院士解析减排目标艰巨性 中国工业化或半途而废
2010/2/25 9:12:36 新闻来源：人民网
——对于“2020年，中国非化石能源将占一次能源的15%，中国单位GDP的CO2排放量比2005年下降40%~45%”问题的反思
这里用了一个似乎“很不合理”的标题，中国的工业化怎么会半途而废？但如果研究一下我国能源 发展态势，研究一下有关节能减排的数字，也就是“关于2020年，中国非化石能源将占一次能源的15%，中国单位GDP的CO2排放量比2005年下降40%~45%”中的几个数字，那么就不得不使我们提出中国会不会走向“半个”工业化的质疑！据刊登在2010年1月6日《人民日报》第18版《权威论坛》栏目中的报道：国家发展和改革委员会副主任解振华说，“到2020年……中国的一次能源需求量仍将高达44亿吨标准煤左右”，因而“届时中国非化石能源的总消费需达到6.6亿吨标准煤（注：也就是非化石能源占一次能源的比例是6.6÷44=15%），将比2005年增加5亿吨标准煤，单位GDP的能源消耗将在"十一五"期间降低20%的基础上，需进一步下降30%左右”。权威论坛栏目中还报道说，这是“长达两年时间，召开几十次论证会议，征求十几个部门和上百位专家的意见，经过研究和反复科学论证形成”的结果。
问题是：到2008年，中国一次能源的消费已高达29.1亿吨标准煤，而12年后的一次能源仅需增长44.0-29.1=14.9亿吨标准煤！这可能吗？这一“预言”可靠吗？自2001年以来，中国的能源预言家们已多次过低预测“明年”的能源、电力需求量。仅仅由于金融危机的来临，才似乎证实了他们的“预言”。2009年底，中国经济才开始走出“V”型经济的谷底，南方各大城市就又一次“拉闸限电”，又一次发出电煤、天然气短缺的呼声，雪灾会影响“几天”电煤的运送，天然气管道当然是畅通无阻，但也出现短缺！
估计中国发展的未来，中国的GDP仍将以年平均8%~9%的速度上升。中国的一次能源却将以
的速度上升。其相应的能源消费弹性系数将是3.5%/8.0%=0.44，或3.5%/9%=0.39!我们不知道历史上有哪一个大国在走上工业化，尤其是走上重型工业化进程时，会出现如此低的能耗？中国是13亿人口的大国，未来可能是15亿人口的大国。中国未来的15亿人，比8个“G8”国家的总人口还要多出6亿~7亿。中国的工业化将是史无前例的工业化。中国现约有9亿农民，其中约有2亿农民工在城里打工。中国工业化的实现，至少要有80%或7.2亿以上的农民走上城市化。一个严峻、现实而又必须科学、准确地回答的问题是：中国当前的工业化，是处在前期、中期，还是后期？据权威论坛上的报道，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。”问题是：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。
一个宏伟的“减排”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，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%，2009年上半年已完成3.35%，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年下降12.45%”。这一普查数和“报道”有小小的不一致，这里仍取老数字。）《经济日报》还报道说，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：（见图一）
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节能的百分比应为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，但是仍然是一项重大的成就。
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是，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。简单的计算表明：
如果2020年比2005年减排40%，同时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年比2005年减排45%，那么自2010年的单位GDP的CO2年平均减少的排放量=
乍一看，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11年的发展，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上升速度，将可能出现两种前景：一是以年平均8%的速度上升；二是以年平均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31.40×(1.08)12=31.40×2.52=79.07万亿元；如以年9%的平均速度上升，将是31.40×(1.09)12=31.40×2.81=88.32万亿元。
对于中国未来能源的需求，也历来有两种不同的观点。一是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；二是江泽民同志在《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，以及未来能源需求消费弹性系数应取为1的论断。我个人也更赞成第二种说法。[注：最近看到一个内部材料，一些搞能源“规划”的“预言家”，又提出到2020年，中国一次能源需求为45亿吨标准煤。其实，如以新公布的2008年一次能源消费为29.1亿吨为基数，如果中国的GDP每年以8%的速度上升，而且能源消费弹性为0.5，由此可算出2020年一次能源是29.1×(1+0.08×0.5)12=46.59亿吨标准煤，如以9%速度上升，将是29.1×(1+0.09×0.5)12=49.35亿吨标准煤。这两者均大于45亿吨标准煤！然而这一能源消费弹性系数会小于0.5的“预言”，会正确吗？以不切实际的“预言”，来估算未来“节能”、“减排”的迫切程度，将误导我国工业化的进程。]
下面仅提供由从国家统计局摘出的从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（见表一）。
这一简表中的GDP用的是不变价格，数值比当年价更低，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年相应的碳减排数量=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，结果见表二。
总之，2020年将要求年减少能耗22亿~30亿吨标准煤之多！折合CO2，其年减排的数额，高达22×44/12=80.66亿吨和30×44/12=110亿吨！
这将是“惊人”的“减排”数字！
我们将怎样通过“超强”节能，来实现量达80亿~110亿吨的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上作了重要讲话。他说：“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”的节能措施确实取得了成效。温总理指出：“截至今年（2009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CO2的减排，相对于2020年必须减排CO2达80亿~110亿吨的奋斗目标，就是很小的数字。
在上述诸多措施中，最为有力的措施，是关停并转那些低效益、高耗能、高排放的企业。问题是：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》报道：“截至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1.28亿（注：CO2的分子量是44，而C的原子量是12）可折合年减排3500万吨标准煤计，所有这些应关闭的火电机组关闭后，总共才年节约3500万×（5000+1000+8000）/5545=8836.8万吨标准煤，仅占2020年所需减排量的1/20~1/30！问题是：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，能耗下降了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16.2/6=2.7亿吨标准煤。
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（不知能否做到？），也不过再“净”吸收1.36亿吨的碳或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8×12/44=2.18亿吨标准煤。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8×5×12/44=10.9亿吨标准煤。因而可将2020年要求“年”减少能耗22亿~30亿吨标准煤的数字，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80亿~110亿吨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。
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？
首先，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1亿~2亿标准煤。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。
其次，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，也是最为有效地实现大规模减排，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矿藏补充其差额。但直到现在为止，未见拟议中的协定正式签署，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1.89亿吨标准煤。
3.大力发展风能，力争风能装机1亿千瓦。（注：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0.72亿吨标准煤。
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0.15×(1-2/25)亿=0.139亿吨标准煤。然而，这其实是微不足道的数字。
5.大力发展生物质能。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。我个人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6.5亿~7.5亿吨标准煤！这一数字不仅距“减排”11亿~19亿吨标准煤的要求，相差甚远，甚至连2020年“非化石能源占一次能源15%”的要求也不能满足！（注：7.5亿/0.15将等于50亿吨标准煤，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62亿~71亿吨标准煤！）
但是，大力调整能源结构，大力发展“核能+可再生能源”发电，可能将年减排11亿~19亿标准煤的要求，下降到再要求减排4亿~10亿吨标准煤。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。
我国将怎样弥补这一量达4亿~10亿吨碳排放的缺额？
要弥补这一量达4亿~10亿吨碳排放的缺额，必须采取的措施是，大幅度调整现有规划。
第一，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1.0亿吨标准煤的排放量。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，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4/7=57%有什么必要在经济可开发水能的地面，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。
第二，力争风能装机达2亿千瓦。据2010年1月5日《经济日报》报道：中国国家气象局公布我国陆上离地面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，秸秆的切割、压制成型，水的提升、运送，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，也是降低成本的有效途径。
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。
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》报道：上海电力学院太阳能研究所所长赵春江在自家阁楼上做了“家庭光伏发电厂”的试验。这一家庭发电装机的峰值功率是3千瓦，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3千瓦的安装费是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100亿平方米屋顶面积，“4倍聚光+跟踪”的光伏发电技术，可做到每平方米平均有50瓦每平方米的峰值功率。100亿平方米的屋顶面积的一半，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。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、沙尘暴的考验而安然无恙。奇妙的是，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40年！
现在需要进一步解决的技术问题是：如何在走向自动化、规模化、效益化的大工业实践中，进一步降低成本，增加发电量，充分发掘这一新技术的潜力。估计在未来的3~5年间，这一“聚光+跟踪”的转盘+“太阳能炼硅”+“高效聚光”晶体硅光电池的新技术路线，将在世界范围内获得迅猛发展。完全可能在不远的将来，将光伏发电成本下降到0.2~0.3元/度电。
也许有人认为上述建设2亿~4亿千瓦的光伏电站的设想太不现实。其实不然，2007年，由于中国政府对风能曾给予了优惠上网电价，2006年中国的风能装机由2.604百万千瓦猛升到6.050百万千瓦，增长率达132%。如果中国到2010年底光伏发电装机是500兆瓦，今后连续10年以132%的速率上升，到2020年将是0.5亿瓦（1+1.32）10=2.26亿千瓦。
关键在于中国政府给光伏发电多少优惠上网电价。
我们为什么主张中国政府给予太阳能发电优惠的上网电价？其实，在2020年以前，即使中国政府采取特殊优惠政策，上述2亿~4亿千瓦的设想，充其量也仅限于“年减排1.25亿~2.50亿吨标准煤”。虽然这一数字也相当重要，但远比不上水能所贡献的碳减排。但如果看到当前世界各国都正在采取强有力措施，大力推进光伏发电，我们也必须顺应时代，不能落后太多！在不久前哥本哈根气候大会上，某些国家联合发布了一个报告。其中宣称：欧盟的太阳能产业机构制定的发展目标是，到2020年，光伏发电累计装机达3.9亿千瓦，投资达1.29万亿欧元，平均每千瓦投资3308欧元；美国的发展目标是，到2020年，光伏发电累计装机达3.5亿千瓦，投资达1.1万亿美元，平均每千瓦投资3143美元……也就是世界各发达国家，纷纷走向光伏发电的大国。而如果再看到2020年后，我国将面临被要求大力减排的“绝对量”的“强大的呼声”；到那时，唯一能大量满足中国能源需求，同时又不排放碳的能源供应，就只有太阳能发电和太阳能供热了。
我们必须“未雨绸缪”，眼光看远一点！
总的来说，光伏发电约是中国火力发电（0.33元/度电）成本的3倍。如果未来的火力发电厂将征收“碳”排放费，按欧盟现有“碳”贸易价格，或按法国即将开征的“碳”排放税，每度电发电成本还将增加0.22元。而随着“碳”资源税的开征，市场需求的旺盛，火力发电成本还将不断上升。很可能，在不远的将来，光伏发电成本仅略高于火力发电，是火力发电成本的1.5~2倍。我国现就有不少“缺电”或电价十分高昂的地区。有些地区因地处穷乡僻壤，或没有电网供电，或电网供电能力有限；有些地区的公路、高速公路远离电网，但又需要有路灯照明；有些地区因煤价、油价甚高，因而发电成本极高；有些地区因白天、夜晚用电量悬殊，其峰谷比可高达3.3∶1，其峰电电价甚而高达1.2元~1.6元/度电；有些地区气候过分炎热，夏季空调用电猛增。各城市都存在一些“奢侈”性用电项目。应出台政策规定这些“奢侈”项目，必须应用价格较高的太阳能发电。所以，太阳能光伏发电有经济效益的市场并不小。
太阳能的资源总量远胜于风能总量。在960万平方公里的祖国大地上，年接收的太阳能高达17000亿吨标准煤，是我国当前年消费的一次能源的600倍。太阳能在单位面积所产生的电能也10倍于风能。太阳能所固有的昼夜供电、供能间隙性也比风能小得多，其发电高峰期也就是用电高峰期。而发电成本，在不远的将来，就将下降到和风能持平，甚而远低于风能发电的成本。所以，人类的未来，必定是太阳能时代。
将上述各种“大力”发展水能、风能、太阳能发电的措施“加”起来，有可能再减排3亿~4亿吨标准煤；从而将量达4亿~10亿吨的碳排放的缺额，减少到仅需再设法弥补1亿~7亿吨的碳排放的缺额。由于上述在10年内“生效”的各种“核能+水能+风能+太阳能”的发电能力，几乎已“面临极限”。这就迫使我们必须转变思路，不是用“发电”来实现“减排”，而是转到用“供热”来实现减排，也就是必须大力发展太阳能供热。
一个亟待开拓的领域，大规模利用废热供热，太阳能供热和太阳能联合供电、供热
我国人均CO2排放量已略高于世界人均排放量；但我国人均用能、人均用电，都远低于世界人均用能、人均用电。原因在于我国是用煤供热，用煤发电。一个亟待开拓的领域是：大规模利用废热供热，太阳能供热和太阳能联合供电、供热。
正如中科院工程热物理所已故所长吴仲华院士所指出，热能利用领域里的大浪费，是高品位的“热”移作低品位的“用”，煤可以炼钢、可以发电，但却用作22℃~26℃的室温供暖。解决这一“大浪费”的重要途径是大量利用废热供热，大量利用太阳能供热。但是，热能的输运，尤其是长距离的热能输运，是尚未解决的世界性难题。我支持大力发展廉价的适用于不同温度范围的，被称为“超导”传热的“热管”技术，但也要看到这类技术在输运距离上的局限性。我也支持大力发展利用废热的另一途径——低温发电技术，但最多只能到卡诺循环所赋予的热力学效率，投资效益比不可能很高。据2010年1月5日《人民日报》报道，东北电网火电机组“有40%的火电机组供热，供热机组比例全国最高”。我们当然赞成充分利用火电机组的余热供热，问题是用热单位距供热单位有多远？
为进一步实现单位GDP“碳”排放减少40%~45%，尤其是减排45%（因为这需要进一步减少7亿吨的“碳”排放），就必须大力发展太阳能供热，用太阳能供热取代煤供热。
在CO2减排的问题上，用太阳能供热取代煤供热，比起用太阳能发电取代煤发电有更高的CO2减排效率。当前光伏发电的转化率一般约是18%，在计算每度电等价的“碳”减排量时，用的是通常火力发电约36%的热电转化率，折合成每度电可减排0.36公斤的标准煤。但如果是用太阳能供热来取代煤供热，其“不计及热损失”的“相同装置”的集光量将等于集热量，在折算成碳减排时，是光伏发电减排量的2倍，亦即有36%/18%=2，或者说，发展太阳能供热能更有效地实现碳减排。
但是，近15~20年来，太阳能供热技术并没有什么重要进展，太阳能供热成本一直居高不下。中国在太阳能供热方面有一个小小的成就，这就是清华大学教授殷志强研究和发展的“太阳能选择性吸收涂层”，大幅度提高了太阳能吸收率，显著地降低了热发射率，从而大幅度降低了太阳能热水器的供热成本。目前我国太阳能热水器的保有量已发展到约1.1亿平方米，每一台热水器平均占屋面2.2平方米，以15年寿命估计的每台热水器所供应的热水，等价于节约0.3吨标准煤，1.1亿平方米的保有量，相当于年节约1500万吨标准煤。当前我国每千人仅拥有85平方米的面积，欧洲的发达国家已高达每千人700~900平方米的面积。如果发展到5.5亿平方米，将年节约0.75亿吨标准煤。如果发展到11亿平方米，将年节约1.5亿吨标准煤。
为什么我国每千人拥有集热面积仅为发达国家的1/10？重要原因是：我国研制的热水器仅能供应50℃~70℃的热水，其供热价格相对于居民可承受的消费水准仍嫌较高。我国生产的太阳能热水器在屋顶出口的供热价格约为0.25元/度热，由“屋顶”输运到“室内”，其热量损失率可达40%以上，实际上的供热价格上升到0.40元/度热，而上海市居民用电为0.60元/度电。冬季的热损失尤为严重。如果要解决冬季供暖，夏季供冷，就要求太阳能集热器产生120℃~180℃的热能。工农业更需要高达150℃~450℃的水蒸气。
当前急需出台支持研发中温太阳能供热技术，太阳能供热和建筑交通用能、工农业用能一体化的激励政策，大幅度用太阳能供热取代建筑、交通、工业、农业里的煤供热。
随着我国工业化的进展，广大农村和边远地区将出现大幅度增加人均用能的超强需求。现有农用供煤，远不能满足即将到来的超强需要。其唯一最佳解决这一问题的方案，是大力发展分布式供能、供电。这就需要大力发展太阳能、风能、小水电、生物质能，“四位一体”的综合供能、供电技术，同时也就大幅度实现碳减排。由于这涉及“多种”供能技术的综合，不是某一“狭隘”的技术专家所能胜任的，需要采取特殊措施，才能有效地推进这一重大的待开拓的能源新领域。
现已有呼声呼吁大力发展分布式能源系统，理由是其一次能源利用率可高达60%~80%。问题是呼吁者却主张用天然气或煤来解决分布式能源的供应！如果分布式能源系统所需供能要由远方输运到广大农村和边远地区，这一分布式能源，其运费将占成本的大部分，还能有什么优越性？
没有结论的结论
在给出上述测算的数字后，这里只能给出一个“没有”结论的“结论”，只能给出一个测算数字的简表。（见表三）
必须看到，我国做到“2020年中国非化石能源将占一次能源的15%”，做到“2020年，中国单位GDP的CO2排放量比2005年下降40%~45%”，是一个非常艰巨的任务！这一任务能否如期“实现”，将取决于中国政府选择什么样的发展模式，采取什么样的政策，包括经济政策、能源政策、教育政策、科技发展政策等。
从我们来看，中国应在2020年以前，尽可能高速大幅度增加一次能源的消费量，力争高速、大幅度增加中国的“人均用能”（注：我国人均用能现还不到世界人均用能的平均值），到了2020年后，未来中国恐将不得不走向CO2的绝对量的减排，那时将有足够的“余量”应对来自国际社会要求绝对量减排的强大的压力！ (来源：《科学时报》)
中国科学院院士何祚庥
这里用了一个似乎“很不合理”的标题，中国的工业化怎么会半途而废？但如果研究一下我国能源 发展态势，研究一下有关节能减排的数字，也就是“关于2020年，中国非化石能源将占一次能源的15%，中国单位GDP的CO2排放量比2005年下降40%~45%”中的几个数字，那么就不得不使我们提出中国会不会走向“半个”工业化的质疑！据刊登在2010年1月6日《人民日报》第18版《权威论坛》栏目中的报道：国家发展和改革委员会副主任解振华说，“到2020年……中国的一次能源需求量仍将高达44亿吨标准煤左右”，因而“届时中国非化石能源的总消费需达到6.6亿吨标准煤（注：也就是非化石能源占一次能源的比例是6.6÷44=15%），将比2005年增加5亿吨标准煤，单位GDP的能源消耗将在"十一五"期间降低20%的基础上，需进一步下降30%左右”。权威论坛栏目中还报道说，这是“长达两年时间，召开几十次论证会议，征求十几个部门和上百位专家的意见，经过研究和反复科学论证形成”的结果。
问题是：到2008年，中国一次能源的消费已高达29.1亿吨标准煤，而12年后的一次能源仅需增长44.0-29.1=14.9亿吨标准煤！这可能吗？这一“预言”可靠吗？自2001年以来，中国的能源预言家们已多次过低预测“明年”的能源、电力需求量。仅仅由于金融危机的来临，才似乎证实了他们的“预言”。2009年底，中国经济才开始走出“V”型经济的谷底，南方各大城市就又一次“拉闸限电”，又一次发出电煤、天然气短缺的呼声，雪灾会影响“几天”电煤的运送，天然气管道当然是畅通无阻，但也出现短缺！
估计中国发展的未来，中国的GDP仍将以年平均8%~9%的速度上升。中国的一次能源却将以
的速度上升。其相应的能源消费弹性系数将是3.5%/8.0%=0.44，或3.5%/9%=0.39!我们不知道历史上有哪一个大国在走上工业化，尤其是走上重型工业化进程时，会出现如此低的能耗？中国是13亿人口的大国，未来可能是15亿人口的大国。中国未来的15亿人，比8个“G8”国家的总人口还要多出6亿~7亿。中国的工业化将是史无前例的工业化。中国现约有9亿农民，其中约有2亿农民工在城里打工。中国工业化的实现，至少要有80%或7.2亿以上的农民走上城市化。一个严峻、现实而又必须科学、准确地回答的问题是：中国当前的工业化，是处在前期、中期，还是后期？据权威论坛上的报道，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。”问题是：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。
一个宏伟的“减排”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，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%，2009年上半年已完成3.35%，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年下降12.45%”。这一普查数和“报道”有小小的不一致，这里仍取老数字。）《经济日报》还报道说，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：（见图一）
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节能的百分比应为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，但是仍然是一项重大的成就。
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是，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。简单的计算表明：
如果2020年比2005年减排40%，同时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年比2005年减排45%，那么自2010年的单位GDP的CO2年平均减少的排放量=
乍一看，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11年的发展，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上升速度，将可能出现两种前景：一是以年平均8%的速度上升；二是以年平均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31.40×(1.08)12=31.40×2.52=79.07万亿元；如以年9%的平均速度上升，将是31.40×(1.09)12=31.40×2.81=88.32万亿元。
对于中国未来能源的需求，也历来有两种不同的观点。一是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；二是江泽民同志在《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，以及未来能源需求消费弹性系数应取为1的论断。我个人也更赞成第二种说法。[注：最近看到一个内部材料，一些搞能源“规划”的“预言家”，又提出到2020年，中国一次能源需求为45亿吨标准煤。其实，如以新公布的2008年一次能源消费为29.1亿吨为基数，如果中国的GDP每年以8%的速度上升，而且能源消费弹性为0.5，由此可算出2020年一次能源是29.1×(1+0.08×0.5)12=46.59亿吨标准煤，如以9%速度上升，将是29.1×(1+0.09×0.5)12=49.35亿吨标准煤。这两者均大于45亿吨标准煤！然而这一能源消费弹性系数会小于0.5的“预言”，会正确吗？以不切实际的“预言”，来估算未来“节能”、“减排”的迫切程度，将误导我国工业化的进程。]
下面仅提供由从国家统计局摘出的从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（见表一）。
这一简表中的GDP用的是不变价格，数值比当年价更低，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年相应的碳减排数量=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，结果见表二。
总之，2020年将要求年减少能耗22亿~30亿吨标准煤之多！折合CO2，其年减排的数额，高达22×44/12=80.66亿吨和30×44/12=110亿吨！
这将是“惊人”的“减排”数字！
我们将怎样通过“超强”节能，来实现量达80亿~110亿吨的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上作了重要讲话。他说：“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”的节能措施确实取得了成效。温总理指出：“截至今年（2009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CO2的减排，相对于2020年必须减排CO2达80亿~110亿吨的奋斗目标，就是很小的数字。
在上述诸多措施中，最为有力的措施，是关停并转那些低效益、高耗能、高排放的企业。问题是：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》报道：“截至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1.28亿（注：CO2的分子量是44，而C的原子量是12）可折合年减排3500万吨标准煤计，所有这些应关闭的火电机组关闭后，总共才年节约3500万×（5000+1000+8000）/5545=8836.8万吨标准煤，仅占2020年所需减排量的1/20~1/30！问题是：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，能耗下降了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16.2/6=2.7亿吨标准煤。
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（不知能否做到？），也不过再“净”吸收1.36亿吨的碳或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8×12/44=2.18亿吨标准煤。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8×5×12/44=10.9亿吨标准煤。因而可将2020年要求“年”减少能耗22亿~30亿吨标准煤的数字，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80亿~110亿吨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。
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？
首先，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1亿~2亿标准煤。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。
其次，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，也是最为有效地实现大规模减排，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矿藏补充其差额。但直到现在为止，未见拟议中的协定正式签署，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1.89亿吨标准煤。
3.大力发展风能，力争风能装机1亿千瓦。（注：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0.72亿吨标准煤。
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0.15×(1-2/25)亿=0.139亿吨标准煤。然而，这其实是微不足道的数字。
5.大力发展生物质能。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。我个人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6.5亿~7.5亿吨标准煤！这一数字不仅距“减排”11亿~19亿吨标准煤的要求，相差甚远，甚至连2020年“非化石能源占一次能源15%”的要求也不能满足！（注：7.5亿/0.15将等于50亿吨标准煤，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62亿~71亿吨标准煤！）
但是，大力调整能源结构，大力发展“核能+可再生能源”发电，可能将年减排11亿~19亿标准煤的要求，下降到再要求减排4亿~10亿吨标准煤。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。
我国将怎样弥补这一量达4亿~10亿吨碳排放的缺额？
要弥补这一量达4亿~10亿吨碳排放的缺额，必须采取的措施是，大幅度调整现有规划。
第一，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1.0亿吨标准煤的排放量。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，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4/7=57%有什么必要在经济可开发水能的地面，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。
第二，力争风能装机达2亿千瓦。据2010年1月5日《经济日报》报道：中国国家气象局公布我国陆上离地面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，秸秆的切割、压制成型，水的提升、运送，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，也是降低成本的有效途径。
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。
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》报道：上海电力学院太阳能研究所所长赵春江在自家阁楼上做了“家庭光伏发电厂”的试验。这一家庭发电装机的峰值功率是3千瓦，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3千瓦的安装费是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100亿平方米屋顶面积，“4倍聚光+跟踪”的光伏发电技术，可做到每平方米平均有50瓦每平方米的峰值功率。100亿平方米的屋顶面积的一半，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。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、沙尘暴的考验而安然无恙。奇妙的是，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40年！
现在需要进一步解决的技术问题是：如何在走向自动化、规模化、效益化的大工业实践中，进一步降低成本，增加发电量，充分发掘这一新技术的潜力。估计在未来的3~5年间，这一“聚光+跟踪”的转盘+“太阳能炼硅”+“高效聚光”晶体硅光电池的新技术路线，将在世界范围内获得迅猛发展。完全可能在不远的将来，将光伏发电成本下降到0.2~0.3元/度电。
也许有人认为上述建设2亿~4亿千瓦的光伏电站的设想太不现实。其实不然，2007年，由于中国政府对风能曾给予了优惠上网电价，2006年中国的风能装机由2.604百万千瓦猛升到6.050百万千瓦，增长率达132%。如果中国到2010年底光伏发电装机是500兆瓦，今后连续10年以132%的速率上升，到2020年将是0.5亿瓦（1+1.32）10=2.26亿千瓦。
关键在于中国政府给光伏发电多少优惠上网电价。
我们为什么主张中国政府给予太阳能发电优惠的上网电价？其实，在2020年以前，即使中国政府采取特殊优惠政策，上述2亿~4亿千瓦的设想，充其量也仅限于“年减排1.25亿~2.50亿吨标准煤”。虽然这一数字也相当重要，但远比不上水能所贡献的碳减排。但如果看到当前世界各国都正在采取强有力措施，大力推进光伏发电，我们也必须顺应时代，不能落后太多！在不久前哥本哈根气候大会上，某些国家联合发布了一个报告。其中宣称：欧盟的太阳能产业机构制定的发展目标是，到2020年，光伏发电累计装机达3.9亿千瓦，投资达1.29万亿欧元，平均每千瓦投资3308欧元；美国的发展目标是，到2020年，光伏发电累计装机达3.5亿千瓦，投资达1.1万亿美元，平均每千瓦投资3143美元……也就是世界各发达国家，纷纷走向光伏发电的大国。而如果再看到2020年后，我国将面临被要求大力减排的“绝对量”的“强大的呼声”；到那时，唯一能大量满足中国能源需求，同时又不排放碳的能源供应，就只有太阳能发电和太阳能供热了。
我们必须“未雨绸缪”，眼光看远一点！
总的来说，光伏发电约是中国火力发电（0.33元/度电）成本的3倍。如果未来的火力发电厂将征收“碳”排放费，按欧盟现有“碳”贸易价格，或按法国即将开征的“碳”排放税，每度电发电成本还将增加0.22元。而随着“碳”资源税的开征，市场需求的旺盛，火力发电成本还将不断上升。很可能，在不远的将来，光伏发电成本仅略高于火力发电，是火力发电成本的1.5~2倍。我国现就有不少“缺电”或电价十分高昂的地区。有些地区因地处穷乡僻壤，或没有电网供电，或电网供电能力有限；有些地区的公路、高速公路远离电网，但又需要有路灯照明；有些地区因煤价、油价甚高，因而发电成本极高；有些地区因白天、夜晚用电量悬殊，其峰谷比可高达3.3∶1，其峰电电价甚而高达1.2元~1.6元/度电；有些地区气候过分炎热，夏季空调用电猛增。各城市都存在一些“奢侈”性用电项目。应出台政策规定这些“奢侈”项目，必须应用价格较高的太阳能发电。所以，太阳能光伏发电有经济效益的市场并不小。
太阳能的资源总量远胜于风能总量。在960万平方公里的祖国大地上，年接收的太阳能高达17000亿吨标准煤，是我国当前年消费的一次能源的600倍。太阳能在单位面积所产生的电能也10倍于风能。太阳能所固有的昼夜供电、供能间隙性也比风能小得多，其发电高峰期也就是用电高峰期。而发电成本，在不远的将来，就将下降到和风能持平，甚而远低于风能发电的成本。所以，人类的未来，必定是太阳能时代。
将上述各种“大力”发展水能、风能、太阳能发电的措施“加”起来，有可能再减排3亿~4亿吨标准煤；从而将量达4亿~10亿吨的碳排放的缺额，减少到仅需再设法弥补1亿~7亿吨的碳排放的缺额。由于上述在10年内“生效”的各种“核能+水能+风能+太阳能”的发电能力，几乎已“面临极限”。这就迫使我们必须转变思路，不是用“发电”来实现“减排”，而是转到用“供热”来实现减排，也就是必须大力发展太阳能供热。
一个亟待开拓的领域，大规模利用废热供热，太阳能供热和太阳能联合供电、供热
我国人均CO2排放量已略高于世界人均排放量；但我国人均用能、人均用电，都远低于世界人均用能、人均用电。原因在于我国是用煤供热，用煤发电。一个亟待开拓的领域是：大规模利用废热供热，太阳能供热和太阳能联合供电、供热。
正如中科院工程热物理所已故所长吴仲华院士所指出，热能利用领域里的大浪费，是高品位的“热”移作低品位的“用”，煤可以炼钢、可以发电，但却用作22℃~26℃的室温供暖。解决这一“大浪费”的重要途径是大量利用废热供热，大量利用太阳能供热。但是，热能的输运，尤其是长距离的热能输运，是尚未解决的世界性难题。我支持大力发展廉价的适用于不同温度范围的，被称为“超导”传热的“热管”技术，但也要看到这类技术在输运距离上的局限性。我也支持大力发展利用废热的另一途径——低温发电技术，但最多只能到卡诺循环所赋予的热力学效率，投资效益比不可能很高。据2010年1月5日《人民日报》报道，东北电网火电机组“有40%的火电机组供热，供热机组比例全国最高”。我们当然赞成充分利用火电机组的余热供热，问题是用热单位距供热单位有多远？
为进一步实现单位GDP“碳”排放减少40%~45%，尤其是减排45%（因为这需要进一步减少7亿吨的“碳”排放），就必须大力发展太阳能供热，用太阳能供热取代煤供热。
在CO2减排的问题上，用太阳能供热取代煤供热，比起用太阳能发电取代煤发电有更高的CO2减排效率。当前光伏发电的转化率一般约是18%，在计算每度电等价的“碳”减排量时，用的是通常火力发电约36%的热电转化率，折合成每度电可减排0.36公斤的标准煤。但如果是用太阳能供热来取代煤供热，其“不计及热损失”的“相同装置”的集光量将等于集热量，在折算成碳减排时，是光伏发电减排量的2倍，亦即有36%/18%=2，或者说，发展太阳能供热能更有效地实现碳减排。
但是，近15~20年来，太阳能供热技术并没有什么重要进展，太阳能供热成本一直居高不下。中国在太阳能供热方面有一个小小的成就，这就是清华大学教授殷志强研究和发展的“太阳能选择性吸收涂层”，大幅度提高了太阳能吸收率，显著地降低了热发射率，从而大幅度降低了太阳能热水器的供热成本。目前我国太阳能热水器的保有量已发展到约1.1亿平方米，每一台热水器平均占屋面2.2平方米，以15年寿命估计的每台热水器所供应的热水，等价于节约0.3吨标准煤，1.1亿平方米的保有量，相当于年节约1500万吨标准煤。当前我国每千人仅拥有85平方米的面积，欧洲的发达国家已高达每千人700~900平方米的面积。如果发展到5.5亿平方米，将年节约0.75亿吨标准煤。如果发展到11亿平方米，将年节约1.5亿吨标准煤。
为什么我国每千人拥有集热面积仅为发达国家的1/10？重要原因是：我国研制的热水器仅能供应50℃~70℃的热水，其供热价格相对于居民可承受的消费水准仍嫌较高。我国生产的太阳能热水器在屋顶出口的供热价格约为0.25元/度热，由“屋顶”输运到“室内”，其热量损失率可达40%以上，实际上的供热价格上升到0.40元/度热，而上海市居民用电为0.60元/度电。冬季的热损失尤为严重。如果要解决冬季供暖，夏季供冷，就要求太阳能集热器产生120℃~180℃的热能。工农业更需要高达150℃~450℃的水蒸气。
当前急需出台支持研发中温太阳能供热技术，太阳能供热和建筑交通用能、工农业用能一体化的激励政策，大幅度用太阳能供热取代建筑、交通、工业、农业里的煤供热。
随着我国工业化的进展，广大农村和边远地区将出现大幅度增加人均用能的超强需求。现有农用供煤，远不能满足即将到来的超强需要。其唯一最佳解决这一问题的方案，是大力发展分布式供能、供电。这就需要大力发展太阳能、风能、小水电、生物质能，“四位一体”的综合供能、供电技术，同时也就大幅度实现碳减排。由于这涉及“多种”供能技术的综合，不是某一“狭隘”的技术专家所能胜任的，需要采取特殊措施，才能有效地推进这一重大的待开拓的能源新领域。
现已有呼声呼吁大力发展分布式能源系统，理由是其一次能源利用率可高达60%~80%。问题是呼吁者却主张用天然气或煤来解决分布式能源的供应！如果分布式能源系统所需供能要由远方输运到广大农村和边远地区，这一分布式能源，其运费将占成本的大部分，还能有什么优越性？
没有结论的结论
在给出上述测算的数字后，这里只能给出一个“没有”结论的“结论”，只能给出一个测算数字的简表。（见表三）
必须看到，我国做到“2020年中国非化石能源将占一次能源的15%”，做到“2020年，中国单位GDP的CO2排放量比2005年下降40%~45%”，是一个非常艰巨的任务！这一任务能否如期“实现”，将取决于中国政府选择什么样的发展模式，采取什么样的政策，包括经济政策、能源政策、教育政策、科技发展政策等。
从我们来看，中国应在2020年以前，尽可能高速大幅度增加一次能源的消费量，力争高速、大幅度增加中国的“人均用能”（注：我国人均用能现还不到世界人均用能的平均值），到了2020年后，未来中国恐将不得不走向CO2的绝对量的减排，那时将有足够的“余量”应对来自国际社会要求绝对量减排的强大的压力！ (来源：《科学时报》)
