2001年高技术发展综述(六) WTO背景下中国技术发展的机遇与挑战

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2001年高技术发展综述(六) WTO背景下中国技术发展的机遇与挑战

［作者：柯民转贴自：http://%2520www.cas.cn/html/Books/O61BG/a1/2002/6/6.1_1.htm 点击数：111 更新时间：2006/11/9 文章录入：谢川］

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6.1 WTO背景下中国技术发展的机遇与挑战
路甬祥
（中国科学院）

－、中国技术发展历史回顾

　　技术进步是经济增长最重要的因素之一。实现技术进步、要有三种途径，即.①研究开发活动；②技术引进；③系统集成。发达国家技步主要依靠研究与开发，而发展中国家则主要依靠引进发达国家的先进技术，通过系统集成，实现技术能力的跨越式发展。－些国家的技术能力的形成历史也是由技术引进、消化吸收、系统集成发展到自主开发的历史，例如日本、韩国的汽车工业发展。
　　建国以来，中国产业技术能力的形成、提高主要是通过技术引进途径获得的，经历了由技术引进硬件模式①向软件模式②的转变。中国的基础产业和新兴产业部门，大部分是在进口成套设各、生产线的基础上建立、扩大和发展起来的。技术引进的规模、重点与国民经济发展和国防建设密切相关，同时受至ｕ国际政治、经济环境和国内政治经济体制的深刻影响。
　　20世纪50年代中国的技术引进主要集中于生产能力的引进，通过引进莽联、东欧国家的成套设备、生产线，初步建立了比较完整的工业部门，工业生产在国民经痹中的比重迅速提高。尽管1955年国家组织制定的"1956年至1967年十二年全国科学技术发展远景规划"提出了赶超世界先进水平的口号，但由于技术差距太大，这一时期产业技术系统集成能力、自主开发能力仍然比较薄弱。
　　60年代中国国民经济处于调整时期，加上与苏联等国关系恶化，国际环境不利于大规模技术引进，技术引进主要集中于解决"吃穿用"，规模比较小。这一时期虽然在引进技术或样机的测绘、仿制等方面有一定进展，但引进重点仍然以成套设釜为主，工艺技术、设各制造技术引进比较少。尽管如此，在国家统一领导、规划下，各行各业齐心协力，使用、设计、制造和研究单位密切合作，组织科学技术攻关会战，促进了原子能、自动化、计算技术、喷气和火箭技术等新技术领域的迅速发展，提前实现了十二年科学规划目标。
　　1971年中国恢复了在联合国的合法席位，国际政治环境趋好，客观上促成了70年代中国技术引进的第二次高潮。虽然1976年以后国家技术引进计划中开始出现"单项技术引进＂模式，但是，引进重点仍然是石油、化工、冶金和水电等行业成套生产设备和生产线，软技术。不足4％。70年代后期受"洋跋进"指导思想的影响，基本建设和技术引进规模过度膨胀，大大超出国家财政和外汇支付能力，使得许多项目末能按计划实施。此外，这一时期国民经济与技术发展不够协调，本国产业技术能力，特别是产业自主开发能力的提高较慢，使得"引进、落后、再引进、再落后”局面短期内难以有根本改观。
　　80年代初经济调整之后，技术引进目的转变为加快企业特别是中小型企业的技术改造，为"七五"国民经济发展打好基础。国务院指示各部门、各地区在技术引进中搞好协调配套，要把科技攻关、技术引进、技术研制与技术改造协调起来，把产品、原材料、零部件、配套件、工艺协作等统筹安排。同时扩大省市技术引进审批权，增加技术引进窗口。这一时期，尽管引进中仍然存在成套设备重复引进、硬件多软件少、小项目多骨干项目少等问题，但软技术引进开始受到关注，其中机械工业占有比例最大，约70％。
　　90年代中国技术引进进人快速发展时期，一方面技术引进金额开始超过企业技术开发支出，并且差距越来越大；另一方面面全国技术引进金额也开始超过全国研究开发经费支出（图1）。中国大中型企业技术引进仍然主要来自国外，购买国内技术支出仅占技术引进支出的4％左右。技术引进中成套设备引进所占比例由1991年的74.3％降低到1995年的69.7％.关键设备引进由9.6％增加到16.6％（图）

　　1995年以后，中国"软技术"引进增长迅遮，"软技术"引进比例由1995年的13.7％增加到1999年的45.2％，同期与投资结合的技术引进增长到13.3％，而与设备结合的技术引进的比例由86.3％下降到40.3％①。"八五"期间技术引进的

重点是能源、石化、机械电子、邮电交通和冶金等行业，"九五"期间转为机械电子、轻纺和交通。1999年机械电子行业技术引进比1996年增长了1.7倍。
　　1996年以来，中国技术引进费用与全国R&D经费支出比例呈逐年下降趋势，显示出中国技术创新能力逐年提高的发展趋势，1996年为3.14:1，1997年为2.59:1，1998年为2.46:1，1999年为2.09:1。1995年到1999年，全国技术引进费用增长了31％，年均增长7.1％，同期R&D经费支出比例增长了近一倍，年均增长18.1％。同期，技术出口与技术引进的比例也呈增长趋势，由1995年的19.4％增长到44％，－方面是由于近年来中国技术引进增长趋缓，另一方面也反映了中国产业技术研究开发能力在提高（图3）。

　　伴随着中国技术能力的不断提高，中国高技术产业①近10年来也得到了迅速发展，在制造业中地位不断上升。1993年至1999年，中国高技术产业总产值年均增长速度为23％，远远高于制造业年均10.1％的增长速度；同期增加值年均增长19.8％，远远高于非高技术制造业年均6.7％的增长率；利税总额年均增长22.2％，其中1999年增长32.3％；劳动生产率（人均增加值）年均增长约20％。
　　中国高新技术产品进出口额占商品进出口额比重不断上升，由1991年的9.1％增长到1999年的17.3％；同期进口比重由14.8％增长到22.7％，出口比重由4.0％增长到12.7％。值得指出的是，中国高新技术产品出口对全部商品出口增长贡献高达39.7％，成为中国外贸出口的新增长点（表1）。

　　1997年亚洲金融危机爆发之后，中国高技术产业总产值仍然保持21％（1998年）和16.4％（1999年）的增长率，远远高于非高技术产业同期的－2.3％和5％的增长率；同期增加值增长了15.2％（1998年）和19.1％（1999年），远远高于非高技术产业年均增长率。充分表明中国高技术产业已经成为支撑中国工业增长，维护国家经济安全的重要力量。
　　然而，由于缺乏国内外技术的有效供给，中国高技术产业并不具有通常意义下高技术产业的产业技术含量高、主导技术先进两个基本特征。与国外高技术产业相比，中国高技术产业技术密集度和技术水平较低。1999年中国高技术产业大中型企业R&D经费强度（R&D经费支出占高技术产业增加值的比重）仅为3.6％，虽然明显高于2.3％的全部制造业R&D经费强度，但是却远远低于美国、英国、法国、意大利和日本等发达国家（表2）。部分国家R&D经费支出结构见表3。

　　中国高技术产品缺乏国际竞争力，贸易逆差巨大。1999年中国高新技术产品出口增长22％，远远高于4.1％的非高技术产品出口增长率，但是低于同期28.8％的高技术产品进口增长率。1999年中国高技术产品进出口逆差为128.94亿美元，主要集中于电子技术（-75.93亿美元）、计算机集成制造技术（-38.29亿美元）、航空航天技术（-30.17亿美元）等领域。只有计算机与通信技术领域高技术产品进出口贸易为顺差，约23.38亿芙元。从贸易方式来看，1999年中国高新技术产品出口中，以进料加工和来料加工形式的出口占87.3％，－般贸易方式不足10％，表明中国高技术产品生产方式是以加工组装为主，是国际产业分工的结果。同年三资企业出口占74％，显示出中国高新技术产品出口的核心技术基本上依赖于国外。
　　中国高技术产业的增加值率较低，与发达国家情况不同，美国、日本、德国、英国、意大利和韩国等国的高技术产业的工业增加值率均高于制造业平均水平。
　　总之，中国产业技术发展始终以满足国民经济和国防建设需要为目标，并根据发展环境的变化采取不同的发展模式。在中央集权的计划经济体制条件下，中国产业技术发展采用的基本上是政府主导的发展模式。通过技术引进，国民经济各部门的技术装备有了重大改善，使出口商品结构发生显著变化。20世纪80年代之后，特别是中央决定建设社会主义市场经济体制之后，中国高技术发展正在经历由政府主导向政府引导、市场主导的发展模式转变。加人世界贸易组织之后，将会加速这一发展模式的转变。
　　近年来中国R&D经费支出中企业所占比例不断提高，2000年占国内R&D经绩支出比例已达60.3％，比1999年提高了10.9个百分点，企业正在成为技术创新眩投资主体。但总体上看，中国的技术进步对于经济发展的贡献仍主要依靠引进国外先进技术，特别是来自跨国公司的技术，国内技术供给仍然处于从属地位。目前跨国公司控制着国际技术贸易的60％～70％，控制着发展中国家技术贸易的90％，在国际技术贸易上占据主导地位。
　　中国技术发展与产业发展也很不平衡，存在严重脱节，特别是高技术发展与高技术产业发展之间的脱节，直接影响中国高技术产业的国际竞争力。尽管《国家高技术研究发展计划》支持下的中国高技术在许多领域有重大突破，但是中国高技术产业技术密集度和技术水平低以及增加值率低等却从另一方面说明中国高技术发展与高技术产业发展需求之间仍存在一道鸿沟。
　　1998年中央决定将242个产业部门所属研究所转制为企业，加快了企业作为创新主体的重塑进程。但是，有关技术的引进、消化、吸收、扩散、传播、集成、创新诸多环节中的问题尚末从制度上得到根本解决。因此，加人世界贸易组织之后，必须从战略上思考支撑末来中国经济腾飞和持续稳定发展的技术创新能力的培育以及产业技术的系统集成间题，探索跨越式技术发展的道路。

二、中国技术发展的机遇与挑战

　　1.加入WTO后中国的权利与义务
　　随着经济全球化进程的加速，国际贸易在调节生产、消费、资源配置等方面的作用日益凸现。世界贸易组织成员所达成的各类协议，主要是约束成员国（地区）政府所制定的贸易政策的作用范围、强度，从而为企业从事国际商业活动提供一个公开竞争的环境。为此，WTO确定了：
　　（1）非歧视性原则。即对WTO所有成员实施最惠国待遇，对WTO成员的公民实行国民待遇。
　　（2）关税保护与递减原则。所有WTO成员只能用关税来保护本国，其他一切保护措施都受到反对，并且现有的限制贸易的政策、措施都要通过谈判逐步减少乃至取消。
　　（3）公平竞争原则。指为了促进公平贸易，WTO允许成员国对造成扭曲竞争，如补贴、倾销等行为的外来商品采取额外补偿性质关税。
　　（4）政策透明原则。－方面反对配额及其他不可颈见的贸易政策，另一方面要求各成员国（地区）的贸易规则尽可能"透明"。
　　（5）鼓励发展和经济改革原则。体现在发展中成员国（地区）享受WTO中贸易自由化成果时对自身义务的更为灵活的安排。
　　与此同时，WTO专门制定了贸易政策审议机制和贸易争端解决机制两项制度。正是在上述制度安排框架下，中国加入世界贸易组织之后才能够享受4方面权利，包括：
　　（1）享有多边的、无条件的和稳定的最惠国待遇。
　　（2）享有"普惠制"待遇及其他给予发展中国家的特殊照顾。
　　（3）充分利用争端解决机制。
　　（4）享有在多边贸易体制中"参政议政"的权利。
　　并承担7方面义务，包括：
　　（1）削减关税。
　　（2）逐步取消非关税壁垒①。
　　（3）取消出口补贴，规范对研究开发的补贴②。
　　（4）开放服务业市场。
　　（5）扩大知识产权保护范围③。
　　（6）调整外资政策。
　　（7）增加贸易政策的透明度。特别是削减关税、规范对研究开发的补贴、调整外资政策和扩大知识产权保护叵围等将对中国技术跨越战略产生重要影响。
　　2.加入WTO后中国技术发展的机遇与挑战
　　中国加入世界贸易组织后，将加速其融入世界经济的进程，促进中国社会主义节场经济体制和国家创新系统的建设与完善，因而拓宽了中国经济发展、民族富强沟道路，同时也在4个方面为中国技术发展带来新机遇。
　　加入世界贸易组织，意昧着中国经济发展环境的根本改善，有利于中国第三步发展战略目标的实现。随着中国经济总量的不断扩大和产业技术水平的迅速提高，宜、依靠从欧美大量、廉价引进的技术支撑经济持续、稳定发展将会越来越困难，中国本土技术能力的决定性作用将日益凸显。可以颈见未来中国政府将会加大对基础性、战略性、前瞻性高技术研究的投入，从而为中国技术发展奠定重要基础，带来许多机遇。
　　加入世界贸易组织，意昧着中国投资环境的根本性改善，有利于吸引外国资本和技术，特别是跨国公司在华设立研究开发机构，从而促进技术研究与开发的国际合作。20世纪90年代以后，跨国公司出于对产品本地化、利用海外研究开发资源和建立全球研究开发网络的考虑，开始将其研究与开发机构向海外转移，表现为跨国公司在海外设立R&D分支机构增加、投资比重上升、专利申请增加。到2000年底为止，在华设立研究与开发机构的跨国公司已超过100家，其中30多家具蚤了相当的规模，如摩托罗拉、通用汽车、大众汽车、英特尔、西门子等。跨国公司的研究与开发投资有利于促进中国的技术进步和国际先进技术在国内企业的扩散与外溢，特别是跨国公司培养的人才在国内的流动，有利于国内企业技术能力的迅速提高。加入世界贸易组织，意昧着中国技术贸易环境的根本性改善，有利于中国在全球范围内系统集成发达国家的先进技术。20世纪60年代以来，随着世界经济、技术的迅逮发展，国际技术贸易在世界贸易中的地位迅速提高。世界技术贸易总额，60年代中期为25亿美元，70年代中期增加到110亿美元，80年代中期突破500亿美元，90年代初期突破1100亿美元，1996年达到4000亿美元，占世界贸易总额的7.5％①。加入世界贸易组织后，虽然与贸易有关的知识产权保护协议的约束将使跨国公司有可能利用其技术垄断地位索取高额技术转让费，但是技术贸易环境的改善将会使国外技术供给的数量、质量有很大提高，扩大国内技术研究开发部门和企业引进国外技术的选择范围和创新水平，从而有利于对引进技术的消化吸收、系统集成和模仿创新。与此同时，中国的技术出口也将会从与贸易有关的知识产权保护协议的约束中受益。
　　加入世界贸易组织后，市场配置社会资源的能力将大大加强。从培育企业技术能力，应对国外企业，特别是跨国公司的竞争角度出发，产业技术进步的内动力日益加强。企业积极寻求广泛的技术支持，包括引进和自主研究开发，加快产品技术、制造工艺创新步伐，从而不断提高自身的国际竞争力。改革开放以来中国洗衣机、彩电、冰箱、电风扇等行业技术进步主要动力是市汤竞争。市场观念的增强有利于技术研究机构主动根据市场需求变化调整自己的研究方向，通过市场实现开发、商品化、产业化的良性循环。
　　中国加入世界贸易组织，不仅企业要直面国外企业的竞争，科技、教育部门也要直面跨国公司的竞争。特别是技术研究与发展部门，不仅要面对日益增长的国内技术需求的压力，还要面对跨国公司在人才、技术市场等领域的激烈竞争。可以顶见，加入世界贸易组织将会对中国的技术引进、技术创新工作带来巨大挑战。
　　"关税减让"承诺意昧着中国市场的全面开放，而"凋整外资政策"则意味着中国的"市场换技术"的技术引进战略将逐步失效。取消对外资企业和合资企业的"国产化"、"外汇平衡"、"产品出口比例"等限制条件之后，外资企业将主要从经济角度考虑企业原材料采购和生产计划，而不必首先考虑向中国转让技术，将会影响中国企业引进技术的谈判地位。对于某些资本与技术密集的产品，外商也有可能将中国作为产品目标市场，而不是生产基地，从而减少对中国的技术转让，这也将对中国的技术跨越战略产生消极影响。
　　"扩大知识产权保护范围"将使中国的技术引进面临新的挑战，－方面跨国公司将会利用其技术垄断地位索取高额技术转让费，从而提高中国技术引进的成本.另一方面跨国公司将会利用其技术垄断地位，加紧对引进其技术的中国企业的控制。许多技术竞争力不强的中国企业将不得不走合资，依附于技术先进、资金雄厚的跨国公司的道路，接受跨国公司确定的国际分工，成为跨国公司的生产加工基地。值得指出的是，1985年4月1日《中华人民共和国专利法》颁布实施至199！年11月30日，累计受理发明专利申请达27.6万件，国外申请者在许多重要技术锣域专利申请中占主导地位，如移动通信占91.32％，半导体占85.34％，光学记录占95.18％，无线传输占93.50％，传输设簧占88.98％，电视系统占89.61％，遗候工程占75.48％，西药占69.33％。因此，加入世界贸易组织后，产业技术控制与原控制将是中国技术研究与发展的主要任务。
　　加入世界贸易组织后，旨在提高产业国际竞争力的政府对企业R&D的补贴仁为将受到《补贴与反补贴措施协议》的约束，使得政府必须对技术研究开发活动剖补贴的范围、方式、强度做出重大调整，这将直接影响国立研究机构的研究方向、运行机制和竞争力。例如，协议规定了对研究开发活动的补贴范围，如对产业研究（industrial research，指以发现可能有助于开发新产品或改进产品、工艺或服务的新知识为目的的研究）的补贴不得超过合法成本的75％，对竞争前的开发活动（precompetitive development activity，指将产业研究的成果转化为新产品、改良产品或型进产品、工艺或服务所需的计划和设计）的补贴不得超过合法成本的50％。
　　加入世界贸易组织后，中国研究开发机构将面临技术先进的跨国公司的激烈争争。跨国公司以雄厚资金做后盾，或高薪吸引中国研究开发机构技术骨干直接为其腋务，或委托中国技术研究开发机构的优势群体承担其技术开发计划中的一部分工作，为其系统集成全球范围内的先进技术腋务，或以低价出售中国研究开发机构尚处于商品化初级阶段的技术产品，以阻止中国研究开发机构回收开发成本，从而达到抑制中国研究机构的技术开发和系统集成能力的形成。虽然国内科研机构可以通过与跨国公司合作在某些点上取得技术迸步，但是往往难以形成系统技术，难以实现创新价值链的完整和实现良性循环，风险与生存危机较大。

三、中国技术发展的前瞻

　　人类文明的演进，特别是高技术与工业社会的发展已经证明"知识就是力量"、"创新是不竭的动力"。高技术拓展了人类作用空间，不仅使人类在宏观尺度上看得更远，在微观尺度上看得更精细，而且使人类可以在低温、高温、高压、强磁等极端条件下进行实验、生产，并且实现了生产过程的自动化，高技术的发展不仅使人类能够"日行万里＂，做到"天涯若比邻"，而且显著提高了疾病的临床诊断、治疗水平，改善了人类的营养结构，大大提高了人类生活质量和平均寿命。目前高技术领域正孕育新的突破，信息与通信、生物、材料、先进制造、航空航天、能源、海洋等高技术领域之间的交叉、融合与集成日益普遍，一场新的技术革命和产业革命即将来临。
　　中国是世界上最具活力的发展中国家，具有经济发展速度快、研究开发规模大、整体水平较低等特点。在高技术研究开发方面，虽能获得一些国际领先水平的研究开发成果，但系统化、工程化、产业化水平低。面对新技术革命、产业革命和加入世界贸易组织后带来的机遇与挑战，如何抓住历史机遇，实现第三步发展战略目标和中华民族的伟大复兴，需要中国科技界认真思考，并准确而前瞻地把握世界科技发展态势，趋利避害，为国家经济发展、国防建设和社会进步做出基础性、战略性、前瞻性的创新贡献。
　　1.中国技术发展战略
　　战略定位是实现末来中国技术跨越式发展的关键。加入WTO后，中国的劳动力、工业基础、基础设施将得到显著改善，目前中国已逐步形成制造业的优势，外国制造业也纷纷进入中国，其先进技术也必然会通过各种形式和途经造成技术外溢，因此，中国应该充分利用我们现有的制造业优势，通过引进、消化和吸收国外先进技术，逐步从制造业大国发展为制造业强国，最终通过自主创新发展成为技术强国。
　　中国高技术各领域所处发展阶段和面临的竞争环境不同，应该选择不同的发展目标与模式，有所为，有所不为。在中国有一定优势的高技术领域，应该集中必要贤源，以形成若干关键技术自主发展能力为目标，在技术和市场已高度国际化的高技术领域，应加强与跨国公司的合作，以提高技术学习能力和系统化、工程化、产业化为目标，在中国具有比较优势的高技术领域，应鼓励系统集成国内外技术，以配置全球资源、占领国际市场为目标，在技术创新活跃、投资规模较小的高技术领域，要采取有效措施，营造良好的创新创业环境，以形成高技术创新小企业创业群体为目标。此外，在传统产业升级改造所需要的共性技术领域，应瞄准规模市场需求，充分应用先进的信息、管理技术，以实现"信息化带动工业化＂和满足市场需求为目标。同时，在技术产业化过程中，研发技术要与技术受体集合起来。加入WTO后中国的技术市场仍然呈现多元化的格局，大型企业的技术研究与发展注重前瞻性、战略性，同时也会有很多中小企业需要适用性的技术，因此，面对不同的需求，研发技术要以市场为导向，既要考虑大企业需求，又要面向中小企业，为中、小企业公平提供技术成果。这样，在全球和国家的层面，逐步形成技术创新链和价值链。
　　加入世界贸易组织后，产业关键技术、产业标准（技术标准、安全要求、环保要求、人文要求等）将是决定产业竞争成败的关链因素。一方面需要协调国家技术创新政策体系和产业技术政策体系，促进官、产、学、研合作，另一方面需要正确把握"技术引进与自主开发、原始创新与系统集成、合作与竞争"之间的关系，以提高中国技术发展水平和增强产业国际竞争力。为此，需要加强基于技术预见（Technology Foresight）的技术发展战略研究，识别技术发展的多种可能性，评估其影响进而选定可能产生最大经济与社会效益的战略研究领域和通用新技术，并在此过程中，构建官产学研互动平台和沟通、协商与协调机制，强化合作伙伴关系，培育一种关注末来的预见丈化，使各方在对末来技术发展趋势及其作用形成共识的基础上，相应调整各自的战略。
　　2.机制创新、体制创新与技术创新
　　加入世界贸易组织要求中国加速政治、经济、科技体制改革，以符合世界贸易组织的基本要求。转型时期的中国迫切需要加强机制创新和体制创新，在进一步加强社会主义市场经济建设的同时，以完善国家创新体系为目标，建立完备的投阔资、知识产权保护体系以及现代企业制度和政府采购制度，以鼓励官产学研分工羊合作，推动企业成为技术进步和创新的主体，促进科技与经济的紧密结合。为此，需要中国科技界在体制改革和机制更新方面做出更大的努力，特别要重视创新文化建设，完善非制度性激励、约束机制，如科学共同体内部的道德约束机制，崇尚以积极、建设性的思维和心态从事创新与创业活动。以新的体制与机制保证和促进技术创新。
　　技术创新的根本目的是商品化。体制创新和机制创新必须以促进技术创新，特别是技术创新成果商品化、产业化为目标，必须有利于构建完整的创新价值链，形成与我国经济发展紧密结合并且能够在市场中实现良性增值循环、持续发展的、新的创新模式。例如，在职务发明相关的知识产权界定过程中，要探索更加灵活的分配机制，以调动创新者和企业家的积极性，而不是过分强调国家作为刨新活动资助主体的权益。从经济活动大循环角度讲，即使创新成果的商品化、产业化所带来的收益在很大程度上给了创新者或企业家，但是其创造的税收和就业机会仍然为社会做出了贡献，这还不包括创新者的消费产生的影响。而如果政府资助产生的创新成果由于知识产权分配纠纷而不能够商品化、产业化，其价值很可能因替代技术的出现而递减为零。
　　3.国立科研机构未来的发展
　　随着中国经济总量和人民生活质量的不断提高，中国经济的快逮发展将越来越强地受到资源、环境、生态等条件的制约，客观上需要科技为我国社会经济可持续发展提供支撑。经济全球化加速了包括技术在内的各类要素的流动，从而使得各类要素的系统集成能力成为企业国际竞争力的核心。跨国公司利用其技术、资本优势，在国际经济竞争中占据主导地位。尽管加人世界贸易组织，有利于中国获得并系统集成国外先进技术，从而提高中国产业技术水平。但是，必须清醒地认识到，世界贸易组织只能够要求其成员开放市场，而不能要求其成员开放技术。事实上，发达国家出于安全或政治因素考虑，常常对其高技术及高技术产品的出口实行严格管制。如1949年成立的《多国出口管制协凋委员会》①（COCOM,Coordinating Committee for Multilateral Export Control）主要是针对社会主义国家。跨国公司出于技术垄断和维护自身核心竞争力考虑，往往也不愿意转让先进技术。由此可见，真正先进的技术是买不来的。要打破跨国公司的技术垄断与封锁，解决制约末来中国经济发展的关键知识产权问题，同时为国防提供必要的杀手铜，只能够依靠自主创新，依靠在关键技术突破基础上系统创新与集成国内外相关技术。
作为以科技创新为己任的国立研究机构，中国科学院在新时期肩负着无比崇高的历史使命，即"面向国家战略需求，面向世界科学前沿，加强原始性科学创新，加强关键性技术创新与集成，攀登世界科技高峰，为我国经济建设、国家安全和社会可持续发展不断做出基础性、战略性、前瞻性的重大创新贡"。

6.2 中国钢铁材料现状及发展目标
俞宇庆
（中国金属学会）

－、我国钢铁工业现状

　　我国在20世纪90年代的经济快速发展，导致了中国钢铁需求量的快速增加。1996年中国粗钢产量突破年产1亿t大关，至今已连续五年居世界第一产钢大国地位。表1是"九五"期间我国钢材表观消费量和国内生产量的变化。从表1看出，尽管钢材产量5年增加了3000多万t（增加34.29％），但每年还要从国外进口1000万t左右的钢材满足国内需求；板带比从1996年的31.33％增加到2000年的34.68％，反映出我国钢铁工业技术水平和产业成熟度在逐年握高。
　　在钢产量增加的同时，中国钢铁企业的效益却日益下降（图1）。1993年，全

国钢铁工业达到经济效益的最高峰，年利润290亿元（当时钢材平均价格在3500元/t）。1998年下降到12.2亿元（当年钢材平均价格在2700元/t左右）。这说明在钢材短缺时，利润靠价格优势取得；产量增长并解决了短缺情况后，钢材出现了"供过于求"，价格竞争使全国钢铁工业接近边际利润水平。钢铁工业内在的薄弱因素开始暴露，全行业处于亏损边缘。

　　为扭转需求增加、产量增长而效益下降的矛盾，我国钢铁工业加大了结构调整力度，开始步入从数量扩张到结构优化，实现战略性转移的新发展阶段。这一调整主要体现为组织结构凋整、体制结构凋整、产品结构调整和工艺技术装备结构的调整。

二、中国钢铁工业的结构调整

　　组织结构的凋整主要反映在产业集中度的增加。1994年我国县级以上钢铁企业数为1669户，到2000年，经过兼井重组、联合、淘汰等方式，己经集中为29ｃ户。1995年，年产100万t钢以上企业总数为20户，占全国产钢比62.2％；200ｃ年，上升为36户，占全国产钢比82.5％。2001年，95％产量的粗钢生产己集中到75家企业。产业集中度的增加，为企业增加了依靠科技进步，参与国际竞争的能力。
　　体制结构的调整主要反映在多元化投资体制的发展。从1994年到2000年5月，共有43家钢铁企业改制，38家钢铁企业上市，加上12家冶金科技企业及相关企业上市，从股市筹资314亿元。2001年中期报告显示，钢铁板块的国有股持股比例为54.28％，平均负债率下降到40％，流动比2.32，速动比1.85，达到国际钢铁业界的较好水平。2001年8月，38家上市钢铁公司组成的钢铁板块中期利润增长率仅次于电力，居14个行业第2位，普钢板块年利润增长率达27.49％。由于上市的推动，到2001年10月，42户年产钢50万t以上的企业平均负债率降到48.24％，总资产达6889亿元，1～10月实现利润135.5亿元。
产品结构进行了卓有成效的调整。目前，我国钢铁材料（包括各种功能和结构钢铁材料、高温合金和精密合金）共有1000多个品种，40000多个规格。国产钢材市场占有率已从1996年的88.81％上升到90％以上。各钢铁企业积极发展"迸口替代"品种，逐步开发和取代过去依靠进口才能满足需求的高级品种，国内在取代进口钢铁材料方面每年新增产量300万t左右。由于工艺、技术、装备结构的凋整，使达到国际水平的装备率由1985年的10％

左右上升到2000年的30％左右。钢铁工业是耗能大户，占工业总能耗的10％，是工业第二大耗能户。外排废水和外排废气也是工业行业的第二大户。因此，工艺、技术、装备结构调整的核心是："节能降耗，紧筹流程，降低成本，改善环境"，这主要依靠科技进步和管理创新。近期，全行业推行29项先进技术，其中21项是与节能降耗、改善环境有关的重大技术。这些重大、先进技术的研发、推广、应用，使全行业5年来的主要技术经济指标发生了自建国以来的最快变化（表2）。

三、近期发展目标

　　我国在正式加入WTO后，钢铁材料及其生产将面临着两方面的激烈竞争。g 是钢铁与其他基础材料（工程塑料、有色金属、无机非金属材料等）的竞争。钢铁材料通过不断降低成本，使过去20年的钢铁价格总体上持续下降，赢得了广大消费者的认可。进入WTO以后，要继续降低生产成本以增强与其他基础材料的竞争力，还要靠发展新型钢铁材料，即提高性能和质量，以保持低成本前提下的性能竞争力。二是面对两类对手的竞争，既耍与发达工业国家进行高质量产品竞争，又要与低劳动力成本的发展中国家进行中低档钢铁市场的争夺。基于上述挑战，提高市场竞争力和实现可持续发展已成为新世纪我国钢铁工业的时代主题。按照这一思路，建议应将以下6方面的工作作为近期发展的重点。
　　1.加快组织结构的调整
　　全球汽车、航空、家电和造船等钢铁大用户的兼并重组势态日趋活跃，与此相协调发展的是，近期世界主耍钢铁公司正在展开大范围、大规模的重组。总部设在伦敦的伊斯帕特国际集团收购美国内陆钢铁公司，交易额达14.3亿美元，从而使合并后的LNM集团以1720万t的钢产量戚为全球第四大钢铁企业。德国克虏伯和蒂森公司板材合一，形成德国最大的钢铁公司。法国于齐诺尔在投资比利时考克里尔.柔布尔公司，占控股地位后，创出欧洲最大钢铁企业，其年产钢可达2300万t。近期又与卢森堡的阿尔贝德公司和西班牙的阿西雷利亚公司合并，将组成全球最大产钢量（约4600万t）的钢铁集团公司Arcelor公司。日本五大钢铁公司1999年钢产量占全日本钢产量的75％。专家预测末来世界钢铁市场的2/3将被重组后的10～12个钢铁集团占有，其佘1/3将由具有产品特色和地域特色的中小企业占有。
　　相比之下，我国钢铁企业的产业规模还很小。宝钢和上海地区钢铁企业联合重组后，2000年销售额达709亿元，居全国重点企业销售额的第7大户。但与国际钢铁公司比，其产业集中度（占所在国销售总额）仅为13.79％，远低于欧、日、韩的钢铁公司。为适应进入WTO后的国际竞争，我国钢铁工业必须加快组织结构调整。只有完成组织结构调整，才能进行产品结构调整，淘汰竞争力差的落后产品，提高劳动生产率和管理水平。这是当前最迫切的工作之一。
　　除了企业组织结构调整之外，9个冶金高校的专业设置和人才培养目标需要凋整，71家原冶金工业部所属的科研院所、国务院三部委组建的各类技术工程中心也耍尽快进行组织结构、体制结构凋整，丠以适应市汤经济发展需耍，为我国钢铁工业的长远发展奠定坚实的基础。
　　2.依靠先进技术和管理创新，强化＂节能降耗＂工作
　　1996～2000年，我国在基本上不增加总能耗（1.28亿t标煤/年）的基础上，取得了新增3000万t钢产量的显著成绩。今后5年，全行业年综合能耗继续降低10％以上，即再增产3000万t钢而不增加总能耗，是有可能实现的。即使这样，也才是在5年内达到当前欧洲钢铁企业能耗的一般水平。
　　节能降耗将使钢铁材料的生产成本进一步下降。据粗略计算，钢铁产品利税的43％左右是靠节能降耗取得的。我国耗能指标仍很高，节能潜力很大。
　　新的世纪中，要逐步改变冶金的能源结构。首先减少矿物燃料的直接燃烧。煤炭主要作为冶金还原剂，利用热电转换充分利用热能并转换成电能供应冶金厂的电力需求。其次要提高能源利用效率，利用蓄热式加热炉等技术提高燃烷效率。这既是解决冶金厂温室效应气体排放的关键，改善了环境，又进一步降低了成本。在大中域市要逐步发展电炉流程，减少高炉－转炉流程所带来的负面效应，为此对电炉流程的原料耍充分规划发展。各冶金企业应当成立统一的能源调度与指挥系统，做到能源使用的最优化运行。2005年所有企业的吨钢综合能耗应在800kg标煤/t以下，先进企业必须低于700kg标煤/t以下。
　　3.建设清洁工厂，向＂零排放＂钢厂努力
　　钢铁行业属于环境污染较重的行业，在其快速发展过程中往往与环境保护发生冲突。进入20世纪90年代以来，各钢铁强国对保护环境做出了更加严格的限制，强制性淘汰落后工艺并大幅度提高对环境综合治理的投人，特别是建设高标准的污水处理、粉尘治理、噪音控制等设施。我国今后也将出现更严格的环境保护规定。
过去5年，我国在增加钢产量的同时，所有污染物总量都以两位百分数下降，循环利用率比全国平均水平高10个百分点左右，取得了公认的成绩。今后5年，主要污染物总量在钢产量增加同时要再削减10％以上，特别是在CO判「放、废水排放上要采取根本性措施。位于26个大城市的钢厂应做到清涪工厂。目前首都钢铣总公司受到的环保压力就是其他钢厂将要迎来的压力，这是社会允许钢厂存在的"第一许可证"。
　　从可持续发展考虑，21世纪的钢铁企业将努力实现"零排放"，由环境保护发展为环境友好。现有的排放物（废水、废气）应成为另一个生产流程的原材料，向"循环经济"（Cycling Economy）发展。
　　4.钢铁品种更新要与时俱进，提高市场占有率
　　目前钢铁材料生产的品种可以分为三类。第一类是应当参与国际竞争的品种（指高附加值、高技术难度、高使用要求的产品）。他们代表着钢铁材料的高技术发展方向，也是进入WTO后竞争最激烈的品种。这类产品约占我国进口总量的70％，1999年这类品种占全国钢铁消费比的38％。国产品种仅能满足国内市场的68％。第二类是中档产品，这是过渡类产品，却是国内当前消费主流，1999年占消费比的42％，当前国内产品的市场占有率在88％以上。今后应在降低成本、提高质量、衔接好市场供应上下功夫。第三类为落后产品，例如叠轧薄板和窄带钢的低档产品，目前仍占消费比的20％。应尽快用先进工艺代替落后工艺，使产品更新换代。总体上看，欧洲先进钢铁企业每三年要更新自己品种的50％，而我国钢厂目前较为被动，有需求才发展，没有需求则很少主动去更新品种。
　　5.开发、生产和推广新一代钢铁材料
　　尽管钢铁问世己经3000年了，但当今社会使用的钢铁结构材料的强度水平仅达到理论强度的1/7～1/6。为了提高钢铁材料的竞争力并使构件轻型化，20世纪90年代中期，日本提出"超级钢"概念，在保持较好的强度－韧性配合并不断提高性能－价恪比前提下，目标是把现有钢铁材料强度和工程构件寿命分别提高一倍。在日本之后，世界钢铁协会组织35家北美、西欧钢厂和汽车厂开展"超轻钢车身"研究项目。韩国、中国、欧盟也相继组织力量研发新一代钢铁材料。
　　新一代钢铁材料技术的核心是超细晶粒、高洁净和高均匀性。超细晶粒钢的成熟化将是钢铁材料具有更高竞争力的重要手段之一，也是21世纪初叶钢铁材料的战略重点。目前钢铁企业密切注视着这类技术的发展，谁掌握了这类技术，谁就能生产这类新材料，谁的产品就有更高的市场占有率。在科技部"973"项目－"新一代钢铁材料重大基础研究"的支持下，我国己经率先在世界上进入"超级钢"工业化阶段，将传统碳素结构钢强度提高一倍，而制造成本基本不增加，实际上取代了部分低合金钢，相对钢材降价10％～15%。
　　6.应用信息技术，提升钢铁生产技术与管理水平
　　目前国内大中型钢铁公司都已完成了管理信息系统（MIS）的建设，生产过程也基本完成了基础数据的自动化采集与传输。随着信息、网络通讯技术的快速发展，过程控制和过程优化的更高要求，应及时跟进、全面提升钢铁生产技术和管理水平。图2反映新型钢铁生产系统要重点发展的4个子系统：①实现全生产线过程控制（精品生产、智能控制）及技术控制（数字化、智能化）系统；②实现全生产系统的能源管理，做到热能转换和最优化协调；③发展产品的质量控制和性能预报系统;④在组织结构调整中，发展集团公司第四级管理的信息、决策指挥系统

　　这6个方面的发展将全面提升钢铁材料的生产、管理和研发水平。我个人认白，抓好这6个方面的工作将会缩小我国钢铁行业和国际先进水平的差距"强国"之路就会在我们足下逐渐形成。

6.3 中国煤炭资源勘探、高效开采与洁净利用
范维唐
（中国煤炭工业协会）
张玉卓
（煤炭科学研究总院）

－、前言

　　煤炭是世界上储量最多、分布最广的常规能源资源。截止到1999年底，世界煤炭探明可采储量为9860亿t，占化石能源的62.8％。煤炭分布于76个国家和地区，60多个国家进行了规模性开采。20世纪90年代以来，世界煤炭年产量在44～48亿.之间，在世界一次能源生产和消费总量中约占25％～30％。煤炭是世界经济发展的重要动力支柱。
我国是世界上少数几个一次能源以煤为主的国家。2000年全国煤炭产量9.98亿t，约占全国一次能源生产和消费总量的65.46％。据国家计委《国民经济和社会发展第十个五年计划能源发展重点专项规划》，2005年全国煤炭需求总量为11.7亿t，占全国一次能源的63.45％。尽管今后煤炭在国家能源结构中比重将逐步下降，但总需求量仍会逐步增长，在未来较长时间内一次能源以煤炭为主的格局难以改变。因此，推动煤炭工业发展和技术进步对保证国民经济的能源供应具有重要意义。
　　20世纪末期以来，在新技术革命的推动下，煤炭开采、加工和利用技术得到迅速发展，先进采煤国家积极研制和开发了高生产能力、高性能开采技术装备，应用计算机技术实现了矿井生产过程自动化，实现了矿井的高产、高效和集约化生产。同时，洁净煤技术得到广泛应用，煤炭消费中燃烷效率进一步提高，污染物排放大幅度降低，煤炭气化和液化技术正在实现工业化应用。在相当长的一段时间内，煤炭作为中国的主要一次能源，采用洁净煤技术可以高效、洁净地利用煤炭，大量减少污染物和温室气体的排放，是实施中国能源可持续发展的必由之路，也是通向未来高效、洁净和持续利用能源的桥梁。

二、煤炭资源勘探

　　1.煤炭资源勘探技术发展情况
　　中国煤炭资源丰富，根据顶测，我国已知的含煤面积约5.5*104km2。截止到1992年的全国第三次煤炭资源预测结果，垂深1000m以浅保有和预测资源量为28628亿t，垂深2000m以浅煤炭资源总量为55 703亿t。
　　20世纪90年代以来，煤田地震勘探围绕提高分辨率、高信噪比和高解释精度进行了大量的科研工作。我国煤田地震已攻克了高山、沙漠、水上、沼泽等施工禁区；地震勘探精度大幅度提高，采用二维和三维地震，已可查明5～10m的断层和褐曲，为煤矿采区提供了可靠的地质保障。
　　煤田电法勘探近年来野外采集数字化程度大幅度提高，微机监控保证了工程质量，方法技术也有了更大的发展，瞬变电磁、高密度等电法分支方法已得到广泛应用；同时引进和开发了包括二维正反演、相关滤波、边界元、CSAMG近场及位移校正等处理与解释软件，形成了较完善的解释系统，在煤田和水源勘探中发挥了重要作用。该方法的主攻方向是提高分辨率、提高解释精度，拓宽应用范围。
　　遥感技术已在煤田勘探中发挥了重要作用，其应用已从发现煤炭资源、煤层自燃边界、地质填图发展到国土资源调查、煤层气和水资源调查、水害防治及小煤矿生产调查和监测等领域。目前国外遥感技术应用非常普遍，我国煤田地质遥感也有一支有相当规模的队伍，可以进行各种工程施工和研究工作。
　　2.我国煤炭资源勘探存在的主要问题
　　我国煤炭资源勘探中主要存在两个问题。一是煤炭资源总量大，但探明程度低，煤质不佳，可供建井的储量严重不足。
　　"全国矿产储量表"和实际情况汇总，截至1996年底，全国末利用的普查以上煤产地共2092处，保有储量3827.43亿t。达到详查程度的1607.9亿t，达到精查程度的储量仅有646.8亿t，其中，可供建井的储量仅有365.2亿t。按矿井生产能力与后备储量1/200的比例，仅能提供建设1.8亿t的生产能力。因此，剩佘的经济开发储量严重不足，难以满足国民经济发展的需耍，也制约了煤炭工业的可恃续发展。
　　二是煤炭资源的详查勘探投资渠道不明。目前，我国煤炭资源勘探的总体详查费用无承担单位，新矿区对口精查的费用难以落实。按照现今的国家投资规定，无矿区总体设计，不能进行精查；无矿井初设，不能立项，更不能贷款投资。而矿区总体设计需在详查后完成，初设需在精查报告提交的基础上进行，详查的费用没有投资渠道、精查的费用立项前又不能惜贷。因此，需要研究相应的政策，筹集部分资金使煤田勘探步人良性循环的轨道。

三、煤矿开采技术

　　1.国外采煤技术发展情况
　　20世纪80年代末以来，美、澳、英、德等国家研制开发了机电一体化、自动化新型采掘、运输、提升等生产设备。这些设备采用微机工况监测监控、自动化控制、机电一体化设计等先进技术，在增加传动功率、提高生产能力的同时，使设备功能内涵发生重大突破，并在计算机控制技术支持下实现了煤矿生产过程的自动化控制，出现了"一矿一面、一个采区、一条生产线"的高效集约化生产模式。
　　目前，美、澳、德等发达国家推广应用煤矿高效集约化生产技术，己经实现了从普通机械化生产向高产高效集约化的过渡。羌国和澳大利亚依赖其良好的资源条件，大力推广长壁综采技术，工作面开采强度不断增加，生产技术装备不断升级更新，长壁开采产量不断上升。2000年，美国53个长壁开采矿井共57个综采工作面，全部采用电牵引采煤机、电液控制液压支架等新型装备，实现了工作面生产的半自动化，平均年产量达300万t以上1，其中9处矿井年产达到600万t以上，最高产量为955万t。综采工作面平均长度275m，平均走向长度2714m；采煤机乎均功率854kW，有26个工作面采用了4160V的高压供电系统。德、英等煤矿开采历史长、资源条件差的国家在削减煤炭产量的同时，加紧煤炭企业技术装备更新。2000年英、德综采工作面的乎均年产量达到180万t。
　　2.国内采煤技术发展情况
　　我国的煤炭开采以井工为主，约占总产量的94％。20世纪70年代我国曾批量引进国外先进的煤矿机械化成套装备，煤炭行业经过吸收消化、自主开发，研制了多种适应我国煤层和基础设施条件的机械化采煤、掘进、运输等技术装备，并大面积推广应用，取得良好技术经济效果。经过20多年的发展，2000年国有重点煤矿采煤机械化程度达到74.4％，综采机械化程度达到56.7％，全国近240个综采工作面共生产煤炭2.3亿t。
　　经过国家和行业几个五年计划科技攻关，现已研制并推广使用了厚及特厚煤层、中厚煤层、薄煤层综采成套技术装备及开采工艺。其中，年产100万t综采成套技术及装备已得到普及，年产200万t综采成套技术及装备已开始投人使用，年产300万t以上的综采成套技术装备己研制成功。在各种不同煤层赋存条件下的煤炭开采工艺的研究也为工作面的高效生产奠定了基础。煤矿大型设备的自动化、智能化，以及工况监控、通讯信息网络等高新技术的开发取得初步成效。这些技术设各的应用推动了煤炭工业的技术进步。国有重点煤矿全员效率从"七五"末的0.939t/工提高到了2000年的2.526t/工。其中，神华集团大柳塔矿采用全套进口设各，2000年一个工作面的产量超过800万t，达到世界先进水平。采用全套国产装备的充矿集团公司兴隆庄高效集约化矿井总产量由1992年的296万t提高到2000年的621万t；全员工效由3.04t/工提高到17.18t/工，原煤生产总人数由46刊人下降到2274人。
　　实现高效集约化生产是世界煤炭工业发展的方向，也是煤炭生产可持续发展的必由之路.高效集约化生产对煤炭开采设备的能力、可靠性、自动化程度提出了更高的要求。目前，国有重点煤矿同国际先进水平仍有很大差距，生产技术装备仅相当发达国家20世纪80年代初期水平，综合机械化装备的生产能力仅相当先进采煤国的50％～60％，工作面生产自动化、智能化程度则更为落后，绝大部分靠人工操作，缺乏自动监测功能。综采工作面平均年产仅达到世界先进水平的30％～40％，生产设备工作可靠性低，开机率仅达35％。国有大中型矿井现有生产装备生产能力小，技术性能落后，极大地影响和制约了煤矿生产能力和技术经济效果的提高。

四、洁净煤技术

　　1.洁净煤技术的应用与发展
　　当前，煤炭在生产和利用过程中引起的环境污染受到前所末有的重视。实际上，对环境造成污染的根源不是煤炭本身，而是人们在利用煤炭过程中使用方法不当造成的。世界主要产煤国家正在实施"洁净煤计划"，将使人类对煤炭的利用步入一个全新的历史阶段。沽净煤技术的应用使人们对煤炭有了新的认识，越来越多的人相信"煤炭是可靠、廉价并可以沽净利用的能源"。
　　从能源的角度看，煤炭资源储量大，可获得性最好，是可靠的能源。从经济角度看，按同等发热量计算，北京市天然气、柴油价格约分别为动力煤价格的4～6倍。在国际上，按同等热值计算的天然气、油的价格一股为动力煤价格的2～3倍以上（各国的情况有所不同）。由此可见，煤炭是廉价的能源。
　　洁净煤技术是高效、洁净煤炭加工、燃烷、转化和污染控制技术。通过加工可显著减少煤的硫分、灰分等，通过高效、清净燃烷技术可以在燃烷过程中脱疏，通过转化可以得到液体或气体燃料。近年来，在沽净煤技术领域，国家投入资金，进行相关技术的研究开发，并用自主开发技术建设一批示范工程，－批技术己投入商业化应用。如国内已具各100MW电站循环流化床技术（CFBC）的设计和制造能力，正进行自行开发的310t/h循环流化床锅炉的工业示范；选煤技术已研制成功大直径三产品无压给料重介旋流器（3NWX1200/850），并己经能够提供年产300～400万t的大型重介选煤厂成套设备；水煤浆工业性示范应用在白洋河电厂取得成功，并进人商业运行；其他有关技术也都取得了不同程度的进展。
　　与此同时，用引进技术建设了一批示范工程，促进了我国洁净煤技术的发展和应用。如购买国外技术或产品的22台220t/h、240t/h和410t/h大型CFBC锅炉已陆续投入运行。引进并投入应用了大型煤气化技术。煤气化联合循环（IGCC）示范电站项目已经国家计委批准立项，正在进行建厂招标工作。用国外技术或资金建立了炉内喷钙、半干法旋转喷雾脱疏、海水脱疏、电子束脱硫等多种烟气脱疏工业示范装置。通过国际合作，煤层气的勘探和开发也取得了可喜成绩。
　　2.煤炭液化技术
　　目前，中国已从石油的出口国变为净进口国。随着中国经济建设的高速发展和轿车进入家庭，石油供需矛盾将日益突出。石油的短缺可能成为国民经济发展的制约因素。我国政府十分重视石油的替代问题。早在1996年1月19日，国家主席江泽民视察煤炭直接液化的研究工作时，就指出煤炭液化有重要的战略意义。国家计委、科技部、原煤炭部等政府部门给予了大力支持，加快了中国煤炭液化商业化的发展步伐。
　　在国家的大力支持下，煤炭的间接液化、直接液化攻关取得了较好进展。由国家科技部支恃的煤炭间接液化"九五"攻关项目已完成"万吨级煤基合成液体燃料关键技术及工业软件开发"，在廉价高效合成油催化剂和先进浆态床反应器技术方面取得了重大技术突破，使得吨油成本向大规模工业化和产业化迈进了重要一步。我国科技人员通过国际合作，已完成中德、中日、中美合作的云南先锋、陕西神华和黑龙江依兰三个煤直接液化工业示范项目顶可行性研究，国家计委已批准神华集团煤炭直接液化工程的建设工作。
　　3.洁净煤技术发展存在的问题
　　中国洁净煤技术虽取得一些成绩，但在发展过程中一直面临着很大的障碍，主要表现在两个方面。
一是缺乏对洁净煤技术发展的总体布局和协调实施。《中国洁净煤技术"九五"计划和2010年发展规划》1997年己得到国务院的批准，但全国沽净煤技术的推进工作比较缓慢，总体布局、行业协调及组织实施不够，政策配套、技术推进和资金落实都没有跟上。洁净煤技术是投资相对较高、回收期长的技术，必须有各项政策的配套，才能刺激起企业的积极性，刺激市场的形成。
　　二是需解决发展洁净煤技术的资金渠道问题。由于缺乏足够的资金，一些已开发的技术不能进入工业化示范，一些技术需要加强技术先进性或整体配套性工作也难以开展。一些急需的技术，如先进的烟气脱硫技术、大型循环流化床技术、增压流化床技术、IGCC、大型气化、煤炭液化等，急需在引进的基础上加快国产化的进程。

五、对发展煤炭工业技术的建议

　　我国是发展中国家，随着国民经济高速发展，能源消费量将大幅度增长。预计2001年全国煤炭生产和消费量将达到10亿t以上，煤炭出口量将达8000万t以上。根据我国能源资源结构和能躁产业开发建设情况，在较长一段时间内煤炭仍将是主要能源。因此，煤炭工业的健康发展具有重要的战略意义。当前，有三个问题需要予以高度重视。
　　一是在国家煤炭工业局撤消、煤炭企业划归地方管辖以后，如何解决矿区煤炭资源总体详查费用和新矿区对口精查的费用的问题。需要研究相应的政策，落实资金，使煤田勘探步人良性循环的轨逍，保证煤矿建设的储量。煤炭资源将不再是单纯的数量概念，应该赋予它经济涵义，研究煤炭资源经济评价方法，对我国煤炭资源进符全面、系统地经济评价，实施煤炭资源资产化管理。要防止过去小煤窑无序开采给国家资涌造成的重大损失，防止小煤窑无序扩张，促使资源优势向经济优势转化，合理利用和保护煤炭资源。
　　二是煤炭工业技术基础薄弱，国有重点煤矿平均单产、工效均显著低于发达国家。近年来新建矿较少，部分资涌衰渴和经济亏损的矿井、矿区破产关闭，煤炭生产能力呈下降趋势。为提高我国煤炭企业的竞争能力，保障煤炭供给，提升传统产业，建议国家通过技术创新、高技术产业化等项目渠遣'加强煤矿综采、掘进、运输装备和自动化领域的技术研究开发和产业化工作。为煤炭企业加人WTO后在国际市场的竞争提供技术保障。
　　三是积极推进煤炭直接液化示范工程。煤炭直接液化示范工程是技术密集和资金密集型高技术产业化示范项目，也是高技术竟争的重要领域。建议国家在给予资金支持和政策优惠的同时，注意该项技术、关键设备和生产工艺的国产化。通过扶恃和促进国内科研技术力量参与煤炭直接液化示范工程的建设，加强吸收消化，开发具有自主知识产权的先进技术。

6.4 国家电网建设及其关键技术
张晓鲁
（国家电力公司科技环保部)

　　辉煌的20世纪已经过去，我们进入了新的世纪。20世纪世界经济获得高速发展的最重要的原因是电广泛地进入了各个领域，正是电能的广泛应用给人民生活带来了天翻地覆的变化。2000年初美国工程院全体院士评选出10项20世纪最伟大的科学技术成就，电气化被评为第一项。2001年中国工程院全体院士评选出25项20世纪中国重大工程技术成就，电气化也名列其中。毫无疑问，已经过去的20世纪将以电世纪的标志载人史册。到今天，电能已成为人们生活的必需品。随着科学技术的进步、人民生活水平的不断提高，电能将得到进一步发展，更经济、更清洁、更方便、更直接地实现电能生产和传输，对电力工业提出了更新、更高的要求'S

－、我国电力工业取得的成就

　　在世界各国电力科学技术发展和管理体制变革的同时，我国电力工业也取得了突飞猛进的发展。经过多年的努力，从1996年下半年起，全国大多数地区电力供需基本平衡，结束了持续20多年全国性缺电的局面，基本上满足了国民经济发展和人民生活水平提高对电力的需求。1995年全国电力装机总容量达到2亿kW、年发电量超过10000亿kW.h；2000年4月电力装机容量达到3亿kW，年底达到3.19亿kW，发电量达13685亿kW.h。全国风力发电装机总容量已达34.43万kW，在我国的西部地区建成了一批小容量试验性的太阳能光伏电站。
到目前为止，已建成和正在建设的100万kW及以上的火电厂、水电站和核电站达88座。己建成的500kV输电线路约2.68万km，变电容量9447万kVＡ；330kV输电线路8669km，变电容量1410万kVＡ；220kV输电线路12.81万km，变电容量3.06亿kVＡ，同时还进行了大规模的城乡电网建设与改造。目前在全国己形成了7个跨省网的大型区域电网和6个独立省级电网，其中最大的跨省电网华东电网装机容量已达5666.33万kW，最大的省网广东电网装机容量也达到3189.躬万kW。
　　我国电力工业已开始从大电网、大机组、超高压、高自动化阶段进入到优化资源配置、实施全国联网的新阶段。

二、当前电力工业面临的发展机遇和挑战

　　尽管我国电力工业已取得了巨大成绩，但就全国来说，人均用电水平仍然相当低。到2000年底，全国人均占有装机容量仅有0.25kW，占有的发电量只有1081kW.h，不到世界平均水平的一半，仅为发达国家的1/10～1/6。我国仍然是发展中国家，随着国民经济的发展，我国电力必将在结构调整、产业升级的条件下持续快速健康发展。根据"十五"及以后10年间电力工业发展的情况，2005年发电装机容量将有可能达到3.9亿kW，初步形成全国基本联网的格局。到2015年，形成以三峡为中心的全国联网和比较合理的电源结构，使我国电力工业的总体技术水平有新的提高。
　　展望新的世纪，电力工业的发展任重道远。为了满足国民经济发展、社会进步和人民生活水平提高的需要，电力工业还需保恃适当的发展速度。我国地域辽阔，各地一次能源资源条件存在较大的差异。目前已探明的煤炭保有储量约为9000亿t原煤；可开发的水电资源约3.8亿kW，顶期多年乎均发电量为1.92万亿kW.h。煤炭储量主要集中在华北、"三西"（山西、陕西、蒙西）地区，约占全国煤炭总储量的70％。可开发的水电资源的68％集中在西南地区。而电力消费主要集中在中、东部和南部地区，这样的能源分布状况与电力消费的不乎衡，势必导致我国的能撅领域在大量输送煤炭的同时，要大力加强电力输送线路的建设，将西、北部地区的电力输送到中、东、南部地区，形成大区电网互联的格局。因此，我国电网发展的基本格局是西电东送、南北互供、全国联网。
在未来20年中，我国电网的规模将不断扩大，更多的利用清涪能源和可再生能源的新型发电方式将逐渐实现实用化、规模化。在我国进人WTO和实施"西部大开发"战略后，电力工业将有一个更大的发展时期。这是我们难得的发展机遇。

三、电力工业发展的方针和重点

　　调整电力结构、发展电力工业的基本方针是"重点发展电网，积极发展水电、坑口大机组火电，适当发展核电，因地制宜发展新能源发电，开发与节约并重，高度重视环保，努力提高能源的利用率"。
　　1.重点发展电网
　　首先是加快以三峡电网建设为核心的全国联网建设，实施西电东送和南北互供。现已开工建设的±500kV直流输电工程就有三峡左岸直流送出工程、三峡－广东直流输电工程、贵州.广东直流输电工程；稍后开工的还有三峡右岸直流送出工程。作为大区互联的直流背靠背工程将有西北.华中、华北－华中、东北－华北等，很多输电工程将在2005年完成，届时将基本实现全国联网，为建立全国性统一开放、公乎竞争、规范有序的电力市场和实现全国资源优化配置创造有利条件。除三峡电网建设外，已完成华北－东北交流联网工程，正在抓紧华东.福建，华中－广东，华北.华中及华北－山东等大区之间与省网之间的联网工程的建设。
　　其次是在全国范围内进行规模宏大的城乡电网的建设与改造。按照城市化战略和发展小域镇战略，加强配电网的建设，提高供电质量，降低损耗，解决目前城乡电网中存在的结构薄弱、设备陈｜日、容载比偏低、线损偏高、无功补偿不足、缺乏凋节和凋度管理手段等问题。国家从1998年开始对全国2400多个县、280个城市的电网进行改造和建设，这一改造工程的实施使得域乡电网网架结构更加合理，城乡居民用电量快逮增长，供电可靠性也不断得到提高。
　　2.积极发展水电
　　我国水能资源十分丰富，其中可开发的资源为3.8亿kW，占全世界可开发水能总量的16.7％，居世界第一，目前己开发利用的仅占19％。到2000年底，水电装机已超过7900万kW，占电力总装机容量的24.8％。按照西部大开发的战略部署，将加快长江上游、黄河中上游、澜沧江、红水河、乌江等流域的水电开发。最近已相继开工建设龙滩水电厂、小湾水电厂、公伯峡水电厂。同时，为适应电网调峰的需要，正在建设和即将开工建设一批大型抽水蓄能电站，如山东泰安、河北张河湾、山西西龙池、江苏宜兴、安徽琅呀山和浙江桐柏的建设项目。顶计到2005年，水电装机将达到9500万kW，占电力总装机比重的27％；到2015年，水电装机占电力总装机的比重为28％，届时水能资源开发程度将达40％。
　　3.优化火电结构
　　在今后二三十年内，节能、节水与环保是火电发展的主题，优化火电结构主要要围绕这个主题进行。当前我们所做的主要工作有，一是关停效率低、污染严重的5万kW以下纯凝汽式小火电机组，改造20万kW和一批老的30万kW机组。二是进一步发展大容量、高参数坑口火电机组。在生产亚临界30～60万kW机组的基础上，通过引进技术和合作制造，加快研制、开发超临界机组的步伐，逐渐提高超临界机组在火电装机中的比重。国产超临界机组从60万kW起步，并在条件具备时考虑建设一座60万kW等级的超超临界机组示范电站。三是建设洁净煤发电示范工程。推动洁净煤技术的发展是我国优化火电结构的既定目标，现已制定出长远发展规划，瞄准当前国际上先进的洁净煤发电技术，力争在较短的时间内，赶上国际先进水平，实现在这一新技术发展领域上的跨越。我国己经建成10万kWCFBC示范电站，正积极准蚤建设30万kWCFBC示范机组和一座30万kW或40万kW级IGCC示范电站。四是适当调整发电一汰能源结构，朝"发电能源多样化"的方向发展。"十五"期间将发展燃用天然气和LNG的燃气联合循环发电机组，以提高发电效率、改善环境、提高电网调峰灵活性。
　　4.高度重视环保
　　在电力工业稳步发展的同时，电力环保工作得到了发展和加强。我国已制定了一系列电力环境保护管理规定、规划及实施措施，努力做到环境保护与电力发展同步规划、同步实施、同步发展。"九五"期间，我们狠抓了火电厂环保达标治理，在电力环境保护方面取得了重要成就，主要表现在：
　　烟尘污染得到有效控制。1980年到2000年，尽管火电装机容量增加了4.2倍，烟尘排放量不但没有同步增长，反而逐年下降，由1980年的390万t下降到2000年的约300万t。
　　火电厂废水排放得到显著改善。电力系统的工业废水与生活污水处理已逐步从达标排放的末端治理向回收综禽利用方面转变，有的已达到"零排放"，废水总回收率约45％。
　　氮氧化物和二氧化疏排放取得进展。300MW及以上新增大型火电机组全部采用了低氮燃烧方式，严格控制氮氧化物排放。在火电厂二氧化硫排放控制方面，重点围绕大中城市、高疏煤地区和二氧化硫排放量大的火电厂，采取包括换烧低疏煤、烟气脱疏、洁净煤发电技术以及关停小火电机组等综合措施后，二氧化疏排放开始呈现下降趋势。每万kW.h二氧化硫排放量下降了约19％。与此同时，脱碗国产化工作取得重要进展，依托脱疏工程的建设引进的湿法脱硫技术已在近期招标的脱疏工程中开始实施。
　　严格控制了新项目污染物的产生和生态环境的保护。对所有新、扩、改电力项目，依法严格执行了环境影响评价制度，使新的电力建设项目的污染控制和生态保护满足了国家法规要求。　　但是，电力环境保护的任务仍然非常艰巨。目前，我国电力装机容量3.19亿kW，其中火电约占75％，燃煤电厂排放的污染物尤其是二氧化疏已成为制约电力工业发展的关键因素之一。我国能源资源的状况决定了今后相当长的时期内电力结构仍将以煤电为主，严格控制燃煤环境污染，既是电力工业当前亟待解决的重大问题，也是关系电力可持续发展的战略问题。
　　5.因地制宜发展新能源发电
　　目前重点在积极推动风力发电的发展。我国风能资源很丰富，可开发利用的风能资源为2.53亿kW。近几年来，发展风力发电得到了各方面的重视，到2005年，风电的装机规模要达到100万kW。要实现这一目标，关键是实现大容量风力发电设备的产业化和国产化，进一步降低造价。

四、电力关键技术

　　在未来5～15年中，电网建设将是我国电力建设的重点，以三峡送出工程和西电东送工程为核心的全国联网建设将加快进行，区域电网结构建设、城乡配电网建设和改造工作将继续得到加强。随着电力体制改革的逐步深人，发电方电力市场将逐步完善，网络信息技术在电力系统中将发挥更大的作用。
　　1.技术要求
　　火力发电领域将进一步朝高参数、高效率机组及高度自动化方向发展，重点解决高效、低污染的问题。在优化火电结构的同时，积极采用大容量、高效率的超临界和超超临界机组。大力开发洁净煤燃烧技术，有计划地实施烟气脱硫脱硝，强化节约用水，减少废水、废渣排放。在水源缺乏地区，采用空冷机组技术。积极应用液化天然气（LNG）和天然气的联合循环发电技术，扩大能源的多样化。加强新技术在系统设计、工程建设、生产运行中的应用，提高系统整体技术水平，降低工程造价和运行费用，保证电力系统的稳定、高效运行。
　　在污染控制方面，重点围绕大中城市、高硫煤地区和二氧化疏排放量大的火电厂，加大脱疏工作力度，将二氧化疏排放量控制在2000年的水平并力争有所下降。进一步深化烟尘治理，使平均除尘效率提高到98％以上，火电厂烟尘排放总量控制在2000年的排放水平以内，废水复利用率超过50％。新建大型火电机组将全面采用低氮燃烧器和分级燃烧技术，并对现有20万kW火电机组逐步采用低氮燃烧技术改造。
　　结合西部大开发的战略部署，将更加重视充分利用西部地区的水力、煤炭、太阳能、风力、地热资源，进一步做好先进的风能资源评估和风电场优化设计，加快风力发电设备国产化步伐，加快西北、西南的电力开发速度。
　　2.关键技术
　　根据上述耍求，重点做好以下电力关键技术的研究与开发工作。
　　（1）电网技术。
　　重点研究全国联网中的大电网直流背靠背联网技术、直流输电技术、更高一级高压输电技术、联合电网控制技术，为全国联合电网的稳定经济运行提供保障。
　　研究电网调频、调峰技术，稳定控制技术，电能质量控制技术，提高电网输送能力技术，电网可靠性评价技术，保证电网的稳定、经济运行。
　　研究电力系统自动化技术，包括调度自动化技术、配电自动化技术、变电站自动化系统，以提高电网运行水平。
　　研究电力通信网络管理技术、利用输电线路进行数据高速传输技术、网络在电力系统中的应用技术，高速电力数据网络组网技术，数据网综合应用技术等电力系统通信关键技术，满足电力系统对网络和数据传输的需要。
　　研究电力营销技术，包括需求方管理（DSM）实施相关技术，开发用电市场技术，研究电力营销领域中电子商务应用技术，提高电网服务质量。
　　从我国国情出发，在输变电技术发展中，我们特别强调发展紧凑型、小型化、绝缘化、智能化、集成度相对较高的输变电设备，以达到少占地、少维护、少用人的目的。为适应电力市场化改革和电力信息化发展的需耍，相应要加强电力信息系统、计量及监测系统和电力市场交易管理技术支恃系统的研究开发与建设，加强电力系统综合信息管理，利用电力通信资源开展数据网络服务，以及开展电子商务工作。
　　（2）火力发电技术。
　　重点研究和积极采用循环流化床（CFBC）、整体煤气化联禽循环（IGCC）发电等洁净煤发电技术，逐步实现洁净发电。
　　研究和应用燃气蒸汽联合循环发电，超临界和超超临界机组和600MW空冷机组等高参数、大容量火电机组关键技术，提高综合发电效益。
　　研究发电厂优化运行、检修技术，逐步实现机组关键部件及材料的安全性评估与寿命预测，开发和大力推广新型节能技术、节油技术，降低厂用电，降低发电成本。
　　（3）水力发电技术。
　　研究大型水电工程勘测、设计技术，300m级高拱坝筑坝技术，200m级高混凝土面板堆石坝技术，200m级碾压混凝土重力坝技术，大型地下洞室稳定技术，深覆盖层处理技术，高坝快速施工技术，高边坡稳定控制技术，为大型水电工程建设，特别是西部水电开发提供技术保证。　　
　　（4）新能源发电技术。
　　积极研究燃料电池发电技术，大力开发和推广应用风力发电技术，积极采用新材料、新技术降低太阳能发电成本，提高新能源发电在公司发电容量中的比例。
　　（5）电力环保技术。
　　研究电力环境容量规划技术，适合我国国情的烟气脱疏技术，大型火电机组低NOx燃烧、烟气脱硝技术，高效除尘技术，火电厂废水处理的技术，以及水电开发流域和库区生态保护技术。
　　（6）电力信息技术。
　　开发建立统一的电力信息网络系统平台，加强电力信息安全技术和企业资源管理系统研究，加速电力应用软件的研究开发，促进电力信息化水平进一步提高。
　　"十五"期间将加大科技示范工程的力度，实施可控串联补偿、电力信息安全、农村电网自动化系统建设、300MW或400MW等级的煤气化燃气－蒸汽联合循环（IGCC）电站、100～300MW等级循环流化床锅炉（CFBC）电站和300MW级燃用天然气燃气－蒸汽联合循环电站工程建设、火电厂废水处理及再利用、火电厂脱硫等8项示范工程，通过工程示范，加速先进技术在电力系统工程中的应用。同时，还将实施高电压、大容量无功补偿装置工程试验，紧凑型、智能化变电站工业试验，西北750kV输电线路试验工程，背靠背直流联网工程，低NOx"燃烧技术试验工程，锅炉尾部烟气脱氮试验工程等6项重大中试项目，通过工程实践，进一步提高这些技术的工程实用化水平。通过10～15年的努力，将建成较为完整的电力科技开发与技术创新体系，力争在发、输、配、用电和电力环保、电力信息工程等方面的关键技术上取得突破，依靠科技进步，建设国际一流的电网，使我国电力综合技术实力达到国际一流水平。

6.5 加入WTO后中国能源需求与政策走向
周大地
（国家发展计划委员会能源研究所）

－、中国胭入WTO对能源领域的影响

　　我国加入WTO直接涉及能源领域的承诺为数不多，主要集中在石油的进口和市场管理方面，有如下三方面内容：－是承诺取消对进口原油的限量登记办法，实际上是要逐渐放开对原油进口的限制和专营管制。加入WTO后，－开始要允许非国营贸易的原油进口准人量达到720万t，以后每年增加15％。石油进口关税降为零，汽油关税由9％降为5％。二是逐步开放成品油的进口。今年成品油的进口配额为16郊万t，以后年增15％，2004年取消配额。同时允许非国营贸易参加成品油进口，今年非国营贸易的准人量为400万t，以后年增率为15％。三是对外国企业逐渐开放成品油和原油的批零市场。加入WTO三年内，允许外国企业从事成品油的零售业务，加入后五年则要允许外企从事原油和成品油的批发业务。这三方面的承诺将使中国的石油进口和国内销售市场从品种和数量在3～5年内放开，非国营企业（包括外企）在中国的石油市扬上有可能占到一定的比例。
　　加入WTO的影响将不限于对以上石油产品的贸易问题。其他石油产品，只要是成为大宗贸易商品的都将接受相应原则，如液化石油气（LPG）、液化天然气（LNG）和燃料油的进口和市场会受到影响。
　　其实，出于对国际能源供应安全的考虑，特别是对石油和天然气供应安全的考虑，国际社会早在10多年以前就开始对和能源供应有关的问题进行了更加全面的构想和谈判，如1991年签订了欧洲能源宪章，1994年出台了面向全球的能源宪章条约，后者已在1998年4月生效，共有50多个国家以及欧共体参加了该条约。该条约除了在能源贸易方面要求基于世贸组织的原则，实行能源、能源产品以及与能源相关的设各的自由贸易以外，还将国民待遇或最惠国待遇原则扩大到所有和能源相关的投资活动，还有通过协调处理过境运输争端以确保实行自由的过境运输，以及促进国家相关立法、诉讼和行攻裁定公开性的条款内容。我国目前虽然还没有加人这一能源宪章条约，但随着我国和周边国家的能源贸易和开发项目数量的增加，以及我国能源产业特别是石油产业"走出去"战略的实施，能源宪章条约的内容和做法将成为我国处理有关能源投资、市场和贸易的重要参考框架。
　　石油进口和市场准人方面的变化将要求对我国目前的一些相关政策和管理体制进行改革。例如，限制成品油进口以保护国内石油炼制企业的做法将在两年后失效，对原油进口和成品油销售的特许和专营也将在几年内取消。这将向我国目前对石油行业按地域划界，由国有石油集团公司垄断经营的管理模式提出重大挑战，对我国许多达不到经济规模的炼油厂的经济合理性提出了严重挑战。非国营企业参与经营成品油的批零业务，将使目前的国家对成品油批发和零售价格进行管制的做法难以为继，现行油价管理办法可能要做相应调整。这些变化将要求对我国石油产品的供需进一步市场化，石油的供应将越来越走向国际化。也就是说，石油产品将越来越成为普通的商品，其供需将进一步由国际石油价格走势和终端用户的购买愿望而定。对石油产品消费的行政性限制将进一步取消，用户将有更多的自由选择自己的燃料。
　　除了对能源领域的直接影响以外，加入WTO还将从另外两个方面影响能源的消费。一是加入WTO可以推动我国的经济改革进一步向更规范的市场化前进，使我国更多的企业面临国际同业竞争的挑战。落后的设施、工艺，不符合经济规模的企业将面临更大力度的结构调整。这个过程会促进能源技术和能源经济效率的提高，促进终端用能结构和一次能源结构的合理化调整。另一方面，这种市场化和全球化的过程，也会使我国的社会生活消费模式受到国际市场对消费理念和消费方式的更直接和更有力的影响，使我国的能源消费的发展轨迹更加向发达国家已走过的道路靠近。市场需求和市场信号对能源消费和供应将越来越起决定性的作用。

二、我国的能源需求

　　近年来，我国在能源需求方面出现了一些出人意料的变化。能源统计资料显示，1997年以来我国的能源消费总量不仅没有像人们曾经颈料的那样恃续上升，反而有所下降。我国能源消费总量近年下降变化的原因比较复杂，可能包括以下诸方面因素.
　　（1）经过近20年的改革开放努力，我国经济终于摆脱了带有计划经济印记的短缺经济态势，形成了以需求方硬约束为特点的市场经济运行环境，国内外市场的竞争压力，极大地促进了产业的多层次结构性调整变化，使重复建设和低水平扩张受到了极大的压制，社会经济总体的运行效果提高，使单位能源使用的经济产出率提高。
　　（2）我国的基础原材料生产总量水平已达较高水平，高附加值产品和产业扩张的空间较大，给产业结构调整提供了条件。
　　（3）国企改革消除了相当数量的低效能源消费；经过改革的能源价格水平，促进了能效的提高。
　　（4）和市场经济体系相适应的节能政策干预仍然起作用。
　　（5）对环境保护的关注和实施行动，不仅对现有的能源消费产生了作用，而且对产业发展起了引导作用。
　　（6）以城市地区为中心的能源结构变化，带来了相应的能效结果。
　　也有专家提出，在供应能力大于需求条件下，煤炭的实际供货热值有总体升高的可能性，同时也可能存在多元化市场条件下统计数据来源的不确定性增加的因素。近年来，我国的优质能源，特别是石油、天然气和电力的消费仍呈上升态势。只有煤炭近年来消费比较疲软。2001年下半年以来，煤炭市场也出现了变化，煤炭供应开始出现紧张，煤价普遍上升。经济结构调整引起的能源市场凋整可能即将结束，而进人新的增长阶段。
　　决定我国今后能源需求的主要因素仍然是社会经济活动的持续高逮发展。保持必要的较高增长逮度是经济和社会政治的需要，扩大内需将成为今后相当一段时期的主要经济政策努力方向。"十五"期间，我国经济政策的方向是要使我国的经济增长速度保持在7％左右，而且还要争取使7％的增长速度保恃尽可能长的时期。因此，今后的经济增长将长期受到市场需求的硬约束，结构性的调整也将首先受到市场需求的考验。GDP的增长要建立在实实在在的消费和生产活动扩张的基础之上，而且消费的扩张是生产扩张的前提。
　　能源需求是随着GDP的增长而增长的。从1971年到现在，世界的GDP能源强度，即单位GDP的能源消费量每年乎均只下降了1.1％。迄今为止，技术进步和各种提高能源效率的作用还不能抵消经济增长对新增的能源消费的推动，除非国家进人了长期低遮发展甚至零增长阶段，中国也不例外。
　　今后能源消费增长将可能具有以下一些特征∶
　　－是持续的工业化和城市化过程是经济增长的主要推动力，也是能源消费增长的基本动力。　　加快工业化和城市化意眯着每年有一干几百万人口要从农村进人城镇，几百万人要进人制造业、服务业和其他非农业生产。在这个工业化和域市化的过程中，－些传统的基础产业仍将有较大的扩张空间，其中冶金、建材和化工产品的数量和质量都有很大的提高佘地。城市化的建设内容，包括居住方式、基础设施、相应的生产和服务设施都和原来农村几年一轮回的建房热潮大有差别。城市化的生产和消费性的能源使用会不可避免地增加能源消费，使全国人均能源消费水平明显提高。在城市化的进程中，越来越明显的城市对周边农村的辐射作用，将使农村能源商品化的进程加快。农村使用商品能源的比重上升，也会使全国商品能源消费总量增加。　　
　　二是城市人口的能源消费模式向中高收人方向迅逮发展。
　　我国域市人口由中高收人家庭带头，向新的消费模式发展。其中，家庭汽车己经启动，机动性促进城市居住区域的迅速扩张，城市地区人均居住面积加速提高，对医疗、敦育，以及消费性设施的需求不断增加，带来对建筑物用能和交通用能需求的迅速扩大。
　　三是环境保护成为城市地区能源结构选择的重要考虑因素。
　　北京市借承办奥运的东风，己经将能源优质化作为解决大气环境污染问题的基本措施，并落实到了行动日程上。随着"西气东输"项目的启动，以上海为中心的长江中下游地区将有可能在不远的将来实现能源优质化。广东地区的液化天然气引进工程，将进一步加强该地区的环保和能源优质化进程。但是从全国范围来看，环境保护的标准和实行力度还很不够。
　　四是全国各地区的能源消费发展呈现多样化趋势，市场机制在能源消费需求和供应选择方面将发挥更大的作用。
　　我国目前能源消费的地区差别很大。从人均一次能源消费量来看，城市中心地区明显高于其他地区，上海、北京、天津等城市远居其他地区之上；由于能源资源分布、气候和传统工业布局的影响，华北、东北、西北地区的人均能耗较华东、中南地区普遍要高。但是这个差距在缩小。经济发展速度较快的东部省份如广东、江苏、浙江、山东等省份，人均能源消费量已明显高于本地区其他省份。从能源结构上来看，经济发达地区的优质能源的份额明显大于其他地区。其中最有代表性的是广东地区。1999年，广东省在原油、燃料油、汽油、柴油、电力等优质能源消费量上均排名第一，而煤炭消费在一次能源中只占43％，远远低于当年全国乎均70％的水平。东部经济发达地区和中西部煤炭资源丰富地区的能源结构和能源效率的差距有可能进一步加大。
　　五是能源效率的提高将更多地取决于市场信号的导向。
　　现在，解决能源短缺已不是节能和提高能效的驱动力，政府内部对节能和能源效率的重视程度下降。政府职能中新的节能管理体制有待在的市场条件下进一步确定和落实。市场机制的作用和能源价格信号，对我国能源需求的作用将越来越强。
　　进人WTO以后，我国的资源性的成本，包括土地的价格和能源的成本，将不具有竞争性。煤炭生产的成本由于安全性的考虑和环境的压力，有可能明显上升。石油的价格己经国际化，由于资源的分布和长距离运输，天然气的价格可能要高于很多国家。如果中国在全球化的进程中仍然要保持上升势头，能源技术必须要尽快和国际先进水平靠近，才可能在许多产品的竞争力上得到保证。从长期发展的要求来看，中国到2020年到2030年左右，必须把整体的能源技术水平提高到当时的国际先进水平。也就是说，届时我国的发电、供热、炼油、－般通用能源设备，重要的消费性用能设施和设釜，以及高能耗产品生产技术和装备的乎均能效水平应该达到国际较先进的水平。
　　由于我国仍然处于经济结构变化较大的高速发展阶段，能源需求预测有很多不确定性。多数专家和结构的顶测对我国今后10到20年的能源需求总量有比较一致的趋势。能源消费总量将持续增长，但可能继续保持较低的能源消费弹性系数。煤炭的消费比例可能还将继续下降，而天然气、电力的发展速度可能较快。今后几年，能源的增长率可能在3％左右，也可能更高一些。　　
　　我国今后能源供需平衡的主要焦点是石油。石油的供应将越来越依靠进口。据专家的保守估计，2005年，石油供应缺口为0.78～0.88亿t；2010年，供应缺口为1.16～1.26亿t；2020年，供应缺口将达1.9～2亿t。即到"十五"末，我国原油对国外资源的依赖度将达到31.5％～35.5％；2010年和2020年将分别达到39.2％～42.6％和50％以上。

三、近期可持续发展能源政策的要点

　　1.进一步推进石油管理体制改革
　　为了适应进入WTO的要求，要进一步推进我国石油行业体制改革。当前应帮助上市公司和集团公司进一步理清各种关系，为上市公司创造更好的外部条件，使之成为真正的、按国际惯例运作的石油公司，形成能够按市场经济规律行为的企业主体。应在给上市公司创造国际开拓和国内公乎竞争的市场条件方面下功夫。例如打破地域界线，给三大上市公司赋予相同的权利，在全国（包括海洋）范围内公乎竞争；打破上下游限制，促进合理结构凋整；在项目审批、外汇管理和资金筹集等方面进一步放宽政策等等。
　　石油工业体制的改革还应向社会开放石油领域，允许其他能源公司和社会投资主体以多种方式进入石油行业。只有这样，才能使我国的石油工业能尽快面对人币的挑战，提高竞争力，确保长期石油安全。
　　2.强调可持续发展能源战略
　　为了实现在下世纪中叶达到现代化的目标，中国将会面对长期的能源挑战。中国可能还要经过二三十年的努力，才能在能源技术的平均水平上赶上国际先进水平。国际能源技术的进步对中国的能源技术和能效水平起重要的推动作用。随着差距的缩小，这种外部作用将逐浙减弱。中国在能源技术发展方面的自主开发能力必须加强，以不断推动能效的持续提高。同时，渐渐起重要作用的将是决定人均能源消费量的消费模式。由于中国人口和自然资源的条件限制，中国必须用低得多的人均能耗实行现代化，因此要及早采取有别于发达国家己经实行的政策和有力措施，才有可能使中国的能源效率提高到一个没有先例的高度。市场经济的自发作用，是远远不够的。要提高全民的资源忧患意识，除了信息、标准、技术推广等措施之外，应尽快实施燃油税，还应进一步考虑长期的能源税政策。因为在市场经济条件下，价格是长期起作用的、最基本的驱动力。此外，中国还要及早考虑可持续发展的消费方式的设计与引导实施。在经济全球化的过程中，不能全面照搬发达国家的消费方式，要形成有中国特色的消费方式，包括能源消费方式。实现有中国特色的现代化，坚恃节能优先必须成为中国可恃续发展能源战略的一个基本出发点。
　　3.适应终端能源需求的变化趋势，实现能源结构的转变，加快发展天然气
　　能源结构的优质化是社会经济发展的必然趋势。随着人民生活水平的提高和城市化的发展，对气体和液体燃料的需求必然不断扩大。从技术上来讲，在小型锅炉和工业窑炉上搞除尘已很不易，搞烟气脱碗则基本上难以实现。环境保护的要求，使直接燃煤，特别是在众多的中小型锅炉和窑炉中直接烧煤难以为继。中国内地煤炭价格偏低，是由于资腺、环境和社会成本远远没有内部化。煤炭生产过程中的安全事故不断，－年死亡几干人。煤尘肺病发病率高。矿区水资源和土地沉降破坏严重。所带来的大量环境、社会问题远远没有恰当地反映到煤炭的生产和使用成本中来。能撅结构的优化，是社会经济发展的进程所决定的。
　　我国的天然气基础薄弱，在形成天然气基础设施网络的时期，需要大量的投人和政策支持。"十五"期间正在实施的西气东送工程意义重大。天然气基础管网一旦建成，将带动天然气开发的进程，可望使天然气的实际成本明显降低。在天然气的发展问题上，需要国家的支持和协调。
　　4.推进电力体制改革，系统考虑电源结构，水电、核电要实施长期的发展计划
　　电力体制改革进入了攻坚阶段。电力系统是经济发展的基础，发展迅速。电力系统成为各方争相投资的热点，电价仍有上升之势。当前要防止电力系统成为社会投资蓄水池的倾向。讲求经济效益，引人竞争机制，建立合理监管系统，甚有必要。在末来的终端能源消费结构中，电力的比例将不断扩大。对发电能源结构要有长期的规划，避免临时和缺乏系统规划的选择。对火电机组规模和技术的选择，受到现行体制和利益划分的影响，往往出现不按经济规律办事的现象，只有通过电力体制的改革，才能得到解决。
　　要尽量利用水力资源。水电项目可以很好地和防洪、抗旱、农业灌溉结合起来，取得更大的综合社会经济效益。在考虑发展水电可能产生的一些不利影响时，应该综合分析比较各种可能的发电能源的环境影响。在中国的实际条件下，在可以预见的时间内，煤炭仍然将是主要的发电能源。与煤炭生产、运输、发电过程中产生的种种环境问题相比，水电是一种对环境和生态影响小得多的清洁能源。如果把水电的巨大综合社会经济效益考虑在内，发展水电的优越性就更加突出。"十五"规划捉出的西电东送，为开发水电提供了更好的机遇，应当加紧实施，消除务种体制上的障碍，使我国的水电发展能够长期、稳定地得到较快的发展，避免出现新的反复。
　　核电是一种可靠的清洁的能撅，核电的安全性已经达到很高的水平。和燃煤电厂带来的环境和人身安全问题相比，核电的优越性是十分明显的。发展核电符合我国实现可持续发展能源战略方向。应该根据中国的实际国情，确定核电发展的技术方向，实施长期和稳定的发展战略，避免摇摆和干扰。对我国而言，核扩散问题不应成为选择核电技术的主要因素。应把重点放到经济性的选择上来，通过引进和国产化，使核电产业尽快达到经济规模，使核电的成本降下来。以实现核电发展的长期目标。
　　5.推动环境保护，为可持续发展能源战略的买施创造必要的外部条件
　　环境考虑将在今后逐步成为能源结构选择的越来越重要的因素。能撅结构的清洁化，对能效的提高也有很大的推动作用。由于中国的环境面临的问题和挑战是多层次、多方面的，环境保护的进展仍有相当大的不确定性。特别是环境问题的立法和执法，受到社会经济系统惯性的影响，执行的力度和时间性都受到制约。因此，更严格的环境标准的制定要和中国的社会经济发展进程协调一致。由于环境问题的外部性特点，环境污染和保护的内部化不会自然发生，需要在各个层次达成共识，形成法律、技术标准、执行监督的完整体系。在这方面进行各种政策干预和公众教育推动的余地很大。为了实现可持续发展的能源战略，应该在能源发展的各个环节充分考虑环保的需要。能源基础设施庞大，使用期很长。能源系统一旦建成，改变起来不但成本很高，还要用几十年的时间。所以在能源建设中不但要考虑环境保护现在的要求，而且要充分预见今后的环境要求。

6.6　材料科学与工程学科建设的发展与反思
毛卫民
（北京科技大学材料学系）

－、"材料学"学科建设的新动向

　　经过对原有10多个材料科学与工程二级学科进行大幅度精简和重组，新的学科目录将材料科学与工程学科细分为材料物理与化学、材料学及材料加工工程三个二级学科。其中，新的"材料学"学科涉及所有材料的化学成分、组织结构、加工制备与使用性能之间关系的知识和理论，几乎涉及了材料科学与工程领域的全部内容。
　　为落实《面向21世纪教育振兴行动计划》关于"在高等学校中建设一批重点学科"的精神，教育部于2001年在研究生新学科目录的基础上，组织了高等学校重点学科的申报和评选工作。在材料科学与工程一级学科内，材料物理与化学、材料学和材料加工工程三个二级学科中分别有8所、32所和19所高等学校申报相应的重点学科。其中申报材料学重点学科的学校最多，达到32所。虽然这32所高校只占我国现有材料学学科总数的一小部分[1]，但它们在我国材料科学与工程领域中，原有基础好，整体实力强，因此很大程度上代表了我国材料学学科建设的现状和发展趋势。表1为32所高校的申报情况。

　　根据材料的物质本质，可以把材料划分成金属材料、无机非金属材料、高分子材料以及这三种材料互相结合而成的复合材料。表1表明，经过近几年的学科建设，60％的学校形成了设有金属材料、无机非金属材料、高分子材料以及复合材料的全部学科方向的材料学二级学科。其他40％的学校也至少在原有学科基础上不同程度地拓宽了学科面。各个学校在保持原有学科的优势与特色的同时，也注重拓宽专业面、更新知识和追踪学科国际前沿。尤其是随着许多国务院工业主管部委撤消，原相关部委所属高等学校划归地方或敦育部，其行业特征被明显削弱，从而为高等学校在新的学科目录指导下迅速拓宽学科面提供了良好的条件。经近几年材料学学科面的发展和努力拓宽，许多重点高等学校摆脱了原有计划经济体制下学科单一发展的模式，整体实力明显增强。
　　从学科长远发展的角度考虑，促使材料学学科内金属材料、无机非金属材料、高分子材料以及复合材料等不同学科方向的共同发展，不仅可以在高水平及高综合素质人才培养上发挥重要作用，而且各个材料学方向可以在学术思想、研究方法、技术路线、工程应用等方面互相惜鉴、互相融合，为材料学学科的深层次拓展及推动高技术新材料的繁荣发展挺供坚实的基础。
32所申报的学校全都提出建设复合材料学科方向。此外，许多学校材料学学科的方向不断向材料物理学与材料化学方向拓展，并加入了材料加工工程的内容。在新的材料科学与工程研究生学科目录下，材料学学科的发展呈现出材料物理与化学、材料学、材料加工工程等材料科学与工程一级学科中各个二级学科相互融合和相互拓展的现象。

二、拓宽与专精的冲突

　　"材料就是用以制造有用物件的物质"[2]，材料的这种实用特征决定了材料专业的工科性质。随着20世纪材料科学技术及相关产业的发展，美国材料界认识到材料科技发展的过程中材料的成分与结构（composition and structure）、加工与合成（processing）、工程性能（properties）、服役应用（performance）之间有密切而相互不可分割的"四面体，，式的联系[2]，因而提出了"材料科学与工程"的概念。这一概念展示了材料专业与其他许多理科专业和工程专业的重要区别在于，"材料科学与工程"是一个整体概念，而不是"材料科学"与"材料工程"的简单加和。
　　基于这种认识和学科发展所面临的实际问题，材料专业必须在原有基础上拓宽专业面。不仅是金属与非金属材料专业之间以及结构与功能材料之间的拓展，而且也要在材料物理、化学本性，材料组织结构，材料加工成型，材料应用、失效等方面相互渗透、交叉和拓宽，而不能再像过去那样细致划分。只有拓宽的材料科学与工程学科才能适应和满足我国市场经济、材料科技和材料工业发展的需求，进而获得旺盛的生命力。但是，材料科学与工程学科的发展在强调拓宽和形成适当共性发展的基础上，各个高等学校又耍根据自身特点和优势发展成具有特色的学科，即在原有金属材料、无机非金属材料或高分子材料的优势基础上适当地拓宽和渗透，注意防止发展成干篇一律的学科模式。
　　在材料学科领域内，金属材料与无机非金属材料所需的基础背景比较接近，因此在学科发展上二者比较容易交叉融合。与之相反，有机材料与无机材料所需的材料学基础有很大不同，因此相应学科在原有基础上向对方拓展时会有一定困难。表1所列一些无机材料学科背景较强的高等学校，其材料学科并末拓展到高分子材料领域而原高分子材料较强的学科也末能全部拓展到无机材料领域。即使是已经全面拓展的材料学科，其无机与有机材料学之间在敦学与科研方面也难以做到大规模融合和同步增强。考虑到这一点，再加上材料科学与工程的成分与结构、加工与合成、工程性能、服役应用的"四面体"式联系，可以看出，材料物理与化学、材料学及材料加工工程三个二级学科的划分方式不尽合理，也造成了材料科学与工程学科发展上的某些矛盾。如果采用表1所示原来的材料科学与工程领域重点学科来划分新二级学科，不仅可以精简原学科的数目，而且可以避免现材料学学科内相关教学科研方向在融合上的难度以及学科发展上遇到的上述矛盾。同时，也可以与现有高等学校本科生的学科划分协调一致起来。
　　虽然凋整原材料学科的学科点数目和拓宽专业面，对材料学科的整体发展有重要的推动作用，对提高材料学科所培养人才的综合素质也有明显的促进作用，但材料科学与工程学科面的拓宽应有适当的步伐和范围5学科建设与发展应该与我国经济建设和发展的步伐密切结合，过度的精简和拓宽则会脱离经济发展的实际，不利于发挥促进经济发展的作用。目前我国高等敦育中材料学学科点的精简和拓宽的幅度在世界上处于领先地位，而且还有进一步精简和拓宽的趋势。然而，在有限的时间内，学生只能学习到与之相应的有限知识；学科面越宽则在有限的时间内学习的知识越宏观、粗略。因此，材料学专业面的过度拓霓会脱离我国经济建设与发展的实践。

三、学科建设要体现国家需求

　　在高等学校材料科学与工程学科所承担的社会贡任中，培养适合我国经济建设需求的专业人才以及直接为相关材料工业的发展提供科技支持无疑是最为重要的两条。以钢铁工业为例，我国目前有年产钢超过1.4亿t的能力，连续5年钢产量居世界首位。但是，每年约2000万t进口钢的总价值超过了国产钢的总价值，原因是进口的钢材都是高附加值的产品。我国经济建设急需大量优质钢铁材料，钢铁材料在可预见的时间范围内仍将是国家经济建设的主体结构材料。我国目前除了进口钢材外，钢铁企业连续多年以数十亿上百亿元的资金，大量进口钢铁技术和装备，本地技术在相关领域的插足寥寥可数。但是在表1所列材料学学科建设中，只有一所学校明确提出把钢铁材料作为研究方向，多数学校根本不提或仅有少数学校零星地提出钢铁材料作为非重点的研究内容。在其他较为传统的工程材料领域也有相似的情况。材料学科的这种建设模式反映出与国家建设需求脱节的倾向。
　　表1中所示的32所学校均提出发展纳米材料，并将纳米材料技术列为研究方向。这种现象难免含有一些盲目追赶潮流的倾向。众所周知，我们实际使用的材料中99％以上不属于纳米材料，也不需要采用纳米技术，我国更不是纳米材料研究和生产的强国。虽然我国将来可能会发展成纳米材料的强国，但材料学学科这种"遍地纳米"的倾向仍然是脱离国情的一种反映。如此众多的纳米科技研究方向难免掺杂了一些没有坚实基础的虚假成分。即使全部都是真实的纳米研究，也不可避免地存在一定程度甚至是很大程度的低水平重复和效率低下的研究，进而浪费国家十分有限的教育和科研资源。在目前的条件下，可以考虑引人某种学术交流体制，加强学科点之间的学术交流[3]，进而促进优势研究方向的加速发展和劣势研究方向的加速淘汰，使材料科学与工程学科点的结构迅速调整到合理的状态并得到健康有效的发展。
　　从整体上看，我国材料科学与工程学科的水平是很高的，在世界材料研究领域具有重要的影响和举足轻重的地位，建立了大量的面向国际材料发展前沿的研究方向，并取得了显著的成果。同时，也应该注意到，材料科学与工程学科毕竟是工科专业。在上述32所学校提出的发展方向中，面向我国经济建设主战场的内容相对较少，原因之一是结合经济建设的学科方向创新难度较大，且要面对国外先进水平的激烈竞争。而大量属于国际前沿的研究方向，其相应的工业经济主体却并不在我国，脱离了我国工业经济建设主体。
　　综上所述，目前应该注意加快扭转一种不正常的倾向：一方面材料科学与工程学科每年获得大量的科技成果并获得大量的国家级和省部级奖励，而另一方面我国材料工业去ｒ以极大的规模引进国外昂贵的先进材料、材料技术与装备。

6.7 能源科技的挑战与发展战略
肖云汉
（中国科学院工程热物理研究所）

－、我国能源面临严峻挑战

　　与粮食一样，能源是社会存在与发展永不可缺的必需品，是经济发展和社会进步的物质基础。能源不仅是国民经济发展的动力，而且是衡量综合国力和人民生活水平，以及国家文明发达程度的重要指标。能源对全球经济和国际政治具有重要影响，能源生产利用对区域和全球环境的影响已经成为国际关注的焦点问题之一，《京都议定书》对能源生产与利用将产生巨大冲击。因此，保证稳定的能源，过去是、现在是、将来仍继续是各个国家发展战略的优先领域。
　　相对于一些发达国家，在今后相当长时间内，我国能源领域面临严峻挑战。
　　1.能源资源人均不足，分布不均
　　世界煤炭剩佘可采储量为9842亿t，中国为1145亿t，占世界储量的11.6％，居世界第3位，储采比（剩佘可采储量除以2000年产量）世界为227年，我国为116年。世界石油探明可采储量为1421亿t，中国为33亿t，占世界储量的2.3％，世界储采比为40年，我国储采比为20年。世界天然气可采储量150.19万亿ｍ.，中国为1.37万亿ｍ'，仅占世界储量的0.9％，世界储采比为61年，我国储采比为49年。
　　我国水能资源丰富，居世界第1位，但大部分集中于西南部。我国化石能源勘探程度低，资源不足，人均煤炭探明可采储量仅为世界人均值的1/2，石油仪为1/10左右。我国能源资源分布不均，大多远离人口集中、经济发达的东南沿海地区。
　　2.人均能源消费量低，能源效率低
　　我国一次能源总消费量居世界第2位，但我国人均能耗特别是人均用电水平还很低，人均能耗为发达国家（OECD）平均值的1/6，为世界乎均值的54％；人均用电分别为1/9和45％。
在能源效率方面，差距很大。1997年，我国能源加工、转换、输送和终端利用的效率为31.2％，比国际先进水平约低10个百分点。我国11个行业的33项产品能耗指标乎均比国际先进水平高46％，多用能源约230百万t标煤。按官方汇率计算的单位产值能耗（能源强度）比发达国家的平均值高2.8倍，比世界平均水平高将近两倍。
　　3.能源环境问题严重
　　能源生产利用对健康和环境的损害是我国环境问题的核心，主要包括居民烷煤和柴草产生的室内污染对健康的影响、大量烧煤引起的城市大气污染、农村过度消耗生物质能造成的生态陂坏、煤炭等化石燃料燃烷排放二氧化碳问题。
　　我国室内空气污染相当严重。1998年全国仍有78％的居民使用煤和柴草，室内空气污染的危害可与吸烟相提并论。在农村，由此引起的呼吸道疾病是首要死亡原因，1995年死亡145.6万人。
　　我国二氧化疏的排放量居世异第1位，其中约85％起因于燃煤排放。酸雨的覆盖面积已达国土面积的40％。二氧化硫和酸雨造成的经济损失约占GDP的2％。近几年我国85个城市环境监测显示，总悬浮微粒超过3级标准的城市占53％，降尘超过限值的城市占57％，二氧化疏超过2级标准的城市占55％。
1998年，农村生活用能源仍有57％依靠薪柴和秸杆。薪柴消费量超过合理采伐量15％，导致大面积森林植被破坏，水土流失加剧。
　　我国二氧化碳排放量仅次于美国居世界第2位，并在不断增加。1990－1996年我国新增二氧化碳排放量占世界增加量的95％，今后将面临越来越大的国际压力。
　　4.我国能源安全面临挑战
　　我国自1993年从石油净出口国变为净进口国以来，石油进口依存度（净进口量占消费量的比重）呈上升趋势。1993年石油净进口量为920万t，2000年已达到7000佘万t，进口依存度达到30％，预计2050年将达到50％。在国际风云变幻的世界上，保障石油的可靠供应对国家安全至关重要，石油安全是我国能源领域面临的一项重大挑战。
所有这些挑战，都呼唤着能源科技的强大支持。

二、能源科技的落后局面亟待改变

　　人类进步的历史表明，每一次能源科技的突破，都带来了生产力的巨大飞跃和社会的进步。石油的发现并没有迎来石油时代，而是利用石油能源的科技（内燃机的发明和推广）才使我们进人石油时代。蒸汽轮机和内燃机为19世纪末、20世纪初开始的电气化与机械化的现代社会刨造了条件。20世纪中叶，燃气轮机和火箭发动机的发展为高速航空和宇航时代奠定了基础，也为开拓高效、洁净的能源利用创造了条件。21世纪，实施可持续发展能源战略，提高能源效率和保护环境，仍继续需要强大的科技支持。
　　与国际能源科技先进水平和我国实施可恃续发展战略的重大需求相比，我国能源科技还存在重大差距，加人WTO后的形势更加严峻，必须加速能源科技的发展与创新。我国已经在3个不同层次对能源科技研究与发展（R&D）战略进行了部署.－是国家攻关计划，面向"今天"的能源工业关键技术发展与示范；二是国家"863"计划，面向"明天"的战略能源高技术研究与发展；三是国家重点基础研究发展规划（"973"），面向"后天"的重大需求牵引的、目标定向型的能源科学基础研究。按照"统观全局、突出重点，有所为、有所不为"的原则，从重太基础、高技术研发和攻关的不同层次，在主流能源技术方面进行战略性、前沿性、前瞻性研究发展工作，促进产业化，逐步实现能源技术的改良、革新、革命和更新换代。最终实现以我国自主高技术装备能源装备制造业、以国产装备解决我国能源利用高效率与低污染的战略目标，从而在21世纪为我国国民经济和社会的可持续发展提供安全、稳定、廉价的能源。
　　能源技术研究发展周期长，投资大，需要规模化发展（浙进与持久），但我国能源R&D费用占GDP的比例很低，占国家R&D总费用的比例也很低。1997年，我国能源R&D费用占GDP的比例为0.0013％，同期美国政府投人的为0.032％，日本0.092％，德国0.015％，法国0.039％。能源R&D在国家R&D投人结构中的份额，我国是0.20％，美国1.27％，日本3.09％，德国0.66％和法国1.69％。由此可见，我国在能源领域的R&D投人比例非常低，不足美国的1/6，日本的1/15，德国的1/3和法国的1/8，在国家R&D投人结构则几乎比发达国家小一个数量级。
在研发投人少的同时，我国不得不投人巨额资金，引进能源技术和装备。能源技术与装备的严重依赖进口，反过来又继续影响到能源领域科技发展。在"计划经济"时代，我国能源重生产，轻利用，对保证经济发展急需的能源供应、减缓能源瓶颈制约起到了历史性的作用。但是，能源极度短缺和瓶颈制约相继得到缓解后，工作重点应及时转移到依靠科技提高能源利用水平上来。我国已经拥有一支实力可观的能源科技队伍，但从总体来看，能源技术与世界先进水平存在很大差距，而且正在拉大。
　　关健技术装备过度依赖进口，不但对降低能源生产成本十分不利，而且对产业安全构成威胁。能源科技的进步和突破是最终解决我国能源与环境协凋发展的出路，是我国庞大的能源产业的安全保证。先进的能源技术对实现国家中长期目标，保证国民经济可持续发展，保障国家安全，提高生活质量，有着不可替代的战略地位和巨大需求。从这个意义讲，加大能源领域科技投人刻不容缓。

三、能源科技的发展战略

　　以可持续发展能源系统装备中国，需要中国装备，中国装备需要中国技术。我国能源科技，将首先突破化石能源，尤其是洁净煤技术领域具有战略地位的重大关键技术，为21世纪中国国民经济和社会发展提供安全、稳定、廉价的能源。其次，要开拓非化石能源技术，为我国实施能源多元化战略和改善能撅生产与消费结构提供强有力的技术支撑。
　　1.突破化石能源尤其是洁净煤领域的关键技术
　　世界范围的能源结构以油、气优质燃料为主，是当前能源发展的一个基本趋势。我国能源以煤为主，洁净煤技术对保障我国能源安全和建设以及实现可恃续发展意义巨大。
我国以煤电为主的格局将一直延续到本世纪中叶，但现有燃煤电站煤耗高、污染严重，越来越难以满足我国电力发展与环保的要求。我国煤电技术与国外先进水平的差距是电力设蚤制造业在国内外市场上缺乏竞争力的主要原因。解决我国煤炭高效洁净利用的基本出发点是，未来煤炭消费的70％－80％将用于发电，高效涪净煤发电技术和装备的市场前景十分广阔。
　　从一次能源的资源来看，我国是个富煤缺油、气的国家。石油是重要的战略物资，己探明储量可供开采的时间不长。随着我国人民生活水平的提高，国内油、气供应能力与需求之间的缺口将越来越大。从长远来看，石油资源总是越用越少，价格长远攀升的趋势是难以避免的。在国际风云变幻的世界上，保障石油的可靠供应对国家能源安全和降低外汇支出至关重要。要解决城镇居民生活大量燃煤造成的能源浪费和环境污染、提高人民生活水平，降低工业生产过程的能耗、提高产品的质量，必须供应充足的气。通过煤炭气化和液化，从煤制取清清燃料（特别是石油的代用品），就成为一条高效沽净利用煤炭、缓解油气缺口的重要途径。
　　从电力和优质燃料两方面的需求来看，煤基联合生产电、燃料（尤其是液体燃料）、氢、化工品等的多产品联产技术，显然是未来洁净煤技术发展的主流趋势，向着最终实现近零排放的目标迈进。与我国社会、经济发展对洁净煤技术的需求相比，与工业发达国家洁净煤技术发展水平相比，我国洁净煤技术差距较大，总体上处于起步阶段，目前和将来存在的矛盾和深层次间题较多。我国至今尚不具各设计制造大型燃气轮机的能力，没有掌握设计大容量、高效率气化炉的技术，没有一座煤气化联合循环电站，在煤炭液化的工程放大、反应器技术方面与国外相比存在差距。
　　在我国现有洁净煤技术的基础上，要瞄准国际洁净煤高技术发展趋势和技术前沿，重点突出、集中突破我国洁净煤技术领域中具有全局意义的战略性高技术，集中解决一旦突破将对我国煤炭高效洁净利用和提高装各制造业竞争能力，以及人民生活质量具有重要作用的高技术问题。
　　2.积极开拓非化石能源的利用技术
　　据世界能源委员会和国际应用系统分析研究所研究，虽然全球化石燃料最终可采储量至少可供人类使用100年，但开采成本较低的储量将在21世纪后期耗尽，2030年以后，化石燃料资源将成为能源供应的一个问题。从世界范围看，能源替换周期（－种新的能源占能源市场的份额从1％上升到50％所需的时间）大约需要100年，前期时间很长。从这个意义上说，非化石能源的研究开发应提上议事日程。
　　发展非化石能源技术对解决我国能源关系全局具有现实意义，将为我国实施能源多元化战略和改善能撅生产与消费结构握供强有力的技术支撑。要重点做好三个方面的工作。
重点扶持近中期能够占领技术制高点，形成我国独特技术或技术装各的关键项目的开发和研究。例如，高温气冷堆技术一旦在2010年以前实现技术突破，我国很有可能在这一领域形戚技术制高点，形成我国独特的安全、高效和具有价格竞争优势的核能发电技术，改变我国大规模发展核电长期依赖进口装备的局面，甚至有可能形成我国核电技术的出口优势。
　　重点关注应用市汤前景广阔、可以为我国改善能源结构做出明显贡献的关键技术。例如，大规模风力发电技术、生物质能（在我国主要是秸杆）利用、太阳能利用技术，一旦有所突破，可以迅速地形戚大规模的商业化生产能力，同时也对我国能源技术的路线选择产生重大影响。
重点研发新一代能源转换技术，其战略目标是技术储蚤和商业化应用相结合，在技术储蚤的同时，探索其商业化应用的前景，加快其商业化的步伐。例如，要大力支持生物质液体燃料、氢能及其利用技术，要积极而慎重地研究开发天然气水合物。
　　总之在21世纪，通过几代人的巨大努力，我国将建立一个与人口规模相适应的现代工业、农业及现代生活所需求的巨大的、可持续发展的能源系统。这个系统中，能源利用效率将有大幅度提高，区域环境污染物近零排放，温室气体得到有效控制，经济竞争力强。它同时拥有中心型大型能源转换系统和分散型灵活能源转换系统，满足终端对电、热、氢、清洁燃料等的需求。这个系统将全面实现支撑经济增长、维护能源安全、消除环境污染的整体目标。

6.8 加入WTO后中国高性能结构材料的发展.
徐坚
（中国科学院化学研究所）
李建保
（清华大学）

－、间题与挑战

　　21世纪人们在展望和设计新的生活形态时，迫切需要新的材料作为其物质基础。以金属结构材料、陶瓷无机材料、高分子材料与树脂基复合材料等组成的高性能结构材料是支撑航空航天、交通运输、电子信息、能源资躁、农业、建筑、国防军工和国家重大工程等领域的重要物质基础，高性能结构材料的发展可以影响和带动一大批基础材料和传统产业的升级改造，对国家支柱和基础产业的发展，以及国家安全保障起着关键性的作用。我国加人WTO后，结构材料产业是国家首批放开接轨、无保护性政策过渡期的行业，在产品质量和成本上面临发达国家与发展中国家的双重竞争，随着经济全球化进程的加快，结构材料能否占领不断增长的国内外市场，关键在于大幅度提高材料工业的技术竞争能力。因此，结构材料的高性能化和低成本化是经济可恃续发展的必要前提，高性能结构材料的主要发展方向是轻质、高强高韧、耐高温、耐腐蚀、耐磨损、结构功能一体化，以及低成本化和环境良好。
　　总体上讲，在结构材料方面我国已经成为世界上的材料生产大国，但距离一个材料强国还有相当大的差距。具体表现在综合技术水平不高，通用材料供大于求，高附加值的高档产品很少，落后的生产装备居半数以上，劳动生产率不足发达国家的1/10，缺乏创新的竞争能力。材料工业总体上属粗放型工业。
　　我国是世界最大的钢铁生产和消费国家，2001年钢铁材料年产量超过1.4亿t，但是与世界水平相比，劳动生产率低，工艺老化落后，生产成本高，资源和环境负担重，高性能和高附加值品种少。从20世纪90年代以来，我国已成为世界上有色金属生产大国，2000年有色金属行业年销售总额近700亿元、年进出口贸易总额约80亿美元，但主要产品集中在各种初级矿产和低档加工产品方面，大量的高档次深加工产品仍然依赖进口，许多对国民经济和国防建设起关键作用的材料品种目前在国内尚属空白。
　　先进陶瓷材料是近20年来迅速发展的新材料之一，每年以7％～10％的速度增长，2000年世界总销售额达到250亿美元，日本约占世界总市场份额的46％，韩国和我国台湾地区约占世界总市场份额的6％～8％，中国所占的市场份额不到1％。我国建筑材料如水泥、平板玻璃、建筑陶瓷、卫生陶瓷、玻璃纤维等主要产品的产量从1995年起已经贩居世界首位，但是，生产工艺和产品技术上还属于粗放型，高档产品少，生产技术多数处于先进国家20世纪80年代中期的水平，建筑水泥强度普遍低于国际标准，导致我国混凝土建筑物寿命短，新型墙体材料的比例不足20％，建筑卫生陶瓷的中高档产品仍需大量进口。
　　高分子材料已经成为材料领域中的三大品种之一，目前我国在合成树脂、合成纤维、合成橡胶三种主要高分子材料方面，自给能力约为50％，除合戚纤维占到国际市场份额的约19％外，其他产品只有4％～6％，高性能高分子结构材料和复合材料大部分仍依赖进口。高分子材料的主要问题是产品能耗高、成本高、初级品种多、通用品种多，高档专用、高附加值的产品少。高性能复合材料的发展受到世界各国的普遍重视，目前我国复合材料总产量已超过54万t，居世界第四位。但是，高性能原材料缺乏，特别是以碳纤维为代表的高性能增强材料长期依赖进口，先进制造技术及装备停留在研制或实验室阶段，缺乏创新和集成，严重制约了复合材料工业的发展。

二、发展重点

　　从世界上新材料的发展趋势看，钢铁材料和有色金属材料的生产一直在向短流程、高效率、节能降耗、洁净化、高性能化、结构功能一体化的方向发展；高性能结构陶瓷在保持原有耐高温、高强度的前提下向强韧化、易成型加工方向发展；高分子材料向材料的微观设计、多层次结构调控、集成化、智能化、信息功能化的方向发展；复合材料以高性能、低成本制造技术为发展重点，向材料设计、制造、评价一体化、功能化、智能化的方向发展。建筑　　材料向功能型和环保型建材方向发展，同时，废旧建材的再生利用和建材生产的节能降耗技术也受到高度重视。
　　“十五”期间，结构材料高技术在高性能金属结构材料、先进陶瓷材料、高性能高分子结构材料、复合材料及新型建筑材料等领域，以国民经济支柱产业需求为牵引，立足于我国的特有资源优势和已有技术优势，合理布局，突出重点，点面结合，支恃原始创新，在传统工业技术提升、基础支柱产业增长、国家重大工程实施以及国防装备建设中实现高性能结构材料的跨越式发展，并形成一批具有自主知识产权和版权、可形成我国的产品和技术标准、有利于培植新经济增长点、有较高显示度的关键高新技术，重点发展高性能和高附加值的结构材料及其关键技术，以技术创新为重点，用高新技术改造材料工业，淘汰落后技术装备和低质产品，节能降耗，提高产品质量和材料利用率，实现废弃材料资源化，降低环境负荷，劳动生产率提高到世界乎均水平。
　　"十五"期间，在金属结构材料的高新技术方面，要在高性能钢铁结构材料的合金成分设计、组织细化和高洁净化、均质化技术方面应力争取得突破性进展，大幅度提高产品性能，并以节能降耗、紧凑流程、降低成本、改善环境为核心，开展新工艺技术的研究，推动工艺技术结构的调整和升级，提升我国钢铁行业的竞争力；充分发挥我国的镁资源优势，重点发展先进镁合金的成分设计新思想、先进制备成形与加工技术、环境友好和优质高效的表面防腐蚀处理技术，对数种先进镁合金材料的规模化应用技术开展研究，将西部的资源优势转换为技术优势和产品优势；发展先进铝合金，通过研制具有自主知识产权的新一代高强高韧铝合金，结合材料制备加工新技术、新装备的开发，使我国高强高韧铝合金性能水平提升跨越到21世纪国际先进水平；研制具有自主知识产权的、综合性能或单项性能优越的钦合金系列，建立我国钦合金牌号系列；在高温合金、金属间化合物、大块金属玻璃等高温耐蚀和结构功能一体化新材料研究中，突跛材料设计、制备加工与应用等方面的关键技术，大幅度提高性能，推进其实用化和产业化；在其他合金方面开展高强高导铜合金和高品质钨铝硬质合金的研究。
　　在先进陶瓷和新型建筑材料方面，发展妍型高性能结构陶瓷的设计概念、方法和理论，探索和发展新的材料结构与体系，发展高性能结构陶瓷粉料的合成技术，开发高温结构陶瓷、大型陶瓷部件与复杂形状构件的强韧化、成形、烧结与加工技术，以及相关工艺与设蚤，实现我国先进结构陶瓷材料向世界先进水平的跨越；研究和开发一批具有轻质、保温、隔首、防火以及除湿透气作用新型建筑结构材料和建筑加固与修补材料，突破高性能低成本水泥、玻璃、陶瓷及耐火材料的深加工技术，大幅度挺高建筑材料的强度、耐候性和使用寿命，大幅度地减少建筑材料生产过程的环境资源负担，发展低环境负担和能源消耗的建筑材料及材料生产技术，以满足2008年北京"科技奥运"以及其他国家重大工程对新型建筑材料的需要。
　　在高性能高分子结构材料和高性能、低成本复合材料方面，发展高性能与低成本相结合、环境友好、原料资潺步样化的工程塑料和高分子树脂的先进制备（合成）和加工成形技术，通过分子投计，制备具有优异性能的新型高分子结构材料，特别是发展材料组戚－结构一性能－成形工艺的综合优化技术，加强高分子合金的共性和关键技术研究，研究开发应用于交通运翰、信息电子、化工纺织、农业和环境治理等国家重点工程的高分子合戚材料，实现通用塑料的工程塑料化、工程塑料的高性能化、高性能工程塑料的实用化的目标；充分发挥复合材料具有高比强、高比模、可设计剪裁、整体性强等一系列突出的优点，突破复合材料的高性能低成本制备加工技术和应用技术，研究开发具有结构功能一体化、特种结构的新型复合材料，发展环境友好的复合材料及其制釜和回收利用技术，开发具有特殊性能的金属、陶瓷和高分子等材料的复合技术，得到一批可实用化的高性能、低成本复合材料，满足航空航天、交通运翰、建筑、能源等国民经济发展和国防建设的需求。
　　发展创新性强、具有前瞻性和前沿性的高性能结构材料制备、成形与加工的关键技术与关键装各，研究开发漕沽化、短疏程、低能耗、可大幅度地降低传统材料生产成本的实用化先进技术'如材料投计、制各与戍形加工一体化技术，外场作用下制备与加工、材料智能化制各与加工等先进技术；发展先进的结构材料表面涂镀技术和改性技术'有效解决涂层和镰层与基体的界面结合问题，提高结构材料表面涂层和镀层性能和质量，发展异有自主知识产权的结构材料表面处理装备及成套技术，从而大幅度握高结构材科及构件的使用性能；开展从制备、成形加工到使用全过程的模拟仿真和材料投计、表征与评价方法的研究，注重与重大工程和实际生产应用过程紧密结合的相关技术的研发'形戍符合中国国情、具有先进性、拥有自主知识产权的材料与结构的拨计、评价与顶报技术。

　　三、发展目标

　　高性能结构材料的高技术发展将以战略性、前沿性和前瞻性为依据，强调拥有自主知识产权（专利和版权）、建立技术和产品标准（市场准人和竞争）、建设人才队伍（形戚先进的生产力）的方针，以国家战略需求为先导，积极鼓励原始创新，充分利用我国的优势资源，发挥已有的和将具有的技术特色和优势，发展高性能结构材料及其先进制备、成形与加工、设备等关键技术，形成材料工业新的经济增长点，为我国的传统产业的升级改造和可持续发展，以及高技术产业的跨越式发展创造条件，从而使我国早日实现?quot;材料大国"转变为"材料强国"的宏伟目标。

6.9 面向重大需求的中国科学院能源科技
中国科学院能源科学研究基地

一、我国能源的战略需求

　　我国是一个人口众多、经济快速增长的发展中国家，1998年一次能源总产量与消费量分别处于世界第三位和第二位。在同时面临人口、资源、环境巨大压力的情况下，我国能源要保障经济发展、提高人民生活质量，必须走可持续发展的道路。能源问题，仍将是我国社会经济发展的一个长期制约因素。
我国能源问题的基本特点是：
　　（1）一次能源结构以煤为主，且消费需求旺盛。预计2050年能耗（充分考虑了节能及各种新能源技术进步潜力之后）将达37亿t标煤。
　　（2）人均化石能源资源严重短缺。我国人均煤炭可采储量仅为世界乎均值的1/2，我国人均石油探明剩佘可采储量仅相当于世界乎均值的1/10。我国235Ｕ资源探明储量为5.1万t，仅能供4㈣0万kW电站使用30年。
　　（3）人均能源消费水平与终端能源质量低。1996年商品能源人均年消费量为1.134t标准煤，仅为世界平均值的54％，距小康年人均消费2－3t标准煤的保守要求有很大距离；居民家庭人均用电量为93kW.h，为美国的2.6％。国民经济电气化程度不高，两个度量指标即一汰能源转换成电能的比重，以及电力占终端商品能源消费量的比重，我国都低于发展中国家乎均水平和世界乎均水平。
　　从经济、环境和能源安全的角度看，我国能撅全局性问题是.
　　1.能源供应安全问题
　　从一次能源总体来看，我国近期供需缺口不大，在2010－2020年约为9％，但国内石油供需缺口越来越大。另一方面，我国石油产量不可能大幅度增长，估计到2020年达到高峰，年产约1.8亿t，仅比1999年增加2000万t，之后又呈下降趋势，到2050年降到8（ｘ）0万t，而届时石油需求在5亿t左右。2000年我国进口原油己达7800万t，预计2010年至少要进口1亿t，无论从外汇压力还是能源安全供应的角度都是非常严峻的。这表明，我国已经出现化石能源危机，但并不是化石能源全面不足的危机，而表现为石油短缺的结构性危机。
　　我国煤炭资源相对丰富，开发煤基液体燃料以替代部分石油是可行方案之一，应尽快部署煤基燃料的产业化技术研发。同时，部署生物质基液体燃料、其他液体燃料制各技术以及后续替代能源技术。
　　2.能源环境问题
　　我国1999年ｓ0油Ｆ放量达18.锅Ｍt，其中约85％是由燃煤排放的；酸雨面积超过国土面积的1/3，由酸雨造成的经济损失约占我国当年GDP的2％。1997年，全国降水pH值范围在3.74.7.79之间；氯氧化物年均值浓度为在4～140μg/ｍ3范围之间，全国年均值为4郎g/ｍ3。减市环境污染仍然维持在较重的水平，并从城市向农村蔓延。　　　　1998年主要温室气体排放CO2达到793Ｍt-ｃ，仅次于美国居世界第二位，而且增长趋势强劲，1990～1996年我国新增CO2排放量占世界总增加量的95％，面临越来越大的国际压力。因此，如何控制现有能源利用过程中的污染物排放、建立清沽高效的能量利用技术体系成为当务之急。
　　另一方面，我国城市生活垃圾的历年堆存量已达到60亿t，全国200多座城币已陷人垃圾围城之中。1997年，全国的垃圾产量达到了1.4亿t，而且还在以每年8％～10％的速度增长。在国内的一些大城市，如北京、上海，垃圾日产量己超过1.2万t。迄今为止，我国绝大多数城市生活垃圾仍以露天堆放、填埋为主，不仅占用了宝责的土地资源，而且对环境造成了严重的二次污染。能否妥善解决垃圾问题，是关系到国计民生的一件大事。
　　3.能源效率问题
　　我国能源资源严重不足，人均煤炭可采储量仅为世界平均值的1/2，人均石油可采储量为世界平均值的1/10。而我国能源强度（即单位GDP能耗）远高于世界平均水平，为世界平均值的4.7倍，与英国、美国、加拿大20世纪70年代初的水平相近。能源转换利用效率为29％，比世界先进水平低10个百分点。1996年，我国供电煤耗为410g标准煤/（kW.h），供电效率仅为30％。随着我国加人WTO，从二次能源利用到各种能源技术产品和行业，为了面对国际竞争，务必对能源科技的重点领域进行前瞻性部署和储备，特别是对与国外差距不大、可能与之竞争的后续替代能源领域，应集中优势进行攻关。
　　4.农村能源问题
　　我国农村商品能源供应短缺，是发展农村经济的主要瓶颈之一，对实现我国经济总体快速增长、缩小城乡差距有严重的制约作用。1998年，我国仍有57％的农村居民生活用能以柴草为主，有7000多万人口还没有用上电。由于电网末覆盖区域大且分散，在近期实现大电网供电是不可能的，必须结合农村能源资源现状综合考虑解决。
结合我国农村丰富的生物质资源，实现其高附加值利用（热气电联供），是可行的解决方案之一。农村生物质资源利用现状是，一方面，生物质利用附加值低，造成巨大的资源浪费；另一方面，部分农村地区（主要是电网覆盖区）生物质资源过剩，露天燃烷造成农村环境污染；再一方面，由于生物质的过渡消耗（1998年实际采伐量超过合理利用量的15％），造成大面积水土流失，极大地消弱了防御自然灾害的能力。1998年，中国水灾造成的损失高达200亿美元。－个极为重要的原因是长江中上游的森林资源遭到严重破坏，使其抵御洪灾的能力大幅度下降。因此，在农村进符生物质能综合利用，对实现农村的城镇化集约化、环境与生态保护有综合效益。