中國的煤炭儲量雖然是世界第五,卻只有美國的一半。 石油儲量是世界第十三。 天然氣儲量第十五。 相對於14億的人口大國,世界的製造工廠,能源需求為全球能源消費之26.5%的情況相比,中國是能源貧乏的國家。 因此,必須要有高瞻遠矚的能源規劃戰略和落實執行的實踐能力,才能繼續在強國之道上邁進。
煤炭是中國目前能源消費的主力,佔56.0%。 天然氣、水力、核能、風力,太陽能佔能源消費的25.5%。其他的佔18.5%。煤炭污染大氣,效率低下,所以降低對煤炭依賴是能源戰略的首要目標。 中國貧油貧氣,仰賴進口,況且國際運輸的油氣通道,霍爾木茲海峽(Hormoz)以及馬六甲海峽(Melaka)局勢詭譎,所以降低對油氣的依賴也是能源戰略的重要目標。清潔能源包括水力、風力,太陽能、核能等都是中國能夠開拓的能源,它們都以電力為終級輸出,所以全面電力化更是能源戰略的目標。
(目前中國電力來源之分佈狀況)
2023年中國的電力大部分來自化石燃料,佔63.67%(煤電60.48%,天然氣2.99%)。來自清潔能源總共佔了36.33%(水電13.66%,風電10.61,太陽能發電5.76%,核電4.48%,其他1.82%)。 世界主要大國的電力分佈狀況則如下:
法國的電力,化石燃料6.34%,清潔能源93.66%。
德國的電力,化石燃料36.23%,清潔能源51.70%。
美國的電力,化石燃料61%,清潔能源37%。
俄國的電力,化石燃料63%,清潔能源37%。
日本的電力,化石燃料66%,清潔能源32.14%。
相比之下,顯示中國的電力來源結構與俄美相近,都是以化石能源為主,但不同的是他們都是化石能源最豐富的國家,而中國是是貧煤貧油貧氣的國家,中國必須積極發展清潔能源,擺脫對化石能源的依賴。
(中國新裝發電機組的發展趨向)
2022年新裝的發電機組,使用清潔能源的佔48% (水電16.1%,太陽能發電15.3%,風電14.3%,核電2.2%,其他0.1%),使用化石燃料的佔52% (煤電43.8% ,天燃氣4.5%,其他3.7%) 。
2023年新裝的發電機組,使用清潔能源的佔50% ,首次等同來自化石燃料。 估計到2024,新裝的發電機組使用清潔能源的將超過化石燃料,並且以年增 7.8%的速度迅速升高,這是可喜的趨勢。
(中國清潔能源產業技術引領世界)
清潔能源產業不但在中國快速發展,其技術及發電設備也領先世界,太陽能設備攏斷了全球市場的90%;風力設備佔據了40%; 水力發電的築壩技術、水輪發電機製造技術都領先世界;核能發電在 2021年後,世界核電專利申請量,前三名的國家分別為中國、美國、日本。 中國清潔能源的發電量、水力、風能以及太陽能都遙遙領先世界,超過第二名國家幾乎三倍。 僅核電次於美國,法國,居世界第三。
(中國清潔能源發電的前景)
太陽能及陸上海上風能,中國裝置面積廣大,技術先進,前景光明。
中國的水力發電資源的蘊藏量佔全球的30%,居世界第一位。 蘊藏量估計約6.7萬億瓩,已開發的電力為3.8萬億瓩,僅佔57%,前景大有可為。 以四川的雅礱江為例,其最高海拔3830公尺,有足夠的水位開發22座水壩發電站,目前僅建成了四處,尚有80%的蘊藏量一萬億瓩等待開發。
目前中國核能發電總量5,700萬瓩,是世界第三的核電大國。 中國已經成功製造了華龍一號110萬瓩機組,國和一號150萬瓩機組,玲瓏一號30萬瓩機組,適應大小不同的需求。新近研製的釷基熔鹽堆核能10萬瓩第四代,已在甘肅成功運轉,可擴充到100萬瓩。 中國江南造船公司已正式接單打造釷基熔鹽堆核動力,全球最大的2.4萬個貨櫃輪船。
(儲存電力技術創新)
風力及太陽能發電,最大的障礙是受晝夜及天氣的影響,發電不穩定,無法配合電力的負載需求,所以儲存電力的技術成為關鍵的研發項目。 目前最常用的是兩個水庫技術,在輕負荷時段,用過剩的電力將下端水庫的水抽送到上端水庫,儲存位能。 在高負載時段,上端水庫加入發電,稱為儲水電池。但這需要水庫水源。中國最近在江蘇建成了第一個不需要水源的重力電池,建造一座長110公尺、寬120公尺、高148公尺的長方體高塔,內含一個重達百噸的立方固體在高塔中升降。 輕負載時段,用過剩的電力推動起重機,將百噸的立方固體緩緩升起,儲存位能。 在高負荷時段,百噸的立方固體緩緩下降,釋放位能,推動發電機,可發電2.5萬瓩。 中國首開重力電池先例成功之後,或能改變全球能源格局,清潔能源將可充份發電,成為穩定的電源。其他的高壓空氣電池,固態電池,汽車電池也在蓬勃發展。
(電動汽車是巨大儲存電力)
2023年中國行駛的電動車數量已攀升至1,460 萬輛,佔全球 2,770 萬輛電動車的 53% 。1,460 萬輛的汽車電池容量以平均60Ah計算,以平均充電50%估計,儲藏的電力是525萬瓩,等同5條核能發電機組,大約兩座核電廠的發電能力。若是中國在2040年達成完全淘汰燃油汽車,所有汽車實現電動化。中國的 3億輛汽車可以儲電10,800萬瓩,大約40座核電廠的發電能力, 這是龐大的儲存電力。所以中國全力推廣電動車的國家能源戰略勢在必行。
(電力輸送技術)
由於國土遼闊,尤其是清潔能源的發電廠多在西部南部,而工業民生用電集中在東部及沿海地區,中國是電力輸送最遠程的國家。中國已經發展出超高壓110萬伏特的輸電線路,世界其他國家最高只到達50萬伏特。 中國也發展出長距離超過7,000公里的直流電輸電線路。 中國的電力輸送的線耗只有4.69%,電力輸送技術絕對領先全球。
(國家電網智能管理)
中國的國家電網有限公司是全球最大的公用事業,在2021年財富(Fortune)世界500強排名第2。自從2008年中國南方雪災大停電以後,國家電網有限公司研發了先進的高壓輸電線自動除冰技術,運用高效率的智慧管理技術,連接世界最龐大的供電用電系統,穩定了國家電力的調配。
中國電力境外工程承包合約金額穩定成長,2022年,簽訂工程191個,合約金額327.71億美元。截至2022年底,累積境外工程承包工程涉及58個國家及地區,為菲律賓、巴西、葡萄牙、澳洲等國家建造其國家電網,海外業務承包合約總金額3759.71億美元。
(中國能源前景)
由於全球氣候變化日益嚴峻,中國努力尋求可再生的、清潔的能源,全面電力化,希望減少對化石能源的依賴。但是為了杯葛中國領先的清潔能源產業,歐美國家已經放緩,甚至延遲推動約制碳排放的環保運動,不再熱衷清潔能源。唯有中國力争于2030年前实现碳峰值、2060年前实现碳中和的承諾。這將引發人類從化石能源轉向清潔能源的第四次工業革命。根據美國高盛(Goldman Sachs)2023年的估計,中國風能和太陽能電力發展迅速,加上水電及核電,可望在2060年實現能源自給自足。 中國的能源前途似錦。