我的能源研究

我的能源研究

My energy study

黄瑜 | 教授 | 2023 年1月

    作为业余的，近年来陆续在本人公众号上发表了《中国天然气市场及价格研究》、《重构中国天然气进口价格体系》、《天然气管输费计算模型研究》、《能源发展趋势及机遇》、《“双碳”目标下，油气公司转型与发展》、《地热能综合利用与清洁能源多元化》和《解决中国能源供应的关键还是煤》等文章，就中国能源问题发表了系列研究报告。水平不够同时有违于主流意见，只能在自己公众号上发发（有兴趣的可以参阅本人公众号@瓯菜），不够资格在主流杂志或期刊上发表。不过，本人曾经在一个央企国际担任过总经济师，养成一个习惯，以数据说话。本人的研究中，数据都来源于公开的、权威的资料，只是加以不同分类总结，然后提出自己的观点。因此，本人的研究不像某些权威人士，拍脑袋说话或者以“屁股”说话（屁股坐的位置，决定自己说话的立场）。

本人发表这些文章，纯粹是基于爱好，也是多动动脑筋，防止老年痴呆。没有什么功利化需求，不代表任何利益集团。第一，不需要用来混学位，本人已经拥有工学硕士和高级工商管理硕士学位，按品位基本上可以折算成博士；第二，本人也不需要职称评定了，已经是高级工程师、教授级高级经济师和大学特聘教授，没能力也没资格去评院士；第三，本人只是一个能源行业的从业者，无自己的利益集团。

总体来说，本人的能源观就是，按照习主席“能源的饭碗必须端在自己手中”的要求，立足本土资源，实现清洁能源多元化和传统能源的高效清洁利用：

一、中国能源消费结构中，终端能源消费占8 0% 以上，电能只占终端能源消费的2 3% 左右，化石能源及其他占7 7% ，而工业能源消费占终端能源消费的2 /3 ，这是中国制造业第一大国地位决定的，工业能源消费对化石能源具有较强的消费惯性。那些提出终端能源消费全部电气化的观点，是无法实现的，实现化石能源清洁化才是终端能源消费清洁化的关键。

二、煤炭是我国最重要的能源矿产，其探明储量占能源矿产（包括煤炭、石油和天然气）总量的9 0% 以上，中国煤炭资源量达5 .9 万亿吨，目前探明率只有3 .52% ，解决了煤炭的清洁化利用问题，就解决了中国能源的清洁化和安全供应问题。煤炭地下气化是实现煤炭高效清洁利用关键技术手段，富氧气化所产生的煤气中，甲烷占 9% 、氢气占 50% 、一氧化碳占 15% 、其余是二氧化碳和氮气占2 6% 左右，一氧化碳在井口发电除气化过程自用外，剩余的上网外输，气化过程及一氧化碳发电转化的二氧化碳通过回注到附近采空的油气田、废弃的气化炉等地下封存，最终生产的清洁能源产品是“氢气+甲烷+电“。假设4 0% 的煤炭资源地下气化，可以制造绿色能源产品天然气385万亿方、氢气2105万亿方、一氧化碳655万亿方，资源潜力巨大，远超我国石油和天然气资源量，完全可以解决我国能源的完全自给和清洁化问题。

三、我国地热资源相对丰富，浅层地热能年可开采资源量折合 7亿吨标准煤；全国水热型地热资源量折合 1.25 万亿吨标准煤，年可开采资源量折合 19 亿吨标准煤；埋深在 3000-10000米的干热岩资源量折合 856 万亿吨标准煤。我国只是浅层及水热型地热年可采资源量达26亿吨标煤，如果能充分利用这部分地热资源，就可以将解决我国每年50%左右的能源消费。

四、我国可再生能源也是非常丰富的，但由于其自然禀赋具有地域、季节和昼夜不均衡性，导致可再生能源出力不稳，长距离输送、线损、保供和调峰成本高，这些成本是发电成本的数倍。可再生能源装机规模虽大，尽管中国可再生能源在全球排第一，但其在整个能源消费也才5.4%（不含核电和水电），难以替代传统化石能源成为主力能源。可再生能源尤其是风光资源应该提倡属地化利用，也就是作为分布式能源使用。从国家战略来看，建议最好在新疆沙漠地区大力发展风光电，把一些高耗能产业转移到新疆，既可以改变沙漠的生态环境，还可以发展新疆实体产业。其他地区，发展光伏像是给地球贴上膏药，既影响环境美化，也没有太大的经济效益。

五、电动汽车在没有解决电能的清洁化问题之前，称之为“新能源汽车”是个伪命题。中国目前汽车保有量超过4亿辆，其中约6 00 万辆是电动汽车，其余都是传统能源车，如何将保有的汽车改装成消耗清洁能源如氢气或者天然气掺氢的汽车，其业务量远大于电动车制造。电动汽车要取代传统能源车不是一件很容易的事，一是我国每年产汽车2 800 万辆，现在电动车也才2 00 万辆，仅为传统能源车的1/ 13 ，替代增量还有很长的路要走，何况巨大的存量；二是电动汽车需要大量的锂、镍、钴等稀有金属，8 0-90% 需要进口，就目前这种需求量，已经导致价格高企了，如果全部增量改成电动汽车，恐怕世界上有没有这么多这类金属供应。所以，新能源汽车除了电动，主要还要考虑氢或者天然气掺氢能源，氢能源利用不能只是氢燃料电池，燃气包括氢或天然气掺氢应该是目前主要选项。

六、氢能源应该成为主要的清洁能源，通过煤炭地下气化可以制造大量的氢气。目前氢能源发展受制约的主要是氢的储存、运输和终端利用。运输端，可以利用目前国内较为成熟的天然气管道系统，实现天然气掺氢运输，国内外研究和现场试验表明，掺氢5 %-20% 不会影响管道的运输；储存方式上，压缩、液化及固态储氢都是可选项，固态储氢更有发展前途，尤其氢化镁储氢，我国镁资源丰富，产量占全球8 0% 左右，不需要进口资源；应用端，目前天然气应用端基本上都可使用掺氢天然气，燃氢发电机取得重大进展，根据美国能源部(DOE)的数据，在简单循环涡轮机或航空衍生涡轮引擎中，氢的混合浓度可以超过90%；而在大型联合循环涡轮机中，氢的浓度可以达到50%。广东能源集团旗下的惠州大亚湾石化区综合能源站将采用10%(按体积计算)的氢气掺混比例与天然气混合燃烧，电厂预计于2023年正式投入商业运行，发电能力为1.34吉瓦，下一步将进一步提高掺氢比例。

七、制定国家能源政策，不能简单参照西方模式。欧洲是清洁能源主要推手，但我国国情跟欧洲差别太大，欧洲气候较为温和，人口密度小，城市住宅容积率低，没有大规模的制造业，能耗规模比中国小的多，所以，实现以风光为主要清洁，传统能源以天然气为主，但这次俄乌战争给欧洲造成天然气供应中断，导致其能源危机是一个严重的教训。美国石油、天然气产量都是世界第一，煤炭已探明储量也是世界第一，加之人口密度小，城市住宅容积率非常低，适合住宅发展光伏产业。中国石油、天然气进口依存度非常大，制造业全球第一，工业占终端用能比例非常高，工业对化石能源具有较强的消费惯性，城镇化导致住宅容积率高，城镇光伏应用空间小，农村住宅容积率低，但多数农民用不起，中国唯一丰富的能源矿产是煤炭。因此，中国的能源结构应该是氢、天然气、风光发电、地热、水力发电和核能利用的多元化清洁能源体系，终端消费以燃气（包括氢气、天然气或者掺氢天然气）、电力为主。