他山之石，西方能源結(jié)構(gòu)的演變

查閱西方發(fā)達(dá)國家歷史我們會發(fā)現(xiàn)，各國政府并沒有刻意去推動所謂的經(jīng)濟(jì)或產(chǎn)業(yè)的“結(jié)構(gòu)性調(diào)整”，但他們的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)以至社會結(jié)構(gòu)卻仍在不斷地演進(jìn)和優(yōu)化。他們究竟是如何實(shí)現(xiàn)變革的？

英國是工業(yè)革命的發(fā)祥地，從17世紀(jì)起就是世界超一流強(qiáng)國，技術(shù)和金融的領(lǐng)先曾經(jīng)使英國成為全球唯一的日不落帝國，殖民地疆域遍布全球，18世紀(jì)中后期和整個19世紀(jì)英國引領(lǐng)著世界的科技進(jìn)步和經(jīng)濟(jì)發(fā)展。英國的帕潘、薩弗里、紐科門等都致力于“以火力提水”的探索和試驗(yàn)。1712年托馬斯·紐科門的蒸汽機(jī)首先獲得了突破。但這種蒸汽機(jī)并不能循環(huán)運(yùn)動做功，還要依賴人力，效率很低。

直到1781年，瓦特改良了蒸汽機(jī)的冷凝器，才使威爾士的煤炭實(shí)現(xiàn)工業(yè)化開發(fā)，全面推動了英國的工業(yè)革命，世界進(jìn)入了以煤炭和蒸汽機(jī)為動力的早期工業(yè)文明時期。1846年，英國實(shí)現(xiàn)了以煤為主的能源經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)，替代了對于木柴、木炭的依賴，煤炭從此開始推動人類的文明進(jìn)程。1913年世界煤炭產(chǎn)量13.20億噸，占世界一次能源總產(chǎn)量的92.2%，產(chǎn)量比1860年增加了7倍，全球進(jìn)入了能源的“煤炭時代”。

1911年，溫斯頓·丘吉爾出任英國海軍大臣，提出了一項(xiàng)驚人的戰(zhàn)略舉措，“將英國海軍的優(yōu)勢建立在石油之上”。盡管1913年英國煤炭產(chǎn)量高達(dá)2.92億噸，但英國還是決定放棄使用威爾士豐富的優(yōu)質(zhì)煤炭資源，全面改進(jìn)海軍戰(zhàn)艦的燃料系統(tǒng)，使用波斯灣的石油，使戰(zhàn)艦騰出了大量空間，增加了作戰(zhàn)航程和載彈量，節(jié)省了大量人力，極大地提高了英國海軍的實(shí)戰(zhàn)能力。由于英國快速實(shí)施了從煤炭轉(zhuǎn)向石油這一結(jié)構(gòu)性戰(zhàn)略調(diào)整，第一次世界大戰(zhàn)爆發(fā)之前戰(zhàn)爭的勝負(fù)就已成定局?？坎ㄋ篂?、美國和里海石油驅(qū)動的英、法、美、沙俄為主體的協(xié)約國，最終戰(zhàn)勝了靠魯爾煤炭驅(qū)動的德意志、奧匈帝國為首的同盟國。

從此世界進(jìn)入到煤油并舉、石油逐步接替煤炭的現(xiàn)代工業(yè)時代。石油推動了從蒸汽機(jī)向內(nèi)燃機(jī)的改進(jìn)，世界也因此發(fā)生了翻天覆地的變化，各主要工業(yè)國家的社會出現(xiàn)了相應(yīng)巨變，經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)了進(jìn)化與調(diào)整。燃油和內(nèi)燃機(jī)可以使動力系統(tǒng)更小、更高效和更適合普及與廣泛應(yīng)用，人類因此可以制造汽車、拖拉機(jī)、坦克、飛機(jī)等等，技術(shù)變更直接帶來的是社會分工的變化。當(dāng)社會分工變化了，經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)就會自然而然地順應(yīng)調(diào)整。這一變化到第二次世界大戰(zhàn)發(fā)展到極致，德、意、日因?yàn)槭桶l(fā)動戰(zhàn)爭，最終也是因?yàn)槭凸?yīng)的中斷被打敗。冷戰(zhàn)進(jìn)一步強(qiáng)化了煤油時代的產(chǎn)業(yè)特征，但人類追求高度工業(yè)化，追求規(guī)模效益，導(dǎo)致石油消費(fèi)增加，而煤炭消費(fèi)并未因此減少，大量使用石油和煤炭必然會造成一系列結(jié)構(gòu)性問題、地緣政治沖突和環(huán)境代價。

英國沒有選擇法國式的超常規(guī)發(fā)展核電的道路，把重點(diǎn)放在了發(fā)展天然氣工業(yè)上，最終英國成為西方發(fā)達(dá)國家中天然氣消費(fèi)比例最高的國家，也是人均能源消費(fèi)量非常低的國家。2011年英國消費(fèi)了2億噸標(biāo)準(zhǔn)油當(dāng)量的能源，人均能源消費(fèi)僅3.22噸標(biāo)準(zhǔn)油，還不及美國的45%。

更值得研究的是英國在過去的45年中，人均GDP（國內(nèi)生產(chǎn)總值）增長了近25倍。近些年隨著溫室氣體減排和油價攀升等壓力，能耗轉(zhuǎn)向下降，一次能源消費(fèi)總量雖然變化不大，但是能源結(jié)構(gòu)變化巨大，特別是天然氣的大幅度增加導(dǎo)致能源利用效率不斷提高，使得二次能源的供應(yīng)量實(shí)際大幅度增加，而污染排放大幅度下降，進(jìn)一步降低了燃燒煤炭帶來的其他社會代價，比如醫(yī)療保險和環(huán)境污染治理等。

這種變化在發(fā)達(dá)國家非常普遍，日本是另一個典型范例。日本作為一個島國，幾乎所有能源都要進(jìn)口。為保持多元化的能源結(jié)構(gòu)，日本將各種能源按照一個協(xié)調(diào)的比例進(jìn)行配置，不偏重任何一種能源，以避免國際局勢變化威脅日本經(jīng)濟(jì)穩(wěn)定。但即便是得益于這一能源戰(zhàn)略，天然氣對日本經(jīng)濟(jì)也產(chǎn)生了巨大的影響。1965年以前日本就開始使用天然氣，但是比例極低。后來隨著環(huán)境意識的提升和液化天然氣技術(shù)的發(fā)展，日本開始引進(jìn)液化天然氣，直到1979年天然氣消費(fèi)比例才升至5%，到1990年達(dá)到10%。此后以較慢的增長速率穩(wěn)步上升，到2009年達(dá)到17%。日本石油、煤炭的比例雖然高于天然氣，但是石油和煤炭中很大一部分是用在化工原料生產(chǎn)上。作為燃料，天然氣主要支撐了民用消費(fèi)和一些工業(yè)供熱及小型熱電聯(lián)產(chǎn)，以及燃?xì)庹羝?lián)合循環(huán)發(fā)電設(shè)施。

天然氣價值昂貴，但清潔、能源轉(zhuǎn)換效率高，便于就地“梯級利用”。日本受到美國和歐洲的影響，在石油危機(jī)之后將能源的梯級利用作為提高能源效率的關(guān)鍵，開始重視小型的熱電聯(lián)產(chǎn)。他們通過天然氣管道，在用戶的工廠、辦公大樓地下室建設(shè)一套套小型發(fā)電機(jī)組以直接利用天然氣發(fā)電，將發(fā)電后排放的廢熱用于向用戶供熱或制冷等，將電力和熱力的輸送損耗降低，使用戶能夠承受這種昂貴的新能源。

這種分布式能源系統(tǒng)的出現(xiàn)大大改變了日本社會的能源轉(zhuǎn)換、利用和投資的方式以及觀念，從而帶動了日本的經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)的調(diào)整和優(yōu)化。1975年日本56%的電力來自石油，但到2002年燃油發(fā)電降到了19%，而且全部使用了效率更高的燃?xì)廨啓C(jī)聯(lián)合循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)，且主要擔(dān)任調(diào)峰任務(wù)。在此之后，天然氣被用于燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電，發(fā)電效率從傳統(tǒng)蒸汽輪機(jī)的40%左右，提高到50%～55%左右。

歷史上，日本是一個極度依賴大企業(yè)壟斷市場以保障能源安全的國家，電力工業(yè)基本上被東京、關(guān)西、中部和西部4大電力公司完全壟斷。長期的經(jīng)濟(jì)滯脹和壟斷割據(jù)造成日本國內(nèi)的“制度疲勞”，大企業(yè)在利益“領(lǐng)地”上不求進(jìn)取，活力日降。天然氣管網(wǎng)的普及，為推進(jìn)新變革奠定了基礎(chǔ)，近幾年為扭轉(zhuǎn)頹勢，日本才全面推進(jìn)能源市場化改革，放松管制，開放市場，鼓勵競爭。此前，日本天然氣也和電力一樣，基本控制在東京煤氣、大阪煤氣、東邦煤氣和西部煤氣4大瓦斯巨頭手中，現(xiàn)在不僅4大瓦斯公司，東京電力、關(guān)西電力、中部電力和西部電力4大電力公司及243家大小能源公司都在經(jīng)營天然氣管道及供氣業(yè)務(wù)。

目前的市場開放程度已經(jīng)可以滿足“新能源革命”的需要。在今天的日本，任何一個能源服務(wù)商都可以向東京電力公司購買液化天然氣，汽化后通過東京瓦斯公司的管道輸送至能源用戶，用戶圍墻內(nèi)安裝分布式能源系統(tǒng)提供電力，余熱則用于生產(chǎn)工業(yè)蒸汽、熱力、制冷和為建筑空調(diào)除濕，靠節(jié)能就可獲取豐厚收益。市場全面開放和競爭壓低了價格，改善了服務(wù)，也優(yōu)化了用戶的能源結(jié)構(gòu)，最終實(shí)現(xiàn)了節(jié)能減排。日本以能源結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)型，推動了經(jīng)濟(jì)社會的結(jié)構(gòu)性調(diào)整。

德國作為制造業(yè)大國，重化工業(yè)程度極高，同時還是一個大量出口汽車等高載能產(chǎn)品的國家。1990年東西德國統(tǒng)一，曾對德國經(jīng)濟(jì)沖擊巨大。2012年，德國經(jīng)濟(jì)雖然受歐洲債務(wù)危機(jī)影響巨大，但GDP仍達(dá)到3.366萬億美元，人均GDP仍達(dá)到4.1萬美元，是世界第四經(jīng)濟(jì)大國和第二大出口國。但是，歷史上德國是一個真正“缺油、少氣、富煤”的國家，德國人為了石油曾發(fā)動兩次世界大戰(zhàn)，造成數(shù)千萬人喪命。第二次世界大戰(zhàn)之后，德國從戰(zhàn)爭的廢墟中爬起來，一邊賠償戰(zhàn)勝國，一邊重建，曾長期依賴國內(nèi)魯爾的優(yōu)質(zhì)煤炭資源發(fā)展經(jīng)濟(jì)。但是，德國沒有沉迷于優(yōu)質(zhì)豐富的煤炭資源，而是銳意改革能源結(jié)構(gòu)。1965年煤炭在德國一次能源結(jié)構(gòu)中占比例為64%，到2012年已降至25.4%；德國的天然氣主要靠進(jìn)口，自身資源非常有限，1965年天然氣占一次能源比例為1%，到2012年提高到21.7%以上。德國的魯爾地區(qū)20世紀(jì)50年代以前，曾經(jīng)也像倫敦一樣煤煙籠罩，今天已經(jīng)徹底改善。

美國的故事則與眾不同。美國通過能源轉(zhuǎn)換技術(shù)的革命提高了能源的利用效率。美國在1965年天然氣的消費(fèi)量為4321億立方米，2012年的消費(fèi)量為7721億立方米，由于起步的基數(shù)高，增長的比例沒有其他國家大。但是，在1973年的石油危機(jī)之后，特別是1978年卡特政府簽署了著名的《公用事業(yè)管制政策法》和《天然氣政策法》，逐步解除了價格管制，刺激生產(chǎn)和統(tǒng)一價格。天然氣價格的上漲，促進(jìn)了分布式熱電聯(lián)產(chǎn)技術(shù)的推廣，使用戶能夠承受更高的氣價，同時為天然氣公司注入了活力。

這些改革使更多的能源終端用戶可以參與和投資提高自身能效、自主供應(yīng)的能源和提高供能安全，不需要依賴電網(wǎng)也能保障用戶自身能源供應(yīng)，強(qiáng)迫電力公司向能源服務(wù)轉(zhuǎn)型，參與競爭，重構(gòu)了利益格局和生產(chǎn)關(guān)系，推動了市場經(jīng)濟(jì)的進(jìn)程。天然氣價格的放開使天然氣出現(xiàn)結(jié)構(gòu)性上漲，一度降低了美國的天然氣市場需求，淘汰了低效落后的利用技術(shù)。但是由于放開了分布式能源接入電網(wǎng)和改進(jìn)天然氣利用方式，市場較快地消化了天然氣的漲價因素，提高了天然氣的利用效率，最終提高了用戶的投資效益和天然氣的綜合效益。

美國雖然是全世界人均能源消費(fèi)最高的國家，單位國內(nèi)生產(chǎn)總值（GDP）能耗也是發(fā)達(dá)國家中最高的。但1965年其人均GDP為3664.8美元，到2012年為48147美元，增長13.14倍；而同一時期，美國的總能耗從12.9億噸增長到22.1億噸，僅增長了71%。1965年美國的人口還不到2億，現(xiàn)在已經(jīng)超過3.15億，這說明美國的能源效率是在不斷提高的。

美國的天然氣消費(fèi)量一直居于發(fā)達(dá)國家之首，從20世紀(jì)80年代起，在獨(dú)立發(fā)電企業(yè)的推動下，美國大量建設(shè)中小型天然氣分布式熱電聯(lián)產(chǎn)，大學(xué)、工廠、醫(yī)院、金融機(jī)構(gòu)等都在安裝自己的分布式能源。新增分布式能源系統(tǒng)的燃料主要是天然氣，使用更先進(jìn)高效的燃?xì)廨啓C(jī)和燃?xì)鈨?nèi)燃機(jī)熱電聯(lián)產(chǎn)替代了鍋爐直接燃燒供熱技術(shù)，而且大量應(yīng)用在能源需要強(qiáng)度高的工業(yè)項(xiàng)目和商業(yè)項(xiàng)目上。

美國通過支持市場化的獨(dú)立發(fā)電商（IPP）和能源服務(wù)商為用戶提供專業(yè)化的能源服務(wù)與節(jié)能服務(wù)，轉(zhuǎn)變了傳統(tǒng)低效的所謂“規(guī)?；蹦茉瓷a(chǎn)供應(yīng)模式，直接對社會分工進(jìn)行了重構(gòu)，為未來不斷提高能源利用效率和大量利用可再生能源，推動信息技術(shù)與能源系統(tǒng)的整合優(yōu)化，發(fā)展智能化的電網(wǎng)、燃?xì)?、熱力、制冷等智能能源網(wǎng)絡(luò)體系和智能電動汽車體系奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

（摘自石油工業(yè)出版社《美麗中國的能源之戰(zhàn)》 作者：韓曉平）（圖片 lu2s.jpg 圖注：上世紀(jì)50年代的德國魯爾區(qū)霧霾嚴(yán)重。）