进入21世纪,中国能源面临着五大严峻挑战:能源需求总量的急剧增加和能源供应的巨大压力、液体燃料短缺、环境污染严重、温室气体排放、8亿农民及快速城镇化所需的清洁能源供应,这五大挑战严重制约了中国的可持续发展。因此,能源战略、能源科技、能源政策都应以解决以上五点为出发点。
从中长期来看,中国能源有以下几个无法改变的事实。煤的开采和直接燃烧已引起严重的生态和环境污染问题,70%-80%以上的SO2、NOX、Hg、PM2.5-10、CO2等都是由于煤炭直接燃烧所引起的。但根据对能源需求和能源供应的预测,煤炭现在以至将来(直到2050 年或更晚)仍将在中国能源消费中起主导作用,预计到2050 年煤炭将占中国能源消费总量的50%-60%(目前为70%),但总量不会低于20亿吨标准煤。并且,煤炭用于发电的比例会越来越大,目前为50%,预计到2020 年将达到70%以上。这意味着燃煤电厂排放的CO2将占中国CO2排放总量的60%以上,而从燃煤电厂尾气中捕捉CO2成本高昂。
面对能源资源紧张、环境污染、生态退化、全球变暖等日益紧迫的危机,大力发展可再生能源,尤其是大规模风力发电是中国能源系统的重要发展趋势之一。
从数量上而言,中国风能资源较丰富。据估计,风能资源经济可开发量中,陆上6 - 10 亿kW,海上1–2 亿kW。中国规划到2020 年风力发电总装机容量将达3000 万kW,准备修改的规划是2020年风电总装机容量达到1 亿kW,考虑到每单位装机容量的满负荷工作时间平均只有2000 小时,则1亿kW 的风电相当于火电3200 万kW 左右,占2020 年中国发电总装机容量14 亿kW的2.29%左右。太阳能热发电最多几万千瓦的示范,光伏发电不会比风电多。生物质能可利用的农作物秸秆折合 3 亿吨标煤,可利用的森林折合 3 亿吨标煤。
由于中国能源消费总量的急剧增长,单是发电设备(其中主要是燃煤的发电),每年增长的装机容量是60~80GW,超过3个长江三峡。在这个高速增长量中,可再生能源所能起的作用是很有限的,更不用说去替代原有的化石能源消耗。因此,可再生能源在2020年以前很难在总能源平衡中占有一定分量的比例,也就是说,2020年以前可再生能源不能解决中国能源的主要问题。必须从中国的现实出发,在一次能源以煤为主的情况下,构建能源、经济、环境整体化的可持续发展的能源系统。