能源轉型向“五化”

文／楊 雷 金之鈞

低碳化、多元化、全球化、數字化、分散化，將是未來能源轉型發展的主要方向。

●“能源轉型正在成為全球主題。” （楊雷）

專 家 簡 介

楊雷，曾先后任職于國家發改委、國家能源局。2012 年起擔任國家能源局油氣司副司長，2016 年起擔任國際能源署署長高級顧問。近期在國家能源局的支持下，調入北京大學參與籌建北大能源研究院。致力于推動能源轉型、能源改革和全球能源治理，并曾參與多項能源政策的研究制定。

（金之鈞）

專 家 簡 介

金之鈞，中國科學院院士，曾任中國石油大學副校長、中國石化副總地質師兼石油勘探開發研究院院長。主要從事能源發展戰略、深層油氣成藏機理與海相油氣地質理論研究及勘探實踐工作。在復合成烴、碳酸鹽巖溶蝕、“突發式”成藏等方面，均取得了重要研究成果。

隨著應對氣候變化及防治空氣污染壓力的不斷增大，隨著可再生能源、儲能、數字化等技術的快速發展和成本的大幅度降低，加上技術革命帶來的頁巖油氣的爆發式增長，能源發展的最大約束將不再是資源，環境和排放將成為影響能源發展的最大外部因素，技術對能源安全的基礎性保障作用越來越突出。

可再生能源、天然氣等低碳能源的發展將成為未來能源發展的主流，能源發展的動力和外部約束都有重大的變化。能源系統進入了一個快速變化的時期，能源轉型正在成為全球主題。低碳化、多元化、全球化、數字化和分散化，將是未來能源發展的主要方向。

低碳化

2015 年12 月，聯合國氣候大會在巴黎舉行。各國達成了具有里程碑意義的《巴黎協定》，明確了控制氣候變化的核心目標——實現與前工業化時期相比將全球溫度升幅控制在2℃以內，并爭取把溫度升幅限制在1.5℃。因為這一目標，《巴黎協定》對能源領域產生了最直接、最深遠的影響，因為化石能源燃燒是溫室氣體排放最主要的來源。

工業革命以來，除了個別經濟危機的年份外，與能源相關的二氧化碳排放一直在增長。這一增長曲線在2014 年后的三年內稍有停頓，但2017 年后又開始爬升。而且進入工業化以來，全球已經排放了2.2萬億噸當量的二氧化碳（含其他溫室氣體折算）到大氣層中，包括G8 在內的全球最富有的17 個國家排放量占全球排放量的80%。

為了實現將全球溫度升幅控制在2℃以內的目標，避免更加惡化的鏈式后果，應該控制新增排放總量不超過7000 億噸。目前，我們每年大概排放420 億噸，其中330 億噸來自與能源相關的排放（占比高達78.57%）。按此計算，即使年度排放不再增長，17 年時間就將達到7000 億噸的排放上限。

基于這種嚴峻的形勢，為了遏制與能源相關的二氧化碳排放的增長，世界各國都在采取措施。例如，提高能源利用效率，加快可再生能源的發展，限制新建低效火電站，淘汰老舊低效火電站，促使石油和天然氣行業減少甲烷氣體直接排放，加快削減化石燃料補貼等。歐洲有些國家已經明確提出2050 年將凈碳排放量降至零的愿景，實現碳中和。這意味著相關國際貿易及投資的框架條件會發生改變，碳標簽甚至碳關稅都有可能成為未來國際貿易投資規則的內容。中國作為全球經濟發展的重要引領者，勢必會受到越來越大的壓力。

與降低排放密切相關的還有防治空氣污染，對此中國有著切膚之痛。目前，空氣污染依然是世界性的問題，印度很多城市的空氣污染比中國還嚴重。即使在歐洲很多城市，空氣污染問題也備受關注。

一方面有排放和環境的要求，另一方面隨著技術的發展和成本的降低，可再生能源已經一定程度上具備與化石能源競爭的實力，很多新能源技術如雨后春筍般產生。因此，低碳化將成為能源發展的剛性要求和必然趨勢。

多元化

石油、煤炭、天然氣和可再生能源是全球當前的主體能源，截至2018 年底，占比分別為33.6%、27.2%、23.9%和10.9%。可再生能源已經進入快速增長階段，可再生能源包括太陽能、風能、地熱能等，本身就是多元化的。

由于能源基礎設施的系統慣性，也因為全球地區發展不平衡產生的跟隨效應，能源的多元化將長期存在。一個大型傳統電站將會有二三十年甚至更長的使用壽命。目前，中國的煤炭消費量基本達峰，比重持續降低，但印度、印度尼西亞等發展中國家依然在大量新建火電站，煤炭的消費比重還在持續提高。

當然，還有人們的生活習慣問題。時至今日，歐洲很多地方冬天仍有使用薪柴燒壁爐的傳統，而且被看作是一種奢侈和有品位的生活。中國的老百姓更喜歡用明火做飯，這樣就使得這部分與天然氣相關的消費很難被電力替代。

能源的多元化，客觀上對保障能源安全有好處。不同地區能源資源稟賦不同，比如在油田地區，清潔化利用伴生氣資源就是較好的選擇。多元化的資源供應，也有利于在一種資源遇到問題時及時進行切換。比如，歐洲就曾因俄羅斯的天然氣斷供而重啟一些煤電廠，來彌補天然氣發電的不足。

全球化

在能源界，“沒有哪個國家在能源問題上可以獨善其身”已經成為共識。國際能源貿易絕對量不斷增長的同時，比重也在大幅度提高。

1980 年，全球跨國石油貿易量為3.26億桶/天，占全球石油消費量的53%。到2018 年，全球跨國石油貿易量為7.14 億桶/天，占全球石油消費量的71.5%。

2000 年，全球天然氣貿易量為5287億立方米，占全球天然氣消費量的22%。2018 年，全球天然氣貿易量為9434 億立方米，占全球天然氣消費量的24.5%。

值得注意的是，LNG 占全球天然氣貿易量的比重由26.6%提高到了45.7%。

LNG 國際貿易的發展使得參與交易的主體數量快速增加，不再局限于數量有限的成熟買家。2018 年，擁有LNG 進口終端的國家和地區已從2000 年的9 個增至41 個，并有望在2023 年達到47 個。在LNG 供應方面，無論是賣方的數量還是LNG 貿易的商業模式，多樣性也在增加，交易條款也日益富有靈活性。LNG 短期和靈活性交易所占份額變得越來越大。

值得重視的是能源技術的全球化，尤其是新能源技術的快速發展，國際上不斷加速學習，從技術應用到商業模式創新，都展現出了更加活躍的景象。據中國光伏行業協會的數據，2018 年全國光伏組件產量達到8570 萬千瓦，同比增長14.3%；2019 年超過9000 萬千瓦，其中差不多一半出口到國際市場，供應了全球70%的光伏組件。

美國著名學者杰里米·里夫金在其著作《第三次工業革命》一書中，首先提出了能源互聯網的愿景，引發了國內外的廣泛關注。2015 年9 月26 日，國家主席習近平在聯合國發展峰會上發表重要講話，倡議探討構建全球能源互聯網，推動以清潔和綠色的方式滿足全球電力需求。這是對傳統能源發展觀的歷史超越和重大創新。

在能源政策和全球能源治理方面，相關國家聯系日益密切，能源生產和消費國的對話十分頻繁，相關的政策協調也在加強。一個典型的例子是在我國推進天然氣市場化改革進程中，國際能源署聯合相關成員國分享政策實踐，提供了有力的支持。

數字化

互聯網和數字技術深刻地改變了我們的生活，已經給很多領域帶來了巨大的變化，但對能源領域的改變還處于早期階段。

以智能電網、電動汽車、能源物聯網、移動儲能站、區塊鏈技術等為代表的能源轉型相關技術，并不依托于特定的一次能源，最主要特征是以數據為核心的智能化，有可能對能源產業乃至人類社會產生更為深遠的影響。能源的數字化已經引起各國政府和企業的重視，國際能源署2017 年能源部長會的主題報告就是“能源與數字化”。

能源行業是最早得益于數字化的行業。多年前電廠、油氣田就開始應用計算機等信息技術來提高自動化水平和管理水平，現在更提出了數字電廠、數字油田、數字煉廠等概念。數字化大大提高了勞動生產率，減少了人工的使用。當前所有主要的石油公司都在推動進一步的數字化，如借助遠程視頻監測，溫度、壓力等各式各樣的傳感器，無人值守的油田井場越來越多。

信息技術正在從更廣和更深的層次對能源體系進行重構。從生產端到消費端，數字化將系統地改變能源的整個產業鏈和生態體系，使整個產業鏈的每個環節都有機結合起來，從而極大地提高能源利用效率。華為、阿里巴巴、騰訊、谷歌、特斯拉等新興的技術公司紛紛在能源領域開展業務，通過大數據、人工智能等手段，提高整個系統的靈活性，更加智能和實時地發現能源需求，并及時地以最低的成本來提供能源服務，從而極大提高能效。這將會改變整個行業的產業鏈結構和商業模式。

值得重視的是，區塊鏈技術在能源領域已經開始了越來越多的應用。比如，以原油為代表的能源交易平臺建設、可再生電力的點對點交易、電動汽車充電、電網資產管理、綠證追蹤管理甚至虛擬能源貨幣，都已經嶄露頭角。這將會給能源領域帶來更深刻變化。

分散化

隨著可再生能源的大規模發展及出于提高能源效率的需要，近年來分布式能源發展迅速。

從學術角度，分布式能源的定義一直有不同的版本。按照國際能源署和國家能源局的研究，將分布式能源系統定義為：在靠近消費側對分布式能源資源進行智能組合，增加能源服務的可靠性和經濟性，并降低環境影響的能源系統。

分布式能源的具體形式，包括接入配電網或位于負荷中心附近的天然氣分布式能源、分布式可再生能源，以及分布式儲能、需求側響應和能效技術等。這些分布式能源的規模，可以從家庭單位到整個工業區。雖然規模總體上遠小于集中式，但由于數量眾多，越來越成為能源領域發展的一個重點。

分布式能源的一個突出優勢是就地利用和高能效。例如，天然氣分布式能源可以通過冷熱電聯產實現能源的梯級利用，能效可以達到80%以上（按照國家能源局發布的指導意見，天然氣分布式能源的能效要求是70%以上），遠高于普通電站項目。

新能源正在成為分布式能源發展的主力。因為可再生能源項目往往規模不大，適合分散發展。2018 年，中國新增光伏裝機4400 萬千瓦，累計光伏裝機1.74 億千瓦，位居全球第一。據中國光伏行業協會公布的數據，2018 年新增集中式光伏裝機2080萬千瓦，分布式光伏裝機2320萬千瓦，分布式占比為52.7%；2019 年繼續維持了分布式光伏裝機超過集中式光伏裝機的勢頭，且小規模的用戶中分布式光伏裝機將近一半。

●登高看遠，可再生能源未來已來。 供圖/視覺中國

能源領域正在涌現出越來越多的生產型消費者（產消者），屋頂光伏、家庭儲能、小型冷熱電聯供等蓬勃發展。這些既是能源消費者又是能源生產者的新業態，給能源體系高質量發展帶來了新的動力和挑戰。

應對之策

總體來看，能源低碳化、多元化、全球化、數字化、分散化轉型發展的特征，對我國能源安全是有利的。

例如，在能源多元化的進程中，通過大力發展包括核能、水能、太陽能、風能在內的清潔能源和可再生能源，可以大大降低對油氣進口的依賴，從而降低油氣供應的安全風險。在能源分散化的進程中，可以建立多個局部的能源供需平衡，從而大大降低由于集中供能帶來的突發事故風險。當然，“五化”的進程是緩慢的，當前必須高度重視能源安全問題。

大型國際化石油公司面對以低碳化、多元化、全球化、數字化、分散化為特征的能源大轉型趨勢，大都做出了自己的戰略選擇——從石油向天然氣轉變，從常規油氣向頁巖油氣轉變，從油氣公司向能源公司轉變，從化石能源向可再生能源轉變，從能源業務向非能源業務轉變。這五種轉變不一定同時發生在一個石油公司里。不同性質和不同規模的石油公司應采取不一樣的戰略選擇。

總之，能源像糧食和水一樣，是人類生存的必需品。能源是現代工業的命脈，是當前百年變局中的重要支撐點。把握能源轉型特點，遵循變化規律，正確做出相應的戰略選擇，對于保障國家能源安全與能源公司基業長青都有著重要的意義。