中国能源观创新的探析

中国工程院院士、原副院长 杜祥琬

能源是人类社会生存发展的重要物质基础，关乎国计民生和国家竞争力。新中国成立70 年来，特别是改革开放40 年来，能源行业的发展成就举世瞩目，以安全稳定的能源供给有力地支撑国民经济高速增长，实现了历史性的跨越。能源体系自身也随着经济和社会的进步，不断发展、改革、创新。创新始于思维改变，进步首先来自观念转换。从深度的视角来说，能源改革发展有六个方面能源观的创新。

能源发展观多维立体

新中国成立以来，我国一次能源结构由煤炭为主加速向多元化、清洁化转变，发展动力由传统能源加速向新能源转变。发展观从平面扩展延伸到多维、立体的观念。

2014 年，习近平总书记进一步提出了能源安全新战略：推动我国能源消费革命、能源供给革命、能源技术革命、能源体制革命，并全方位加强国际合作。能源安全新战略为破解能源发展矛盾问题提供了新理念、新思维、新方法。

以能源消费革命为例，总体而言是由粗放低效走向节约高效。一个能源体系首先追求的是能效。而我国在发展初期，以满足能源需求和经济建设需求为首任，注重能源发展的量，并未强调能效问题。改革开放至上世纪末，我国能源消费弹性系数在0.4～0.6 区间波动。2000 年后，我国能源消费随工业化、城镇化进程进入快速增长的阶段，一次能源消费呈现不寻常的高速增长态势，特别是2003 年、2004 年能源消费弹性系数均超过1.5。我国粗放型增长方式已经难以为继，受到国家和行业的重视。党的十六大提出科学发展观。2007 年，党的十七大提出转变经济发展方式的战略，并将之作为落实科学发展观的一个重大举措。2008 年全球金融危机的冲击使我国转变发展方式具有了更大的紧迫性。2009 年的中央经济工作会议指出加快经济结构调整刻不容缓。近年来，以能源强度、碳强度列入考核指标为标志，从消费端将能源效能列入国家五年计划指标和地方考核指标。最近十年间，能源消费弹性系数逐步下降。“十一五”期间，我国加大节能减排力度，能源消费弹性系数年平均为0.57，“十二五”时期我国能源消费弹性系数年平均为0.43。这是明显进步，我国开始以较少的能源增长支撑国民经济发展。但至今，我国能源强度仍是世界平均水平的1.5倍，与世界先进水平相比则高得更多。我国的能源安全新战略任重道远。

能源安全观创新升级

能源供给安全观

长期以来，我们理解的能源安全就是供需安全，即供应跟不上需求，就是不安全，以至于依靠粗放供给满足过快增长的需求。随着我国经济不断增长和科技持续进步，我们对能源安全的理解产生了更多新的思考：能源需求也有不合理的部分，如各种形式的能源浪费，由此提出了“抑制不合理需求”。同时，供给侧也要改变粗放供给，以高质量的科学供给满足需求，因此，新的能源供需安全观应表述为“以科学供给满足合理需求”。

能源环境安全观

20 世纪60 年代以来，世界范围内的环境污染与生态破坏问题日益严重，环境问题和环境保护逐渐得到国际社会的关注。生态环境安全和能源结构密不可分，中国已经把能源相关的生态环境不安全列入能源安全观考量。

1994 年我国正式公布了《中国21 世纪议程》，确立了走向21 世纪的可持续发展战略框架，强调可持续的能源生产和消费。中国“十一五”规划明确指出“落实节约资源和保护环境基本国策，建设低投入、高产出，低消耗、少排放，能循环、可持续的国民经济体系和资源节约型、环境友好型社会”。2007 年《中国的能源状况与政策》白皮书明确中国能源发展战略为“坚持节约优先、立足国内、多元发展、依靠科技、保护环境、加强国际互利合作，努力构筑稳定、经济、清洁、安全的能源供应体系，以能源的可持续发展支持经济社会的可持续发展”。

2013 年1 月，4 次雾霾过程笼罩中国30 个省（区、市），大气环境的恶化影响百姓基本生活条件，已经成为不能再忍受的环境问题。大气环境污染与以煤炭为主的能源结构和粗放的能源消费方式有直接关系。2013 年9月10 日，国务院印发《大气污染防治行动计划》，要求加快调整能源结构，增加清洁能源供应。2015～2016 年，《中华人民共和国大气污染防治法》《水污染防治行动计划》《土壤污染防治行动计划》相继出台，对能源领域污染物排放提出更加严格的要求，支持清洁及可再生能源利用，环境可持续发展依靠能源革命来保障。能源的环境安全观已成为能源安全观的重要组成部分。

能源气候安全观

由于人类活动不断加强，环境容量问题已经延伸到气候容量，气候变化对能源活动的约束性明显加大。全球社会既面临人类活动造成的气候变化强度和规模激增，又面临气候变暖造成的气候容量空间明显萎缩。

目前全球许多地区气候容量空间正在趋于饱和，有些地区还出现了超载，气候风险总体正在不断升高。《中国国家自主贡献》承诺，将于2030 年左右使排放达到峰值并争取尽早实现，2030 年单位国内生产总值排放量比2005 年下降60%～65%，非化石能源占一次能源消费比重达到20%左右，森林蓄积量比2005 年增加45 亿平方米左右。

能源行业是重要的温室气体排放源。为了应对当今气候变化，中国能源行业正在碳约束下实施能源安全管理。2018 年，我国单位国内生产总值二氧化碳排放较2005 年降低45.8%，提前达到2020 年目标。我国非化石能源消费占一次能源消费比重从2010 年的9.4%提高至2018 年的14.3%。必须指出，应对气候变化、推动能源低碳转型，可助推新型发展，促进经济和环境双赢。

能源资源观更加开阔

在传统观念中，能源资源是指煤、油、气、水。2007年，中国工程院开展了中国可再生能源研究，当时能源界认可水电，但对非水可再生能源普遍的认定是“微不足道”。经过研究，中国工程院于2009 年提出以“举足轻重”代替“微不足道”，并认为非化石能源可以让我们拥有未来。

近十年来，可再生能源发展势头迅猛。2007 年，我国太阳能和风能占一次能源生产比重还不足0.5%，2018 年已经约为9%，加上水电后比重超过18%，不容小觑。如今，可再生能源是能源资源的一部分，能源资源的范围进而拓宽到非化石能源，并在不断拓宽。另一方面，储能技术也在近几年快速发展，从物理储能（抽水蓄能、压缩空气储能），到多种类型电池化学储能。得益于材料科学的进步，化学储能技术进步迅速而且成本持续降低。储能技术不仅可以解决太阳能、风能波动，还推动电动汽车及小区微网发展，因而储能被赋予多重意义。

目前，中国核电技术与世界先进水平保持同步，四代核电技术、模块化小型堆、先进核燃料与循环技术、受控聚变反应（人造太阳）取得进展。未来，地面上的核聚变（轻核聚变）和太阳内的核聚变（太阳能）很可能会成为人类长期可以依靠的能源。

能源结构观持续优化

世界能源低碳化进程进一步加快，天然气和非化石能源成为世界能源发展的主要方向。中国能源结构转型要优化能源结构，要发展非化石能源，以实现能源结构低碳化。

随着我国核电、光伏、风电的发展，能源结构在规划引导下不断优化。“十五”能源规划指出，我国能源发展要在保障能源安全的前提下，把优化能源结构作为能源工作的重中之重；能源发展“十一五”规划以贯彻落实节约优先、立足国内、多元发展、保护环境，加强国际互利合作的能源战略，努力构筑稳定、经济、清洁的能源体系；“十二五”期间，我国经济进入低碳转型期，在保障国家能源安全和应对全球气候变化的双重背景下，能源发展“十二五”规划强化节能优先战略，加快能源生产和利用方式变革，对能源消费总量和强度实施“双控制”，构建安全、稳定、经济、清洁的现代能源产业体系。2015 年，我国经济发展进入新常态，能源发展“十三五”规划明确树立创新、协调、绿色、开放、共享的新发展理念，遵循能源发展“四个革命、一个合作”战略思想，建设清洁低碳、安全高效的现代能源体系。在各方努力下，煤炭在我国一次能源消费总量中所占比例逐年下降，从1990 年的76.2%，下降至2018 年的59%，与此同时，我国非化石能源发电量占比不断提高，1978 年我国非化石能源发电量（仅有水电）比重为17.4%，2018 年我国非化石能源发电量占总发电量的30.9%。

党的十九大报告指出，“中国特色社会主义进入新时代，我国社会主要矛盾已经转化为人民日益增长的美好生活需要和不平衡不充分的发展之间的矛盾”。能源方面，不仅表现在能源结构上，也体现在能源空间格局上。中国的能源分布特点和欧洲、美国不同，中国的东部是用能大户，西部是产能大户。通过西部发展经济来提升消纳能力，东部提高产能的能力，可缓解发展的不平衡、不充分。东部地区也可以将“远方来”的能源与“身边来”的能源相结合，发展和调动身边的能源。我国中东部区域技术可开发的海上和陆上风能资源量有11 亿千瓦，集中加分布式太阳能可开发量有9 亿千瓦。而中东部已经开发的占比不到技术可开发量的10%。集合生物质能、地热、核电和天然气，东部能源高比例自给是完全可能的。而且东部的储能、节能技术和信息化技术较为先进，煤电在提供电力的同时，还可以通过灵活性改造发挥调峰作用。经济性方面，经过天津大学和华北电力大学研究组测算，东部自发电与西部发运送电的度电成本相比较更便宜。而且，分布式发展可再生能源，必然带来能源结构优化。倘若中东部省份把身边能源调动起来，结合远方能源，将会更平衡和充分，而且自控水平和空间更大，安全性更高。我国东部成为能源的“产消者”不仅是必要的，而且是可行的。能源结构优化和能源空间格局转型相互促进，将进一步带动经济与环境的共赢。

错落有致的风电塔。

能源格局观多元细密

过去长期习惯集中式概念。近些年，尤其是党的十八大以来，发展光伏、天然气、风电、生物质能、地热能等分布式能源，已经成为我国应对气候变化、保障能源安全的重要内容，分布式能源的重要性日益受到人们重视。

2002 年，分布式能源概念首次引入我国。2004 年，《国家发展改革委关于分布式能源系统有关问题的报告》中对分布式能源的概念、特征、发展重点等做了较为详细的描述，明确我国分布式能源发展方向。2011 年，国家能源局与财政部、住建部和国家发展改革委联合下发《关于支持天然气分布式能源发展的指导意见》，并于2014 年发布了细则。“十二五”规划中也曾明确提出促进分布式能源系统的推广应用。2013 年，国家发展改革委印发《分布式发电管理暂行办法》，对分布式发电的管理予以规范。2015 年3 月《中共中央 国务院关于进一步深化电力体制改革的若干意见》印发，2017 年1 月《天然气发展“十三五”规划》出台……相关政策陆续出台，为推动分布式能源行业发展提供了有利条件。

分布式能源是能源发展的重要方向，分布式能源的技术进步和应用推广将极大改变传统的能源生产和消费方式。这不仅是能源、电力的关键变化，而且有助于城乡一体化能源转型。低碳能源网络（太阳能、风能、生物质能、地热、天然气），不论是农村还是城市，都可以由集中式的大电网与分散的微网进行互动。微网可以通过大数据等信息化手段，对星罗棋布的自发电小产能进行管理，虚拟电厂的概念应运而生，并与分布式结合起来。未来，一系列低碳能源网络概念和大电网、大能源基地结合起来，配电网中分散电源的接入将呈现高速增长态势，更多电力用户将由单一的消费者转变为混合型的产消者。分布式发展壮大后，与小区、居民一家一户结合。寓电于民可培育大面积产消者。产消者依托互联网和现代信息通讯技术，把分布式电源、储能、负荷等分散在电网的各类资源聚合，进行协同化运行控制和市场交易，为电网提供辅助服务。另外，走向现代化和美丽中国所面临的垃圾围城、垃圾围村难题，可以通过固废资源化利用解决。垃圾、固体废弃物，通过分布式利用，如堆肥、沼气、焚烧发电等能源化利用，也成为可再生能源之一。如果我国能源消费者大部分都是产消者，中国能源局面将会发生革命性的变化。

能源技术观纵深发展

近年来，互联网、大数据、云计算、物联网等数字信息技术得到迅猛发展，全球经济社会正在形成新的发展图景，数字经济作为新生业态正在成为经济社会发展的新动力，世界各国和企业纷纷开启数字化转型。在此浪潮下，“大云物智移”等数字化技术日益融入能源产业，重塑着能源业态。能源、电力、互联网技术相结合，构成能源物联网，其影响力不断增长。当前物联网在能源行业的应用主要集中在智能电网、智慧能源、环保等方面。

人工智能AI 技术与能源领域也有结合。然而，AI 耗能很高，如何发展节能AI 成为了AI 的新问题。由此可见，能源和信息技术结合点反过来要求节能。这个结合就是一个“多能”能源服务业。能源业要成为能源+能源服务业，不仅提供能源，还要提供服务，而且未来服务功能会越来越强。