世界能源轉型及對我國的啟示論文
18世紀以來，以蒸汽機、內燃機以及電氣裝置為代表的能源科技創新，先後引領了第一、二次工業革命，促進了生產力的大發展，使人類社會從農耕文明邁向現代工業文明。當前，世界新一輪能源變革正在孕育，不僅將引發能源體系的巨大變革，而且有望引領全球經濟恢復繁榮發展，並深刻影響和改變世界政治、經濟格局。
一、世界能源發展趨勢
發達國家能源消費增長緩慢甚至負增長。世界主要發達國家已完成工業化和城鎮化，產業結構以服務業為主，經濟發展進入相對緩慢階段。2000年～2012年，OECD（經合組織）國家GDP年均增速僅為1.5%，但其能源消費總量變化無幾，2000年與2012年的能源消費總量均保持在52.5億噸標油。其中，2007年約54.9億噸標油。國際能源署（IEA）預測，未來，隨著OECD國家經濟恢復增長，能源消費總量還將略有反彈，但不會超過2007年消費水平，2020年～2040年，OECD國家能源需求總量基本保持在54億噸標油，甚至略有下降，將實現經濟社會發展與能源消費增長的脫鉤。就歐盟能源消費狀況看，在積極應對氣候變化和大力發展低碳經濟的形勢下，歐盟經濟社會發展已與能源消費增長明顯脫鉤。2012年，歐盟能源消費總量已較2000年有所下降，僅與1990年相當，約為16.5億噸標油。未來，歐盟經濟將恢復到年均增長2%左右的水平，但能源消費總量則呈逐步下降態勢，到2040年將降至15億噸標油。本世紀以來，美國能源消費總量也基本穩定於23億噸標油水平，2007年以來受國際金融危機影響有顯著下降。近年來，美國經濟恢復較快增長，而且非常規油氣大發展使能源價格大幅走低，但能源需求總量變化不大。預測2020年前後，美國能源需求將恢復至22.5億噸標油，而2030年～2040年將降至22億噸標油以下。美國經濟社會發展與能源消費增長正相關性趨弱。具體到能源品種看，世界主要發達國經濟社會發展與能源消費增長脫鉤的主要物件是高碳化石能源，煤炭與石油均呈現負增長態勢，低碳化石能源（天然氣）和非化石能源依然呈增長態勢。這意味著，伴隨著新一輪能源科技變革，世界主要發達國家將以高階的能源、更高效的用能方式支撐經濟發展。
2.世界能源正加快向低碳化、無碳化轉型。近一個多世紀以來，世界能源結構已實現從煤炭為主向油氣為主的轉變。在應對氣候變化的大背景下，世界能源結構正加速向低碳化、無碳化方向演變。目前，全球一次能源結構中，非化石能源利用規模已達30億噸油當量，佔世界能源需求總量比重接近20%。未來，新能源和可再生能源開發速度還將進一步加快，利用規模將不斷增大。日本福島危機後，全球核電的發展態勢並未出現根本性逆轉，儘管歐洲3國有“逐步放棄核電”的政治表態，但美國、俄羅斯、中東以及許多亞洲國家並沒有放棄核電。IEA預測，到2040年，世界核電發電量將達到4.6萬億千瓦時，較2012年增長88.7%。隨著技術的不斷進步，可再生能源開發利用的成本還會下降，可再生能源將持續快速增長。2012年～2040年，可再生能源裝機將新增容量37.3億千瓦，佔世界新增電力裝機總量的48%；到2040年，世界可再生能源發電量將達13.2萬億千瓦時，較2012年增長近2倍。2040年，全球非化石能源發電量佔發電總量比重將上升至45%；全球非化石能源消費總量將超過46億噸油當量，與石油消費總量基本相當，高於煤炭的消費總量。屆時，在全球一次能源消費結構中，非化石能源比重將提高到26%，比煤炭高出2個百分點。此外，歐盟已確定了能源低碳化的社會目標。德國等已開始改變原有以大規模集中發電為中心的電力排程模式，轉而向更為分佈的電力管理模式發展。德國提出，到2050年可再生能源佔終端能源消費比重60%，可再生能源發電量佔總發電量的80%。
3.分散式能源發展將深刻改變生產供應方式。分散式能源指將能源系統以小規模、小容量、模組化、分散式的方式，佈置在使用者端，雙向傳輸冷熱電能的能源供應方式。分散式能源不僅具有利用高效、運輸損耗小、執行靈活、系統經濟性好等優點，而且可透過分散式生產、大電網統籌的方式，促進可再生能源規模化發展，已成為全球電力行業和能源產業的重要發展方向。據統計，近年來，世界新增發電裝機容量的25%～30%為分散式電源，美國、丹麥、英國等發達國家對於分散式能源的支援政策十分明確。未來，分散式光伏發電將成為分散式能源的發展重點，一場屋頂太陽能光伏發電系統革命將會到來。IEA預計，屋頂太陽能光伏裝機規模將由2013年的不到0.9億千瓦增至2040年的.5億千瓦，增長近5倍。在發達國家光照充足、零售電價較高的地區，家庭和企業將優先安裝屋頂光伏發電系統，歐盟、美國和日本的屋頂太陽能光伏發電都將快速發展。對於發展中國家，儘管屋頂太陽能光伏發電的投資較高，但受日益增長的電力需求和充足太陽能光照資源的驅動，在中國、印度等發展中國家也將得到廣泛應用。可以預見，分散式能源系統將改變原有生產消費產業格局，構建全新的能源供應體系，從而不僅節約大量建設輸電網的資金和時間，而且能讓能源使用者成為能源生產和供應商，帶來能源生產和供應方式的根本性改變，乃至社會利益格局以及人類生產生活方式的巨大變革。
4.智慧能源體系建設步伐日益加快。本世紀以來，一場以能源與資訊科技深度融合為特徵的能源科技革命正在孕育，由此推動了以智慧電網為核心的智慧能源體系建設步伐。美國電力科學研究院早在2001年就提出了智慧電網的概念並開始研究。美國陸續出臺了一系列支援政策。截至2011年，已有約13個智慧電網專案成功執行。在智慧電網逐漸成熟的過程中，美國能源部提出建立“21世紀的能源網路”，並啟動智慧能源建築計劃，加快構建智慧能源體系。為提高供電可靠性和電能質量，以及促進可再生能源和清潔能源大發展，2004年，歐盟提出搭建“未來電網”的歐洲技術平臺，並特別提出要推動歐洲智慧電網建設，並於2005年實施“超級智慧電網”計劃。2013年，基於歐洲資訊化程序，歐盟議會宣佈實施第二個“智慧能源-歐洲”計劃，主旨是建立基於資訊和通訊技術實現自我調控的高效能源系統。2010年，日本正式進軍智慧能源領域，首次在“新一代能源和社會體系示範計劃”提出構建智慧電網體系，並開展了“智慧城市共同體”和“智慧能源網”兩大示範專案。目前，主要發達國家已在智慧計量、智慧電網平臺、電網監控和管理、需求側管理、可再生能源接入、大規模儲能、智慧能源建築、充電式混合動力車或純電動汽車等領域取得長足進展。未來，融合資訊網路技術、以“全球電網”為核心的智慧能源體系將加快形成。
5.終端用能電氣化水平將顯著提升。電氣化水平是一個國家經濟發展和全社會基本公共服務水平高低的重要標誌。發達國家發展歷程表明，人均用電量隨經濟發展水平提高而提高。隨著人均GDP的增加，用電需求不斷增加，即使能源消費出現下降，電力消費仍在增加。在人均GDP達到3萬美元(2005年不變價)前，隨著各國經濟的發展，人均用電量呈持續增長態勢；達到3萬美元以後，人均電耗開始逐步趨穩定，但仍持續增長。目前，多數發達國家終端用能電氣化水平普遍在20%以上。未來，隨著能源新技術革命的深入推進，可再生能源將得到大規模發展，電動汽車等新型交通工具將佔據更為重要的地位，世界終端用能電氣化程度將進一步提高。不少發達國家提出了持續提高終端用能電氣化水平的目標，美國和日本到2030年將分別達到25.4%和30.2%，歐盟《2050能源路線圖》更是提出到2050年將終端用能電氣化水平提高到36%～39%。IEA預測，在“新政策情景”下，2010年～2035年，世界電力消費增速將達1.7%～2.6%，是終端能源消費增速（0.7%～1.5%）的2倍，終端用能電氣化水平將顯著提升。
6.能源開發利用逐步向低執行成本轉變。隨著可再生能源的規模化發展，以及化石能源佔比的相對下降，世界能源系統將由低投入、高執行成本的化石能源系統向高投入、低執行成本的可再生能源系統逐步轉變。以各種能源品種發電為例，儘管可再生能源初始投資高，但其不需要燃料，執行成本遠低於煤電、氣電等化石能源，單位裝機規模的可再生能源發電綜合成本將與化石能源基本持平。據歐盟2050年路線圖測算，2011年～2050年，在既有政策、高能效水平、低核電、高比例可再生能源等不同情況下，能源系統總成本基本一致。同時，可再生能源高比例發展還會帶來超低汙染物和碳排放等額外外部性收益。因此，可以預見，未來可再生能源的競爭優勢將進一步提升。
二、對我國能源轉型發展的啟示
當前，我國應順應世界能源新一輪變革趨勢，儘快擺脫以煤為主的能源消費，加快能源轉型發展。
儘快使經濟增長與高碳能源消費增長脫鉤。順應世界變革趨勢，充分考慮我國區域大氣汙染防治和積極應對全球氣候變化的要求，一是嚴格控制煤炭消費總量，力爭在2020年前使其達到峰值並逐步削減。其中，重點削減排汙量大的終端分散利用量，推動煤炭使用更多向電力部門集中。二是逐步強化石油消費總量控制力度，力爭在2030年前使其達到峰值並逐步削減，從而使經濟增長擺脫對高碳能源的依賴。
2.以高比例為目標加大非化石能源開發力度。一方面，應堅持不斷降低可再生能源裝機成本，增強消納能力，促進水電資源應發盡發，推動風電、太陽能發電等可再生能源大規模發展。另一方面，堅持安全高效發展核電，大幅提高核電裝機容量，全面提升核電裝備製造水平和國際競爭力。力爭到2030年，非化石能源消費佔比超過20%，逐步實現由以煤為主能源時代到非化石能源時代的直接跨越。
3.加快分散式能源發展。在城鎮、農村及邊遠地區，在公共設施、公用建築物、居民住宅等領域，積極發展以太陽能、風能等可再生能源和天然氣冷熱電聯供為主體的分散式能源網路，力爭到2030年使建築光伏一體化比重達到50%。突破分散式發電、儲能、智慧微網、孤島執行等關鍵技術，消除傳統能源行業分割和壁壘，實現分散式電源及時有效接入。以分散式能源大發展，變革能源生產方式和產業組織模式，推動能源產消一體化，有效改變產需嚴重分離的格局。
4.積極構建智慧能源體系。充分借鑑美國、歐盟等先進經驗，大力建設智慧電網，構建安全高效的遠距離輸電網和可靠靈活的配電網，既實現各種清潔能源的充分接入和高效利用，又引導使用者參與需求響應和削峰填谷，實現能源供需互動融合。依託現代資訊科技和網際網路技術，以智慧電網為核心，推進煤、電、油、氣、熱等多網資訊融合和共享，實現多能互補、便捷轉換和梯級利用。適應新型城鎮化建設要求，大力推廣以微電網、分散式能源、大規模儲能、電動汽車、智慧家居為特徵的智慧樓宇、智慧小區、智慧園區，構建智慧城市能源綜合體系。
5.大幅提升終端用能電氣化水平。以交通領域為重點，積極推動“以電代油”。一是大力發展高速鐵路、城市軌道交通，推動內燃機車及鐵路電氣化改造。二是透過加快充電基礎設施建設，儘快實現電動汽車規模化發展，到2030年使電動汽車銷量佔有較高市場份額。在工業領域，積極推動鋼鐵、建材、輕工業等重點領域煤炭和油品消費由電能替代。推廣新型家用電器和智慧家居，進一步提高居民生活電氣化比重。在農業領域，大力推動電動機代替柴油機和農用排灌機械，廣泛發展分散式電力。力爭到2030年將終端用能電氣化水平提高到30%以上。
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