李天太

隨著全球人口數(shù)量的增長(zhǎng)和人類(lèi)生活水平的提高，能源消費(fèi)量也快速增長(zhǎng)。一百多年以來(lái)，傳統(tǒng)化石能源在能源消費(fèi)中一直占主導(dǎo)地位，但是傳統(tǒng)化石能源的消費(fèi)會(huì)產(chǎn)生大量的二氧化碳，導(dǎo)致明顯的溫室氣體效應(yīng)，給人類(lèi)生存環(huán)境帶來(lái)巨大挑戰(zhàn)，甚至是一定程度的災(zāi)難。為此，聯(lián)合國(guó)195個(gè)成員國(guó)在2015年聯(lián)合國(guó)氣候峰會(huì)中通過(guò)氣候協(xié)議《巴黎協(xié)定》，并提出了具體的“雙碳目標(biāo)”，科學(xué)規(guī)劃未來(lái)能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)，期望能共同遏阻全球變暖趨勢(shì)。

一、“雙碳目標(biāo)”的背景與內(nèi)涵

隨著全球工業(yè)化進(jìn)程的加速，尤其是近一個(gè)多世紀(jì)以來(lái)化石燃料（煤炭、石油、天然氣）的規(guī)模使用，排放出大量的二氧化碳、甲烷、氧化亞氮、氫氟碳化物、全氟碳化物和六氟化硫等氣體產(chǎn)生了明顯的溫室氣體效應(yīng)，使全球氣候變暖、溫度升高。根據(jù)科學(xué)監(jiān)測(cè)和估算，全球升溫1.5度和升溫2.0度，人類(lèi)生存環(huán)境將會(huì)發(fā)生巨大變化：極端天氣（高溫、暴雨、暴雪、龍卷風(fēng)等）增加2.7倍，海平面上升60毫米/年，動(dòng)物和植物消亡數(shù)量增大2倍，永久凍土層減少38%，糧食減產(chǎn)4%，海洋漁業(yè)減產(chǎn)2倍，大規(guī)模瘟疫發(fā)生概率增加，生態(tài)系統(tǒng)會(huì)遭到嚴(yán)重破壞。

針對(duì)日趨嚴(yán)重的溫室氣體效應(yīng)，2015年第21屆聯(lián)合國(guó)氣候變化大會(huì)在巴黎舉行。本次大會(huì)的目的是促使196個(gè)締約方（195個(gè)國(guó)家+歐盟）形成統(tǒng)一意見(jiàn)，達(dá)成一項(xiàng)普遍適用的協(xié)議。2015年12月12日，《巴黎協(xié)定》在大會(huì)上通過(guò)，其主要目標(biāo)是將本世紀(jì)全球平均氣溫上升幅度控制在2攝氏度以內(nèi)，將全球氣溫上升控制在前工業(yè)化時(shí)期水平之上1.5攝氏度以內(nèi)。截至2021年9月，已有191個(gè)國(guó)家簽署了《巴黎協(xié)定》。中國(guó)是達(dá)成《巴黎協(xié)定》的重要貢獻(xiàn)者，于2016年9月3號(hào)簽署，在2020年9月22日聯(lián)大辯論會(huì)上鄭重承諾：中國(guó)將采取更加有力的政策和措施，二氧化碳排放力爭(zhēng)于2030年前達(dá)到峰值，努力爭(zhēng)取2060年前實(shí)現(xiàn)碳中和，即實(shí)現(xiàn)“雙碳目標(biāo)”。

中共中央、國(guó)務(wù)院出臺(tái)的《關(guān)于完整準(zhǔn)確全面貫徹新發(fā)展理念做好碳達(dá)峰碳中和工作的意見(jiàn)》明確了主要目標(biāo)：一是到2025年，單位GDP能耗下降13.5%，單位GDP二氧化碳排放下降18%，新能源消費(fèi)占20%，森林蓄積量達(dá)24%;二是到2030年，單位GDP能耗大幅下降，單位GDP二氧化碳排放比2005年下降65%，新能源消費(fèi)占25%，森林蓄積量達(dá)25%;三是到2060年，清潔、低碳、安全、高效的能源體系全面建成，能源利用效率達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平，新能源消費(fèi)占比達(dá)80%以上?！半p碳目標(biāo)”是黨中央經(jīng)過(guò)深思熟慮作出的重大戰(zhàn)略決策，事關(guān)中華民族永續(xù)發(fā)展和構(gòu)建人類(lèi)命運(yùn)共同體，實(shí)現(xiàn)“雙碳目標(biāo)”將是一場(chǎng)大仗、硬仗。

盡管如此，傳統(tǒng)化石能源在今后相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)期內(nèi)仍將占據(jù)能源消費(fèi)的絕對(duì)主導(dǎo)地位，在“雙碳目標(biāo)”目標(biāo)驅(qū)動(dòng)下，分析研究各類(lèi)化石能源的發(fā)展歷程、現(xiàn)狀和趨勢(shì)，對(duì)制定合理有效的政策和制度，確立科學(xué)的技術(shù)攻關(guān)方向都具有重要意義。同時(shí)，新能源作為“雙碳目標(biāo)”的基石，分析研究新能源的發(fā)展現(xiàn)狀和趨勢(shì)，對(duì)于“雙碳目標(biāo)”的實(shí)現(xiàn)也有著非常重要的現(xiàn)實(shí)意義。

二、傳統(tǒng)化石能源發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢(shì)

1.全球傳統(tǒng)化石能源現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì)

據(jù)BP世界能源統(tǒng)計(jì)年鑒發(fā)布的數(shù)據(jù)可知，2005至2020年，全球石油和天然氣的消費(fèi)量呈逐年增長(zhǎng)趨勢(shì)，其增長(zhǎng)幅度為1.4%和2.9%，天然氣的增長(zhǎng)幅度較快。全球煤炭的消費(fèi)量在2014年之前呈增長(zhǎng)趨勢(shì)，之后呈下降趨勢(shì)。2020年，席卷全球的新冠肺炎疫情導(dǎo)致全球經(jīng)濟(jì)出現(xiàn)衰退，世界一次能源消費(fèi)總量下降4.5%，其中石油消費(fèi)量下降9.5%，煤炭下降4.2%，而表現(xiàn)出較強(qiáng)韌性的天然氣則下降了2.3%。

與此同時(shí)，全球一次能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)十多年來(lái)發(fā)生了較大變化，2005至2020年，煤炭和石油的消費(fèi)占比都呈下降趨勢(shì)，特別是2014年之后，煤炭占比大幅度下降，天然氣則呈上升趨勢(shì)。到2020年，石油占比31.2%，高居榜首，煤炭為27.2%，天然氣為24.7%。由此可見(jiàn)，傳統(tǒng)化石能源的消費(fèi)量雖然有所降低，但仍是主導(dǎo)能源，占比高達(dá)83.13%，且其主導(dǎo)地位在相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)期內(nèi)不會(huì)改變。

在簽署《巴黎協(xié)定》的191個(gè)國(guó)家中，根據(jù)英國(guó)能源與氣候智庫(kù)（ECIU）最新統(tǒng)計(jì)結(jié)果，已有59個(gè)國(guó)家做出了碳中和的承諾。全球?qū)⒅τ诳稍偕茉?，能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)將轉(zhuǎn)向清潔化、低碳化發(fā)展的大趨勢(shì)。根據(jù)中國(guó)石油經(jīng)濟(jì)技術(shù)研究院對(duì)世界煤炭、石油、天然氣未來(lái)需求的預(yù)測(cè)，隨著全球新冠疫情影響的減弱及經(jīng)濟(jì)復(fù)蘇，全球?qū)茉吹男枨髮⒒謴?fù)增長(zhǎng)，對(duì)煤的需求在2025年左右達(dá)到峰值，對(duì)石油的需求在2035年左右達(dá)到峰值，而對(duì)天然氣的需求在2050年之前一直呈增長(zhǎng)趨勢(shì)，且尚未達(dá)到峰值。

此外，從BP公司對(duì)全球傳統(tǒng)能源占一次能源消費(fèi)比重預(yù)測(cè)來(lái)看，從2020到2050年，傳統(tǒng)化石能源占一次能源消費(fèi)的比重將從83.1%下降到70.0%，其中石油由31.2%下降到26.0%;煤炭由27.2%下降到14.0%;天然氣占比將從24.7%上升到30.0%，超過(guò)石油成為全球第一大能源。在2℃溫控情景下，到2050年化石能源占比將下降到53.0%，其中煤炭占比僅剩4%，石油和天然氣的占比將分別為22%和27%。

2.我國(guó)傳統(tǒng)化石能源發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢(shì)

長(zhǎng)期以來(lái)，煤炭在我國(guó)能源領(lǐng)域占據(jù)絕對(duì)霸主地位，且在2005—2014年間，煤炭的需求快速增長(zhǎng)，隨后稍有下降，到2016年以后，我國(guó)的煤炭消費(fèi)量基本保持平穩(wěn)，2020年我國(guó)煤炭消費(fèi)占世界煤炭消費(fèi)總量的54.33%。雖然石油是世界第一大消費(fèi)能源，但在我國(guó)位列第二，且在近10年間保持年均5.3%的增速。我國(guó)天然氣消費(fèi)量較少，可是近10年增長(zhǎng)迅速，年均增長(zhǎng)率達(dá)13.1%。

分析2005—2020年我國(guó)一次能源消費(fèi)比例變化可以看出，我國(guó)能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)呈現(xiàn)“一煤獨(dú)大”的特點(diǎn)。雖然煤炭在我國(guó)能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)中的占比逐年下降，從2005年的73.4%下降到2020年的56.6%，但其仍占據(jù)主導(dǎo)地位。我國(guó)石油與天然氣的消費(fèi)比例呈逐年上升趨勢(shì)，到2020年，分別達(dá)19.6%和8.2%。

分析中國(guó)、美國(guó)、日本、歐盟及全球平均一次能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)比例可以看出，中國(guó)能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)中的化石能源占比（84.3%）與美國(guó)（81.7%）、日本（87.1%）及全球平均水平（83.1%）都大致相當(dāng)，比歐盟（71.1%）高13.2個(gè)百分點(diǎn)。中國(guó)化石能源主要以煤為主，而世界煤炭、石油、天然氣占比較為均衡，大致是三分天下，美國(guó)和歐盟以石油和天然氣為主。

為了實(shí)現(xiàn)“雙碳目標(biāo)”，改善“一煤獨(dú)大”的結(jié)構(gòu)，中國(guó)積極推行綠色產(chǎn)業(yè)，實(shí)施“化石能源轉(zhuǎn)型行動(dòng)”，逐步減少化石能源占比。據(jù)中國(guó)石油經(jīng)濟(jì)技術(shù)研究院和BP預(yù)測(cè)分析，從2035到2050年，在一次能源消費(fèi)中，化石能源占比將由72.8%下降到60.0%，其中煤炭占比呈連續(xù)下降趨勢(shì)，但仍占據(jù)中國(guó)能源消費(fèi)第一地位;石油占比下降，天然氣占比上升，油氣總占比基本保持穩(wěn)定，在2035—2050年兩者的消費(fèi)占比將分別為30.3%和29.6%。若是在碳中和情景下，能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)將會(huì)加速向低碳轉(zhuǎn)變，到2050年，化石能源的占比可能會(huì)降至34.6%，低于參考情景25.4個(gè)百分點(diǎn)，其中煤炭、石油和天然氣的占比分別為12.3%、8.4%和13.9%，均低于參考情景，這將是碳中和目標(biāo)的理想結(jié)構(gòu)。

三、新能源現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì)

新能源是以新材料、新技術(shù)為基礎(chǔ)，能接替?zhèn)鹘y(tǒng)化石能源的清潔可再生能源，主要包括水電、核能、太陽(yáng)能、風(fēng)能、氫能、地?zé)崮?、生物質(zhì)能等。隨著新能源科技的快速發(fā)展，新能源產(chǎn)業(yè)將進(jìn)入“黃金期”。和傳統(tǒng)化石能源相比，新能源無(wú)碳、清潔可再生，是實(shí)現(xiàn)碳中和目標(biāo)的關(guān)鍵。

1.世界新能源發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢(shì)

十年來(lái)，全球新能源消費(fèi)占比不斷增加，2020年全球新能源占一次能源消費(fèi)總量的16.7%，且以水電和核能為主。2020年，水電和核能的消費(fèi)占比分別為6.9%和4.3%。自2010年起，太陽(yáng)能和風(fēng)能的消費(fèi)占比增速明顯，由2010年的0.64%和0.06%迅速增長(zhǎng)到2020年的2.54%和1.36%，據(jù)BP預(yù)測(cè)，太陽(yáng)能和風(fēng)能將會(huì)成為未來(lái)30年增長(zhǎng)快速最快的新能源消費(fèi)。

2005至2020的十余年間，新能源發(fā)電量逐年增加，主要源自風(fēng)能和太陽(yáng)能發(fā)電的強(qiáng)勁增長(zhǎng)。2020年風(fēng)能發(fā)電量增加173TWh，達(dá)到856TWh;太陽(yáng)能發(fā)電量增加148TWh，達(dá)到1591TWh。隨著技術(shù)進(jìn)步與政策鼓勵(lì)，我國(guó)能源消費(fèi)將向低碳能源轉(zhuǎn)型，未來(lái)30年，風(fēng)能和太陽(yáng)能的成本將分別下降30%和65%，在風(fēng)能和太陽(yáng)能發(fā)電的推動(dòng)下，新能源發(fā)電迅速增長(zhǎng)，電力行業(yè)新能源占比不斷上升。

2.中國(guó)新能源發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢(shì)

近十多年來(lái)，我國(guó)新能源開(kāi)發(fā)利用規(guī)?？焖贁U(kuò)大，新能源占一次能源消費(fèi)的比重逐年增長(zhǎng)，2020年高達(dá)15.6%，接近世界先進(jìn)水平。我國(guó)新能源中，水電位居第一，2020年水電占一次能源消費(fèi)總量的8.07%，風(fēng)電和核電分別占2.9%和2.2%。我國(guó)太陽(yáng)能起步較晚，2014年以后，太陽(yáng)能迅猛發(fā)展，從2014年的消費(fèi)占比0.2%迅速增加到2020年的1.6%，已經(jīng)超過(guò)世界先進(jìn)水平。

四、總結(jié)

“雙碳目標(biāo)”下，作為能源主體的煤炭、石油、天然氣等傳統(tǒng)化石能源，其定位將發(fā)生變化。煤炭將發(fā)揮保障國(guó)家能源長(zhǎng)遠(yuǎn)戰(zhàn)略“儲(chǔ)備”與“兜底”作用;石油將回歸原料屬性，發(fā)揮保障國(guó)家能源安全“急需”與民生原料用品“基石”作用;天然氣將發(fā)揮保障國(guó)家能源“安全”與新能源最佳“伙伴”的作用;而以水電、風(fēng)電、光電、核電、地?zé)岬葹橹黧w的新能源將發(fā)揮保障國(guó)家能源戰(zhàn)略“接替”與“主力”的作用。

近年來(lái)，我國(guó)在新能源發(fā)展領(lǐng)域取得了巨大成就，據(jù)國(guó)家能源局統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，截至2021年底，我國(guó)風(fēng)電累計(jì)裝機(jī)約3.3億KW，光伏發(fā)電累計(jì)裝機(jī)約3.1億KW，同比增長(zhǎng)16.6%和20.9%，均居世界首位。據(jù)測(cè)算，針對(duì)“雙碳目標(biāo)”，電力行業(yè)的碳排放量將控制在40.2億噸以內(nèi)。因此，大力發(fā)展光伏、風(fēng)電、核電等可再生能源成為實(shí)現(xiàn)“雙碳目標(biāo)”的重要路徑，今后，風(fēng)電、光電和核電的合計(jì)占比將逐年提高，預(yù)計(jì)到2025年，我國(guó)風(fēng)電和光電裝機(jī)規(guī)模將超過(guò)7.5億KW，約占全國(guó)發(fā)電總裝機(jī)的26%。

陜西作為能源大省，煤、油、氣并舉，需要重塑發(fā)展理念、創(chuàng)新科學(xué)技術(shù)，應(yīng)在清潔低碳安全高效的能源體系建設(shè)和新能源技術(shù)發(fā)展方面有所突破;要加快布局減碳、替碳、用碳、埋碳四大領(lǐng)域的革命性去碳舉措;要按照綠色低碳的發(fā)展方向，立足國(guó)情、控制煤炭總量，兜住底線，有序減量替代，推進(jìn)煤炭消費(fèi)轉(zhuǎn)型升級(jí);要加大石油、天然氣的勘探及開(kāi)發(fā)力度，確保原油穩(wěn)步增儲(chǔ)增產(chǎn)。廣袤的陜北大地具有豐富的新能源資源，大規(guī)模的油氣田生產(chǎn)以及數(shù)量眾多的油氣井場(chǎng)，將助推光電風(fēng)電提速發(fā)展。同時(shí)，陜西也是高教大省，要聚焦學(xué)科專業(yè)發(fā)展創(chuàng)新和人才培養(yǎng)體系創(chuàng)新，在保持傳統(tǒng)能源優(yōu)勢(shì)學(xué)科專業(yè)發(fā)展的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步做優(yōu)做強(qiáng)新能源、新材料相關(guān)學(xué)科和專業(yè)基礎(chǔ)，為實(shí)現(xiàn)“雙碳目標(biāo)”提供智力、科技和文化支持。

（趙承勝同志及博士生左雄娣、何夢(mèng)卿對(duì)文章亦有貢獻(xiàn)）

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