1、推动能源生产和消费革命战略研究及思考谢克昌中国工程院院士美国工程院外籍院士2019年10月2日，天津大学，天津天津大学（北洋大学）120周年校庆学术报告会2内 容 纲 要中国能源革命的重要性和紧迫性对中国能源革命的基本认识与判断推动能源革命的战略思路和举措推进煤炭全产业链的清洁高效利用煤化工在化工中占有重要的地位3中国能源革命的重要性和紧迫性中国能源革命的重要性和紧迫性我国能源革命的重要性和紧迫性5l 能源发展成就显著：供应能力稳步增长，能源结构不断优化，节能减排取得成效，科技进步迈出新步伐，国际合作取得新突破，建成世界最大的能源供应体系。我国能源产业有效支撑了国民经济社会持续快速发展十四个特
2、大型基地产量位居世界第一产量2.0亿t左右储备规模1640万m3产量约1300亿方年均增长超10%抽采利用量超过32亿m3试验探采工程启动规模世界第一具备百万千瓦级压水堆核电站自主设计、制造、建设和运营能力风电、太阳能及总体装机规模均居世界第一电网核电太阳能风电石油煤炭天然气煤层气页岩气破解能源可持续发展难题必须加快推进能源革命我国能源革命的重要性和紧迫性8生态文明是人类社会发展的必然选择l 从国际发展理念变迁上看，20世纪的两次环保运动使国际社会更加认识到保护生态环境的重要性，注重发展方式的创新和变革。l 改革开放以来，随着对人与自然关系的认识不断深化，党中央和国务院先后提出了一系列战略思想
3、并作出了相关部署。l 2019年，十八大报告将生态文明建设纳入社会主义现代化建设“五位一体”总体布局。l 党的十八届三中全会提出必须建立系统完整的生态文明制度体系，用制度保护生态环境。9工业文明为促进经济社会全面进步等方面做出了巨大贡献的同时，也带来了严重的生态环境危机，直接威胁着经济社会的健康协调可持续发展。能源与环境的矛盾制约生态文明建设20192019年全国地下水水质状况年全国地下水水质状况来源：2019年国土资源公报大气污染：环境容量超载严重，细颗粒物成为空气首要污染物。水污染：水质总体较差，地下水污染严重。水体富营养化和重金属、有机污染物并存。土壤污染：土壤污染面积大，复合型土壤污染
4、非常严重。固体废弃物：总量大且呈上升趋势；垃圾围城现象突出，成为严重环境公害。生态系统：我国自然环境先天脆弱，生态退化问题严重。气候变化：温室气体排放持续快速增长，未来可获得的排放空间非常有限。10能源与环境的矛盾制约生态文明建设突发环境事件次数生态承载力城市居民肺癌死亡率突破环境和资源约束必须加快生态文明建设11能源革命是生态文明建设的重要保障l 能源革命是生态文明建设的重要杠杆和抓手能源生产、消费直接和间接对生态环境带来重要影响能源利用效率水平是国家整体经济竞争力的重要标志l 生态文明建设对能源革命提出更高要求我国的人均资源相对不足、能源资源禀赋较差。经济社会发展与生态文明建设同步进行，能
5、源行业面临提质增效压力l 推动能源革命，创新能源发展新道路，加快完善符合生态文明建设要求的长效体制机制，为生态文明建设提供重要保障我国能源革命的重要性和紧迫性13l世界能源结构逐渐发生变化能源发展正在从高碳向低碳转变非化石能源将在未来能源结构中发挥重要作用IEA对未来能源结构的预测世界能源格局和版图正处于深度调整期2019-2019年世界主要国家和地区碳排放量对比图l气候变化的刚性约束更为加强应对已经达成国际共识，中国承诺到2020年碳排放强度降低40-45%气候变化对化石能源及发展中国家带来严峻挑战14l世界能源供需格局面临重大调整能源消费重心东移。2019年非OECD国家能源消费占比56%
6、，较1971年提高20个百分点以油气为主能源供应重心西移，形成中东、前苏联地区和美洲地区的“三极”格局l国际能源新技术革命正在加速孕育新能源和可再生能源渐变为新增能源主体页岩油气为代表的非常规油气加速推进分布式能源、储能和智能电网等一批关键技术正在试验推广世界能源格局和版图正处于深度调整期15l美国能源独立对世界能源发展具有深远影响已经取得实效，石油对外依存度从2019年的66.4%降低到目前的50%以下对世界能源格局产生影响。战略重心转移、石油供需格局和制造业布局变化、新能源计划和科技引领l其他发达国家为保证能源安全正在建设绿色能源体系十分重视来源多元化；欧洲低碳路线,日本节能科技,英国低碳
7、转型计划、能源法案等l发展中国家积极参与全球能源治理和能源清洁化进程参与全球能源治理是能源战略的重点。俄罗斯“双头鹰”特征向东、向西清洁化是能源发展重要任务。中国煤炭清洁利用、巴西生物燃料、南非煤化工等世界主要国家能源战略加快步伐关键词：地缘政治、能源安全、绿色能源供应体系、能源外交、清洁利用16我国适应世界能源版图变化必须加快能源革命世界能源版图变化趋势、借鉴主要国家能源发展战略，结合我国能源发展实际，推动能源革命必须把握好以下几个要点：立足国内、多元发展是能源革命的重要基础绿色低碳安全的新型能源系统是能源革命的发展方向科技创新是能源革命的重要支撑体制机制深化改革是能源革命的根本保障加强国际
8、能源战略合作是能源革命的重要助力我国能源革命的重要性和紧迫性18第三次工业革命正在蕴育并将快速发展纵观社会发展史，人类文明的每一次进步无不依靠重大技术创新，能源生产和消费方式的根本变革，主要依靠能源技术的重大突破 18世纪的产业革命，特别是蒸汽机发明和电的应用，推动西欧国家完成第一次工业革命，促使煤炭利用得到极大发展 19世纪中期开始的第二次工业革命，以电力的广泛应用和内燃机的发明为标志，取代蒸汽机成为新动力，推动人类进入了“电气时代”进入21世纪以来第三次工业革命浪潮风起云涌，以信息技术、新材料技术、新能源技术和生物技术等诸多领域的技术革命为先导，实现新技术与新能源的有机融合19第三次工业革
9、命对经济社会发展产生重大影响第三次工业革命的发展将呈现五大趋势 智能化制造成为新的经济增长点 制造业和服务业深度融合 个性化需求更为广泛 世界经济地理重塑加速 将建立世界能源新秩序对我国经济、社会、科技发展产生积极影响 推动我国加快转变经济发展方式，走上创新驱动发展之路 推进经济结构战略性调整，构建起战略性新兴产业体系 推进信息化和工业化深度融合，全面提升研发设计创新能力 推动资源节约、能源节约、环境友好型社会建设，加快生态文明建设20能源革命将使我国在第三次工业革命中抢占先机是中国的也是世界的能源革命GDP 12.4%铜消耗57%石油消耗11%铁矿石进口2/322对我国能源革命的基本认识与判
10、断对我国能源革命的基本认识与判断23对我国能源革命的基本认识与判断24终端能源服务规模是影响能耗水平关键因素20192019年中国钢铁行业总能耗增长的分解：钢产量增长是驱动钢铁耗能增长的主要因素20192019我国各领域能源消费变化趋势：2019年以后建造营造能耗成为驱动能源消费总量增长的主要因素虽然我国能源强度不断下降，能源技术效率持续提高，但终端能源服务规模（如高耗能产品产能、建筑面积、汽车数量等）快速增加，导致了巨大的新增能源消费，迅速抵偿了能效进步带来的节能效果25我国将在2030-2050年间出现能源消费总量拐点部分发达国家历史上能源消费出现拐点的示意图l 2030年前我国能源消费总
11、量还将继续增长l 此后人均GDP逐步落入发达国家历史上人均能耗“峰值”区间，经济发展和能耗有望“脱钩”l 工业部门能耗峰值可能在2020年左右出现，建筑部门能耗峰值在2030年左右出现，交通有望在此后5-10年实现能耗峰值26能源消费革命关键在于转变节能理念和管理方式l 一类浪费：理念偏差导致能源服务水平（经济结构、舒适程度）错误定位，导致难以持续、不得不推倒重来l 二类浪费：运行管理不当导致大量产能过剩l 三类浪费：没有采用先进适用技术导致低能效全社会生命周期总能耗演变规律示意图全社会生命周期总能耗演变规律示意图能源消费总量控制本身就是理念变革：从追求经济增长、尽量提高能效，转变为约束能耗总
12、量、尽量创新发展方式27对我国能源革命的基本认识与判断28我国能源供给面临的重大问题和严峻挑战29能源供给革命的关键是形成多轮驱动的供应体系l 大力推进煤炭清洁高效利用，着力发展非煤能源l 同步加强能源输配网络和储备设施建设l 形成煤、油、气、核、新能源、可再生能源多轮驱动的能源供应体系30对我国能源革命的基本认识与判断31煤炭技术方向是科学开发和清洁高效转化32油气技术方向是深层深水复杂油气田的高效勘探开发33非化石能源技术发展方向是规模化和低成本34能源技术革命的方向是能源与信息技术深度融合l推进能源技术和信息技术全面融合 抢占科技创新制高点，把握和引领第三次工业革命潮流，实现能源革命 克
13、服传统能源产业链孤岛或断裂、弥补可再生能源先天不足、提高能效、促进相关产业融合发展及绿色转型，重塑未来能源系统l以智能电网为平台的能源互联网可实现多种形式的能源互联互通，是安全高效智慧的未来能源系统的核心，将有效提升地缘性能源资源的优化配置，对能源革命具有全局性和根本性的推动作用35对我国能源革命的基本认识与判断36能源价格机制行政垄断能源法律体系l 部分领域政府调价定价，价格机制扭曲l 无法有效反映供求、外部成本和资源稀缺情况l 油气、电力等行业垄断突出l 能源企业行政化现象严重，干预合理市场竞争l 结构不完整，能源法缺位，内容不健全l 法律法规无法组成有机的整体，法律执行效果不佳能源监管l
14、 部门之间协调困难，缺乏有效监管l 重审批，轻监管市场化是方向依法管理与有效监管是关键体制革命我国能源体制革命基本认识与判断37推动能源革命的思路和举措推动能源革命的思路和举措38战略思路39一、以实现能源永续发展为目标，坚持环境优先，加快调整完善国家能源战略，彻底转变传统能源发展理念40二、以系统节能为切入点，以重点工业和居民生活用能等为突破口，实行世界先进能效标准，建成能源节约型社会能源消费惯性节能技术41三、加快发展清洁高效安全多元电力生产系统，全面构建柔性智能电力输配网络，大幅提高电力在终端用能中比重l 统筹规划和加快发展清洁、高效、安全、多元的电力生产系统 加强节能、节水、脱硫、脱硝
15、等技术在火电行业推广应用 采用国际最高安全标准，加快东部核电项目建设，适时启动内陆核电建设 在雾霾高发和调峰需求大的东部经济发达地区，适度发展天然气发电 大力发展风电，加快发展太阳能发电，着力攻克热核聚变发电l 融合先进技术，提高可再生能源电力消纳能力和能源利用效率 加快构建柔性、智能的电力输配网络 加快推进电力通信网络建设 积极发展分布式电源，全面推进分布式能源管理l 优化能源消费结构，大幅提高电力在终端用能中的比重 加快推进城乡居民家用供暖、热水和炊事电气化 加快供电电源和供电服务设施建设，积极推动交通领域电气化 在空气污染严重的城市实施一批电采暖替代燃煤锅炉的示范工程42四、严格控制煤炭
16、生产总量和低效石油产量，加大国外石油资源引进力度，实现煤炭绿色转型和石油可持续供应43五、坚持国内和国外并重、常规与非常规并举，加快完善价格形成机制，大幅提高天然气消费比重l 常规与非常规并举，加强国内天然气勘探开发 搭建非常规天然气研发平台，分类建设非常规天然气勘探开发示范区 适度延长页岩气、煤层气财税补贴时限，适度发展煤制气，超前谋划天然气水合物勘探开发，实现国内天然气产量持续快速增长l 统筹消费市场与基础设施建设，科学谋划国外天然气资源引进 推进进口气源多元化，适时加大LNG进口规模和现货比例 择机实施天然气运进来和运出去，打造东亚天然气集散中心l 实现天然气定价机制由与替代能源挂钩向市
17、场化定价转变 尽快理顺天然气终端价格，降低工业用气和发电用气价格 适时开征反映能源利用外部性的环境税或碳税l 重塑天然气管理架构与管理方式 将天然气管网纳入国家基础设施建设范畴，成立独立运营管网公司 强化立法和监管，建成连通开放、安全便利、公平高效天然气管网44六、抓住互联网+快速发展的重要机遇，加快建成能源互联网，实现能源资源优化配置和智慧能源时代的新发展45七、着力突破煤炭清洁利用、油气“两深一非”、核电安全发展、可再生能源成本制约、电网运行控制等关键技术l 强化煤炭科学开发,加快实现清洁高效转化利用l 突破非常规资源开发瓶颈技术，实现“两深一非”油气高产高效开发l 自主研发，科学布局，安
18、全规模发展核电l 以发展智能电网为契机，研发太阳能、风能等可再生能源先进技术46八、依托“一路一带”战略，加强国际能源合作与互联互通，突出核心区，加快扩展区，统筹海外及国内能源建设l 加强以油气为重点的国际能源合作 通过“一带一路”战略,不断深化与中亚、俄罗斯、中东欧以及南亚、东南亚等国家的能源合作，建立和巩固能源多边合作机制 突出油气合作在“一带一路”战略中的基础和先导作用，稳步推进油气合作向多领域、多层次、多主体和多维度的全产业链合作方向发展 加快进口油气战略通道建设，形成运转高效的管网系统l 依托亚投行和上合组织等重要平台，稳步推进基础设施和配套建设 基于我国已初步形成的西北、西南、东北
19、、海上四大油气战略通道，稳步推进配套能力建设 推进跨境电力与输电通道建设，促进区域能源合作纵深发展 强化通道沿线能源科技、装备、服务合作，提升我国能源国际影响力47九、以市场化为导向，加快推进能源管理体制和能源企业改革，积极构建公平开放和有效竞争的市场结构与体系l 完善能源管理体制 坚持政企分开、政资分开，加快转变政府职能，打通能源产业发展通道 按照财权事权相匹配的原则，理顺财政管理体制，提高监管效率和能力 健全能源统计、监测和预测体系，为科学咨询决策提供数据支撑l 全面推进能源产业市场化改革，发挥市场在资源配置中的决定性作用 全面深化能源价格机制改革，充分体现资源属性特点 提高能源产业市场化
20、程度，让更多的非公社会资本进入能源行业 探索建立和推广可再生能源配额交易、生态补偿等制度l 积极推动国有能源企业改革 有序推进国有能源企业改革，组建若干国有资本投资公司和运营公司 逐步培育多种所有制并存和相互渗透的多元化市场竞争主体48“大力推进煤炭全产业链清洁高效利用大力推进煤炭全产业链清洁高效利用”为重中之重为重中之重49 到2050年化石能源仍然是（世界）能源构成的基础，煤炭仍将长期发挥重要作用 第22届世界能源大会，2019年10月 煤炭对确保能源安全和经济竞争力具有优势。2000年以来全球范围煤炭使用一直保持增长，目前占一次能源消费的30%。到2030乃至以后煤炭使用量将继续保持绝对
21、增长，这些增长主要源于发展中国家。IEA Annual review,2019 在未来几十年里，火力发电的建设可能在目前加强能源基础设施建设的发展中国家确立了煤炭作为主要能源的地位。快速发展的国家很大程度上依赖于廉价煤炭，以满足其能源需求。美国国家科学院院刊，2019年7月煤炭在能源发展中的战略地位 2020年，中国煤炭消费量约42亿吨，占一次能源消费比例约62%能源发展战略行动计划（2019-2020）国务院办公厅，2019年11月 2030年，中国煤炭消费量小于50亿吨，争取达到约45亿吨的峰值，占一次能源消费比例约55%中国煤炭清洁高效可持续开发利用战略研究，中国工程院，2019年 20
22、19年，中国一次能源生产总量36.0亿吨标煤，其中原煤占76.8%，原油+天然气占13.2%，其他非化石能源仅占10%；火电发电量占比74.9%国际共识国内共识50后煤时代尚早，“去煤化”不可取!煤炭领域革命在于整体推进煤炭在全行业，全产业链的清洁、高效“煤炭也要革命，但不是“革煤炭的命”安全、绿色、高效开采，控制开发量，提高科学产能比例分级分质、对口利用，全面洗选，制定洁配度准入标准加大高效、洁净转化和减排技术大力发展普及终端节能技术应用废物资源化技术的应用推广我国单位能源产出效率仅是世界平均水平的一半，能效提高到世界平均水平，就可少用一半能源2019年至2030年，通过节能可减少碳排放的5
23、6.9%，远远高于通过可再生能源(22.9%)、CCS(10.18%)和核能(9.97%)的减排占比 2019年IEA能源技术展望51充分认识推动能源生产和消费革命的必要性和紧迫性，以新型的能源安全观为指导，在煤炭清洁高效可持续开发利用战略的总体框架内发展煤炭清洁高效发电技术 根据技术成熟度和技术路线图，定期公布煤炭清洁高效发电技术的应用推广、示范试验和集中攻关清单，促进煤炭清洁高效发电领域的创新技术同其他领域高新技术的融合和产业化 以环境和资源承载力为约束，重视低、劣质煤清洁高效发电技术的研发，防止由于电厂对优质煤资源的挤占而加大劣质散煤燃烧造成的更严重污染“大力推进煤炭清洁高效利用”势在必
24、行52煤化工在化工中占有重要的地位煤化工在化工中占有重要的地位化工是人类进步的关键冶金、漆器等化工技术的出现炼铁、造纸术、烧制陶瓷等化工术的应用早期的化工：无机化工有机化工高分子材料大规模化工的发展：石油化工、高分子化工、精细化工现代化工：信息技术用化学品、高性能材料、能源材料、节能才石器时代烧陶技术化学工业是国民经济的支柱近几年化工产值VS GDP(亿元)数据来源：中国石油和化工行业年度报告2019-2019，国家统计局轻工食品农牧业环境建筑航天能源材料生命信息化工由于技术和管理等方面的相对落后化工也给我们带来了化工与全球重大挑战知识，教育与培训单元操作与分离工艺化学反应工程过程系统工程材料
25、与生产工程应用生物技术环境与可持续工程化学工程和生物工程的核心健康与福祉食品与营养水能源全球重大挑战化工应用领域聚焦化工的安全观2019年昆明抵制PX项目2019年11月13日吉化双苯厂发生爆炸松花江水受到了严重污染煤化工的范畴焦煤气焦油合成天然气氢气高温热解低温热解热解气化合成气合成天然气甲醇碳酸二甲酯乙二醇聚烯烃烯烃液化残渣汽柴油汽柴油汽油二甲醚FT合成燃烧电力热汽油 柴油LPG煤PVC C2H2合成氨化肥液化直接液化热溶液化化学品化学品芳烃煤化工是煤清洁高效利用的龙头化工深入煤结构与反应性，建立煤炭评价方法体系煤的结构与反应性煤炭工业评价方法体系燃烧气化低温热解高炉喷吹制备电石发电一般工
26、业水泥工业鲁奇固定床干粉：GSP、Shell水煤浆：德士古流化床：恩德煤开展低阶煤的工业分类研究%传统分类储量比%按粘结性分类%0.2天然焦0.2天然焦0.211.6无烟煤11.60无烟煤11.665.9贫煤13.1贫煤35.4瘦煤、贫瘦煤3.8瘦煤、贫瘦煤焦煤6.48焦煤肥煤、气肥煤4.22肥煤、气肥煤气煤、1/3焦煤6.0气煤、1/3焦煤弱粘煤1.8弱粘煤不粘煤15.8不粘煤43.3长焰煤14.7长焰煤12.8褐煤12.8褐煤9.5未分类9.5未分类9.5类别符号编码无烟煤WY01,02,03烟煤YM11,12,13,14,15,1621,22,23,24,25,2631,31,33,34
27、,35,3641,42,43,44,45,46褐煤HM51,51煤炭分类总表不粘煤长焰煤煤炭分类及储量中国煤炭分类GB/T 5751-2009建设能源大数据专业知识服务系统国家战略政策决策企业产略教育中国工程科技知识中心数据海洋数据联通数据挖掘新服务新知识能源专业知识服务系统化工农业医药环境制造业制造业.金属海洋能源专业知识服务系统架构2019年10月20日正式发布energy.ckcest联系人：田亚峻tianyajunnicenergy能源专业知识服务系统能源专业知识服务系统中国工程科技知识中心国际工程科技知识中心64结语l“能源的重要性和能源资源的稀缺性决定了，谁掌握了能源，谁就可能掌握
28、发展空间、掌握创造财富的重要源泉。”“抓住能源就抓住了国家发展和安全战略的牛鼻子。”l能源革命是新时期的重大国家战略，不会一蹴而就，但必须要有革命性的重大举措和观念变化。l能源革命必须要“立足国情，放眼世界，科学对待，穿透未来”。l能源的生产和消费革命，对于化工的清洁高效生产举足轻重。饮水思源：感恩母校 育我成长青春岁月：重实践出真知不忘校训：实事求是 严谨治学服务社会：穷究学理 科学应用 理工结合爱国奉献：科学咨询支撑科学决策达材成德：寄语母校学子以世界的胸怀和眼光思考人类 以创新的思维和能力适应时代以务实的态度和作风服务社会向母校汇报：捐赠著作目录书籍名称作者时间出版社煤的结构与反应性谢克
29、昌 著2019科学出版社甲醇及其衍生物谢克昌 李忠 编著2019化学工业出版社煤化工发展与规划谢克昌 著2019化学工业出版社甲醇工艺学谢克昌 房鼎业 编2019化学工业出版社Structure and reactivity of coal:a survey of selected Chinese coalsKe Chang Xie 编2019Springer出版社现代煤化工技术丛书谢克昌 编2019化学工业出版社中国煤炭清洁高效可持续开发利用战略研究谢克昌 编2019科学出版社我国非常规天然气开发利用战略研究谢克昌 邱中建 等 编著2019科学出版社为母校祝福！临江仙为母校120周年校庆作谢克昌 不尽长江黄河水，滔滔无数风流。实事求是自忘忧。巍巍学府在，九州鸿鹄游。究理振工重实验，断鳌立极求。积跬步行千里路。学子落梧桐，华光耀瑞流。致 谢 本报告基于中国工程院2019年重大咨询项目推动能源生产和消费革命战略研究各课题研究成果。感谢项目组全体成员的辛勤劳动！感谢与会人员的聆听！
