中國風電材料設備網:從薪柴時代,到煤炭時代,再到油氣時代,世界能源的發展一直遵循著能源發展自身的規律。而當今時代,能源問題從未與經濟和人類社會發展如此緊密地聯系,能源自身的發展規律往往與人類對美好能源供應的向往并不一致??v觀近年來能源發展歷程,我們看到了三組看似矛盾的能源發展趨勢。
第一組趨勢:新能源發電快速發展VS化石能源發電比重上升
2013年,全球能源消費總量約180億噸標準煤,其中化石能源(煤炭、石油、天然氣)占86.7%,非化石能源占13.3%。在非化石能源中,水電、核電分別占6.7%、4.4%,而我們常說的新能源僅占2.2%。在人們一般概念里,這些年各國都在強調低碳發展,大力發展新能源,世界能源結構應該會發生比較明顯的變化。而分析2000-2013年世界能源消費構成發現,盡管石油比重大幅下降,但煤炭比重顯著上升,化石能源比重僅下降了0.1個百分點,新能源絕對比例僅為2.2%,從1990年以來新能源比重僅提高了1.8個百分點。
而在電力行業,這種悖論似乎更為明顯。自2000年以來,世界風電等新能源發電量比重上升了3.4個百分點,但同期世界火電發電量比重不僅沒有下降,反而上升了約5.3個百分點,主要原因是核電、水電發電量比重分別下降了5.9和2.8個百分點。總而言之,風電等新能源發電量比重上升幅度遠不及火電。正如加拿大名譽退休教授凡茨拉夫.斯米爾(Vaclav Smil)所說,人類不僅沒有逐漸擺脫化石能源,反而越來越“走近”化石能源。
第二組趨勢:能源密度由低到高VS 由高到低
從人類能源發展一般規律看,從低密度能源向高密度能源轉型是大趨勢。煤炭能源密度高于薪柴,因而煤炭取代薪柴;石油能源密度高于煤炭,因而取代煤炭;液化天然氣能量密度要比石油高,因此也越來越受到重視。當然,核燃料的能量密度就更高了。與這一趨勢相對應,人類能源也是從高碳向低碳方向發展。薪柴的分子結構大概是1個氫10個碳,煤炭是1個氫2個碳,石油是2個氫1個碳,核能和水電幾乎是零碳。能源密度和碳含量趨勢不謀而合(參見:陳衛東《誰是下一個“能源皇帝”》)。
然而這只是故事的一半,另一半則顯現出相反的趨勢,那就是風能、太陽能等低密度能源也越來越收到重視和發展,也就是我們常說的新一輪能源變革。以往的能源變革都是高密度能源取代低密度能源,而此輪能源變革則是低密度能源取代高密度能源,主要原因是這一次能源變革是有外在的壓力帶來變革,是因為環保問題、氣候變化問題,是因為我們對能源安全各個方面的擔憂,要求能源行業進行變革(參見:蔣莉萍在國際能源署“世界能源投資展望”專題報告中國發布會上的發言)。如果儲能(電)技術得到突破,風能等低密度能源轉化為電能儲存后,同樣也是高密度能源,這樣也就與能源密度由低到高趨勢不矛盾了。
第三組趨勢:能源與經濟增長的掛鉤VS脫鉤
能源與經濟增長的關系問題,國際學術界有兩種不同的觀點。一種認為經濟增長與能源供應有著固定的聯系,能源供給與經濟增長存在正相關性,可以稱之為“掛鉤”(Bundling)。另一種觀點則認為,可通過采用節能技術和調整經濟結構等手段控制對能源的需求,經濟增長并不一定需要能源供給的同步增長,因此能源供給與經濟增長不一定存在相關性,可以稱之為“脫鉤”(Unbundling)。
在能源專業領域,我們通常用能源消費彈性系數(能源消費年均增長率與國內生產總值年均增長率的比值)和能源強度(單位產值能耗)這兩個指標來衡量能源與經濟的關系。首先,我們來說說“掛鉤”。從全球經濟發展現實來看,經濟的增長始終伴隨著能源消費的增長。以近些年為例,1990-2011年世界GDP增長了73.5%,伴隨的能源消費總量增加了49.3%,也就是說我們以49.3%的能源消費增長支撐了73.5%的經濟增長,能源消費彈性系數為0.72。同期,中國以213.3%的能源消費增長支撐了698.0%的經濟增長,能源消費彈性系數為0.54。能源與經濟的掛鉤關系可見一斑。而所謂能源與經濟“脫鉤”,并不是說經濟增長不需要依靠能源消費增長,而是弱化二者關系,通俗講,就是隨著能源利用效率的提高,以及產業結構的不斷優化(主要是高附加值第三產業的發展),人們能夠以更少的能源消費支撐更多的經濟增長,反映在具體指標上就是能源消費彈性系數越來越低。實際數據也支撐了這一觀點(見表3)。
能源與經濟脫鉤的現象在丹麥等一些少數后工業化國家表現得尤為突出。1990-2011年,丹麥GDP增長了38.8%,而同期能源消費總量僅增長了3.7%,能源消費彈性系數僅為0.11,1973-1990年、2000-2011年兩個時間段內能源消費彈性系數甚至為負值,表明經濟增長了,能源消費總量卻下去了。當然,丹麥能源消費與經濟增長一定程度的“脫鉤”是有條件的,最重要原因就在于其產業結構特點。服務業增加值占丹麥GDP的比重從1973年的67.2%增長到2011年的75.5%,而工業比重卻從31.7%降到22.8%。從1973年到2011年,服務業對國內生產總值的貢獻率為84.4%,而工業僅為13.3%。在丹麥經濟增長最快的1980-2000年,服務業對經濟增長貢獻率超過70%(數據來自國網能源研究院孔維政測算結果)。
從中國現實看,能源與經濟“掛鉤”多于“脫鉤”。我們的工業比重仍然較高,其中的高耗能產業比重較大,三產比重2013年剛剛超過二產比重,高附加值第三產業比重還不高,轉變“高能耗、高增長”模式還需要一個過程。我國提出控制能源消費總量,同時還要保持適度的經濟增長,這實質上就是要求能源與經濟實現“脫鉤”。如此,一方面必須持續推進經濟發展“轉方式、調結構”,另一方面要始終把提高能源效率作為抓手。