中国煤炭的代价:中国能否在不使世界变暖的情况下推动经济增长?

中国主要依靠煤炭获取能源,同时努力减少温室气体排放和其他污染

中国丹东——丹东发电厂燃烧的煤炭照亮了鸭绿江中国一侧的夜空,变幻的彩虹般的光影勾勒出通往朝鲜的友谊桥,大桥越过边境后便消失在黑暗中。电厂高耸的、糖果手杖状的烟囱日夜不停地冒出浓烟,其中每燃烧一吨煤就包含近三吨看不见的二氧化碳,仅在一个深秋的傍晚,就向大气中排放了超过 11,000 吨二氧化碳。

由于丹东发电厂和数百家与之类似的电厂,中国正处于前所未有的经济增长之中——以及能源使用量前所未有的激增,而能源主要来自燃煤。煤炭是中国的燃料,这种情况在短期内不会改变。因此,中国现在是世界上最大的温室气体排放国,同时也排放出燃煤产生的其他有害副产品。与此同时,中国政府已承诺到 2020 年将其单位经济产出的二氧化碳排放量至少减少 40%。受命确保国家实现这一目标的是国家发展和改革委员会(发改委),这个政府机构实际上制定了中国的能源和产业政策。

“在曼哈顿,灯光 24 小时亮着,而中国永远不会这样做,”发改委副主任张国宝通过翻译说道,尽管这座与朝鲜接壤的边境小镇的灯光一直亮到深夜,照亮了用中文和韩文标榜其名称的商家。“中国永远不能在生活方式方面向美国学习。美国的人均能源消耗是中国的五倍,假设有一天,我们向美国学习:你能想象世界会变成什么样吗?”


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为了实现 40% 的减排目标,例如,发改委限制了丹东和其他发电厂的燃煤量,这是该机构将全国煤炭消费量减少 490 万吨计划的一部分。丹东分摊的减量目标为 7,400 吨——据丹东发电厂副厂长石春介绍,该电厂主要通过提高效率措施实现了这一目标,甚至包括晚上关掉厂房内的灯。

但是,当中国努力让数亿公民摆脱贫困时,效率措施只能发挥有限的作用。“亚洲已成为世界能源需求的重心,”加州大学圣地亚哥分校亚洲和能源问题专家米卡尔·赫伯格说。“过去二十年全球能源需求增长的 70% 来自亚洲。中国占了增量的 40% 以上。”事实上,自 1990 年以来,中国的能源需求增加了两倍,并且在 2000 年至 2007 年期间,中国的能源需求增长量相当于整个南美洲的能源需求总和。“他们在那个时期创造了一个新的能源需求大陆。”

随着国家第十二个五年规划目前正在最后敲定,问题是:中国能否在不破坏全球环境的情况下继续变得更加富裕?

中国的二氧化碳排放量会淹没世界吗?”加利福尼亚州劳伦斯伯克利国家实验室的资深科学家马克·莱文指出,他已经在该国从事能效措施研究 24 年。“这是个问题。”

指令与控制
能源使用是经济发展的核心——就中国而言,这意味着更多煤炭,但也需要找到更有效、更清洁地使用煤炭的方法。

发改委负责监管该国经济的快速增长,以及最近为自愿减少温室气体排放所做的努力,以及在国际会议(如今年在墨西哥坎昆举行的联合国气候变化框架公约缔约方会议(COP16))上的谈判。发改委还有效地设定了能源价格——从山西煤矿开采的煤炭价格,到内蒙古风电场运营商获得的费用,这都是其“保持重要商品总量平衡和总体控制”使命的一部分。发改委还管理着各种指令——例如关闭老旧、小型、低效的锅炉,转而使用更大、更现代化的锅炉,或者将重工业从市中心转移到工业园区——这些指令实际上决定了中国城市天空的颜色或周围地貌的轮廓。

正如烟囱定义了始于英国,并延续到美国的工业发展,再到中国的邻国日本和韩国,烟囱也象征着现代中国。烟囱仍然是引发和维持 19 世纪工业革命的同一种燃料——煤炭的通道。在丹东和大多数中国城市,空气中弥漫着煤炭的味道,那是燃烧亿万年前的沼泽森林产生的烟雾。

“在中国经济发展的这个特殊阶段,我们的经济结构更加侧重于工业,”张国宝解释说,他同时也是中国新成立的国家能源局局长,通过翻译说道。“我们发展经济只有三十年,现在我们面临着来自国际社会[要求清理环境]的巨大压力。这不公平。”

煤炭占中国所有能源的 70% 以上——从电力到将肮脏的黑色岩石变成液体燃料的巨型化工厂。根据美国能源信息署的数据,中国的煤炭使用量超过美国、欧洲和日本的总和——2009 年为 30 亿吨。而且,即使中国以超过世界任何其他地方的速度增加风电场、核电站和其他电力来源,煤炭仍占其电力供应的 80% 以上,这是中国超过美国成为世界最大温室气体排放国的主要原因。

“中国面临着巨大的减排挑战,”张国宝说。“因此,我们有必要为使用清洁煤燃烧技术进行配置。”

更清洁的煤炭
对清洁燃烧煤炭的追求一直是化学领域的一大幸事。首先,酸雨使得有必要添加巨大的化学装置,使用石灰石和水的浆液来捕获二氧化硫,否则二氧化硫会从燃煤电厂的烟囱中滚滚而出。华能集团——中国五家准政府私营能源公司之一——于 2009 年在丹东发电厂添加了这种技术。

丹东发电厂的石春通过翻译说:“政府对使用脱硫装置的机组生产的电力每千瓦时补贴 0.15 元人民币(0.02 美分)。“所以我们有利可图”,并且使电厂的下风向的森林、湖泊、河流和国家免受酸雨的危害。

该公司已开始安装更多的化学装置,以便在形成烟雾的氮氧化物滚滚而出烟囱之前将其捕获——尽管这会以向大气中添加更多二氧化碳为代价。

此外,首先燃烧煤炭变得更加昂贵;发改委允许煤炭价格上涨——尤其是从内蒙古铁路运输的优质煤炭。“这意味着我们的利润正在下降,实际上我们正面临巨大的成本压力,”石春说。“我们混合煤炭是为了优化成本。我们的机组设计为燃烧来自内蒙古的煤炭,但我们在混合物中掺入了一些褐煤和当地煤炭。”

但是,无论中国有何国家目标,丹东发电厂都不会很快获得一套化学装置来控制其温室气体排放,尽管华能集团负责中国仅有的两个现有碳捕获示范项目。这项技术添加起来实在太昂贵了,而且首先还需要燃烧更多的煤炭来为运行该化学装置提供电力。“这取决于[华能]集团的意愿,”石春说,以及这家能源公司是否愿意——或被命令——在未来安装此类温室气体污染控制装置。

而可能使碳捕获——并最终深埋地下存储——成为可行的煤炭技术,例如在燃烧前将煤炭转化为气体,至少不被发改委的一些负责人看好。“[气化煤]的成本不比核电便宜,”张国宝说。“坦率地说,就我个人而言,我不太支持[这项]技术。”

新能源
为了取代煤炭的部分霸权地位,发改委已强制华能等公司至少用所谓的“新能源”(如风力涡轮机)发电 8%。国家从每千瓦时电力销售中收取 0.04 元人民币(0.006 美分)的费用中提取大量资金,用于补贴此类努力,从而仅在中国东北地区就增加了约 12 吉瓦的风力涡轮机,约占总发电量的 5.5%。“没有风力资源的地区补贴有风力资源的地区,”东北电网有限公司执行副总裁王刚通过翻译解释说。

家庭每千瓦时电力支付约 0.5 元人民币(0.075 美分)。金风科技(一家风力涡轮机制造商)公共事务主管姚托马斯解释说:“这种补贴并非来自政府的口袋;而是来自每个中国消费者的口袋。”

但风力是不可靠的:在包括丹东在内的辽宁省,秋季和冬季以及夜间的风力最强——而这恰恰是燃煤电厂最需要其另一项产出:供暖的时候。事实上,丹东发电厂目前正在完成改造,以提供当地供暖,从而取代港口约 132 个较小的锅炉,这是自 2005 年以来全国范围内为减少空气污染而关闭的 7,000 多兆瓦小型、污染严重机组的一部分。“最寒冷的地区需要从 9 月到 5 月供暖,”王刚说。“在冬季,我们不能无限期地降低火电机组的容量或发电量;我们需要保持最低限度以确保供暖。”

这使得即使是发改委也很难简单地命令进行排放改进。

能源效率
另一方面,实现效率目标似乎更简单——一种肯定的节能方法是切断电源。这正是中国各地市、省级政府在 11 月份所做的,他们临时采取措施,以实现国家第十一个五年规划中规定的全社会能效目标,该规划将于今年年底结束。

截至 2010 年初,中国已将其能源强度(衡量单位经济产出所用能源的指标)降低了 15% 以上。该计划要求到今年年底将能效降低 20%,但中国制造商从大萧条中强劲复苏意味着,随着 2010 年的月份流逝,能源强度开始逐渐上升。政府官员意识到可能无法实现目标,于是实施了严格的能源控制措施,包括停电,以确保实现目标。

“中国人口众多,需要节能,”发改委的张国宝说。而中国也做到了。“过去 30 年,年平均[国内生产总值]增长率达到 9.8%。同期,能源增长率为 5.6%。”

当然,工厂主立即转而使用备用柴油发电机,以避免因货物延迟交付而受到罚款,这引发了全国大片地区柴油短缺。事实上,从上海到深圳的沿海城市,排队等待加注柴油的卡车绵延数公里——而燃烧柴油仍然意味着二氧化碳排放。

伯克利实验室的莱文指出:“他们愿意做很多事情来达到[效率]目标,包括一些非常不理性的事情。”由于国家强制停电——以及发改委的各种政策措施——中国将实现其自行设定的节能目标,发改委副秘书长赵家荣在12 月 3 日的讲话中说。

发改委将继续采取此类能效措施,作为其实现中国减少温室气体强度承诺的一部分。1 月 1 日,中国所有电网公司新的能效指令将生效,发改委将全力推动与 2010 年相比电力产量下降 0.3%——大约节省 110 亿千瓦时。

发改委已经提高了中国燃煤电厂的效率,从 2005 年平均每千瓦时燃烧约 370 克煤炭提高到今天每千瓦时燃烧约 340 克煤炭——并且根据中国国家电力监管委员会的数据,预计到 2015 年将达到每千瓦时 330 克的水平。据石春介绍,丹东发电厂走在了前列——每千瓦时电力输送到连接的高压输电线路,燃烧约 320 克煤炭。

不可预测的能源
与此同时,据莱文称,近年来预测中国的能源增长变得更加困难;这归因于该国持续的建设和出口繁荣,未能继续采取更严格的电器标准等能效改进措施,甚至政府官员热衷于晋升而操纵统计数据。“中国的能源增长在短期内是不可预测的,”莱文说——这意味着即使提高效率也无法阻止温室气体排放量的增加。“[中国]接受绝对排放上限是没有意义的。”

发改委也认同这种观点——命令中国煤矿提高产量以稳定 12 月初的价格,并将根据合同出售的煤炭总量提高到 7.69 亿吨。发改委还将 2011 年此类合同煤炭的价格冻结在每吨 570 元人民币(85.50 美元)。目前市场上此类煤炭的价格接近每吨 800 元人民币(120 美元)。

这无助于温室气体排放——或与煤炭相关的任何其他问题,从污染到每年仍在中国煤矿中丧生的数百名矿工。“在不久的将来,我们的首要任务是提高核能和可再生能源在能源结构中的比例,”张国宝说,这两者加起来——不包括水坝——目前占中国电力供应的不到 3%。但是“在可预见的未来,煤炭将继续在我们能源结构中占据很大一部分。”

编者注:此专题报道的采访工作得益于檀香山夏威夷东西方中心的杰斐逊奖学金

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