能源轉(zhuǎn)型大勢下的中國路徑

文 |余 皎

從人類社會開始，能源轉(zhuǎn)型一直存在。薪柴-煤炭-石油、天然氣是為眾人所熟知的能源轉(zhuǎn)型路徑。能源轉(zhuǎn)型背后的推動力量是什么？是由“資源可獲得”“環(huán)境可持續(xù)”“經(jīng)濟可承受”組成的能源“不可能三角”。一旦資源不能獲得、對環(huán)境影響太過嚴重，或者經(jīng)濟代價高昂無法承受，就會誘發(fā)能源轉(zhuǎn)型，直到在這三者之間取得平衡。

本次能源轉(zhuǎn)型背后是什么原因呢？我們認為是兩大因素。一個是“環(huán)境可持續(xù)”，另一個是“資源可獲得”，催化劑是技術(shù)變革。關(guān)于第一個因素“環(huán)境可持續(xù)”，全球氣候變暖讓能源轉(zhuǎn)型問題變成生死攸關(guān)的全球性問題，當前大氣中二氧化碳濃度已經(jīng)達到了407×10-6，從更長的歷史維度（2000年）來看，現(xiàn)代文明對地球環(huán)境的影響更加驚人。第二個因素是指石油消費興起后，人類對石油資源枯竭的憂慮。尤其是20世紀80年代的時候，石油枯竭論非常興盛。所以油價快速飆升，普遍認為這一資源是不可持續(xù)的。當時普遍認為，石油只夠全世界使用20年，這直接觸發(fā)了天然氣、核能等可再生能源的快速增長。

世界正在進行新一輪深刻的轉(zhuǎn)型變革，從長遠來看，能源轉(zhuǎn)型在過去雖然是逐漸加速的，但仍然會有長達幾十年的歷程。第一次轉(zhuǎn)型因為工業(yè)革命，導(dǎo)致了煤炭的大幅增長。第二次轉(zhuǎn)型由于汽車的大規(guī)模使用，導(dǎo)致整個石油需求快速增長。第三次轉(zhuǎn)型因為電氣化導(dǎo)致了天然氣、水電和核能的爆發(fā)式增長，到2025年天然氣將超越煤炭。第四次能源轉(zhuǎn)型變革不會像過去一樣長達60年、70年，我們結(jié)合各方面技術(shù)報道初步認為，在2030年前后能源轉(zhuǎn)型將取得實質(zhì)性突破。到2025年左右可突破的領(lǐng)域有動力電池、機器人、大數(shù)據(jù)分析、3D打印和自動駕駛；到2035年前可突破的領(lǐng)域有太陽能和風能轉(zhuǎn)換效率提高30%、燃料電池、可燃冰和干熱巖；到2050年前可突破的領(lǐng)域有氫能基礎(chǔ)設(shè)施和儲存、小型可控核聚變。

至2050年，未來能源轉(zhuǎn)型將呈現(xiàn)六大趨勢

未來能源轉(zhuǎn)型將呈現(xiàn)六大趨勢，從定量上來看有三個三分之一，第一是高效化，能源強度將下降近1/3；第二是電力化，1/3的終端用能增量將由電力滿足；第三是多元化，風、光、核等非化石能源比重將接近1/3。第四是低碳化，世界碳排放量將在2035年左右達峰，但要達到《巴黎氣候協(xié)定》要求仍有很大的距離；第五是清潔化，可再生能源增速總量比較小，增速是一次能源平均增速的五倍；第六是智能化、去中心化，分布式能源進入提質(zhì)增效期，將在2035年后分布式光伏占中國新增光伏60%以上。

對未來能源格局的六大判斷

第一，科技的巨大進步將使石油能源供應(yīng)潛在量非常充足，勘探開采效率將大幅提升；第二，能源轉(zhuǎn)型不會一蹴而就，化石能源仍將保持主力地位，到2050年化石能源仍占70%；第三，能源需求將以1%左右的速度小幅增長，但化石能源將在2025年后漸次達峰；第四，天然氣作為低碳化石能源將成為連接從傳統(tǒng)化石能源向可再生能源轉(zhuǎn)型的重要橋梁；第五，全球常規(guī)油氣資源的有力補充，也是未來油氣勘探開發(fā)的主要領(lǐng)域；第六，可再生能源將在2025—2030年具有相當競爭力。煤炭將在2025年達到峰值，石油將在2035年達到峰值。

各個國家將能源轉(zhuǎn)型上升到國家戰(zhàn)略

各個國家正在積極備戰(zhàn)能源轉(zhuǎn)型國家戰(zhàn)略。歐盟2050年的能源目標是碳排放量比1990年下降80%～95%；德國的《可再生能源法》修訂版中表示，可再生能源發(fā)電量占用電比重在2025年要達到40%～45%，2035年達到55%～60%；瑞典在氣候法案中提出，2040年實現(xiàn)100%可再生能源發(fā)電，在2045年之前成為凈零碳排放國；美國加州在可再生能源法案中提出，2030年實現(xiàn)60%的電力來自清潔能源，2045年完全使用清潔電力；日本第5次能源基本計劃和氫能源基礎(chǔ)戰(zhàn)略中提出，2030年發(fā)電結(jié)構(gòu)中，可再生能源占22%～24%，核電占20%～22%，2030年左右實現(xiàn)氫能源發(fā)電商用化；沙特2030年經(jīng)濟改革愿景是，到2020年實現(xiàn)可再生能源裝機3.5吉瓦，到2023年實現(xiàn)9.5吉瓦；南非2030年要實現(xiàn)新能源發(fā)電量占發(fā)電總量的42%。

中國必將走出一條獨具特色的高質(zhì)量能源轉(zhuǎn)型道路

中國能源發(fā)展特點決定了必須走中國特色能源轉(zhuǎn)型道路。中國能源發(fā)展的特點有以下幾個方面：中國經(jīng)濟體量大、增速高，能源需求量大；油氣資源條件較差使得對外依存度難以下降；能源對外依存度高，地緣政治風險大；碳排放基數(shù)大，達到《巴黎協(xié)定》目標距離較遠；具體的轉(zhuǎn)型道路為，必須以更大的力度提升能效，必須以更廣的方式拓展資源渠道，必須以更新的方式保障能源安全，必須以更快的步伐調(diào)整能源結(jié)構(gòu)。

中國未來能源發(fā)展將會呈現(xiàn)以下趨勢：

第一，中國能效大幅提升，能源增長將快速與GDP脫鉤，單位GDP能耗快速下降，到2040年基本和美國水平接近，將先于世界達到碳排峰值，中國將于2025年達峰，而世界將于2035年達峰。

第二，2050年前非化石能源快速發(fā)展，占比達到39%。中國能源結(jié)構(gòu)將變得更加均衡，非化石能源占比領(lǐng)先世界9個百分點；從能源安全角度來看，未來我國應(yīng)對電動汽車發(fā)展將主要選擇用煤和非化石能源發(fā)電來滿足，因此煤比例下降將會延緩，非化石能源占比將大幅提高。

第三，境內(nèi)油氣資源突破潛力有限，對外依存度將持續(xù)上升。如果非常規(guī)技術(shù)不得到突破，境內(nèi)油氣資源難以支持需求，

第四，“強化國際合作+發(fā)展新能源”是解決中國能源安全的根本途徑。中短期能源安全需要拓展海外油氣資源獲取途徑。遠期能源安全必須依靠新能源發(fā)展，是終極解決途徑。

第五，未來10年是天然氣發(fā)展黃金期，尤其在發(fā)電和城燃領(lǐng)域增長快速。

中國天然氣發(fā)電占比（17%）遠低于世界平均水平（40%），未來發(fā)展空間廣闊，中國天然氣使用人口將從2015年的3億增長到2025年的5億，消費量將從700億立方米增長到1100億立方米。終端價格有望降低，刺激消費增長。

第六，需要大力加強天然氣基礎(chǔ)設(shè)施以促進消費利用。天然氣基礎(chǔ)設(shè)施已成為制約天然氣擴大利用的制約瓶頸，具體表現(xiàn)在三點，其一，儲氣庫調(diào)峰能力不足，2017年中國儲氣庫調(diào)峰量占消費量比例僅為4%，世界平均水平為10%；其二，管道建設(shè)與市場發(fā)展不匹配；2017年中國消費2300億立方米，管道7萬千米，對應(yīng)同等消費水平，美國為15萬千米，2017年消費對應(yīng)管道建設(shè)水平不足美國的50%；其三，LNG接收站能力不足，中國當前LNG接受能力6000萬噸，要滿足2045年LNG進口需求，接收站能力要達到現(xiàn)在的2.5倍才行。

第七，中短期難以徹底去煤，但煤炭的主力地位將顯著下降。中短期由于煤炭具有資源豐富、價格低廉、從業(yè)人員眾多等特點，退出將經(jīng)歷一個漫長的過程。煤炭價格將長期維持在發(fā)改委確定的500～580元/噸的綠色運行區(qū)間。

第八，中國新能源發(fā)展將顯著高于世界其他國家，具有典型后發(fā)優(yōu)勢。2016年，中國新增可再生能源發(fā)電裝機容量64吉瓦，占全球增量的41%，超過整個OECD國家。2016年中國的新能源投入1320億美元，等于美國加歐洲的總和。