能源大變局

張飛龍

化石能源還能使用多長(zhǎng)時(shí)間？一千年還是一萬(wàn)年？許多人認(rèn)為目前化石能源由于開(kāi)發(fā)體系成熟，還會(huì)持續(xù)在未來(lái)占據(jù)主流能源的地位。這種學(xué)術(shù)氛圍在美國(guó)顯得尤為強(qiáng)烈。

但美式思維并不是全球共識(shí)。中國(guó)等國(guó)家挑起能源重?fù)?dān)，共同致力于減少碳排放、發(fā)展清潔能源，為自己的子孫留下綠水青山。大量非化石能源的市場(chǎng)規(guī)模也迅速擴(kuò)大。無(wú)論是新增市場(chǎng)，還是累計(jì)應(yīng)用量，在水電、風(fēng)電、光伏發(fā)電、太陽(yáng)能熱利用等多個(gè)可再生能源應(yīng)用領(lǐng)域，非化石能源已經(jīng)迅速崛起，各類生物質(zhì)能應(yīng)用、核電和地?zé)崮軣崂靡脖３州^高的增速。

越來(lái)越成熟的互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、人工智能技術(shù)和物聯(lián)網(wǎng)的規(guī)模化發(fā)展，各種新能源技術(shù)跨界耦合，智能儲(chǔ)能、能源互聯(lián)網(wǎng)以及多資源供熱、供電、供氣的新型技術(shù)紛紛涌現(xiàn)，將從從根本上解決化石能源短缺、環(huán)境污染等問(wèn)題。

2018年年初，一條傳聞遭到刷屏“石油大學(xué)或?qū)⒏臑橹袊?guó)能源大學(xué)”，隨后不久“正在籌建中國(guó)能源大學(xué)”的消息也被放出。一時(shí)間，以油氣能源為主導(dǎo)的中國(guó)石油大學(xué)（華東）和以煤炭為主導(dǎo)的山東科技大學(xué)紛紛成為關(guān)注熱點(diǎn)。

不明就里的人紛紛猜測(cè)大學(xué)分離整合之后的學(xué)院生態(tài)，然而從事能源行業(yè)的業(yè)內(nèi)人士卻從中看到了早已預(yù)知的端倪：能源格局將巨變，以化石燃料為主的一次性能源面臨迫在眉睫的升級(jí)整改，而以清潔能源為主的新能源則蓄勢(shì)待發(fā)。

危機(jī)四伏的化石能源

1962年，Humble（翰博爾石油公司）打出了一段讓現(xiàn)在人感到匪夷所思的廣告：“Humble每天提供的能量足夠融化7百萬(wàn)噸的冰川！”這家石油公司后來(lái)和標(biāo)準(zhǔn)石油合并，成為全世界最大的石油生產(chǎn)商Exxon艾克森美孚石油公司。Humble之所以敢冒天下之大不韙，就是因?yàn)楫?dāng)時(shí)人們不擔(dān)心全球變暖，而擔(dān)心全球變冷。

為了滿足并最大程度地挖掘美國(guó)和全世界對(duì)能源的需求，Humble可謂打足了輿論牌。在很長(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi)，冰川期降臨、農(nóng)業(yè)崩潰、全球糧食危機(jī)成為人們最為擔(dān)心的話題。因此，當(dāng)有科學(xué)家稱可以通過(guò)燃燒大量煤炭、石油阻止全球變冷，那么以Humble為代表的石化、煤炭企業(yè)如日中天也就變得順理成章。

直到全球氣候惡化、“全球變暖”論被提出，石化救世神話才被徹底打破。人們開(kāi)始關(guān)心由一次性能源所引發(fā)的全球二氧化碳升高、臭氧層破壞及一系列可能引發(fā)的生態(tài)災(zāi)難。

世界能源以化石能源為主的結(jié)構(gòu)特征，使得“化石能源走向枯竭”和“化石能源利用對(duì)環(huán)境的污染”這兩個(gè)老問(wèn)題依然困擾人類。作為能源主體的化石能源是不可再生能源，用一點(diǎn)就少一點(diǎn)，總有枯竭的那一天。

有權(quán)威機(jī)構(gòu)測(cè)算，世界石油總儲(chǔ)量為1.15萬(wàn)億桶，以目前的開(kāi)采速度計(jì)算，可供生產(chǎn)不到40年。作為世界石油龍頭的沙特阿拉伯，石油儲(chǔ)量達(dá)2500億桶，日產(chǎn)量800多萬(wàn)桶，分別占世界石油總儲(chǔ)量和總需求量的近1/4和近1/10。這個(gè)國(guó)家以“我們每天為世界提供石油”作為使命，在過(guò)去歲月里確實(shí)起到世界石油供應(yīng)穩(wěn)定器的作用。但沙特老油田已經(jīng)接近產(chǎn)油高峰期，而開(kāi)采新油田的難度非常大。世界各大產(chǎn)油國(guó)也都大致如此，阿曼目前的產(chǎn)量?jī)H是其高峰時(shí)的1/5，美國(guó)石油開(kāi)采量每年下降3%，傳統(tǒng)的石油出口國(guó)印度尼西亞甚至一度需要進(jìn)口石油應(yīng)急。全球再找到大型油田的可能性非常小，只能寄希望于西伯利亞永久凍土帶、加拿大油砂和幾處深海大陸架。這種狀況加劇了人們對(duì)不可再生能源走向枯竭的危機(jī)感。

與此同時(shí)，以煤炭、石油為主的世界能源結(jié)構(gòu)帶來(lái)了很多全球性能源環(huán)境問(wèn)題，主要表現(xiàn)為酸雨、臭氧層破壞、溫室氣體排放等。在許多發(fā)展中國(guó)家，城市大氣污染已達(dá)到十分嚴(yán)重的程度，在歐洲和北美也出現(xiàn)了超越國(guó)界的大氣污染，形成了廣泛的環(huán)境酸化，上千個(gè)湖泊的湖水酸度達(dá)到了不能支持魚類生存的程度，酸性氣體所造成的腐蝕損失，每年高達(dá)10億美元。我國(guó)以煤炭、石油為主的能源結(jié)構(gòu)也造成了嚴(yán)重的大氣污染，二氧化硫和二氧化碳的排放量都居世界前列。二氧化碳排放量的增加使全球變暖，因此聯(lián)合國(guó)呼吁各國(guó)簽署《京都協(xié)議書》，以減少溫室效應(yīng)氣體的排放。包括中國(guó)在內(nèi)的大多數(shù)國(guó)家做出積極響應(yīng)，而二氧化碳排放量居世界第一的美國(guó)，出于自身經(jīng)濟(jì)擴(kuò)張的考慮，拒絕簽署《京都協(xié)議書》，使國(guó)際社會(huì)同溫室效應(yīng)問(wèn)題的斗爭(zhēng)舉步維艱。

能效革命迫在眉睫

不可否認(rèn)，化石能源仍然是人類生存和發(fā)展的能源基礎(chǔ)。目前全世界能源年總消費(fèi)量約為134億噸標(biāo)準(zhǔn)煤，其中石油、天然氣、煤等化石能源占85%，大部分電力也是依賴化石能源生產(chǎn)的。而且化石能源價(jià)格比較低廉，開(kāi)發(fā)利用的技術(shù)也比較成熟，并且已經(jīng)達(dá)到系統(tǒng)化和標(biāo)準(zhǔn)化。雖然化石能源帶來(lái)的負(fù)面效應(yīng)非常顯著，各國(guó)也在千方百計(jì)擺脫對(duì)石油的過(guò)度依賴，但是今后很長(zhǎng)一段時(shí)間里，化石能源仍然是最主要的能源，全球?qū)ζ涞男枨罅繉⒁阅昃?.9%的速度增長(zhǎng)，且煤仍然是電力生產(chǎn)的主要燃料，全球需求量將以每年1.5%的速度增長(zhǎng)。有統(tǒng)計(jì)表明，2020年全世界能源消費(fèi)量將是目前的3倍。

為了減少化石能源給環(huán)境帶來(lái)的污染，提高化石能源利用效率，世界各國(guó)都在制定能源發(fā)展戰(zhàn)略，將合理利用和節(jié)約常規(guī)能源納入了基本國(guó)策中，以實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展。

在這方面，較為通行的做法是大力發(fā)展能源革新技術(shù)，積極將高新技術(shù)成果在能源工業(yè)迅速推廣應(yīng)用。能源工業(yè)正在由低技術(shù)向高技術(shù)過(guò)渡，新技術(shù)已迅速地滲透到能源勘探、開(kāi)發(fā)、加工、轉(zhuǎn)換、輸送、利用的各個(gè)環(huán)節(jié)，例如自動(dòng)化生產(chǎn)設(shè)備使煤礦開(kāi)采效率成倍提高，新工藝和新技術(shù)促進(jìn)了深海油田的開(kāi)發(fā)。

化石燃料正在向高效節(jié)能、潔凈環(huán)保的方向發(fā)展。全球范圍的節(jié)能技術(shù)革命已經(jīng)展開(kāi)，各國(guó)都在通過(guò)節(jié)約能源和提高能效來(lái)降低能源需求量，發(fā)達(dá)國(guó)家的能源消耗下降了30%以上，機(jī)動(dòng)車的燃油效能提高了近一倍?；茉茨苄Ц母锛夹g(shù)迅速提高，各國(guó)紛紛推進(jìn)清潔煤、清潔石油計(jì)劃。

2017年，中國(guó)國(guó)家能源局對(duì)外發(fā)布的《能源技術(shù)創(chuàng)新“十三五”規(guī)劃》（以下簡(jiǎn)稱《規(guī)劃》）提出，圍繞“十三五”期間我國(guó)能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展重大需求，著眼推動(dòng)能源技術(shù)革命，聚焦形成五個(gè)重大能源科技專題，其中清潔高效化石能源技術(shù)成為五大專題之一。

《規(guī)劃》在清潔高效化石能源技術(shù)領(lǐng)域提出了具體目標(biāo)，即促進(jìn)煤炭綠色高效開(kāi)發(fā)，實(shí)現(xiàn)致密氣、煤層氣和稠重油資源的高效開(kāi)發(fā)，推動(dòng)頁(yè)巖油氣、致密油和海洋深水油氣資源的有效開(kāi)發(fā)；掌握低階煤轉(zhuǎn)化提質(zhì)、煤制油、煤制氣、油品升級(jí)等關(guān)鍵技術(shù)；進(jìn)一步提高燃煤發(fā)電效率，提高燃煤機(jī)組彈性運(yùn)行和靈活調(diào)節(jié)能力，攻克多污染物一體化脫除技術(shù)，整體能效水平達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平。

中國(guó)能源環(huán)境研究中心主任林智欽認(rèn)為，要發(fā)展綠色清潔新能源，發(fā)展綠色技術(shù)、清潔技術(shù)，就應(yīng)在綠色和平發(fā)展的前提下，開(kāi)展廣泛的國(guó)際合作，推進(jìn)以天然氣、能源綠色技術(shù)為中心的化石能源高效清潔利用，包括天然氣的綠色開(kāi)發(fā)、“煤地下氣化”等潔凈煤技術(shù)、碳捕捉與儲(chǔ)存技術(shù)等，即開(kāi)發(fā)煤炭的清潔利用技術(shù)。同時(shí)，慎重發(fā)展污染大氣、安全度低的能源行業(yè)（比如頁(yè)巖氣、可燃冰等），加快治理空氣污染。

能源格局新變化

實(shí)際上，經(jīng)過(guò)多年發(fā)展，化石能源的格局也發(fā)生了顯著的變化。石油不再呈現(xiàn)出“一超獨(dú)大”的產(chǎn)出局面。能源地理位置也出現(xiàn)了從“墨西哥灣時(shí)代”到“波斯灣時(shí)代”的轉(zhuǎn)變，同時(shí)西半球“巨型新月儲(chǔ)量帶”正在崛起。

當(dāng)代國(guó)際經(jīng)濟(jì)文化研究中心主任何學(xué)彥表示，過(guò)去50多年來(lái)，世界石油版圖一直以中東為中心。但如果再往前追溯，在波斯灣取得支配性地位之前，是墨西哥灣在掌控著世界石油的中樞神經(jīng)。就石油供應(yīng)板塊的重心而言，現(xiàn)代石油工業(yè)從北美洲東部產(chǎn)生，后重心逐步集中于墨西哥灣，到20世紀(jì)中葉開(kāi)始逐步轉(zhuǎn)移到波斯灣。20世紀(jì)70年代初，波斯灣的石油產(chǎn)量開(kāi)始超過(guò)美國(guó)，成為世界石油生產(chǎn)的“心臟地帶”。世界石油版圖的中心從“墨西哥灣”轉(zhuǎn)移至“波斯灣”用了近30年時(shí)間。

近年來(lái)油氣勘探開(kāi)發(fā)技術(shù)取得的突破釋放了美洲非常規(guī)能源的開(kāi)發(fā)潛力，使得波斯灣地區(qū)在世界能源格局中的地位呈現(xiàn)相對(duì)下降趨勢(shì)。一條新的能源軸線正在顯現(xiàn)，它自北向南依次連接著加拿大、美國(guó)、委內(nèi)瑞拉和巴西，重塑了世界能源格局的版圖。從地緣分布上看，這一縱貫西半球南北美洲的區(qū)域形成了一個(gè)新的“巨型新月儲(chǔ)量帶”。世界油氣開(kāi)采呈現(xiàn)出“向西遷移”的趨勢(shì)，美國(guó)、加拿大、巴西、委內(nèi)瑞拉等美洲國(guó)家正在逐步取代俄羅斯、中亞和中東，成為全球油氣開(kāi)發(fā)和供應(yīng)的熱點(diǎn)區(qū)域。

多極化能源地理格局造成世界能源呈現(xiàn)出“多中心化”的趨勢(shì)，隨著國(guó)際能源地緣政治格局的演變，全球能源市場(chǎng)不確定性增加，為國(guó)際油價(jià)處于高位水平提供了支撐。未來(lái)很有可能在巨額利潤(rùn)的刺激下，各中心爆發(fā)新一輪的破壞性開(kāi)采，使不可再生能源日趨加速枯竭，因此開(kāi)發(fā)清潔的新能源勢(shì)必成為大勢(shì)所趨。時(shí)至今日，在這個(gè)全球化生態(tài)體系中，煤炭、石油不再是稀缺資源，太陽(yáng)能、風(fēng)能等可再生能源應(yīng)用越發(fā)廣泛，儲(chǔ)能技術(shù)與能源效率顯著提升，能源已進(jìn)入多元化時(shí)代。

清潔能源新機(jī)遇

化石能源能夠被取代嗎？這樣的愿景恐怕實(shí)現(xiàn)起來(lái)很難，但讓化石能源逐漸退坡，讓清潔能源能與之形成分庭抗禮之勢(shì)則是一件可期可待的事情。

2015年，全球190多個(gè)國(guó)家在巴黎一致同意通過(guò)《巴黎協(xié)定》，約定改造化石燃料驅(qū)動(dòng)的經(jīng)濟(jì)，對(duì)2020年之后應(yīng)對(duì)全球氣候變化作出安排。同一年，英國(guó)關(guān)閉最后一家深層煤礦，并宣布到2025年關(guān)閉所有燃煤電站，這標(biāo)志著“一個(gè)時(shí)代即將終結(jié)”。

“當(dāng)前國(guó)際能源格局的趨勢(shì)是新能源、清潔能源將擠壓不可再生能源的生存空間，也帶來(lái)了新能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展的新動(dòng)向?！焙螌W(xué)彥說(shuō)，“總體趨勢(shì)主要表現(xiàn)為，能源的利用方面，不可再生能源總量在不斷減少，趨向枯竭；隨著人類對(duì)一次性能源的不斷消耗，一次性能源總量在減少；開(kāi)發(fā)新能源、清潔能源成為未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)?！?/p>

他進(jìn)一步表示，為推進(jìn)新能源產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，發(fā)達(dá)國(guó)家在制定新能源發(fā)展戰(zhàn)略及政策措施、技術(shù)研發(fā)等方面都有許多新的舉措。

美國(guó)、巴西大力發(fā)展生物燃料，生產(chǎn)生物乙醇；一些歐洲國(guó)家大量種植油料植物，發(fā)展生物柴油；德國(guó)主要發(fā)展太陽(yáng)能和風(fēng)電；日本利用垃圾發(fā)電。從1971-2004年的情形看，可再生能源供應(yīng)的年均增長(zhǎng)率為2.3%，略高于能源供應(yīng)增長(zhǎng)率，其中新型可再生能源（風(fēng)能、太陽(yáng)能、地?zé)帷⑸镔|(zhì)發(fā)電和液體燃料等）增長(zhǎng)8.2%，又快于傳統(tǒng)可再生能源。

在國(guó)際金融危機(jī)爆發(fā)后，發(fā)達(dá)國(guó)家紛紛出臺(tái)新的能源發(fā)展戰(zhàn)略，將發(fā)展新型可再生能源作為重振經(jīng)濟(jì)、實(shí)現(xiàn)低碳發(fā)展的戰(zhàn)略性產(chǎn)業(yè)。

2009年2月15日，美國(guó)出臺(tái)《美國(guó)復(fù)蘇與再投資法案》，其內(nèi)容核心是開(kāi)發(fā)新能源，包括發(fā)展高效電池、智能電網(wǎng)、碳捕獲、低碳、可再生能源等技術(shù)；2009年7月15日，英國(guó)公布《英國(guó)低碳轉(zhuǎn)換計(jì)劃》《英國(guó)可再生能源戰(zhàn)略》，計(jì)劃到2020年可再生能源在能源供應(yīng)中的份額達(dá)到15%；2008年12月，法國(guó)環(huán)境部公布了旨在發(fā)展可再生能源的一攬子計(jì)劃，涵蓋了生物能源、風(fēng)能、地?zé)崮堋⑻?yáng)能及水力發(fā)電等多個(gè)領(lǐng)域；2009年7月，韓國(guó)公布綠色增長(zhǎng)國(guó)家戰(zhàn)略及五年計(jì)劃，到2012年在全國(guó)建立14個(gè)“環(huán)境能源城”，到2020年建成600個(gè)利用農(nóng)產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)能源自給的“低碳綠色村莊”。

中國(guó)社會(huì)科學(xué)院經(jīng)濟(jì)研究所研究員李成勛認(rèn)為，我國(guó)推出的一些大戰(zhàn)略與能源是緊密聯(lián)系的。以外交手段達(dá)到和諧也是大戰(zhàn)略之一，希望我國(guó)在以和平手段崛起過(guò)程中順利解決能源問(wèn)題。

何學(xué)彥指出，美國(guó)頁(yè)巖氣革命對(duì)國(guó)際能源格局產(chǎn)生了很大影響，但是化石能源是有限的，天然氣是從傳統(tǒng)化石能源到新能源的過(guò)渡。國(guó)際能源未來(lái)變化的總趨勢(shì)是太陽(yáng)能、風(fēng)能等新能源替代傳統(tǒng)化石能源。

中國(guó)新能源生機(jī)勃勃

中國(guó)作為世界上最大的能源生產(chǎn)國(guó)和消費(fèi)國(guó)，保證能源安全對(duì)中國(guó)經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展極為重要。隨著國(guó)際能源格局和經(jīng)濟(jì)發(fā)展方式的轉(zhuǎn)變，中國(guó)的能源產(chǎn)業(yè)也在發(fā)生深刻變革。中國(guó)正在迅速改變能源發(fā)展方向，向側(cè)重于以服務(wù)為基礎(chǔ)的經(jīng)濟(jì)和更清潔的能源結(jié)構(gòu)方向邁進(jìn)，而經(jīng)濟(jì)的結(jié)構(gòu)性調(diào)整和清潔能源轉(zhuǎn)型，也使能源需求增長(zhǎng)模式產(chǎn)生質(zhì)變和量變。

業(yè)界專家認(rèn)為，當(dāng)前世界能源格局正在經(jīng)歷重大變化，這些新格局、新業(yè)態(tài)的產(chǎn)生，無(wú)一不與中國(guó)有著密切的關(guān)系。首先，中國(guó)能源結(jié)構(gòu)向清潔化、低碳化的轉(zhuǎn)型引領(lǐng)了世界可再生能源的發(fā)展，也直接導(dǎo)致煤炭在全球能源結(jié)構(gòu)中的占比顯著降低；其次，世界能源領(lǐng)域的電氣化趨勢(shì)明顯，中國(guó)在太陽(yáng)能、風(fēng)能、電動(dòng)汽車、電池等領(lǐng)域均投入巨資；最后，頁(yè)巖氣革命改變了全球天然氣市場(chǎng)供應(yīng)格局，天然氣在中國(guó)未來(lái)能源結(jié)構(gòu)中的地位則改變了全球天然氣市場(chǎng)需求格局，以中國(guó)為代表的亞洲國(guó)家在全球市場(chǎng)上將成為液化天然氣資源的最大買家。

隨著全球能源領(lǐng)域電氣化趨勢(shì)越發(fā)明顯，電力將在未來(lái)中國(guó)能源需求中扮演重要角色。電力在終端消費(fèi)領(lǐng)域，尤其是工業(yè)、建筑和交通領(lǐng)域的占比不斷增加，使得電力將在2030年超過(guò)石油，從而成為中國(guó)的主要能源。有專家預(yù)計(jì)，低碳發(fā)電將在2025年左右超過(guò)化石燃料發(fā)電。

電力的發(fā)展與可再生能源密不可分，可再生能源發(fā)電將在2040年占低碳發(fā)電量的90%以上，中國(guó)也將屆時(shí)成為全世界光伏發(fā)電、風(fēng)力發(fā)電和水力發(fā)電的最大市場(chǎng)。這其中光伏發(fā)電的增長(zhǎng)將尤為迅速：到2020年，其平均成本將低于燃?xì)獍l(fā)電；到2030年，其平均成本將低于新增燃煤火電和陸上風(fēng)電；到2040年，其平均成本將低于已有燃煤電廠的預(yù)計(jì)運(yùn)營(yíng)成本。這對(duì)傳統(tǒng)化石能源成本優(yōu)勢(shì)的顛覆具有重大意義，但可再生能源的發(fā)展也將產(chǎn)生消納問(wèn)題。我國(guó)目前棄風(fēng)、棄光率仍然很高，部分地區(qū)甚至達(dá)到20%至30%。風(fēng)電、太陽(yáng)能發(fā)電這類間歇性可再生能源比例提升所引發(fā)的消納問(wèn)題，需要靠整體提升電力系統(tǒng)的靈活性來(lái)解決，并且有賴于電力市場(chǎng)改革的支持。

在國(guó)際能源署（IEA）2017年發(fā)布的《世界能源展望2017 中國(guó)特別報(bào)告》顯示，低碳能源在中國(guó)能源結(jié)構(gòu)中的占比將從2016年的11%上升到2040年的24%。這一方面得益于電力行業(yè)的核電、太陽(yáng)能光伏和風(fēng)電的顯著貢獻(xiàn)——尤其是風(fēng)電和太陽(yáng)能發(fā)電，二者發(fā)電量占比將從5%增長(zhǎng)到20%以上，而風(fēng)電將在2040年趨近水電的裝機(jī)規(guī)模；另一方面，可再生能源未來(lái)供熱份額也將從1%增加至將近5%，交通運(yùn)輸領(lǐng)域里生物質(zhì)燃料消耗量也將有很大提升，從目前的210萬(wàn)桶油當(dāng)量增至2040年的2250萬(wàn)桶油當(dāng)量。

能源環(huán)境的約束強(qiáng)化，呼喚新能源產(chǎn)業(yè)的綠色發(fā)展。何學(xué)彥指出，中國(guó)新能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展?jié)摿薮蟆ＫY源技術(shù)可開(kāi)發(fā)裝機(jī)容量5.4億千瓦，年發(fā)電量2.47萬(wàn)億千瓦時(shí)，居世界第一；太陽(yáng)能資源豐富，2/3的國(guó)土面積年日照時(shí)數(shù)達(dá)到2200小時(shí)以上；全國(guó)風(fēng)能資源供給約10億千瓦；生物質(zhì)資源轉(zhuǎn)換為能源可達(dá)10億噸標(biāo)準(zhǔn)煤。因而，從能源市場(chǎng)的需求和發(fā)展?jié)撃芸矗履茉串a(chǎn)業(yè)將成為重要的新興產(chǎn)業(yè)。