“中國式”能源優(yōu)化之路

○ 文／張 抗

多元化是未來能源發(fā)展的方向，我國適合走一條多能互補、因地制宜、因時制宜的能源結構優(yōu)化發(fā)展之路。

人們從大自然中獲取能源，初期必然是相對單一的。這以薪柴時代和煤炭時代最為典型。隨著科技進步和生產(chǎn)力的發(fā)展，石油時代后期已出現(xiàn)化石能源的油、氣、煤與非化石能源“四分天下”且新能源快速發(fā)展的局面。而即將進入的后石油時代，更以多能源并舉共同為清潔高效的需求做貢獻為特征。能源的發(fā)展已突破了作為燃料和動力的局限，已向化工原料方向大踏步前進，繼油氣化工之后煤化工也在艱苦探索中頑強地成長。

因時因地制宜

能源構成的優(yōu)化、能源時代的更替是一個漸變的歷史過程。它主要是以量變的積累，去迎來快速變更期的躍進（革命）。后者的出現(xiàn)，則須以科技發(fā)展使新興能源產(chǎn)業(yè)趨于成熟、從而有能力以優(yōu)勝劣汰在市場上較快替代曾居優(yōu)勢的老能源為條件。我國目前尚居能源的煤炭時代。能源優(yōu)化的進程不但受限于我國的資源稟賦，也在相當程度上受限于體制改革的進程和能源科技水平。在這樣的條件下，我國想在短期內(nèi)達到石油時代后期的能源構成水平則需要付出很大的努力，關鍵是要創(chuàng)造必要的條件。實踐多次證明，欲速而不達，就像要預定十天的飯卻令久饑之人兩天去吃完一樣，會違背解困的初衷。

在我國這樣一個幅員遼闊、資源和經(jīng)濟發(fā)展水平相差很大的國家，特別要強調(diào)因地制宜，切忌不顧實際情況的一刀切。這種差別突出表現(xiàn)在地緣上的東中西間、南北間，也表現(xiàn)城市群與邊遠鄉(xiāng)村間、沿海與內(nèi)地間。每個特殊的地域可能有其能源的特長，也會有其特短。總而言之，發(fā)揮特長避免特短就是優(yōu)化能源構成提高能源效率的初衷。

為此，筆者強調(diào)不僅要有全國的，也要有各大經(jīng)濟區(qū)甚至各省的能源發(fā)展戰(zhàn)略和發(fā)展規(guī)劃。應該要求全國一盤棋、有統(tǒng)一的方向，但也要允許有各區(qū)的特點、發(fā)展重點和發(fā)展步伐，在統(tǒng)一的能源構成優(yōu)化大方向上有各自的能源構成模式。應以農(nóng)村和偏遠地區(qū)能源構成優(yōu)化為十九大提出的鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略服務。有了這樣的指導思想，可能就不會在華北平原一方面為難以禁止的大量秸桿被棄置燃燒而發(fā)愁，另一方面出現(xiàn)因強令煤改氣卻無力將管輸氣和進口LNG導入分散的農(nóng)村居民點的尷尬局面。

因地制宜的發(fā)展戰(zhàn)略，與搞地方保護主義有嚴格的不同。例如，我國南部在強調(diào)油氣煤貧乏的同時，從能源國產(chǎn)供應上則應強調(diào)沿海核電站的布局、強調(diào)西南地區(qū)大型水電群的西電東輸，就不會有江西省拒絕接受長江上游水電群的高壓輸電線路的怪事。

供應多元化

油氣發(fā)展中常規(guī)與非常規(guī)并舉且非常規(guī)油氣發(fā)展速度更快，已成為業(yè)內(nèi)的新常態(tài)。廣義的非常規(guī)，還包括深和超深水油氣、超重（稠）油、瀝青砂和油頁巖等。值得強調(diào)的是，天然氣的概念在實踐中有所擴展：從地下資源上看包括了二氧化碳、氦氣，未來天然氣水合物也可投入商業(yè)開發(fā)；從可燃氣上看許多統(tǒng)計中包括了煤制氣（甲烷）、液化石油氣（LPG）甚至高爐煤氣。

認識中分歧較大的，是煤的未來地位。煤的大量非環(huán)保方式的利用，帶來了許多負面影響。因而，許多人望煤興嘆，恨不得去之而后快。實踐驗證了兩個基本認識：1.在本世紀相當長的一段時間內(nèi)，我國社會的發(fā)展和經(jīng)濟的運行還離不開煤炭。它作為一類寶貴的資源仍將做出巨大的貢獻。從國情的基本面上看，這在我國尤為突出。2.經(jīng)過努力，特別是依托科技的發(fā)展和劣質(zhì)煤從供應側剔除，煤炭的生產(chǎn)和消費是可以逐步做到與環(huán)境友好的。我國的許多大中型電廠，現(xiàn)在就己達到了環(huán)保和節(jié)能的要求。這種努力，正是資源型經(jīng)濟轉型和能源構成優(yōu)化中必須完成的任務。當然，在全國完全做到此點還要有一個過程。它在任何國家都不可能是一蹴而就的。

在能源時代更替過程中，煤炭消費總量和在能源構成中的比例趨于減少是不可避免的。但這種減少是市場運作的結果，應避免以行政命令方式規(guī)定某地區(qū)在指定時間內(nèi)削減××萬噸這種一刀切式的簡單關閉。未來煤炭作用的發(fā)揮，還體現(xiàn)在深加工上。近年我國在煤制氣、煤化工、煤的電熱共軌

多聯(lián)產(chǎn)上持續(xù)的攻關，已使其處于世界領先的水平，已經(jīng)看到了煤制氣、煤化工可以進入能源市場的曙光。我國多單位組成的科研團隊正開展核能/可再生能源與煤炭耦合的低碳復合能源系統(tǒng)研究，以前者的制氫技術耦合煤氣化工藝生產(chǎn)燃料和化學品，從而取消了水煤氣變換工藝，大為減少了碳排放。

此外，我國的煤炭與生物質(zhì)、垃圾、污泥，含油泥漿等耦合發(fā)電的成功，也為環(huán)保做出了貢獻。這些成果的出現(xiàn)，預示著我國的煤化工可以走中國式的穩(wěn)健發(fā)展道路，在與環(huán)境友好的基礎上為經(jīng)濟發(fā)展持續(xù)做出重要貢獻。

在水電上中國雖起步較晚，卻利用后發(fā)優(yōu)勢取得持續(xù)發(fā)展。僅以2006至2016年期間的水電消費量而論，世界的平均年增速為2.85%、中國為10.31%，由占世界的14.3%提高到28.9%，成為世界第一水電大國并使水電技術處于領先水平。而許多國家水電陷入停滯狀態(tài)（美國同期水電消費年增率僅為0.87%），甚至局部興起炸壩削減水電之風。我國在長江、黃河上游系統(tǒng)，已建成的和繼續(xù)建設的大中型水電站群令世界矚目。我國世界領先的超高壓長途輸電電網(wǎng)配合在能源供應上起著重要作用，部分電力還輸往東南亞鄰國。與水利結合的水電事業(yè)發(fā)展已成為我國能源發(fā)展中的特色之一，并為美麗中國做出貢獻。

中國能源優(yōu)化方向之一是多元化，實現(xiàn)能源供應的百花齊放。 供圖/視覺中國

與水電類似，我國核電也迅速發(fā)展。僅以2006至2016年期間的核電消費量而論，世界的平均年增速為0.70%、中國為14.54%，由占世界的1.95%提高到8.14%，成為世界第三核電大國。居世界第一位的美國，同期核電消費年增率僅為0.23%。中國一直穩(wěn)步發(fā)展核電，以科技進步推動其升級換代。我國第三代壓水堆核電的技術水平和成本，均居世界領先水平。特別是我國已列入《“十三五”國家戰(zhàn)略性新型產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃》的以鉛合金作冷卻劑的第四代核能系統(tǒng)走在世界前列，成立了鉛基堆產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟，形成了具有自主知識產(chǎn)權的技術系列。它已成為小、微型核動力的優(yōu)選技術路線，開始示范性的商業(yè)應用。

核電和水電，已成為我國對外技術輸出的名牌之一。以地浸法開采的沉積型鈾礦勘探，我國也取得了重大進展。專家預計，2020年地浸采鈾產(chǎn)能將占我國天然鈾產(chǎn)能的90%以上。這為我國核電的快速持續(xù)發(fā)展和能源優(yōu)化造創(chuàng)了資源條件。中國正探索核能的小型化利用，中廣核和清華大學聯(lián)合利用已成熟的低溫供熱堆技術在華北建立了供暖示范。在實現(xiàn)了批量模塊化后，建設時間縮短至二三年，成本也大幅降低。這為我國園區(qū)供熱和消除霧霾，提供了新的選擇。

近些年，中國的新能源以不可小覷的速度在蓬勃發(fā)展。 攝影/沈志軍

消費結構多元化

多能互補協(xié)同發(fā)展的基本理念 經(jīng)濟的發(fā)展在越來越大的程度上突破了簡單的供應－消費對應模式，形成了復雜而巨大的網(wǎng)絡。能源供應側因地因時制宜的發(fā)展、能源獲得方式的多元化必須在消費側統(tǒng)一，在形成穩(wěn)定高效而的同時能適應消費量峰谷起伏的靈活供應方式。

眾所周知，一次性能源的相當大部分被轉化成了電力。而電網(wǎng)的平穩(wěn)高效運行，就需解決某些能源上網(wǎng)的巨大峰谷差問題。當它與消費產(chǎn)生的峰谷差正向疊加時，保障供應的問題就更加突出。這就要求多能之間發(fā)展上的和諧互補、應用上的密切契合，從而形成現(xiàn)代能源系統(tǒng)的基本理念。科技發(fā)展所創(chuàng)造的云數(shù)據(jù)系統(tǒng)和互聯(lián)網(wǎng)平臺，使這一基本理念的實現(xiàn)有了可能。

在能源優(yōu)化中，該如何清潔使用煤是關鍵問題。 供圖/視覺中國

分布式能源，可作為新的能源發(fā)展方式 經(jīng)濟發(fā)展的巨大不平衡性，高耗能的城市群和工業(yè)區(qū)的出現(xiàn)，促使能源供應和消費間的空間分離越來越大。人們的應對思路也很明確，即建設強大的能源輸送網(wǎng)。事情總有兩面性。這種方式不僅建設耗資巨大、本身運行耗能高，而且運行不靈活，很難實現(xiàn)上述的能源互補作用。于是，人們另辟蹊徑，建設相對分散的分布式能源。多種新能源的發(fā)展、經(jīng)濟發(fā)展的區(qū)域均衡化，以城市群、城鎮(zhèn)化為特色的發(fā)展方式，為這一用能方式創(chuàng)造了條件。

靠近供應區(qū)發(fā)展能源消費，在規(guī)模不等的大、小能源消費中心附近因地制宜的發(fā)展多樣化的能源生產(chǎn)，成為優(yōu)化能源布局的基本思路之一。我國正在興建一些大型新城（如雄安），若干大城市內(nèi)往往形成不同特色的片區(qū)，城市周邊正新興起一個個新區(qū)。新興經(jīng)濟體發(fā)展和城鎮(zhèn)居民率的提高，將主要依托新型鎮(zhèn)區(qū)的發(fā)展，特別是成為我國發(fā)展特色之一的各種工業(yè)園區(qū)、自貿(mào)區(qū)、空港新城等等。研究認為，我國新增能源約50%集中于這些供應消費一體化的小區(qū)。

這里不但可以有遠源的電力、油氣等能源規(guī)模輸入，也可有近源的多種新能源（風能、光伏、生物質(zhì)熱電聯(lián)產(chǎn)、地熱能）生產(chǎn)和利用，甚至一些人夢想的屋頂發(fā)電、后院風電……多種用戶與電網(wǎng)雙受益的方式，都有可能逐步實現(xiàn)。這種發(fā)展方式，更適合大量秸桿類生物質(zhì)能的就近利用。2018年初，國家能源局《關于開展“百個城鎮(zhèn)”生物質(zhì)熱電聯(lián)產(chǎn)縣域供熱示范項目建設的通知》得到熱烈響應，第一批就推出了涉及20個省市和新疆生產(chǎn)建設兵團的136個項目。實踐證明，這是最合理的發(fā)展模式。在許多地方為光伏發(fā)電上網(wǎng)而等待中央補貼和上網(wǎng)照顧時，江蘇提前兩年實現(xiàn)了“十三五”光伏裝機容量中的指標上限，實現(xiàn)了100%的本地消納，其中分布式利用占41.7%。

能源互聯(lián)網(wǎng)為變化著的能源供應側和消費側合理的互補式生產(chǎn)與利用提供了技術支持，依托大數(shù)據(jù)平臺的智能化調(diào)節(jié)，更容易保障能源系列的高效清潔運行。能源的分散化、智能化，為能源轉型開辟了新路。

多種形式的蓄能，是重要的高效運營和調(diào)節(jié)手段 欲維持現(xiàn)代能源系統(tǒng)的高效持續(xù)運行，除了及時的調(diào)節(jié)調(diào)度外，蓄能是不可或缺的環(huán)節(jié)。正是從這點出發(fā)，被譽為“未來學家”的里夫金在其名著《第三次工業(yè)革命》中提出的五大支柱中的兩個為能源互聯(lián)網(wǎng)和能源儲存方式。它的實際應用關乎供應和需求兩方面，要求雙方密切配合。從微觀上說，有多種類的蓄電池。它可以是固定式的，也可裝置于移動載體（如電動汽車）上。從宏現(xiàn)上說，常見的有蓄能水庫，在電力富余時將水抽蓄至上水庫，需要時再驅(qū)動水輪機發(fā)電將水還存于下水庫中。目前，我國已完成了多套蓄能水庫的建沒。而起作用最大的是油氣的儲備，可把它按用途和管理方式分為戰(zhàn)略性和戰(zhàn)術性儲備兩類。前者為應對重大突發(fā)事件所造成的重大供應短缺，往往由國家層面去實施基礎建設和管理；后者一般由各類公司和經(jīng)營單位進行，許多國家對其儲備量（相對規(guī)模）有明確的下限規(guī)定（低于下限后必須補足），卻不干涉其具體運作。上述的分類管理在石油上表現(xiàn)更為明顯，在經(jīng)歷了上世紀的兩次石油危機后趨于完善。經(jīng)合組織國家（OECD）建立了龐大的石油戰(zhàn)略儲備，在必要時可按其國際能源署（IEA）的規(guī)定進行統(tǒng)一的應對、調(diào)度。但近年由于突發(fā)重大供應短缺的可能性趨小，兩類儲備的界線有所模糊，如美國就允許戰(zhàn)略性儲備用于經(jīng)營性調(diào)節(jié)，甚于用于平抑油價波動。國際上天然氣儲備的重點放在戰(zhàn)術性儲備上，主要用于調(diào)峰。但對歐洲來說，戰(zhàn)略性儲備體現(xiàn)在陸上最大的格羅寧根氣田的作用上。它大量產(chǎn)能平時不動用，保障了整個歐盟出現(xiàn)大幅度的供應缺口時的應對。

我國多種蓄能方式的研究，目前尚處于起步階段。油氣的儲備己有所發(fā)展，但與歐美相比、與需求相比，石油特別是天然氣的儲備顯得滯后。我國石油的戰(zhàn)略儲備水平明顯低于IEA對其成員國的規(guī)定，對各級戰(zhàn)術儲備也缺乏明確的法規(guī)約束，更缺乏調(diào)控進而無法具備影響價格的能力，致使我國在國際市場上的話語權受到影響。這與我國作為世界頭號油氣進口大國和主要生產(chǎn)、消費國的地位是不相稱的。如前所述，這也是缺乏調(diào)峰手段，是冬季氣荒“常態(tài)化”的重要原因之一。

顯然，能源儲備運輸基礎設施的不足已成為我國能源系統(tǒng)明顯的短板，為其創(chuàng)造適合發(fā)展的金融和營運條件成為改革中必須解決的問題。對多種能源的蓄備，不應再限于“頭痛醫(yī)頭，腳痛醫(yī)腳”的被動應付，應從經(jīng)濟和能源轉型、從能源發(fā)展戰(zhàn)略的高度予以重視，既要有短期的應急計劃，又要有中長期的發(fā)展規(guī)劃，不能再走只重視能源數(shù)量而忽視配套設施從而影響其發(fā)展質(zhì)量的老路了。

從目前的實踐和認識看，各方面一致的是必須加快能源構成的優(yōu)化，有所分歧的是這個過程需要多長時間（或者當前能達多高的速度）、用什么方法去完成。這就必然涉及能源發(fā)展的戰(zhàn)略問題。

利用國內(nèi)外兩種資源

不同國家有不同的國情：有的國家（如日、韓）能源特別是油氣，難以自給，只能走依賴進口之路；歐佩克國家油氣資源豐富且國內(nèi)需求不高，是傳統(tǒng)的出口國。美國能源（特別是油氣）資源豐富，是世界名列前茅的能源生產(chǎn)和消費國，曾一度高度依賴油氣進口，但近些年來得力于頁巖油氣的大發(fā)展，反而成為能源（包括油氣）的凈出口國并可能對國際能源市場產(chǎn)生重大影響。應該說，美國基礎能源和新能源并重、充分利用清潔高效的基礎能源（包括優(yōu)質(zhì)煤），堅持廣義多元發(fā)展的“新能源現(xiàn)實主義”（New Energy Realism），是符合其國情、有利于其經(jīng)濟發(fā)展的。

中國和印度這樣的資源稟賦特殊、人口眾多的發(fā)展中大國，則必須走國內(nèi)外兩種資源并重的道路。首先，要盡力挖掘本國能源供應的潛力，基礎能源和新能源并重，優(yōu)先利用符合資源特點和生產(chǎn)力發(fā)展水平的基礎能源。這之中包括利用廉價的煤炭，并盡力使之符合環(huán)保要求。其次，要注重油氣公司的國際化經(jīng)營運作，充分利用進口大國在供需基本平衡甚至供大于需的國際市場上的話語權保障油氣的進口。

在進口油氣上，我們要避免兩種傾向。一種傾向是，夸大進口的“危險性”。這種傾向認為，進口等于讓敵對勢力卡住了我們的脖子，使我國陷入被動局面，危及國家安全。冷戰(zhàn)后的國際形勢表明，和平和發(fā)展是主流。在中國強大的經(jīng)濟和軍事實力面前，沒有人愿意也沒有人能夠阻斷向中國出口油氣和大宗商品。油氣輸出國唯恐失掉中國這個最大的市場，會不斷加強雙方的貿(mào)易往來。特別是我國實行和平友好的外交政策、秉持平等互利的能源集體安全觀，與油氣出口國和運輸過境國之間的友好關系、互利的貿(mào)易往來為能源安全創(chuàng)造了條件。另一種傾向是，忽視國際政治中的不確定性和自然災害等突發(fā)事件的影響。無論是在國際油氣開發(fā)還是在國際貿(mào)易中，我們都要有應變的準備，要注重援助輸出國經(jīng)濟發(fā)展和加強基礎設施建設，在各界人民中深耕細作，鞏固友好合作。在油氣進口中深受“亞洲溢價”之苦、缺乏定價權的狀況必須改受。中國原油期貨在上海國際能源交易中心正式掛牌交易，意味著有可能扭轉這一態(tài)勢，實現(xiàn)中國的議價權并改變國際交易中的被動局面。

應對突發(fā)事件、增加進口選擇主動權的重要措施，是進口來源的多元化。從不同地區(qū)不同國家進口不同品種（如天然氣中管道氣和LNG）的油氣，與鄰近的進口國（如日本、韓國）相比，我國還是做得比較好的。

節(jié)能放在首位

從經(jīng)濟的高質(zhì)量發(fā)展上看，能源大系統(tǒng)的各子系統(tǒng)各環(huán)節(jié)都存在提高效率即節(jié)能的問題，多種文件上都曾把它列為“能源戰(zhàn)略之首”，有人曾從強調(diào)重要性出發(fā)稱其為“第一能源”，意為其地位在各個具體的能源種類之上。節(jié)能提效不但使整個國家、各類企業(yè)、各個家庭少花錢多受益，而且從根上保障了經(jīng)濟的高質(zhì)量持續(xù)發(fā)展，利于保護環(huán)境、社會和諧。但在過分強調(diào)高速發(fā)展的情況下，首先關注的是“有沒有”（如有無電、氣可用）的問題、關注GDP增速，而未能充分關注能源生產(chǎn)和使用的效率，以致我國單位GDP的耗能量（能源強度）直到2016年仍是世界平均水平的1.55倍，是典型發(fā)達國家的數(shù)倍。導致我國對節(jié)能關注不夠的原因之一還在于缺乏具體的考核指標和監(jiān)督方式，無法把節(jié)能與業(yè)績優(yōu)劣聯(lián)系在一起。即使是宏觀的指標（如全國的能源消費強度）也僅只是附帶性的在年末提及，無法落實到具體部門和單位。在經(jīng)濟轉型、要求高質(zhì)量發(fā)展的新時期，這種粗放型的發(fā)展方式必須改變，即把節(jié)能是能源首要工作的理念真正落到實處。

從工作的重點看，多把經(jīng)濟的結構型節(jié)能、大型企業(yè)運營中的節(jié)能放在首位，無疑是正確的，是節(jié)能工作的大頭。這一工作的成效，也容易用能源生產(chǎn)/消費彈性系數(shù)、單位GDP耗能量等宏觀指標審視和管理。但過去的工作對消費側包括占能源消費較大比例的民用和建筑節(jié)能注意很不夠，似乎先注意有無房子可用，尚無力顧及是否合乎現(xiàn)代節(jié)能的要求。

國家能源專家咨詢委員會委員江億，在討論供暖中提出的例子發(fā)人深省。如以電取熱，經(jīng)過煤到電、電經(jīng)輸送和熱效率不高的電熱器變熱的幾次轉換，只有很少一部分能量被有效利用，至少使用電動空氣熱源泵就可減少相當部分的電耗。如果農(nóng)村房子不保暖，無論是氣用還是用電都事倍功半。從我國從高速發(fā)展向高質(zhì)量發(fā)展、從長期和可持續(xù)角度看，應該而且現(xiàn)已有能力在全國各領域中、在包括建筑民居等各方面認真注意節(jié)能了。短期內(nèi)增加的少量投資，將換來長久的效益和實惠。令人高興的是，我國已有許多專門的節(jié)能蓄能研究、咨詢機構，有許多企業(yè)通過市場機制實行著這方面的運作。

在能源發(fā)展上強調(diào)節(jié)能和高質(zhì)量，在能源的供應和消費上強調(diào)多種能源多方式的高效、互補，強調(diào)充分利用國內(nèi)外兩種資源，并在進口中力求來源、品種、方式的多元化。這就是筆者倡導的能源發(fā)展戰(zhàn)略思維的“廣義多元化”。

中國第一口頁巖氣井的誕生，預示中國能源一個全新時代的開始。 供圖/周澤山