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第四章 “十四五”时期煤电油气保障供应面临的形势 第一节 我国能源供需趋势 第二节 煤电油气保障供应面临的新变化 第三节 煤电油气保障供应面

第四章 “十四五”时期煤电油气保障供应面临的形势

当前及今后一个时期,全球能源领域面临重大变化,能源需求增速放缓且重心向亚太转移,油气供应多极化且美国等非欧佩克国家将引领全球供应增长,能源科技的清洁化、智能化发展方向将更为清晰,能源结构的低碳化、电力化发展趋势将更为明显。“十四五”时期是我国在全面建成小康社会基础上开启全面建设社会主义现代化国家新征程,向第二个百年奋斗目标进军的重要时期,随着我国不断深化市场化改革,持续扩大高水平开放,中国经济将进一步融入世界经济。在国际能源变革的大背景下,我国煤电油气保供工作机遇与挑战并存。

一、煤电油气供需总体形势分析

(一)能源需求持续增长,增速有所放缓

“十四五”时期,随着经济持续稳定增长和人民生活水平不断提升,能源需求将持续增长。我国人均能源消耗量虽已超过世界平均水平,但仍不足发达国家平均水平的60%,只有美国人均水平的1/3左右。“十四五”时期,在全面建成小康社会的基础上,我国对现代优质能源服务的需求将持续上升,建筑、交通、居民生活等用能需求将持续刚性增长。同时,我国城乡区域发展差距较大,许多地区工业化发展还有较大空间,工业用能需求也将有所增长。

另一方面,我国经济已由高速增长阶段转向高质量发展阶段,产业结构持续优化,能源利用效率不断提升,能源需求将步入中速增长阶段。同时,伴随我国城镇化进程放缓,房地产、汽车消费等步入稳定发展阶段,加之建筑、交通等领域能源利用效率持续提升,对能源需求的拉动作用将有所降低。此外,新冠肺炎疫情全球蔓延和国际贸易投资萎缩等因素,也将对能源需求增长带来负向影响。

(二)能源供应总体有保障

我国国内能源供应保障能力较强,利用国际市场油气资源条件较好,“十四五”时期能源供应总体有保障。我国已经建成全球最大的能源供应体系,多个能源品种产量产能位居世界第一,能源整体自给率接近80%。伴随非化石能源快速发展,特别是光伏、风电等逐步实现平价上网,以及开发利用技术不断突破,成本下降,国内清洁能源供应能力持续增长。同时,在发达国家石油消费普遍饱和情况下,国际油气供应将继续维持宽松态势,加之我国海外权益油气产量不断增长,油气进口渠道和基础设施不断完善,具有增加优质能源进口的有利条件。

(三)结构优化问题更加迫切

随着能源供需矛盾基本解决,能源结构优化问题更加迫切。“十四五”时期,非化石能源将快速增长,在存量、增量中与化石能源的竞争更加激烈。同时,生态环境对能源发展的约束不断加强,环境污染治理重点地区普遍面临加快优化能源结构、降低煤炭消费比重的巨大压力。在一些可再生能源发展较快地区,由于本地消纳空间有限、外送能力不足,局部地区可能出现清洁能源供应过剩状况。

二、重要能源品种供需形势

(一)煤炭

煤炭占能源消费总量的比重将会下降。从需求侧看,电力行业中非化石电力已成为供应增量主体,电煤消费增长速度持续放缓。钢铁、建材等行业需求逐渐趋于饱和,加之电炉钢等比重提升,煤炭需求呈稳中有降态势。焦炭、合成氨等传统煤化工行业煤炭需求基本饱和,煤制烯烃、煤制油气等现代煤化工短期内将有所发展,但受市场需求、生态环境和水资源、经济性等制约,大幅增长空间有限。居民生活领域伴随清洁取暖持续推进,煤炭需求将逐步降低。总的看,煤炭需求继续增长,但增幅放缓,且占能源消费总量的比重将下降。随着供给侧结构性改革成果的巩固,煤炭供应保障能力不断增强,能满足煤炭消费增长的需要。

(二)油气

石油和天然气需求持续增长。石油需求方面,伴随汽车销售量增速放缓、新能源汽车加快普及,成品油需求进入小幅稳定增长阶段,新增交通石油需求主要来自航空航运、公路货运等领域;化工用油快速增长,伴随乙烯、PX等产能加快建设,用作化工原料的石油需求持续较快增长。天然气需求方面,伴随清洁取暖等工作深入推进,以及天然气基础设施不断完善,我国天然气需求持续快速增长,增量主要来自发电、工业、居民生活领域。油气供应方面,我国国内油气勘探开发力度加大,进口来源更加多元化。

(三)电力

电力需求持续较快增长,但增速有所放缓,供应结构加快优化,非化石电力比重持续提升。需求方面,伴随先进制造业和服务业加快发展,数据中心、电动汽车、机器人等用电新需求不断涌现,清洁取暖、船舶岸电等电能替代加快推进,我国电气化水平将持续提升,但电力消费增速相比快速工业化阶段有所放缓。供应方面,“十四五”时期,陆上风电、光伏发电陆续实现平价上网,将成为满足新增电力需求的主力电源。分布式可再生能源凭借靠近电力负荷中心以及价格优势,在东中部地区发展规模将大幅增长。常规水电、核电等装机规模稳步增长,仍是实现我国非化石能源发展目标的重要支撑。煤电装机由于平均利用小时数不高,整体增长空间有限,布局加快调整,在继续发挥电力系统安全可靠主力电源作用的同时,对促进新能源消纳、加强电力系统调峰的作用将得到进一步发挥。

三、影响煤电油气保障供应的主要因素

(一)经济因素

经济性是影响能源供应保障和结构优化的主要因素。“十四五”时期,我国能源需求增长速度放缓,但能源生产成本面临一定上涨压力。我国石油产量2016—2018年连续三年下降,未来国内油气勘探开发主要向“深海、深层、非常规”的资源区发展,原油中的稠油、低丰度原油、页岩油等占比提升,天然气的新增产量主要来自超深层、低渗致密、高含硫、火山岩、页岩等复杂气藏,品位相对较低,勘探开发难度和成本将明显加大。

我国剩余待开发的水电资源集中在西南地区,开发难度大、移民成本高。三代核电技术增加的安全保护措施投资较大,加之尚未实现规模化建设,成本难以下降。风电、太阳能发电等虽然发电成本快速下降,但对储能、调峰、电网建设等投资需求增长,综合能源成本大幅降低还需要较长时间。

(二)环境因素

改善区域环境质量、应对气候变化成为能源发展重要约束。近年来,我国环境治理取得前所未有的成效,但环境质量整体改善拐点尚未到来。在打赢蓝天保卫战背景下,随着我国现行污染物排放标准达到国际先进水平,末端治理的减排空间不断收窄、减排成本持续上升,需要从源头上显著优化能源消费结构,重点是减量替代化石能源消费。

目前,我国已有10个省(区、市)、多个城市制定了煤炭消费减量目标,个别城市对传统燃油汽车购买和使用出台限制政策。随着人民群众对环境质量改善要求不断提高,从源头上减量替代化石能源的压力更大。同时,在黄河流域生态保护和高质量发展背景下,也要求在开发沿线能源资源过程中,进一步提升能源绿色开采和水资源节约集约利用水平。此外,我国已对外作出应对气候变化国家自主贡献目标,下一步还将制定发布2050年低碳发展战略,积极应对气候变化对长期能源转型将提出更高要求。

(三)安全因素

我国能源供应国内自给程度较高,能源国际合作持续推进,能源安全整体保障较强,但在新的国内外环境下,面临的安全风险不容忽视。全球能源资源版图和格局出现深刻变化,对油气市场和国际能源合作带来一定影响。在美国实现“能源独立”和谋求“能源主导权”背景下,美国战略腾挪能力及对全球能源市场的影响力将进一步增强,全球能源地缘政治博弈面临更多不确定性。在新冠肺炎疫情冲击和全球经济衰退背景下,孤立主义、贸易保护主义等有所抬头,对能源领域贸易和投资合作带来一定冲击,极端条件下的能源安全保障能力需要进一步增强。

同时,随着电网、油气管网等规模不断扩大,大规模、远距离优化能源资源配置的需求快速增长,加之我国自然灾害多发频发,保障能源运行安全的压力加大。此外,伴随信息技术与电力系统、能源系统加速融合,保障能源系统网络安全、信息安全的形势更加严峻。

一、世界政治经济发展环境变化

“十四五”时期是我国全面建设现代化国家新征程的开局起步期,是世界百年未有之大变局的深度演变期,准确研判“十四五”时期国际政治经济地缘新特征新变化新趋势,对于维护延长我国重要战略机遇期、推动实现我国经济社会高质量发展,以及增强提升国际影响力、感召力、塑造力都具有重大现实意义。

国际格局和政治力量对比加速演变,我国面临大国战略竞争的严峻考验。随着各国特别是大国之间力量对比的不断变化,世界经济发展的不确定性也在逐步加大。在“利益优先”价值观支配下,全球地缘政治格局空前复杂。

国际产业发展和分工格局出现重大变革,美国大力实施“再工业化”战略,对外挑起贸易摩擦提高其他国家的成本,推动汽车、电子信息等制造业回流。低收入国家凭借成本优势,加速吸引劳动密集型产业转移。重塑我国实体经济竞争优势成为十分紧迫的任务。

全球能源资源版图发生重大变化,我国获取外部能源资源压力空前加大。“能源独立”是特朗普政府追求的重要战略目标。近年来,美国页岩油气开发取得重大进展,2017年成为天然气净出口国,2018年成为原油和成品油净出口国。国际能源供需格局将逐渐从以沙特为首的欧佩克、以俄罗斯为代表的非欧佩克,以及以美国为代表的消费方构成的三角关系,向更为复杂的四角关系嬗变。美国逐步摆脱对中东的石油依赖和政策掣肘,中东地缘政治经济风险明显上升,对我国能源安全带来更大挑战。

二、经济增速变化

2019年,我国人均国民收入超过10 000美元,进入中等收入偏上国家的行列,已经接近高收入国家的门槛。国际经验表明,当一个国家或地区达到这一发展阶段时,需求结构、产业结构、要素结构都会发生重大变化,出现经济增速“换挡”现象。目前,支撑我国经济增长的因素和条件也在发生深刻变化,主要体现在储蓄率回落、劳动力数量减少、劳动力转移效应和对外开放外溢效应降低、资源环境约束、产业结构向服务业演进等方面。

我国经济发展仍有巨大潜力、巨大余地和巨大韧性。经过改革开放以来四十多年的发展,我国物质技术基础日益增强,产业体系完整,国民储蓄率虽然出现回落,但仍显著高于世界上大多数国家水平,人力资本和科技创新对经济增长的贡献逐步提高,具有资金、劳动、科技等生产要素组合的综合优势。

我国是一个城乡之间和区域经济之间差异、差距都比较大的发展中大国,在推进城乡发展一体化和东中西部区域经济协同发展的过程中,通过引导生产要素合理流动,就会使得城市和沿海地区有可能失去比较优势的产业在农村和内地获得新的优势,进而使得一些产业、产品的生命周期有所延长,这种跨区域的产业梯度转移和推进效应就会产生新的生产力,保障我国经济有巨大的回旋余地。

改革开放以来,我们坚持社会主义市场经济的改革方向,充分发挥市场配置资源的作用,经济体制活力显著增强。不断健全宏观调控体系,既应对过经济过热和通货膨胀,也应对过有效需求不足、产能过剩和通货紧缩,经历过亚洲金融危机和国际金融危机的冲击,我国宏观调控能力和应对复杂局面的能力明显提高。我国发展仍处于并将长期处于重要战略机遇期,抓住并利用好这一战略机遇,就能成功实现经济转向高质量发展的目标。

突如其来的新冠肺炎疫情对我国经济运行有较大影响,但影响总体可控,没有也不会改变我国经济长期向好、稳中向好的基本面和发展趋势。综合考虑影响我国经济增长的各种短期因素、长期因素及其变化规律,预计“十四五”时期我国潜在经济增长率比“十三五”时期将有一定幅度下降。

三、能源供需结构变化

受益于相应技术进步和可持续发展的考虑,全球能源结构加快转型,低碳化和电力化将是当前及今后较长一段时期内的主要发展方向。先进制造业、现代服务业等中高端产业、中高端消费将成为能源需求新增长点;电气化持续推进,电能消费占比不断提高,电能替代将继续向建筑、交通、工商业等部门深入推进,电能在终端能源消费中的比重将从2019年的26%左右稳步提高到2025年的30%以上;“十四五”时期我国将基本完成工业化,随后高耗能产品的产能、产量都将呈下降趋势,工业领域的能耗增长空间将会部分被建筑和交通等消费领域的能耗增长所填补。

能源供应结构方面,新增用能需求将主要通过风电、太阳能发电以及天然气来实现;煤炭发展空间将受到严格限制;受资源约束等影响,水电、核电进一步发展空间相对有限。风电、太阳能发电将由主要依靠基地式大发展的路径,重点转向户用分布式发展,形成大规模集中利用与分布式生产、就地消纳有机结合,分布式与集中利用“两条腿”走路的格局。天然气作为推动能源低碳转型的重要过渡能源,在居民生活、发电、交通运输等各个领域的利用规模将进一步扩大。煤炭一方面将面临越来越严格的控制消费总量、降低消费比重、清洁高效利用的要求;另一方面,“压舱石”的战略定位将进一步明确,需要发挥在极端情况下弥补油气供应缺口的战略兜底作用和对新能源发展的战略支撑作用。核电将按照安全高效、沿海和内陆并重方针,加快建设。水电将在满足生态环保要求、建立合理的水电价格形成机制基础上,实现应开发尽开发。

四、能源生产消费布局变化

煤炭生产向晋陕蒙新高度集中。我国煤炭资源呈现“北富南贫、西多东少”的分布特点,山西、陕西、内蒙古、新疆为主要产煤区,消费地主要集中在东部和南部地区,这决定了我国北煤南运的格局。近年来,随着南方小煤矿加快退出,煤炭生产进一步向晋陕蒙新地区集中,目前四省区产量已占全国的75%以上,供需逆向分布的特征更为明显,这对我国煤炭运输和储备提出新的要求。一方面,煤炭主产地到消费地的运输能力要增强。如晋陕蒙新四省区新增煤炭产量主要通过铁路、公路、水路等方式输往煤炭净调入省份。另一方面,煤炭净调入省份也要加大煤炭储备能力,扩大煤炭消费地、铁路交通枢纽、主要中转港口等多元煤炭储备能力,以应对极端天气或突发事件对地区煤炭供应的影响。因此,在煤炭生产向晋陕蒙新集中的趋势下,保障煤炭净调入省份的煤炭供应和煤炭输出省份的输出能力,将成为全国煤炭安全稳定供应新的重大课题。

随着经济增速变化、结构变化以及产业转移的推进,东部地区能源需求增速有望进一步放缓,中西部地区能源需求仍将保持较快增长。综合考虑能源生产消费布局变化,东部地区需要充分利用国内外天然气,发展核电、分布式可再生能源和海上风电,积极吸纳其他地区富余清洁能源,加快建设海上油气资源战略接续区,继续推进煤炭减量。中部地区需要大力发展分布式可再生能源,压缩煤炭生产规模,加快发展煤层气,建设区外能源输入通道及能源中转枢纽。西南地区需要建设云贵川及金沙江等水电基地,大力发展川渝天然气,积极发展生物质能源,加快煤炭产能关停退出。西北地区需要建设化石能源和可再生能源大型综合能源基地,保障全国能源平衡。东北地区需要加快淘汰煤炭落后产能,大力发展新能源和可再生能源,实现供需平衡,完善国外能源输入通道。与此同时,还要有效衔接能源开发地与输送网。实行能源优先就地平衡,尽量减少远距离大规模输送。结合全国能源生产供应布局,统筹多种能源输送方式,推进能源开发基地、加工转换基地与能源输送通道的同步规划、同步建设。加快能源输送网络转型,减少网络冗余,提高系统运行效率,推动能源输送网络运营调度升级提效。

一、公众对稳定性可靠性要求越来越高

随着我国经济长期持续稳定发展,居民生活水平不断提高,全社会能源生产消费规模不断扩大,我国已成为全球最大的能源消费国。在已基本解决能源供应“有没有”的情况下,公众对能源发展的要求,开始从“保量”转移到“保质”,即解决能源供应“好不好”的问题。

比如,消费者对能源供应稳定性、可靠性要求不断增强,对电、气等能源基础设施服务的连续保障预期不断提高,一旦出现供电、供气服务中断的情况,社会上就会有舆论炒作。虽然我国能源总体供给保障能力明显增强,但在当前能源消费快速增长的趋势下,电力、煤炭、燃气在部分区域及部分时段供应不足的风险一直存在。特别是近年来极端天气的出现越发频繁,水电比重大的西南等地区受来水影响能源供应矛盾一直很突出,极端高温、干旱或突发寒潮、洪水等导致各地用电、用气的峰谷差持续加大。

此外,我国天然气供应在气源、管道等突发性因素影响下,大规模减供、断供风险也非常突出,都可能削弱能源供应的稳定性和可靠性。但公众难以全面了解这些信息,相关应对措施的复杂性、艰巨性和难度等信息也难以充分传递到消费者,加大了公众建立保障能源供应合理预期的难度,也给能源运行管理工作带来了较大的挑战。

又如,能源价格也是公众十分敏感的话题。油价、气价、电价时常成为百姓的讨论热点,能源价格一旦出现波动,就会引发较多的社会舆论关注,公众焦虑感也会上升。一方面,这充分反映了能源在保障经济社会发展正常运转方面的基础性作用;另一方面,也反映了公众对能源这种特殊商品价格波动的预期较低,缺乏对能源虽然是特殊商品但终归是一种商品的合理认识。在未来能源市场化改革、还原能源商品属性的过程中,稳定能源价格预期不仅是一项重大任务,也是重大难点之一。

总之,消费者对能源供应保障稳定性可靠性不断提高的预期,是当前人民群众日益增长物质文化需要不断升级的一种客观反映,相应也大大提高了能源保障供应工作的难度。

二、运行调节面临两难或多难问题增多

随着我国经济步入高质量发展阶段,能源在经济社会发展中发挥的作用越来越多,提出的要求也越来越高。能源不仅要继续发挥保障经济社会持续运转的基础性作用,还要在生态文明建设中发挥支撑性作用,在保障民生、能源富民惠民上也要优先考虑。这意味着能源运行调节面临的要求不断增多、标准明显提高,但受到的约束却大大增强,可采取的保障手段也有所减少,能源运行常常面临两难甚至多难的局面。

比如,根据当前大气污染治理等环保要求,很多重点地区要削减煤炭消费,大量增加天然气和清洁低碳能源供应,增加天然气保供压力。为改变冬季高峰供气压力加大的被动情况,需要夏季加大力度注气存储,这导致迎峰度夏期间天然气发电能力受到限制,局部地区应对清洁能源发电波动性的系统调节能力就会削弱,电网运行安全也要经受考验。

又如,为稳定能源价格,需要增加低成本能源供应,但与煤炭行业去产能阶段性矛盾相互叠加,统筹协调做好煤炭去产能、保供应和稳价格的难度不断加大;与此同时,“气代煤”“电代煤”工作也按环保要求推进,但成本偏高、价格疏导困难,民生、环保和经济性等多方挑战交织在一起,客观上将长期存在,成为能源经济运行调节中的重大难题。

此外,随着能源多元化发展进程不断加快,不同能源品种间的关联性越来越强,电力需求快速增长,对电煤和天然气的需求大幅增加,煤炭、天然气供应的短缺都会互相传导,也能迅速影响到电力运行安全。这些过去虽然存在但矛盾并不突出的情况,在能源多轮驱动的新发展阶段,会更加频繁出现,都对能源安全运行调节提出了新的要求。

三、清洁能源比重进一步提升

加快清洁能源发展,改善能源供应结构,是习近平总书记能源安全新战略的重要组成部分。我国近年来加快清洁能源发展,已成为全球可再生能源利用规模最大的国家,水电、风电、太阳能发电等清洁能源新增发电容量和总发电规模连续多年保持世界第一。非化石能源发电也已成为我国新增电力装机的主力,在全部新增发电装机中的比重已连续7年超过一半。到2019年底,全国发电装机总量约20.1亿千瓦,包括非化石能源、燃气发电在内的全部清洁能源发电装机达9.2亿千瓦左右,比重高达46%,发电量比重也已超过30%,我国电力结构明显改善。特别是全国有11个省风电、太阳能发电在全部发电量中的比重已超过10%,其中甘肃的比重超过20%,青海甚至超过了25%。按照国家能源发展战略,未来还将继续扩大清洁能源开发利用规模,在能源消费增量中清洁能源对化石能源替代的范围还将扩大、速度还将加快,最终要实现清洁能源对存量化石能源的替代,建立高比例的清洁能源系统。

清洁能源比重不断提升,明显改善了我国能源供应结构,减少了污染物和温室气体排放。但风电、太阳能发电等天然具有波动性、随机性的特点,这类电源规模不断扩大对电力系统安全运行提出了更高要求。首先,为了适应电力系统的这种变化趋势,必须增加电力系统灵活性,除扩大抽蓄、气电等灵活机组建设外,还要对存量煤电机组的调节能力进行改造,增量煤电机组的技术特性及布局也要做出调整。其次,我国风能、太阳能及水能资源大多位于西北、华北和东北地区,远离中东部和沿海负荷中心,需要进行远距离、大规模的跨省电力资源输配,但特高压交直流电网远距离、大规模调配电力资源,加大了电网大面积停电风险,交直流混联电网规模不断扩大和新能源大规模接入,也增加了电网稳定运行的管控难度。此外,各地清洁能源比重持续提高的情况,往往与用电峰谷差逐步增大的趋势相叠加,对电力调度运行技术和管理方式都提出了全新要求。为适应清洁能源快速发展、优先满足并网消纳的需要,建立稳定性与灵活性兼顾的电力运行保障体系,不仅要求电源之间相互配合,还要求地区与地区之间、电源与负荷之间充分协调,实现系统内源网荷储等各种资源的统一调度安排。

四、需要更多用市场的办法解决问题

长期以来我国在能源领域施行的是以计划方式为主的管理模式。经过近年来的能源体制机制改革,能源市场化程度逐步提高。特别是从2015年开始,新一轮电力体制改革不断深入,油气领域体制改革进程也明显加快,目标是按照习近平总书记能源安全新战略的要求,还原能源商品属性,构建有效竞争的市场结构和市场体系,形成主要由市场决定能源价格的机制,转变政府对能源的监管方式,建立健全能源法治体系,加快建立现代能源市场体系。按照改革方向,我国不断放开竞争性领域市场准入,促进能源市场的供应主体日益多元;同时,推动建立煤炭、电力、油气等各类能源交易机构,加快放开发用电计划,提高能源产品的市场化交易比重;此外,将有序放开能源领域竞争性环节价格,严格自然垄断环节定价监管,加快推进能源价格市场化。

在能源市场化改革过程中,由于市场主体日益多元,市场竞争机制日益完善,能源运行管理中行政指令的调节手段在逐步减少,作用空间被逐步压缩,实施效果也有所弱化。随着市场交易机构的成立,竞争性环节的市场价格机制逐步完善,需要更多地通过价格、交易等市场化调节手段来实现调峰、应急和储备等目标。电力调度运行模式和手段也都要作出调整,更多用市场化的方式进行市场运行管理。

近几年,在新技术、新模式、新业态带动之下,能源发展的内外部环境已发生深刻变革。政治、经济、环境、技术等因素交织在一起,将能源问题上升至国际影响力、产业竞争力、人类可持续发展的高度。能源发展形势日趋复杂,给煤电油气保障供应带来新的挑战。

一、国际能源发展的新挑战

(一)能源版图重塑,资源优势此消彼长

传统化石能源方面,资源版图正由两极主导向大三角格局转变。受益于页岩油气的大规模开发,未来美国油气产量将进一步增加,全球石油供应格局向“美国-沙特-俄罗斯”大三角转变,同时美国在全球天然气供应格局中的地位逐步增强,将成为与俄罗斯比肩的主要天然气供应国。此外,油砂、盐下油、可燃冰等资源开发取得重大突破,正在形成新的化石能源供应能力。可再生能源方面,资源分布与传统化石能源形成区域互补,广义能源资源优势在加速重构。

当前,可再生能源已成为全球能源转型重要力量,而全球可再生能源资源分布和开发并不均衡,中国和欧盟国家虽然在传统化石能源方面不具备资源优势,但可再生能源资源相对丰富。相关国家和地区都制定了大力发展可再生能源的战略,立足可再生能源资源优势,调整能源结构,增加本国能源供应保障能力、提升能源安全水平。

(二)供需格局转变,发展中国家成消费主力

当今世界能源供需格局出现“百年未有之大变局”:发达国家经济增长动力趋缓,以中国和印度为代表的发展中国家加快崛起,成为全球经济和能源消费增长的主要驱动力。发达国家能源消费基本饱和,甚至出现明显下降趋势。2008—2016年,经合组织成员国GDP年均增速仅1.4%,能源消费年均降幅达0.5%,美国、英国、德国、法国、日本等主要发达国家能源消费都出现明显下降。发展中国家能源消费增速有所放缓,但仍显著高于发达国家水平。

根据BP公司统计,2000—2018年,全球能源消费增长近40亿吨标准煤,增量中的95%以上都来自发展中国家。发展中国家占全球能源消费总量的比重由2000年的44.4%提高到接近60%,同时期中国占全球能源消费总量的比重由11.3%提高到23%。以中国、印度为代表的发展中国家不仅成为全球能源需求增长的主要动力,在引领能源技术革命、改革国际能源治理中也发挥着越来越重要的作用。

(三)地缘政治复杂,大国博弈色彩强烈

当前,发达国家与发展中国家全方位竞争和博弈加剧,单边主义、保护主义明显抬头,对全球经济和能源稳定发展带来一些不确定性。民粹主义和经济民族主义兴起,既有国际秩序和多边贸易体制受到严重冲击,全球一体化发展进程明显放缓,并且已经波及能源领域科技、贸易和投资合作。在美国实现“能源独立”、推行“美国优先”和谋求“能源主导权”背景下,美国战略腾挪能力及对全球能源市场的影响力将进一步增强。

虽然在全球能源供需整体宽松和可再生能源加速发展背景下,石油等传统化石能源作为战略商品在国际竞争博弈中的作用有所下降,但由于中东、东亚、南美等热点地区或国家紧张局势尚未完全缓和,一些地缘政治矛盾和冲突仍在不断演化,能源市场面临的风险和不确定性因素明显增多。

二、环境容量约束压力加大

(一)化石能源开发和使用已造成严重环境污染,环境容量成为发展过程中的重大瓶颈约束

受资源、技术和经济条件影响,化石能源一直是世界能源消费结构中的主导性品种。在带领人类走向现代文明的过程中,化石能源消费的进一步增长面临能源资源禀赋、生态环境、能源安全和气候变化等多重约束。当前,能源开发对生态环境破坏严重,加工转化引起的环境污染问题突出。我国煤矿开采每年均新增大量采空区,散煤燃烧是造成环境污染的原因之一。石油勘探开发对开发区域地下水域造成破坏,下游石油重化工等危化污染物产品严重威胁土壤和水系安全。一些沿海地区遍布重化工项目,对当地的渔业资源和生态环境都造成严重的破坏。水电项目开发中,部分项目对生态环境重视不够。

化石能源的使用已造成严重环境污染。据统计,我国细颗粒物(PM2.5)排放的2/3、温室气体排放的3/4源于化石能源燃烧。2019年,全国337个地级及以上城市中,180个城市环境空气质量超标,占53.4%;159个城市的PM2.5年均浓度超过国家二级标准,占47.2%。部分地区冬季空气重污染频发高发,一些城市出现臭氧污染加剧的现象。城市建成区黑臭水体大量存在,部分流域水体污染较重,排污布局与水环境承载能力不匹配。

(二)面对广大人民群众对美好生活的向往,需处理好高质量发展与高水平保护之间的关系

党的十八大以来,我国环境保护治理力度之大、环境质量改善速度之快有目共睹,但污染治理与经济发展尚未实现统筹协调、良性互动。全国整体生态环境质量改善“拐点”仍未到来,生态环境状况与人民群众对清新空气、干净饮水、安全食品、优美环境的要求之间仍存在较大差距。

党的十九大提出,我国社会主要矛盾已经转化为人民日益增长的美好生活需要和不平衡不充分的发展之间的矛盾。人民收入水平不断提高,空气、水、土壤等环境质量不断下降,这种矛盾在生态环境领域表现得愈加突出。在末端治理减排潜力趋于饱和情况下,从源头上彻底转变传统能源发展模式,成为全面打赢污染攻坚战的关键。这不仅关系人民群众生命健康,也关系社会稳定和政府对人民的庄严承诺。尤其是在经济下行压力加大的背景下,更需要统筹环境保护与经济发展的辩证统一,实现两者有机融合、良性互动,建立以绿色发展为导向的市场新机制,以高水平保护促高质量发展。

(三)我国已成为全球最大的二氧化碳排放国,应对气候变化压力日益增加

具有法律约束力的《巴黎协定》的签署,意味着积极应对全球气候变化正从共识走向实际行动,气候变化已成为各国能源发展的重大约束,目前世界主要国家都把促进本国低碳绿色发展作为能源环境政策的主要取向。2019年12月欧盟发布《欧洲绿色协议》,提出了2050年欧洲大陆实现碳中和目标;丹麦、挪威、瑞典、英国、美国加州等国家和地区已经制定了零碳发展目标;虽然特朗普政府宣布退出《巴黎协定》,但以加州为代表的州政府则提出地方能源转型目标,如加州提出到2030年温室气体排放减少40%,可再生能源占比达到60%。

在相关政策的支撑和引导下,新能源领域科技研发与投入不断增加,全球能源正加速向低碳化、无碳化方向演变,全球能源绿色低碳转型已呈不可逆转之势。我国作为世界第一温室气体排放大国,排放总量接近美国及欧盟排放总和,人均排放量明显超过部分欧盟国家人均排放水平,并且还将持续增加。由于我国在全球排放增量中占主导地位,面临的控制温室气体排放、承担更大国际责任的压力不断加大。

三、能源综合安全压力加大

能源安全被定义为:“为最终用户平等提供可用的,可负担的,可靠的,高效的,环境友好的,主动治理的和社会可接受的能源服务。”换言之,它不再局限于以国家层面能源供需安全为核心的传统观念,也不再只聚焦能源的物理属性,而更体现出对全人类和地球生态系统的关切,一种全球层面的共同能源观念逐渐成型。与此同时,能源安全正从传统的单一的油气安全问题,开始向电力、煤炭、核能等多能源品种的全面安全演化,也开始向生态安全、公共安全、金融安全等复杂的安全问题演化,能源安全问题日趋复杂。具体到煤电油气领域,能源综合安全主要体现在总体供应安全、局部运行安全和经济安全三个方面。

(一)总体供应安全方面,油气资源对外依存度持续走高加大了安全风险,但风险相对可控

我国油气对外依存度维持高位,石油对外依存度超过70%,天然气对外依存度超过40%,境外资源来源和长期安全稳定供应风险加大。而且,我国原油进口多集中于中东、非洲等不稳定不确定因素较多的地区。

但另一方面,我国能源消费总体自给率大于80%,能源供应安全风险总体可控。主要油气出口大国,如沙特、俄罗斯、卡塔尔等,其经济安全和社会稳定严重依赖油气出口收入,对中国庞大的进口市场有不可替代的依赖,只要不发生大规模突发事件,以我国目前的国力和保障能力,完全可保障我国的油气供应安全。

(二)局部运行安全方面,我国能源运行保持较高稳定性,但电力和天然气区域性、季节性供应中断风险犹在

随着社会公众对稳定性可靠性要求越来越高,用气、用电一刻也不能停,因此仍需加强应对极端天气条件下的电力供应中断,以及冬季采暖季天然气供应中断情况。

迎峰度夏期间,全国最大用电负荷突破10亿千瓦,大中型城市最大峰谷差占用电最大负荷的比重接近50%,一般省份也接近40%,应对峰谷差的挑战越来越艰巨。与此同时,破解可再生能源大规模发展对电力系统的冲击已成为世界性问题。未来随着随机性、波动性可再生能源的持续、快速发展,维护电力系统稳定性、保持电力供应成为能源安全的重要挑战。

(三)经济安全方面,我国是全球最大的能源进口国,但定价权、话语权缺失导致大量经济损失

以石油为例,进入21世纪,石油金融属性不断增强,在一些影响石油供应的具体事件发生的背景下,投机资金大规模炒作原油期货,导致石油价格出现大幅波动。2020年由于新冠肺炎疫情影响,全球石油价格“跳水”,引发“原油宝”等金融产品“坍塌”,造成舆论影响。

此外,我国还要被迫接受“亚洲溢价”。以天然气为例,尽管过去几年亚洲天然气价格已经大幅下滑,但是“亚洲溢价”依然明显存在。冬季供暖季天然气资源增量大部分来自成本较高的进口LNG。

综上所述,能源的经济安全问题现正成为能源综合安全的集中表现。用能成本的不断上升,将大大削弱产业竞争力,为此,我国需要提升对于国际能源市场的掌控能力,在建立区域性的石油天然气交易中心、提高区域油气价格话语权方面,还需要做大量艰苦而又细致的工作。

四、能源技术进步的不确定性

在能源安全、生态退化、环境污染和气候变化的压力下,以清洁能源、低碳产业、环保技术为主要特征的绿色经济代表着未来的发展潮流。美国、日本、欧盟等发达国家和地区投入巨资,试图在这一轮新技术革命中抢占先机,占领未来竞争制高点。在此背景之下,我国比以往任何时候都更加需要紧紧依靠科技创新,带动生产力发生质的飞跃,推动经济社会的全面、协调、可持续发展。

(一)传统化石能源清洁开发利用难度大,低碳利用技术尚未突破

化石能源的固有属性,决定了清洁开发利用过程复杂,对资源开发、材料分选、燃烧过程、化工技术等多方面清洁技术提出较高要求,很难一蹴而就。我国煤炭资源增量主要来自晋陕蒙宁及新疆地区,这些地区大多水资源短缺,生态环境脆弱。我国大部分煤炭资源依靠井工开采,充填开采难度大、成本高。

我国国产原油品位不高、含硫量偏高,清洁利用须配套高纯度制氢装备,同时还需严格回收生产过程中产生的硫化氢等有毒气体,生产过程复杂,生产周期拉长,生产效率下降,成本大幅提高。同时,高碳能源低碳化利用也存在较多技术不确定性。煤制油、煤制气虽初具产业规模,但发展受经济性及市场空间影响。碳捕集、利用与封存(CCUS)虽被誉为化石能源低碳发展的重要出路,但大规模发展面临的挑战较大,经济性较差,并且由于地下地质构造和地质活动影响,均可能发生后期二氧化碳气体逸失的情况,存在一定的安全风险。

(二)可再生能源大规模发展配套技术尚不健全,氢能等未来能源技术尚存不确定性

我国清洁能源发展迅速,但受电力体制、输送通道、供需错配等因素影响,大规模消纳存在制约,需要健全机制、完善技术。弃风弃光弃水不仅造成巨大社会财富浪费,更对产业升级和技术进步带来不利影响。我国工业电价等已经接近甚至超过发达国家水平,如果充分利用弃风弃光弃水电量,实际上有助于降低实体经济用能成本和增强竞争力。同时,提升可再生能源消纳水平,也有利于降低财政补贴强度,有利于形成促进技术进步的良性竞争市场机制。

氢能、超级电容、核聚变等未来能源技术,仍存在成本高、技术不成熟等瓶颈制约,发展前景仍然不明朗。以氢能为例,我国在储氢材料、燃料电池关键部件(如质子交换膜、催化剂等)等方面,与发达国家存在明显差距,全产业链成本较高,与化石能源相比目前根本不具有经济性。

(三)我国能源科技创新能力不足,而且面临人才、体制等多重约束以及越来越激烈的国际竞争

我国能源科技自主创新基础研究薄弱,尚未形成技术源头;缺乏世界领先的科技创新成果和技术,主体能源技术落后;自主创新高新技术系统化、工程化、产业化水平低,进入主流产业障碍重重。而且,我国能源技术领域的科研力量分散,缺乏领军性的创新平台开展共性技术的研发和产业化,技术人才也较为缺乏;能源技术战略不明确,管理体制和技术标准体系不健全,技术创新政策不规范。

此外,世界各国均充分认识到能源科技创新的重要性,拥有和掌握先进能源技术也就占据了未来能源发展乃至经济发展的制高点,围绕先进能源技术的竞争将更加激烈,也预示着技术封锁和遏制可能进一步加剧,知识产权壁垒将日益严重,也将一定程度制约我国能源科技创新能力提升。

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