中國能源轉型將走向何方

○ 文／鄒才能

●能源革命是每一位能源工作者的使命，是國家安全的基石和強盛的動力。

一個國家能源戰略水平和能力是國與國戰略層面、大國國力的重要體現，甚至是不戰屈人之兵的無形利器。因此，我國正在通過能源革命，開啟能源自主之路。

美國通過“非常規油氣革命”，即將實現“能源獨立”。近年來，我國正處在高速發展期，油氣對外依存度不斷攀升，能源供給安全已成為中國能源革命中面臨的一大挑戰，能源供給安全戰略布局日顯重要。

我國在世界能源結構中處在一個怎樣的地位和處境？如何推動我國能源結構轉型革命，保障我國能源安全？

非常規能源的發展潛力與趨勢

近年來，全球非常規油氣發展迅猛，尤其是在西半球的美國和東半球的中國，致密氣、煤層氣、頁巖氣、致密油等非常規油氣正在進入快速發展階段。美國引領頁巖氣、致密油非常規革命，而中國或將引領陸相頁巖油革命。

世界石油工業已發展了160年，油氣雖不可再生，但非常規油氣革命可延長石油工業再發展150年以上。全球頁巖氣資源儲量豐富，美國、中國、加拿大、阿根廷四個國家已實現了頁巖氣商業開發。2018年，美國頁巖氣產量6072億立方米、中國108億立方米、加拿大53億立方米，阿根廷43億立方米。頁巖氣革命帶來了更大的勘探潛力和開發動力，預計天然氣消費量將在2030年超越煤炭、在2040年超越石油，迎來以天然氣為主的清潔能源黃金發展時期，屆時世界將進入天然氣時代。天然氣將成為高碳化石能源向無碳新能源跨越過程中的橋梁。

相較于美國，中國才剛剛邁入非常規油氣時代，正處于常規油氣的持續發現期和非常規油氣的戰略突破期。2018年，中國頁巖氣年產量108億立方米，成為世界第二大頁巖氣生產國。中國頁巖氣勘探開發歷程可追溯到2009年中國石油在川南部署的威201井，發現了奧陶系五峰組—志留系龍馬溪組、寒武系筇竹寺組兩套頁巖氣目的層，獲得了工業性頁巖氣流，成為我國第一口頁巖氣發現井，開啟了中國頁巖氣工業化進程。

十年的工業化進程中，實現了非常規油氣理論突破，發現了“磨刀石般的致密砂巖和鐵板一樣的黑色頁巖”中存在納米級孔隙，揭示了大面積“甜點區”不受圈閉控制的連續型油氣分布規律，突破了傳統教科書上經典的圈閉油氣成藏理論。在勘探實踐中總結了三條成功經驗：一是選準“甜點區”，二是打進“甜點段”，三是壓好“甜點體”。第一個選準“甜點區”現已成功，打進“甜點段”已基本工業化，而壓好“甜點體”目前仍在繼續實踐。此外，在技術創新上，掌握了水平井體積壓裂技術，采用平臺式工廠化生產，突破了傳統直井開采模式。我國已基本形成頁巖氣勘探開發理論體系，掌握開發技術經驗，將持續推動我國非常規油氣發展，重構世界能源格局新版圖。

此外，我國煤炭資源豐富，地下煤制氣潛力巨大。陸上埋深1000 ～ 3000米的煤炭資源3.77萬億噸，主要分布在鄂爾多斯、準噶爾、塔里木、松遼等盆地中。這些深層煤炭資源經過地下氣化可生成巨量甲烷和氫氣，按氣化動用率40%計算，折合成等熱值甲烷（天然氣）資源量為270萬億～ 330萬億立方米，是常規氣資源量的3倍。因此，我國未來還將推動煤制氣革命。

積極部署能源戰略革命

我國需積極部署能源戰略革命，應對能源供需格局新變化、國際能源發展新趨勢及國際技術競爭新挑戰等，保障國家能源安全。

從戰略性和長久性角度來看，我國需謀劃加快實現常規—非常規油氣的“生產革命”、煤炭發展的“清潔革命”和新能源發展的“速度革命”，力爭到2050年前后實現能源結構從“一大三小”向 “三足鼎立”的轉型革命，屆時煤炭約占一次能源消費40%、油氣占30%、新能源占30%。

未來以新能源消費為主是必然趨勢和必然選擇，各國都在提前部署能源戰略，新能源革命到來速度或將超出預期。實施中國能源革命勢在必行，我國正在開展能源體系“四大革命”，加快能源結構革命性轉型。

能源供給革命。2018年，我國能源總產量37.7億噸標煤。其中，原煤產量25.8億噸標煤，占比68.5%；原油2.7億噸標煤，占比7.2%；天然氣2.13億噸標煤，占比5.5%；新能源7.1億噸標煤，占比18.8%。未來，我國能源產量將再創高峰。此外，在能源供給側開展五方面助力：加快石油采收率提高與頁巖油工業化，加快天然氣、煤制氣、水合物、氫氣規模化生產，加快煤炭清潔化利用的速度與規模，加快太陽能、風能、核電、儲能等低成本生產，加快全球化能源分享與技術服務。

能源消費革命。2017年全球新能源消費占能源消費總量的16%，成本下降接近化石能源。2017年全球新能源投資總額3335億美元，接近油氣上游投資的4080億美元。其中，太陽能、風能投資占比超過75%，智能技術投資增長明顯。據IEA預測，2040年全球能源一次消費中，新能源將占20% ～ 40%，新能源迎來重大機遇。

我國能源一次消費中新能源比例逐年增加。2018年，我國能源消費總量46.4億噸標煤。其中，原煤消費占比59%，比2009年下降12.6%；原油消費占比18%，比2009年增長2.5%；天然消費氣占比8%，比2009年增長4.5%；新能源消費占比14.1%，比2009年增長5.6%。

能源技術革命。能源技術創新進入高度活躍期，綠色低碳是能源技術發展的主要方向。中國正通過科技進步推動能源技術體系由常規油氣向非常規、國內油氣向國外、油氣產業向新能源的“三個更大跨越”。

要加強新能源技術研究：氫能方面研究高效低成本氫燃料電池與汽車技術的革新，核能方面推進快推技術與微型核電、磁約束聚變技術的突破，儲能方面研發金屬-空氣電池、納米電池、超級電容器技術的突破，新材料方面研究高性能二維材料（石墨烯、黑鱗等）技術等。

能源體制革命。我國能源生產結構中，煤炭生產占69%、石油占7%、天然氣占6%、新能源占18%，構成“一大三小”的中國特色能源結構，煤炭在一段時期內仍將是主體能源。需加快我國能源結構革命性轉型，加快煤炭的清潔化、新能源的低廉化。同時，加快油氣、地下煤制氣、水合物，氫氣的生產革命，從“一大三小”向“三足鼎立”邁進。應加強產業結構頂層設計，開展前瞻性導向研究，加大實施新能源人才技術儲備，推動能源低碳化轉型。

氫能是重要戰略方向

氫能源的發展可能會成為新能源領域的“灰犀牛”事件。

氫具有重量最輕、導熱最好、發熱值高、燃燒性好、資源廣泛、多種形態、無毒環保等多種優勢。全球各大企業每年投入數十億美元競相研究和開發氫燃料電池，歐盟、德國、日本、美國等國家先后通過立法推動氫能發展。截至2017年底，全球共有328座加氫站投入運營，到2025年有望超過1000座。

據氫能委員會（Hydrogen Council）預測，如果大規模部署，到2050年氫能可能占全球能源消耗的20%。《中國制造2025》明確支持燃料電池汽車發展，《國家創新驅動發展戰略綱要》提出要開發氫能、燃料電池等新一代能源技術，《能源技術革命創新行動計劃（2016 - 2030年）》將氫能與燃料電池技術創新作為重點任務，實現大規模和低成本氫氣的制取、存儲、運輸、應用一體化，加氫站現場儲氫、制氫模式的標準化和推廣應用。同時，《“十三五”國家戰略性新興產業發展規劃》也提出推動車載儲氫系統以及氫制備、儲運和加注技術發展，推進加氫站建設，到2020年，實現燃料電池汽車批量生產和規模化示范應用。

中國的氫能已進入產業發展快車道，尤其是2017年以來，在關鍵技術突破、產業規模增長上取得了一定的成績，許多地方出臺了支持政策，實現了小規模全產業鏈應用示范。2018年，我國已經建成25座加氫站，預計2030年達到1000座。人民日報稱，到2050年，氫在我國終端能源體系中占比至少達10%，成為我國能源的戰略組成部分。

隨著產業規模與應用場景增加所面臨的實際問題，我國氫能汽車發展仍須破解三大難題。一是成本高。某氫能客車定價高達130萬元，政府補貼100萬元后價格仍然較高，每個35兆帕的車載儲氫罐成本需5萬～ 6萬元。二是加氫難。一個高壓氫站需要投資1000萬～1500萬元，且只能滿足200臺車使用需求。三是續航有限。1kg氫氣完全能量約為39度電，最大轉換率為60%，三個儲氫罐可達300km續航，最遠里程500km。

我們應該重視氫能源的研究，完善上游制氫、中游儲運、下游利用等全產業鏈技術體系，制定氫能中國戰略，避免氫能在世界范圍內突破技術瓶頸后的爆發式發展，及時規避“灰犀牛”襲來令我們措手不及。

能源革命是每一位能源工作者的使命，是國家安全的基石和強盛的動力。當下，能源需求不斷加大，環境要求日益嚴苛，新能源作為清潔能源，開發和利用日顯重要。新能源革命或將開啟中國能源自主之路，應提前布局、超前研究，引領發展。

只有枯竭的思想，沒有枯竭的能源。未來不管是傳統能源還是新能源，都將和諧發展、和平共處，為人類社會發展做出更大貢獻。