張飛龍

化石能源還能使用多長時間？一千年還是一萬年？許多人認(rèn)為目前化石能源由于開發(fā)體系成熟，還會持續(xù)在未來占據(jù)主流能源的地位。這種學(xué)術(shù)氛圍在美國顯得尤為強(qiáng)烈。

但美式思維并不是全球共識。中國等國家挑起能源重?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規(guī)模也迅速擴(kuò)大。無論是新增市場，還是累計應(yīng)用量，在水電、風(fēng)電、光伏發(fā)電、太陽能熱利用等多個可再生能源應(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)?；l(fā)展，各種新能源技術(shù)跨界耦合，智能儲能、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)境污染等問題。

2018年年初，一條傳聞遭到刷屏“石油大學(xué)或?qū)⒏臑橹袊茉创髮W(xué)”，隨后不久“正在籌建中國能源大學(xué)”的消息也被放出。一時間，以油氣能源為主導(dǎo)的中國石油大學(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。

不明就里的人紛紛猜測大學(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整改，而以清潔能源為主的新能源則蓄勢待發(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7百萬噸的冰川！”這家石油公司后來和標(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，就是因為當(dāng)時人們不擔(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和全世界對能源的需求，Humble可謂打足了輿論牌。在很長一段時間內(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“化石能源利用對環(huán)境的污染”這兩個老問題依然困擾人類。作為能源主體的化石能源是不可再生能源，用一點就少一點，總有枯竭的那一天。

有權(quán)威機(jī)構(gòu)測算，世界石油總儲量為1.15萬億桶，以目前的開采速度計算，可供生產(chǎn)不到40年。作為世界石油龍頭的沙特阿拉伯，石油儲量達(dá)2500億桶，日產(chǎn)量800多萬桶，分別占世界石油總儲量和總需求量的近1/4和近1/10。這個國家以“我們每天為世界提供石油”作為使命，在過去歲月里確實起到世界石油供應(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，而開采新油田的難度非常大。世界各大產(chǎn)油國也都大致如此，阿曼目前的產(chǎn)量僅是其高峰時的1/5，美國石油開采量每年下降3%，傳統(tǒng)的石油出口國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不可再生能源走向枯竭的危機(jī)感。

與此同時，以煤炭、石油為主的世界能源結(jié)構(gòu)帶來了很多全球性能源環(huán)境問題，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)了超越國界的大氣污染，形成了廣泛的環(huán)境酸化，上千個湖泊的湖水酸度達(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)合國呼吁各國簽署《京都協(xié)議書》，以減少溫室效應(yīng)氣體的排放。包括中國在內(nèi)的大多數(shù)國家做出積極響應(yīng)，而二氧化碳排放量居世界第一的美國，出于自身經(jīng)濟(jì)擴(kuò)張的考慮，拒絕簽署《京都協(xié)議書》，使國際社會同溫室效應(yīng)問題的斗爭舉步維艱。

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。而且化石能源價格比較低廉，開發(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。雖然化石能源帶來的負(fù)面效應(yīng)非常顯著，各國也在千方百計擺脫對石油的過度依賴，但是今后很長一段時間里，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，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。有統(tǒng)計表明，2020年全世界能源消費量將是目前的3倍。

為了減少化石能源給環(huán)境帶來的污染，提高化石能源利用效率，世界各國都在制定能源發(fā)展戰(zhàn)略，將合理利用和節(jié)約常規(guī)能源納入了基本國策中，以實現(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)過渡，新技術(shù)已迅速地滲透到能源勘探、開發(fā)、加工、轉(zhuǎn)換、輸送、利用的各個環(huán)節(jié)，例如自動化生產(chǎn)設(shè)備使煤礦開采效率成倍提高，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，各國都在通過節(jié)約能源和提高能效來降低能源需求量，發(fā)達(dá)國家的能源消耗下降了30%以上，機(jī)動車的燃油效能提高了近一倍。化石能源能效改革技術(shù)迅速提高，各國紛紛推進(jìn)清潔煤、清潔石油計劃。

2017年，中國國家能源局對外發(fā)布的《能源技術(shù)創(chuàng)新“十三五”規(guī)劃》（以下簡稱《規(guī)劃》）提出，圍繞“十三五”期間我國能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展重大需求，著眼推動能源技術(shù)革命，聚焦形成五個重大能源科技專題，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)煤炭綠色高效開發(fā)，實現(xiàn)致密氣、煤層氣和稠重油資源的高效開發(fā)，推動頁巖油氣、致密油和海洋深水油氣資源的有效開發(fā)；掌握低階煤轉(zhuǎn)化提質(zhì)、煤制油、煤制氣、油品升級等關(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)到國際先進(jìn)水平。

中國能源環(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，開展廣泛的國際合作，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發(fā)、“煤地下氣化”等潔凈煤技術(shù)、碳捕捉與儲存技術(shù)等，即開發(fā)煤炭的清潔利用技術(shù)。同時，慎重發(fā)展污染大氣、安全度低的能源行業(yè)（比如頁巖氣、可燃冰等），加快治理空氣污染。

能源格局新變化

實際上，經(jīng)過多年發(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“一超獨大”的產(chǎn)出局面。能源地理位置也出現(xiàn)了從“墨西哥灣時代”到“波斯灣時代”的轉(zhuǎn)變，同時西半球“巨型新月儲量帶”正在崛起。

當(dāng)代國際經(jīng)濟(jì)文化研究中心主任何學(xué)彥表示，過去50多年來，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)量開始超過美國，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年時間。

近年來油氣勘探開發(fā)技術(shù)取得的突破釋放了美洲非常規(guī)能源的開發(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)相對下降趨勢。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、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)域形成了一個新的“巨型新月儲量帶”。世界油氣開采呈現(xiàn)出“向西遷移”的趨勢，美國、加拿大、巴西、委內(nèi)瑞拉等美洲國家正在逐步取代俄羅斯、中亞和中東，成為全球油氣開發(fā)和供應(yīng)的熱點區(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，隨著國際能源地緣政治格局的演變，全球能源市場不確定性增加，為國際油價處于高位水平提供了支撐。未來很有可能在巨額利潤的刺激下，各中心爆發(fā)新一輪的破壞性開采，使不可再生能源日趨加速枯竭，因此開發(fā)清潔的新能源勢必成為大勢所趨。時至今日，在這個全球化生態(tài)體系中，煤炭、石油不再是稀缺資源，太陽能、風(fēng)能等可再生能源應(yīng)用越發(fā)廣泛，儲能技術(shù)與能源效率顯著提升，能源已進(jìn)入多元化時代。

清潔能源新機(jī)遇

化石能源能夠被取代嗎？這樣的愿景恐怕實現(xiàn)起來很難，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則是一件可期可待的事情。

2015年，全球190多個國家在巴黎一致同意通過《巴黎協(xié)定》，約定改造化石燃料驅(qū)動的經(jīng)濟(jì)，對2020年之后應(yīng)對全球氣候變化作出安排。同一年，英國關(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“一個時代即將終結(jié)”。

“當(dāng)前國際能源格局的趨勢是新能源、清潔能源將擠壓不可再生能源的生存空間，也帶來了新能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展的新動向。”何學(xué)彥說，“總體趨勢主要表現(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；隨著人類對一次性能源的不斷消耗，一次性能源總量在減少；開發(fā)新能源、清潔能源成為未來的發(fā)展趨勢?！?/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、巴西大力發(fā)展生物燃料，生產(chǎn)生物乙醇；一些歐洲國家大量種植油料植物，發(fā)展生物柴油；德國主要發(fā)展太陽能和風(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)的年均增長率為2.3%，略高于能源供應(yīng)增長率，其中新型可再生能源（風(fēng)能、太陽能、地?zé)?、生物質(zhì)發(fā)電和液體燃料等）增長8.2%，又快于傳統(tǒng)可再生能源。

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

2009年2月15日，美國出臺《美國復(fù)蘇與再投資法案》，其內(nèi)容核心是開發(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，英國公布《英國低碳轉(zhuǎn)換計劃》《英國可再生能源戰(zhàn)略》，計劃到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，法國環(huán)境部公布了旨在發(fā)展可再生能源的一攬子計劃，涵蓋了生物能源、風(fēng)能、地?zé)崮?、太陽能及水力發(fā)電等多個領(lǐng)域；2009年7月，韓國公布綠色增長國家戰(zhàn)略及五年計劃，到2012年在全國建立14個“環(huán)境能源城”，到2020年建成600個利用農(nóng)產(chǎn)品實現(xiàn)能源自給的“低碳綠色村莊”。

中國社會科學(xué)院經(jīng)濟(jì)研究所研究員李成勛認(rèn)為，我國推出的一些大戰(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，希望我國在以和平手段崛起過程中順利解決能源問題。

何學(xué)彥指出，美國頁巖氣革命對國際能源格局產(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渡。國際能源未來變化的總趨勢是太陽能、風(fēng)能等新能源替代傳統(tǒng)化石能源。

中國新能源生機(jī)勃勃

中國作為世界上最大的能源生產(chǎn)國和消費國，保證能源安全對中國經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展極為重要。隨著國際能源格局和經(jīng)濟(jì)發(fā)展方式的轉(zhuǎn)變，中國的能源產(chǎn)業(yè)也在發(fā)生深刻變革。中國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，無一不與中國有著密切的關(guān)系。首先，中國能源結(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)域的電氣化趨勢明顯，中國在太陽能、風(fēng)能、電動汽車、電池等領(lǐng)域均投入巨資；最后，頁巖氣革命改變了全球天然氣市場供應(yīng)格局，天然氣在中國未來能源結(jié)構(gòu)中的地位則改變了全球天然氣市場需求格局，以中國為代表的亞洲國家在全球市場上將成為液化天然氣資源的最大買家。

隨著全球能源領(lǐng)域電氣化趨勢越發(fā)明顯，電力將在未來中國能源需求中扮演重要角色。電力在終端消費領(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年超過石油，從而成為中國的主要能源。有專家預(yù)計，低碳發(fā)電將在2025年左右超過化石燃料發(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，中國也將屆時成為全世界光伏發(fā)電、風(fēng)力發(fā)電和水力發(fā)電的最大市場。這其中光伏發(fā)電的增長將尤為迅速：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)計運營成本。這對傳統(tǒng)化石能源成本優(yōu)勢的顛覆具有重大意義，但可再生能源的發(fā)展也將產(chǎn)生消納問題。我國目前棄風(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)的消納問題，需要靠整體提升電力系統(tǒng)的靈活性來解決，并且有賴于電力市場改革的支持。

在國際能源署（IEA）2017年發(fā)布的《世界能源展望2017 中國特別報告》顯示，低碳能源在中國能源結(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、太陽能光伏和風(fēng)電的顯著貢獻(xiàn)——尤其是風(fēng)電和太陽能發(fā)電，二者發(fā)電量占比將從5%增長到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，可再生能源未來供熱份額也將從1%增加至將近5%，交通運輸領(lǐng)域里生物質(zhì)燃料消耗量也將有很大提升，從目前的210萬桶油當(dāng)量增至2040年的2250萬桶油當(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，中國新能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展?jié)摿薮?。水資源技術(shù)可開發(fā)裝機(jī)容量5.4億千瓦，年發(fā)電量2.47萬億千瓦時，居世界第一；太陽能資源豐富，2/3的國土面積年日照時數(shù)達(dá)到2200小時以上；全國風(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，從能源市場的需求和發(fā)展?jié)撃芸?，新能源產(chǎn)業(yè)將成為重要的新興產(chǎn)業(yè)。