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新一轮全球能源革命前瞻及思考

  能源资源是人类生存、经济发展、社会进步不可或缺的重要物质基础,是关系国家经济命脉和国防安全的重要战略物资。人类社会发展的历史与人类认识、开发和利用能源的历史密切相关。国内外经济发展的实践表明,能源资源及其开发利用会直接影响人类文明和社会经济的发展与进程,人类每一次重大进步都伴随着能源的变革和更替。当前,人类正处在新一轮工业革命和能源革命(即第三次革命)的初期。 

  一、前两次能源革命回顾及世界能源变革发展的基本特征 

  纵观人类发展史,在能源开发和利用方面,先后经历了柴薪时代煤炭时代油气时代,目前正在步入石油、天然气、煤炭和新能源共同主导的新时代。能源是重要的生产要素,每次能源革命都会给社会生产带来了变革性的影响,引起经济发展的飞跃。能源革命往往不是独立发生的,而是伴生于产业革命之中。通常是工业革命触发了能源革命,能源革命成就了工业革命。至今为止,人类历史上已发生过两次工业革命和能源革命,对人类经济社会的发展产生了变革性的影响。 

  第一次能源革命——实现了主导能源从薪柴向煤炭的转变。与薪柴相比,煤炭能源密度高、便于运输、生产不受季节限制等优势。随着煤矿开采技术的进步,煤炭人类日常生活中的应用更加广泛。1769年瓦特发明蒸汽机,1875年法国建成世界上首座燃煤发电厂,人类文明的进步促进了煤炭产业的加快发展,并于19世纪80年代在一次能源消费构成中的比例超过了薪柴,成为总量最大的一次能源,完成了人类主体能源由薪柴向煤炭的第一次重大转换。以煤炭取代薪柴,使能源行业从农业中分离出来,改变了农业作为能源提供者的角色,使更多的劳动力从农业转移到工商业活动之中,引起产业结构、人口结构随之发生了一系列的革命性变化,推动了工业革命。而以蒸汽机为核心技术的第一次工业革命,也在一定程度上锁定了煤炭需求,使得其可以作为主要能源在人类历史上持续百余年。 

  第二次能源革命——实现了主导能源从煤炭向油气的转变。19 世纪70 年代至20 世纪初,以发电机、内燃机、电动机的发明与运用为标志的第二次工业革命爆发,同时也引发了第二次能源革命。首先,1886年戴姆勒汽油内燃机的发明和应用,使得更为高效的能源资源——油气的需求量大幅提升。其次,工业发电机的推广和使用,可以使得人类规模性将光、热和机械运动等能源形式转换成电能,并通过电网实现远距离传送,这进一步扩大了人类对油气资源的需求。第三,油气地质理论、钻完井和炼化等技术的进步,促进了油气产量大幅提升,有效保障了油气供应,使其消费快速增长。1965年油气在一次能源消费构成中的比例占比超过50%,取代煤炭成为世界第一大能源,完成了人类主体能源由煤炭向油气的第二次重大转换。内燃机、发动机必须使用由原油炼制的成品油,因此第二次能源革命也促进了以石油炼制行业和发电业为代表的能源加工业的发展。内燃机、发动机等的广泛使用极大地改变了人类生活和生产方式,为“汽车时代”的到来提供了物质技术条件,推动了以电气化为基础的第二次工业革命。 

  通过对上述两次能源革命的简要分析,对世界能源发展可形成六点基本认识:一是,主导能源不断更替,向安全、高效、清洁、低碳、可持续方向发展,能源结构不断优化;二是,科技创新(特别是能源科技创新)在能源变革中起到决定性作用,是引领能源变革和产业发展的第一动力;三是,能源革命总是与产业革命相伴生,产生新的能源产业并且成为经济发展的主导产业;四是,能源革命的影响一次比一次深远,能源革命的范围更加广泛;五是,能源革命是对能源结构的调整和优化,并不是简单的后一种能源对前一种能源的完全替代,退出主体地位的能源仍将会在能源构成中存在很长一段时间,但对其的利用方式则会伴随能源革命发生重大改变;六是,在考虑到为经济社会发展选择和提供安全、高效、可承受供给时,不仅要考虑对该能源的经济可承受性,更要考虑环境可承受性。 

  二、新一轮全球能源革命前瞻 

  自进入工业化时期以来,能源在社会经济和人类生活中占据着无可替代的重要地位。为了满足不断增长的能源需求,世界各国大量开采和利用煤、石油、天然气等化石燃料,对人类生存环境造成了许多的危害,引发日益严重的资源、生态和环境问题,如:资源短缺、环境破坏、空气污染等,在不同程度上损害着地球环境,甚至严重威胁到人类自身的生存和发展。随着人类对绿色生态环境需求的不断提升,在应对全球气候变化的大背景下,能源清洁低碳、安全高效发展成为大势,天然气和新能源等作为清洁能源在一次能源消费构成中的比例将逐步增大。 

  新一轮能源变革将蓬勃兴起,清洁能源、电动汽车、储能、智能电网等技术领域不断酝酿新的突破,呈现多点突破、加速应用等特点,不仅将引发能源体系巨大变革,甚至有望引领新一轮工业革命。《第三次工业革命———新经济模式如何改变世界》一书的作者杰里米?里夫金在论述“第三次工业革命”时提到其必须包括“新能源技术的出现、新通讯技术的出现以及新能源和新通讯技术的融合”,因而第三次工业革命将是新能源、新材料、互联网、物联网等不断融合发展的新时代。新一轮能源革命的目的,是以新能源(如页岩气、天然气水合物、核能等)和可再生能源(包括水电能、生物质能、太阳能、风能、地热能、海洋能和氢能等)逐步代替传统的高碳化石能源,实现能源结构的调整和优化。发展高效清洁的新能源和可再生能源已成为各国核心政策导向。如欧盟提出2050年比1990GHG排放减80%~95%,可再生能源占终端能源达75%;美国计划2035年清洁能源占总电力的比重达到80%,丹麦计划2050年完全摆脱对化石燃料的依赖。我国近期也提出了“推动能源消费革命,抑制不合理能源消费;推动能源供给革命,建立多元供应体系;推动能源技术革命,带动产业升级;推动能源体制革命,打通能源发展快车道;全方位加强国际合作,实现开放条件下的能源安全”的能源革命战略以及在《能源技术革命创新行动计划》中布局了15项能源技术创新重点任务。新一轮能源变革已经蓬勃兴起,清洁能源、电动汽车、分布式能源、储能系统、碳循环系统、智能电网、能源互联网等技术领域不断酝酿新的突破,呈现多点突破、加速应用等特点,不仅将引发能源体系巨大变革,甚至有望引领新一轮工业革命。 

  三、思考 

  1)新一轮能源革命将促使能源结构向更加安全、高效、清洁、低碳、可持续方向发展,此次能源革命将成为第三次工业革命的前奏和组成部分,因此,我国在制定能源发展战略和举措时,应顺应这一趋势,重视能源的环境效应,走能源绿色可持续发展之路。 

  2)抓住新一轮能源革命和工业革命的契机,大力发展新能源技术和可再生能源技术,在“节约、清洁、安全”的战略方针和“节约优先、立足国内、绿色低碳、创新驱动”的发展战略指导下,从能源消费、能源供给、能源技术、能源体制方面着手,改变和优化我国传统高碳能源结构。 

  3)立足我国能源现状,谋划推动能源革命。我国目前正处在工业化阶段,能源消费仍将保持增长;能源资源禀赋是“富煤、贫油、少气”,以往的能源消费给生态环境带来了巨大负面影响。因此,我国的能源革命必须摒弃其他国家的惯用模式,走一条新型发展之路,采取多元化能源供给方式,加快以传统能源清洁利用和新能源与可再生能源相结合的新型绿色可持续能源体系建设。 

  4)科技创新是实现能源革命的支撑,我国应鼓励适合我国国情的创新方式和途径。科技创新是能源发展过程中的先导力量,但各国因国情不同其所依赖的科技创新方式和途径不同。美国有十分开放的市场环境,中小企业创新活跃,科技创新体系极具活力;日本和欧盟通过政府引导和大型集团科技创新培育了引领世界的精细能源科技产业。我国应通过构建以企业为主体的科技创新体系来打通科技创新的制度通道,通过构建规范的技术创新成果交易市场健全产权保护制度,通过构建我国特色能源科技体系指明关键能源科技攻关方向。 

  (5)合理的政策和制度是推进能源革命的保障。重点构建由市场决定能源价格的机制及配套市场结构和体系,健全能源监管体系,推动能源体制良性高效运行。同时,加强配套产业政策制订,推动能源战略储备技术的研发和示范。

[郑军卫] 撰稿

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