明晰科技創新的基礎作用支撐我國能源可持續發展論文
就我國能源可持續發展的戰略問題進行研討，進一步明晰科技創新在保證人類能源可持續供給中的基礎和關鍵作用，這對於進一步動員和組織中國科學院全院力量，支撐我國能源可持續發展體系建設開展科技創新，具有重要意義。
充分認識建設能源可持續發展體系的緊迫性和必要性
保證能源供應是人類社會賴以生存和發展的最重要條件之一。當今世界，能源與環境問題並列成為人類社會共同面臨的重大挑戰，影響著人類社會發展的程序與未來。我們面臨的主要挑戰是:
化石能源開始耗竭。在19世紀以前的農業社會，主要依靠可再生能源(太陽能、生物質能、水能、風能)作為一次能源。自工業革命以來，煤的開發利用逐步取代了木柴，經歷約半個世紀後成為全球的主要一次能源。20世紀，人類開始大規模開發利用石油和天然氣，成為化石能源世紀。今天，煤、石油與天然氣已佔世界能源消耗總量的80%以上。化石能源不可再生，終將逐漸耗竭。“英國石油公司”世界能源統計報告顯示，2002年全世界煤炭的探明儲量為9845億噸，中國為1145億噸，按目前產量計算，可開採216年，中國為105年；天然氣可採儲量為150萬億立方米，按世界天然氣年產量2.4萬億立方米計算，可開採約為61年，中國約為45年；石油可採儲量為1430億噸，按當前石油產量34億噸計算，約可開採為40年，中國約為20年。全世界已經認識到，人類必須逐步減小化石能源份額，增大可再生與新型能源份額，向著建立能源可持續發展體系過渡。
化石能源的使用等引起的氣候變暖與環境汙染日益嚴重。化石能源的使用等引起的環境變化受到全球關注。全球變暖已經是無可爭議的客觀現實，南北極的冰架在明顯地消融，喜馬拉雅山的冰川退後。在我國，燃煤引起的城市大氣汙染和造成的酸雨面積已超過國土面積的1/3；1990年以來，我國CO2排放量增加幅度較大，目前年排放總量已為世界第二，以過度消耗資源能源為代價的傳統發展模式難以為繼；迅速發展的汽車導致機動車輛尾氣排放大幅增加。必須走能源節約的發展道路，必須更加清潔地使用化石能源，減少對環境的汙染，發展低碳技術與低碳經濟，大幅減少CO2等的排放，共同應對氣候變化。
能源問題引發經濟社會問題。能源價格高漲及劇烈波動對全球經濟造成影響，油價高企可能成為長期的趨勢。目前全球有1/3的人口還得不到現代能源的服務，能源價格升高對發展中國家的經濟社會發展將更加不利。同時，現有能源體系不能保證能源安全和可持續性，可以預計，未來50年全球將有20億～30億人口擺脫貧困，進入小康，進而實現現代化。這將為全球發展注入空前的動力與活力，也必將對資源和能源需求提出新的挑戰，人類必須創造新的生產方式、生活方式和新的可持續發展的能源體系，確保能源安全、公平利用和可持續性。
能源和環境問題成為國際政治的重要議題。隨著我國人民生活水平的提高，國內能源需求持續增長，目前我國能源消費總量已經位居世界第二，雖然我國能源政策立足國內，但油氣供應對外依存度將會逐年提高，2006年我國原油及油品進口已達1.6億噸，對外依存度達47%。全球石油供應是有限的，競爭日趨激烈，油氣對外依存將對我國能源安全和國家安全產生重大影響。
能源挑戰將推動能源科技的快速發展。能源短缺和環境的挑戰引發了對傳統能源結構、核能以及可再生能源發展新的思考。可以預見的是，人類必將進入主要依靠可再生能源和先進安全核能的時代。當前，化石能源仍將發揮主體作用，未來可持續能源體系也不可能僅靠某一種技術，能源的多樣性是構成滿足多樣性需求並充滿活力的能源體系的合理選擇。但未來能源必須提高能源利用效率，必須環境友好，必須可持續發展。
應對挑戰，人類社會必須把解決能源可持續供給和保護生態環境擺在優先位置，建設可持續發展的新的能源體系，已經成為世界各國高度關注的焦點和重大戰略。毫無疑問，21世紀是人類社會將從化石能源走向可持續能源的時代。人類將在致力節約、清潔、高效利用化石能源的同時，致力於發展先進可再生能源，提高可再生能源的比重，發展先進、安全、可靠、清潔的核能及其他替代能源。
加快建設我國能源可持續發展體系
能源是經濟社會可持續發展和國家競爭力的基礎，建設能源可持續發展體系，對於我國實現現代化建設第三步戰略目標至關重要、刻不容緩。建設可再生能源份額逐步增大，化石能源得到高效、清潔利用，能源結構逐步最佳化，滿足我國經濟社會發展需要的能源可持續發展體系，必須站在時代的高度，以世界眼光，從我國國情出發，面向未來，綜合考慮需求、資源、環境、技術和經濟等多方面因素，作出30～50年戰略規劃。
首先，要明確我國能源發展的戰略目標。2005年，我國一次能源總耗量65.3EJ(EJ，熱單位，1E=1015J。編者注)，萬元GDP能耗35.7GJ(GJ，熱單位，1G=109J。編者注)，我國一次能源結構為：煤佔69.6%、石油和天然氣佔23.8%、水電和核電佔6.6%。綜合分析全球及我國化石能源可開採儲量和環境承受能力，我認為，實現到2050年我國GDP增長的目標，我國能源消耗必須實現大幅度節能減排，比較理想的是能耗總量比2005年增加不應超過50%，即控制在100EJ左右，單位GDP能耗相當於2005年發達國家的中等水平；我國能源結構必須向大幅度增大可再生能源份額的方向調整，比較理想的結構是可再生能源至少佔25%～30%，水電和核能至少佔15%～20%。
其次，要制定我國能源科技發展路線圖。制定我國能源科技發展的戰略路線圖是建設我國能源可持續發展體系，實現能源結構最佳化目標的重要保證。制定路線圖必須從我國未來經濟社會發展的戰略需求出發，前瞻世界能源科技發展前沿。近期(至2020年)，重點發展節能和清潔能源技術，提高能源效率，力爭突破新一代零排放、多聯產整體煤氣化聯合迴圈、增壓流化床聯合迴圈技術等，解決CO2捕捉、儲存與利用的關鍵技術並進行技術示範，推進煤炭高效液化技術、煤基醇醚和烯烴代油技術進入工程示範和大規模應用階段，積極發展安全清潔核能技術和非水能的可再生能源技術，前瞻部署非傳統化石能源技術。
中期(2030年前後)，重點推動核能和可再生能源向主力能源發展。突破快中子堆技術並實現其核電機組商業示範發電，核乏料有效利用和安全處置技術等。突破太陽能高效轉化技術及太陽能電熱整合應用系統，突破光合作用機理並篩選或創造高效光生物質轉換物種，實現農業廢棄物、纖維素、半纖維素高效物化/生化轉化技術的工業示範和規模產業化，突破智慧能源網格和發展氫能體系。遠期(2050年前後)，建成我國可持續能源體系，總量上基本滿足我國經濟社會發展的能源需求，結構上對化石能源的依賴度降低到60%以下，可再生能源成為主導能源之一。重點發展可再生能源技術規模化應用和商業化，力爭突破核聚變能技術。
第三，要完善我國能源可持續發展體系的基本框架。近年來，中科院學部已就能源問題進行了戰略研究，並就能源結構的調整，建立我國能源可持續發展體系的發展戰略進行了深入研討，對綜合性、前瞻性與戰略性的一些重大問題形成了一些共識，提出了我國21世紀上半葉能源可持續發展體系的5個方面，包括：
(1)繼續發揮煤的重要作用；
(2)開源節流，保障石油與天然氣供應；
(3)充分發展水電與核電；
(4)大規模發展非水能的可再生能源；
(5)大力支援未來新型能源的研究發展。本世紀上半葉，要統籌這5個方面的發展，使我國2050年前的能源供應更加節約、安全、可靠、清潔，併為建立未來能源可持續發展體系奠定堅實的基礎。
第四，要採取切實措施促進我國能源可持續發展體系建設。能源結構最佳化應
堅持煤的清潔高效利用，逐步減少燃煤份額，大幅度增大可再生能源與核能份額的方向；設立大規模非水能的'可再生能源國家重大專項及研發基地；設立以快中子堆和釷資源利用為重點的先進核能系統與核燃料迴圈的研究開發和產業化國家重大專項及研發基地等，以保障2050年前後我國能源的合理結構和供應。同時要制定並實施節能減排應對氣候變化和構建新的能源技術創新體系和行動計劃。持續進行聚變能的研究和國際合作。
充分發揮中科院在我國能源可持續發展體系建設中的重要作用
中科院作為國家戰略科技力量，必須要在我國能源可持續發展體系建設中發揮基礎性、前瞻性、戰略性的科技支撐和引領示範作用。
發揮學部的戰略諮詢作用。學部是國家在科學技術方面的最高諮詢機構，應在我國能源可持續發展體系建設中繼續發揮戰略研究和諮詢建議作用。希望學部在已有工作的基礎上，立足國情，放眼長遠，前瞻2050年世界科技的發展，前瞻2050年我國的經濟社會發展變化及需求，就我國能源可持續發展和相關的重大問題、重大政策和重大戰略，適時提出科學前瞻的諮詢建議，充分發揮思想庫作用。
發揮中科院的科技支撐和引領作用。能源科技領域是中科院科技佈局的戰略重點領域之一。要樹立適應時代、面向未來的能源科技觀，緊密圍繞國家經濟社會對能源領域發展的戰略需求，瞄準世界能源科技領域發展趨勢，合理部署能源發展領域方向，特別要加強基礎性、前瞻性部署，適時提出創新行動計劃並組織實施，為建立我國能源可持續發展體系提供有力的知識基礎和技術支撐。
當前和今後一個時期，中科院要重點致力於發展能源節約、先進/清潔/可再生/可替代能源等關鍵核心技術，並前瞻部署對未來有重大影響的戰略性、引領性的研究方向，如：
發展先進清潔煤技術，引領清潔煤產業發展。突破先進清潔高效能源系統工藝與過程，開發煤/生物質和天然氣/煤層氣轉化為合成氣的規模化工藝及相關關鍵技術，形成經濟、技術、資源、環境協同最佳化的系統整合方案。解決先進煤多聯產系統的關鍵技術，完成液體燃料合成、蒸汽燃氣輪機高效經濟發電技術整合與示範，形成氣化-煤基合成液體燃料/化工原料-蒸汽燃氣發電聯產系統。
探索高效廉價光電/光熱/光化學轉換材料、器件與系統整合，實現產業化。開展太陽能電熱轉化、燃料電池、氫氣製備與儲運中的關鍵材料與部件研究，解決低成本、高可靠性與長壽命等關鍵問題，發展新型能量轉換與儲存材料與技術等。要組織物理、化學、材料和工程技術專家跨學科協同，探索突破高效太陽能光電/熱轉化原理、材料及其器件，發展整合應用系統，實現示範帶動。開展多能源系統協調執行、電力系統穩定性機理及控制策略研究。研製分散式新能源系統和分散式化石能源與新能源互補的能源系統。發展節能技術，依託中科院綜合科技優勢，突破先進電力系統和節能核心關鍵技術，開展交通節能、建築節能、照明節能、過程節能、通用動力節能等關鍵技術研究。探索建立可再生能源經濟模式，實現零排放，如在城市地區開展零排放建築試驗示範，選擇光照條件好、居住分散的農村、海島和牧區開展以太陽能、風能為主體的試驗示範區。利用可再生能源進行海水淡化和原材料可再生迴圈利用等。
大力發展生物質能源。篩選培育能量密度高、抗逆性強，不與人畜爭糧、爭耕地、爭水，不危及生態的高產優質能源植物新品種，篩選和創造高效微生物、生物催化、生物煉製等工藝，發展生物質液化等轉化關鍵技術；基因調控創造高效光/生物質轉換物種，發展農業廢棄物、纖維素、半纖維素高效物化/生化轉化技術，實現工業示範和規模產業化。
發展先進、安全風能、海洋能技術及應用系統。發展先進、高效、清潔、安全核能技術，促進核技術在工農業、醫療和環境技術的應用。發展先進高效節能技術，引領相關產業發展。
加強先進能源科技領域部署。重點是分散式電源系統核心技術，煤/生物質熱解液、氣化一體化技術，燃煤汙染物一體化脫除，燃料電池關鍵技術，天然氣與液體燃料現場分散制氫關鍵技術，兆瓦級風電場系統控制與應用示範，水合物成藏機制與高效開採關鍵技術，節能關鍵技術、太陽能和核能關鍵技術等，要將先進、高效太陽能轉化和生物質能作為面向未來能源的重中之重進行戰略部署，基礎研究基地、奈米與先進材料基地、生物基地和能源基地要統一協調與合作。
我們要始終把國家目標放在工作的首位，從解決制約我國經濟社會發展的能源瓶頸約束出發，解放思想、大膽探索、自主創新、勇於開拓，不斷提出新的科學思想、不斷探索新的科學與技術途徑、不斷推動關鍵核心技術研發與示範應用，為真正建立支撐我國現代化建設需要的能源可持續發展體系作出基礎性、戰略性、前瞻性和綜合性的重大創新貢獻。
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