命”还是“页岩油革命”,都不是在能源开发和利用方式上真正实现突破的能源革命,历史上人类曾经历了一次重大的能源革命,这就是煤炭、石油等化石能源的开发和利用,虽然那次能源革命给人类带来了工业文明,亦即“近两个半世纪的产业文明是建筑在碳氢化合物(化石能源)的基础上的”,以致如今化石能源占世界能源消费的比例高达80%以上。然而,随着煤炭、石油、天然气等的不断开发,其有限性越来越暴露无遗,其中石油或可能在五六十年内达到峰值后转而减少直至耗尽;与此同时,以大量消耗化石能源为特征的人类活动导致二氧化碳等温室气体排放不断增加,引起了被2014年11月12日发表的《中美气候变化联合声明》称作“人类面临的最大威胁”的全球气候变化的加速和全球环境危机的加剧,人类社会与自然系统之间的矛盾斗争性日益上升和突出。因此,多年来世界上能源革命的呼声日渐高涨,而真正的能源革命就是“革化石能源的命”,包括开发取之不尽的可再生能源(风能、生物质能、海洋能等)来取代“取之有尽”的化石能源;开发“清洁”的、在使用过程中基本上不排放二氧化碳等温室气体和其他污染物的可再生能源来取代排放温室气体、PM2.5及其他污染物之“罪魁祸首”的煤、石油等化石能源,通过能源革命推动人类从“工业文明”时代走向“生态文明”时代。

从这个意义上看,页岩油气的开发与利用,仅仅是起到了在一定程度上“延伸”化石能源可被人类利用的“寿命”,在影响和污染自然环境方面与化石能源基本上并无二致(虽然煤炭、石油和天然气影响环境的程度有所差别)。有专家认为,化石能源生产和消费导致地球环境恶化的问题比化石能源本身将会枯竭的问题更为严重,因为在化石能源彻底耗尽之前,地球很可能已经成为不再适合人类居住的地方。鉴于以上理由,完全可以认为美国的“页岩气革命”并非是真正的能源革命。我国的能源政策应该理性地审慎地推进页岩气开发,同时进一步加大推动真正的能源革命的力度,尽快排除各种影响可再生能源发展的技术、管理和体制等方面的阻碍,大幅加大发展风能、太阳能、生物质能等可再生能源和智能电网的力度,而不应对“复制”美国的“页岩油、气革命”持有不切实际的过高期待。

(五)环境问题正全面弱化中国

当前中国的大气、水、土壤的污染和温室气体排放问题在很大程度上是因为中国的能源问题引起的,比如一次能源结构中煤的比重过高、节能与煤的清洁利用进展缓慢、多种耗能产业产能过剩和能源利用效率低下、可再生能源虽发展迅速但依然远远不能在质与量(比如人均可再生能源发电量)两方面满足方兴未艾的全球能源革命的要求等,特别是中国北方乃至长三角、珠三角等地雾霾的频频发生与上述能源问题存在着明显的因果关系,为此,全面地评估和认识环境问题的严重危害,将可能有力地推升相关部门和企业增强对能源问题的重视,用环境问题“倒逼”能源问题的缓解和解决。

2013年12月中国中东部发生重度雾霾事件,雾霾污染几乎涉及中东部所有地区,至今依然令人心有余悸。而在2014年入秋时节,人们刚刚享受了一段秋高气爽的日子,又遇上空气有些呛鼻的雾霾天,有媒体甚至发出“环境亡国”警告,这显然是言过其实,但不能否认空气、水、土的污染以及食品安全2010年5月,第28届“首尔国际食品产业大展”在韩国高阳市举行,占据60多个展位的中国展区尽管规模最大,展示了各式各样的中国食品,可是众多排列整齐的展牌“CHINA”下面是一片寂寞的“无人区”,连日来几乎无人问津,与参观人群熙熙攘攘、洽谈客商络绎不绝的日本及美国等邻近展区形成了鲜明的对比,反映了素有“吃在中国”之称的中国食品的安全问题已发展到“(不好的)名声在外”了(http://www.360doc.com/content/11/0512/15/4082929_ 116201104.shtml)。等问题,在中国确已发展到十分严重的程度。虽然中国的GDP已列居世界第二,中国在军事等方面日趋强大,但中国的官吏腐败、贫富差距扩大、国民素质不够高等问题也令人担忧,而“令人担忧”之最,当属环境污染问题了。现在,中国有很多人对“中国已经强大”充满自信,但中国其实是一个“强弱不均”的国家,而中国最大的弱项就是“环境”,中国可以说是一个“环境弱国”。

“环境弱国”这个说法有两层意思,其一是中国的生态环境已经十分脆弱,例如2013年我国74个城市中仅有3个城市空气质量达标;环保部2014年春季发表报告称,全国19.4%的耕地污染物超标(这直接影响到食品安全);国土资源部2013年调研发现,中国近60%地下水质“较差”或“极差”,中国的“环境承载能力已达到或接近上限”,《中央经济工作会议:环境承载能力已达或接近上限》(http://www.chinadaily.com.cn/hqcj/xfly/2014-12-11/content_12880808.html)。雾霾等环境污染与广大人民对健康的生存环境的需要之间的矛盾已经成为当今中国最为突出的内部矛盾,也可以说是中国社会主义社会的基本矛盾——人民日益增长的物质文化需要同落后的社会生产力之间的矛盾的“升级版”。

其二是环境问题正在起到全面“弱化”中国的作用,在这里,一个“弱”字从形容词变成了动词。笔者在这里侧重举出环境问题“弱化”中国的五个方面:

第一,环境问题在“弱化”中国的经济发展。关于环境污染对我国GDP的影响有各种计算,笔者认为比较客观的计算是2007年3月综合世界银行、中科院和环保总局测算得出的结果:我国每年因环境污染造成的损失占GDP的10%左右。中国的环境污染问题也使一些很想到中国来投资的外国企业和很想到中国来旅游的外国游客踌躇不决甚至裹足不前。以旅游为例,2014年1月至7月,中国赴日本旅游的人数比2013年增加了40%以上,接近于2013年全年人数的水准并在赴日旅游的外国人中位居首位,然而,日本赴华旅游人数却依然在下降,这虽然在一定程度上与日本舆论所制造的对华关系氛围比较严峻有关,恐怕更主要的原因在于日本人对中国环境污染特别是雾霾天气的担忧。

第二,环境问题在“弱化”中国的科技实力和财富积累。现在,有很多科技人才因为国内环境污染、食品安全以及子女教育和健康问题而移民到国外,对中国科技发展造成隐性的不可估量的损失。又据报道,近年来每四位成功拿到美国投资移民签证的人当中,就有三位是中国公民;2013年底发布的胡润报告将近年来中国对外移民浪潮称作“中国现代史上第三次大规模海外移民”,并指出“富人和受过良好教育的精英,是移民主力军”;还有很多中国富人为获得美国绿卡,向美国旧金山贫民社区投资,帮助当地脱贫。

邓小平在世时说让一部分人先富起来然后带动其他人致富,然而,现在“先富起来”的中国人却在带动“其他的”美国人致富。笔者以为这很可能主要不是因为他们在发扬“国际主义”精神,因为不少“富人”朋友亲口对笔者说,他们之所以移民是因为国内的“环境太脏”,特别是担心子女的健康成长会受到影响。

第三,最重要的是环境问题在“弱化”中国人的身体健康。据世界卫生组织(WHO)的统计,中国的肺癌、胃癌、肝癌、食道癌的患者和死亡人数分别占世界的30%、40%、50%、50%,这个比例大大超过中国人口占世界人口的比例19%,而其主要原因在于大气和水的污染日趋严重。

第四,环境问题严重损害了中国的国家形象甚至累及中国外交。环境问题既是全球性的问题,也是地区性的问题,特别是近邻国家的空气污染、核电事故的放射性物质会相互影响。如日本福岛核事故的放射性物质排入海洋引起周边国家甚至远在大洋彼岸的美国的担心,而中国的雾霾也让韩、日等国将本国出现的空气污染归咎于中国,连远在大洋彼岸的美国,也认为中国的雾霾“漂洋过海”,荼毒美国。在2013年12月中国中东部发生重度雾霾期间,美国环保局局长吉娜·麦卡锡表示,“中国的空气污染不仅影响到中国,而且危害到美国和其他国家”。韩国KBS电视台称,“中国的雾霾可以称作‘人类历史上最严重的大气污染’”中国工程院院士杜祥宛指出:“中国80%的人口居住在爱辉—腾冲线以东的国土上,东部的土地面积约为全球陆地总面积的不到1/30,我们在这块土地上每年消耗全球煤炭的40%,即在东部的单位国土面积上消耗的煤炭(可称为‘煤耗空间密度’)是全球平均值的12倍。如果单独计算京津冀地区的数据,则更为严重。仅以‘煤耗空间密度’为例,它又是我国东部地区平均值的2.5倍,是全球平均值的30倍之多!我国东部的雾霾成为世界之最,不是很容易理解的吗?”。恰好在这次发生重度雾霾的一个月前,北京和张家口正式申办2022年冬奥会,不久就有外国媒体以雾霾为由,认为北京没有资格申办冬奥会。2014年2月下旬访问中国的瑞典外交大臣卡尔·比尔特遭遇了中国北方连日的严重雾霾,在微博上发文称:雾霾“让人觉得很不舒服而且对身体有害”。媒体评说雾霾不仅让来访的外国客人不舒服,看不清中国人和美景,也会影响到他们的访华行程和最后的成果。北京严重的大气污染还让一些西方国家驻北京的外交官们对于自己的健康感到忧心忡忡,致使一些国家的驻京使馆不得不给工作人员发“雾霾补贴”进行安抚。空气污染还增加了招聘外国专家和科技人才的难度,严重损害了中国对外国专家和科技人才的吸引力。

第五,环境问题“弱化”中国作为大国的竞争力。美国著名记者托马斯·弗里德曼指出:“未来强国国力竞争将集中在四个方面:教育、基础设施、法制程度和环境”,现在中国的环境问题远比美国严重,水、空气质量、土地资源等都因经济粗放发展遭受很大破坏。正如隗静指出:“未来大国竞争,拼的是环保。”隗静:《未来大国竞争,拼的是环保》(http://news.21cn.com/today/topic/2010/11/23/7959833.shtml)。与此同时,如果客观地、实事求是地对照中美两国的实际国情、人口年龄结构(中国是全球唯一“未富先老”国家,而美国却是唯一没有出现人口老龄化的发达国家)、自然环境和资源条件以及对科技人才的吸引力,中国的GDP何时“超美”其实不容乐观。

如今,环境问题已经引起中国政府和人民的高度重视,中国决不当“环境弱国”,更不可能走向所谓“环境亡国”的不归路,相反,中国正在用实际行动积极描绘“蓝天白云”的美好前景,把改善环境作为建设社会主义现代化的富强中国的“必修课”。

首先,当今中国政府高度重视环境保护,将环境保护纳入国民经济与社会发展计划和年度计划;已经在重要生态功能区、陆地和海洋生态环境敏感区、脆弱区等区域划定了约占全国国土面积20%的“生态红线”,对那些不顾生态环境盲目决策、造成严重后果的官员将严厉追究其责任而且“终身追究”,把保护生态环境“跟官帽挂钩”,要“铁腕执法,铁面问责”。

中国政府高度重视并具体部署对雾霾等大气污染的治理,强调“以雾霾频发的特大城市和区域为重点”、“抓住能源结构、尾气排放和扬尘等关键环节”;中国正在通过增加核电(当前我国正在运行的核电机组已有15台,在建26台)、天然气、可再生能源在一次能源结构中的比重(2013年中国可再生能源新电厂的装机容量首次超过化石燃料发电厂),积极推进能源多元化,同时大力开展煤的清洁利用,建成了数座具有示范效应的“近零排放”的煤火力发电厂。

其次,中国的环境问题不是孤立的,也是全球环境问题的一个组成部分。比如,发生在中国的极端天气、极端干旱等问题来源于全球气候变暖,而气候变暖是全人类面临的课题。联合国的政府间气候变化专门委员会(IPCC)在2014年10月就气候变暖问题发出严厉警告称,“如果继续以目前的速度排放温室气体,海平面将上升82厘米,全球部分地区将遭遇洪水和干旱等极端天气,这可能会导致粮食和水的短缺,贫困现象会恶化,越来越多的人背井离乡,还可能爆发冲突”。美国国防部在2014年10月公布的报告称,气候变化“对国家安全构成迫在眉睫的危险”, “可能加剧全球动荡、饥荒、贫困和冲突等挑战”。

作为一个负责任的大国,中国政府签署了《气候变化框架条约》等多项有关环保的国际公约,不断加强同世界各国、地区和国际组织在环保领域的合作,2014年7月,中美双方在战略对话框架下举行了气候变化政策对话,签署了绿色合作伙伴结对计划,可以相信中美在环保领域的合作会日益加强和扩大,对缓解包括中国在内的世界各国的环境问题发挥积极作用。

最后,中国正在努力唤醒全民的环保意识,大力发展环保产业。越来越多的民众积极参加到维护生态环境的活动中来。与此同时,中国的环保产业正在迅速发展,到2015年中国节能环保产业总产值将达到4.5万亿元,年均增长将超过15%。中国强力推进节能减排,加快污染治理,必将产生巨大的节能环保产业市场,不仅给中国,也将会给世界各国和地区的企业带来商机。可以相信,中国政府和人民一定能够将保护生态环境的“战斗”进行到底!

(六)使“亚洲巨型智能电网”成为“一带一路”战略的重要项目

2010年3月23日,日本前首相鸠山由纪夫与时任中国国家副主席习近平进行会谈时说:“在太阳能和风力等自然能源利用方面,日中两国间能够进行的合作项目应该很多”,指出通过能源合作可以实现其任职日本首相时倡导的“东亚共同体”。

在那次会谈中,软银公司社长孙正义办公室室长嶋聪也参加了。实际上,鸠山的发言也是基于孙正义的“亚洲巨型智能电网”构想展开的。据相关人士表示,习近平对该构想给予了一定的肯定。为此,嶋聪4月末再次访问中国,就构想的具体化与中国政府相关官员进行了多次磋商。http://smartgrids.ofweek.com/2012_ 05/ART-290017-8420-2861355_2.html.

智能电网(smart grid)就是智能化的电网,它利用智能测量技术等通信、控制功能,可实现包括防止停电、调整输电以及实施多种多样的电力合同、削减人工费等功能,可容许太阳能、风能等各种不同发电形式的接入,启动电力市场及资产的优化高效运行,因而它是“能够使高效率、高品质、高可靠性的电力供应系统成为可能的新型的、高度化的电力技术”。http://www.nedo.go.jp/content/100107277.pdf.孙正义的构想就是在戈壁大沙漠建设太阳热、太阳能和风力发电设施,将所发出的电力输送到中国、韩国,进而送抵日本。由于核电虽然在运行过程中具有“零排放”(温室气体)的特点,但仍然存在诸如核电安全性、放射性废弃物处理等难以解决的问题(2011年3·11大地震后的福岛核电站事故正反映了核电的局限性),而孙正义认为他的这个计划是既能“脱离核电”,又可减少碳排放的有效措施。根据这一宏大构想,在戈壁沙漠利用太阳能、风能等可再生能源,在一年间发出的电力相当于2000台百万千瓦级核电机组,通过智能电网从戈壁沙漠依次送往中国、韩国、日本,进而扩展到泰国、新加坡和印度等国,总输送距离将达到3.6万公里。孙正义称“欧洲一体化进程中,在煤炭和钢铁领域的合作已经展开。日、中、韩三国今后也应该通过相互间的电力调度推进一体化”。

据报道:“中国领导层似乎认为这是富有魅力的构想。中国领导层正在倾尽全力克服有可能制约今后中国经济发展的若干问题。也就是电力、能源资源、粮食和水等日趋短缺的问题。其中最为严重的是电力短缺问题。孙正义在3月迈出了实现其宏大构想的第一步。软银公司与韩国电力公司(KEPCO)等公司合作,就在戈壁沙漠推进风力发电的开发达成协议,并计划近期将开始调研附近适合风力发电的场所等。……然而,正因为构想宏大,目前无法解决的问题依然堆积如山。最大的问题是日本在地缘政治上的缺陷。从戈壁沙漠将电力输送到日本,必须经过中国或俄罗斯。日本和中、俄的关系一旦恶化,中、俄就有可能单方面停止对日本的输电。”http://smartgrids.ofweek.com/2012_ 05/ART-290017-8420-2861355_2.html.

孙正义的构想可以说是亚洲版“DESERTEC计划”,所谓“DESERTEC计划”是指2009年在众多公司财团参与和多国政府的支持下启动的一项连接欧洲和中东、北非地区的宏大的太阳能开发利用计划,该计划的倡导者认为,利用中东和北非沙漠地区的太阳能不仅可满足该地区淡化海水之急需,而且可满足该地区迅速增长的能源需求的2/3,还可通过输电线将电力输往欧洲,满足欧洲能源需求的15%。然而,由于相关各国政府和企业的意见分歧,加上近几年来北非地区政治形势动荡,导致这项雄心勃勃的计划遭到挫折,无望实现。现在,我们如果能够将欧洲国家未能实现的DE-SERTEC项目“亚洲版”拿到亚洲地区付诸实现,纳入中国的“一带一路”战略,岂不是给亚洲争了一大口气?

(七)“新一轮科技革命”将为能源安全注入巨大“正能量”

2014年6月3日,习近平主席在出席2014年国际工程科技大会并发表题为《让工程科技造福人类、创造未来》的主旨演讲中指出:“信息技术、生物技术、新能源技术、新材料技术等交叉融合正在引发新一轮科技革命和产业变革。这将给人类社会发展带来新的机遇。”2014年6月9日习主席在中国科学院第十七次院士大会、中国工程院第十二次院士大会上的讲话中又一次指出:“进入21世纪以来,新一轮科技革命和产业变革正在孕育兴起,全球科技创新呈现出新的发展态势和特征。”2014年11月19日,习近平主席在致首届世界互联网大会的贺词中再次指出:“以信息技术为核心的新一轮科技革命正在孕育兴起。”在2014年习主席至少三次提到“新一轮科技革命”,那么,什么是“新一轮科技革命”呢?

从“新一轮科技革命”的主要表现看,首先是在信息技术领域,作为20世纪最重大科技发明之一的互联网,正日益成为创新驱动发展的先导力量。目前,拥有30亿用户的互联网真正让世界变成了地球村,实现了网络互联、信息互通。而在互联网的基础上出现的云计算和大数据技术,不但可以让人们体验每秒10万亿次的运算能力,还可在几秒钟内完成海量存储,这将深刻地改变人们的生产生活,尤其是在能源技术领域,革命正风起云涌。

尽管对“新一轮科技革命”有各种表述(例如德国称之为“第四次工业革命”),但是,可以认为人类每一次工业革命本质上都是能源革命,第一次工业革命是蒸汽机发明促使煤炭替代人力和畜力;第二次工业革命是石油替代了煤炭;第三次工业革命则是新能源替代传统能源。《第三次工业革命》一书作者杰里米·里夫金为我们描绘了新能源革命的宏伟蓝图:可再生能源的日益普及和推广;“能源自给型”建筑物的不断建设和增多;储能设备迅速开发和进步,数以亿计的人们将在自己家里、办公室里、工厂里、农场里利用光伏发电、风力发电、生物质发电等,来生产出自己的绿色能源以满足自需并将剩余电力出售给公共电网,也就是在“能源互联网”上与大家分享自己生产的能源,就如同现在我们在网上发布、分享信息一样。与此同时,“能源民主化”将从根本上重塑人际关系,数十亿人和数百万组织连接到能源互联网、物联网和服务互联网,从而使人类能以一种从前无法想象的方式,在全球协同共享中分享其经济和生活,从根本上影响人们如何获取和利用能源,如何做生意,如何管理社会,如何教育子女和如何享受生活。

在工业技术领域,工厂自动化将朝向“智能工厂”发展。德国政府在2011年11月提出“工业4.0”发展战略,该战略的关键词就是“智能工厂(smart factory)”,在智能工厂里,互联网将工厂里的所有机器设备联系起来,使之能自律地协调动作,再利用“大数据”,对有关设计、开发、生产、出货、流通等所有数据“一条龙”地进行采集和分析,而且信息技术的使用范围正在大幅度地扩大,已经超出了工业领域。智能工厂不仅可望前所未有地大幅提高生产效率,杜绝整个供应链条中的一切浪费环节,还可望解决现代社会面临的种种问题。例如,传统的工厂在每天下班后会停下大部分或全部机器,到了第二天早晨上班时再把停下来的机器重新开动起来,这一停一开就需要耗费大量能源,而智能工厂能够依照工厂有多少机器在开或停、即根据全部机器开动程度的变化,实时地调整能源供应,从而大幅减少能源消费量。又比如,传统的工厂会有很大部分员工下班后要回家,第二天再来上班,这一走一来也需要耗费大量能源,还有员工为路途往返、交通堵塞而耗费的时间和精力等,而智能工厂可实现在网上作业,即使蓝领员工也不必每天到工厂“报到”而可以就近上班或在家上班,从而大大节省了员工为往返于工厂和“睡城”之间所耗费的海量能源。

在制造技术领域,3D打印技术将可能使号称“工业之母”的模具不再必要。比如用现在这种传统方法来生产汽车,车身的外形是用钢板在模具(模子)上轧制出来的,一个昂贵的模具要用来压数以万计的汽车,这样同一型号汽车的外形才会一模一样。过去美国三大汽车制造企业使用的轧制模具点名要用日本制造的模具,因为美国造的模具轧制3万次,就磨耗得不能再用了,而日本造的模具可以轧制6万—10万次。然而,随着3D打印技术的发展,日本擅长的模具技术优势将可能风光不再,因为3D打印不需要事先做模具,就可以直接把汽车的车身乃至各种零部件打印出来,而且完全可以进行个性化的定制生产,顾客需要什么样的汽车外形和内装,工厂只要改变一下程序就可以随时生产出来。有专家预测,使用大型3D印刷支架来打印整栋建筑都将成为可能,这显然有利于大幅度地节约能源。

在机械技术领域,机器人的用途将不断扩大。2011年3·11大地震引发日本福岛核事故后,最早进入反应堆的机器人居然不是号称“机器人王国”的日本国产机器人,而是美国制造的军用机器人“PackBot”,这不能不使日本的机器人产业蒙羞。当然,促使日本提出“机器人革命”的更主要原因是生产年龄人口的减少,而机器人被认为是克服生产年龄人口减少给经济增长带来负面影响的一个关键。无论是制造业,还是农业,或是服务业,机器人都可以在很多场合承担原来需要依靠人手来从事的工作,特别是机器人能够“心甘情愿”地从事人们所不愿意从事的“脏、险、累”及长时间不能间断的工作,不仅能够在制造业大显身手,而且可以在农林渔业、医疗护理、旅馆经营、防灾减灾等广泛领域发挥作用。机器人和工厂智能化的发展,不仅影响“如何”制造产品,而且影响“在哪里”制造产品。“三十年河东,三十年河西”,过去美国等发达国家为了追求廉价劳动力而通过直接投资把工厂设在中国等发展中国家,现在有了机器人等自动化技术,加上美国的“页岩气革命”大幅度地降低了国内的能源成本,导致美国等发达国家将工厂迁回本国,从而给长期受益于发达国家企业直接投资的发展中国家的工业发展提出了严峻的挑战。

从能源角度来看,人类所面临的“新技术革命”正是杰里米·里夫金所称的“第三次工业革命”,即从煤炭的开发利用(第一次工业革命)到电力的开发利用(第二次工业革命)再到杰里米·里夫金所描述的能源互联网的发展与普及(第三次工业革命)。而能源互联网的开发利用的最根本意义在于它改变着越来越多的能源消费者的“身份”,即从单纯的能源消费者身份变成了兼有能源消费者和能源生产者的身份。如果有数以亿计的人们实现这种身份的改变,如果有数以百万、千万计的住宅或建筑物能够实时收集、储存并与他人共享可再生能源,并可以为插电式电动车提供动力,这必将对整个世界的能源格局和能源安全产生巨大而深刻的影响。而这种影响是起源于对“人”自身的改造,即当每个家庭、每个成年人都成为能源的“生产者”,他同时也就成了能源问题的责任者,成了对能源问题乃至环境问题有责任心的“新人类”。

在历史上,我国曾经因为错失了两次工业技术革命的机遇而遭到“落后挨打”的厄运,这一次新技术革命的机遇我们绝不能再错失了。我们应该动员全国全民之力,紧紧抓住新科技革命的大好机遇,当然,我们的社会科学战线也要为我国更好地抓住新科技革命机遇做出应有的贡献。