能源转型大势下的中国路径

文 |余 皎

从人类社会开始，能源转型一直存在。薪柴-煤炭-石油、天然气是为众人所熟知的能源转型路径。能源转型背后的推动力量是什么？是由“资源可获得”“环境可持续”“经济可承受”组成的能源“不可能三角”。一旦资源不能获得、对环境影响太过严重，或者经济代价高昂无法承受，就会诱发能源转型，直到在这三者之间取得平衡。

本次能源转型背后是什么原因呢？我们认为是两大因素。一个是“环境可持续”，另一个是“资源可获得”，催化剂是技术变革。关于第一个因素“环境可持续”，全球气候变暖让能源转型问题变成生死攸关的全球性问题，当前大气中二氧化碳浓度已经达到了407×10-6，从更长的历史维度（2000年）来看，现代文明对地球环境的影响更加惊人。第二个因素是指石油消费兴起后，人类对石油资源枯竭的忧虑。尤其是20世纪80年代的时候，石油枯竭论非常兴盛。所以油价快速飙升，普遍认为这一资源是不可持续的。当时普遍认为，石油只够全世界使用20年，这直接触发了天然气、核能等可再生能源的快速增长。

世界正在进行新一轮深刻的转型变革，从长远来看，能源转型在过去虽然是逐渐加速的，但仍然会有长达几十年的历程。第一次转型因为工业革命，导致了煤炭的大幅增长。第二次转型由于汽车的大规模使用，导致整个石油需求快速增长。第三次转型因为电气化导致了天然气、水电和核能的爆发式增长，到2025年天然气将超越煤炭。第四次能源转型变革不会像过去一样长达60年、70年，我们结合各方面技术报道初步认为，在2030年前后能源转型将取得实质性突破。到2025年左右可突破的领域有动力电池、机器人、大数据分析、3D打印和自动驾驶；到2035年前可突破的领域有太阳能和风能转换效率提高30%、燃料电池、可燃冰和干热岩；到2050年前可突破的领域有氢能基础设施和储存、小型可控核聚变。

至2050年，未来能源转型将呈现六大趋势

未来能源转型将呈现六大趋势，从定量上来看有三个三分之一，第一是高效化，能源强度将下降近1/3；第二是电力化，1/3的终端用能增量将由电力满足；第三是多元化，风、光、核等非化石能源比重将接近1/3。第四是低碳化，世界碳排放量将在2035年左右达峰，但要达到《巴黎气候协定》要求仍有很大的距离；第五是清洁化，可再生能源增速总量比较小，增速是一次能源平均增速的五倍；第六是智能化、去中心化，分布式能源进入提质增效期，将在2035年后分布式光伏占中国新增光伏60%以上。

对未来能源格局的六大判断

第一，科技的巨大进步将使石油能源供应潜在量非常充足，勘探开采效率将大幅提升；第二，能源转型不会一蹴而就，化石能源仍将保持主力地位，到2050年化石能源仍占70%；第三，能源需求将以1%左右的速度小幅增长，但化石能源将在2025年后渐次达峰；第四，天然气作为低碳化石能源将成为连接从传统化石能源向可再生能源转型的重要桥梁；第五，全球常规油气资源的有力补充，也是未来油气勘探开发的主要领域；第六，可再生能源将在2025—2030年具有相当竞争力。煤炭将在2025年达到峰值，石油将在2035年达到峰值。

各个国家将能源转型上升到国家战略

各个国家正在积极备战能源转型国家战略。欧盟2050年的能源目标是碳排放量比1990年下降80%～95%；德国的《可再生能源法》修订版中表示，可再生能源发电量占用电比重在2025年要达到40%～45%，2035年达到55%～60%；瑞典在气候法案中提出，2040年实现100%可再生能源发电，在2045年之前成为净零碳排放国；美国加州在可再生能源法案中提出，2030年实现60%的电力来自清洁能源，2045年完全使用清洁电力；日本第5次能源基本计划和氢能源基础战略中提出，2030年发电结构中，可再生能源占22%～24%，核电占20%～22%，2030年左右实现氢能源发电商用化；沙特2030年经济改革愿景是，到2020年实现可再生能源装机3.5吉瓦，到2023年实现9.5吉瓦；南非2030年要实现新能源发电量占发电总量的42%。

中国必将走出一条独具特色的高质量能源转型道路

中国能源发展特点决定了必须走中国特色能源转型道路。中国能源发展的特点有以下几个方面：中国经济体量大、增速高，能源需求量大；油气资源条件较差使得对外依存度难以下降；能源对外依存度高，地缘政治风险大；碳排放基数大，达到《巴黎协定》目标距离较远；具体的转型道路为，必须以更大的力度提升能效，必须以更广的方式拓展资源渠道，必须以更新的方式保障能源安全，必须以更快的步伐调整能源结构。

中国未来能源发展将会呈现以下趋势：

第一，中国能效大幅提升，能源增长将快速与GDP脱钩，单位GDP能耗快速下降，到2040年基本和美国水平接近，将先于世界达到碳排峰值，中国将于2025年达峰，而世界将于2035年达峰。

第二，2050年前非化石能源快速发展，占比达到39%。中国能源结构将变得更加均衡，非化石能源占比领先世界9个百分点；从能源安全角度来看，未来我国应对电动汽车发展将主要选择用煤和非化石能源发电来满足，因此煤比例下降将会延缓，非化石能源占比将大幅提高。

第三，境内油气资源突破潜力有限，对外依存度将持续上升。如果非常规技术不得到突破，境内油气资源难以支持需求，

第四，“强化国际合作+发展新能源”是解决中国能源安全的根本途径。中短期能源安全需要拓展海外油气资源获取途径。远期能源安全必须依靠新能源发展，是终极解决途径。

第五，未来10年是天然气发展黄金期，尤其在发电和城燃领域增长快速。

中国天然气发电占比（17%）远低于世界平均水平（40%），未来发展空间广阔，中国天然气使用人口将从2015年的3亿增长到2025年的5亿，消费量将从700亿立方米增长到1100亿立方米。终端价格有望降低，刺激消费增长。

第六，需要大力加强天然气基础设施以促进消费利用。天然气基础设施已成为制约天然气扩大利用的制约瓶颈，具体表现在三点，其一，储气库调峰能力不足，2017年中国储气库调峰量占消费量比例仅为4%，世界平均水平为10%；其二，管道建设与市场发展不匹配；2017年中国消费2300亿立方米，管道7万千米，对应同等消费水平，美国为15万千米，2017年消费对应管道建设水平不足美国的50%；其三，LNG接收站能力不足，中国当前LNG接受能力6000万吨，要满足2045年LNG进口需求，接收站能力要达到现在的2.5倍才行。

第七，中短期难以彻底去煤，但煤炭的主力地位将显著下降。中短期由于煤炭具有资源丰富、价格低廉、从业人员众多等特点，退出将经历一个漫长的过程。煤炭价格将长期维持在发改委确定的500～580元/吨的绿色运行区间。

第八，中国新能源发展将显著高于世界其他国家，具有典型后发优势。2016年，中国新增可再生能源发电装机容量64吉瓦，占全球增量的41%，超过整个OECD国家。2016年中国的新能源投入1320亿美元，等于美国加欧洲的总和。