摘 要: 一般認(rèn)為, 近現(xiàn)代能源史上經(jīng)歷了兩次能源轉(zhuǎn)型, 即煤炭取代柴薪、 石油取代煤炭成為 主導(dǎo)能源的能源變革。 當(dāng)前, 以可再生能源為代表的第三次國際能源轉(zhuǎn)型正如火如荼地進(jìn)行。 中國奮 力趕超, 已成為可再生能源發(fā)展的引領(lǐng)者。 通過厘清能源轉(zhuǎn)型的概念, 歸納前兩次國際能源轉(zhuǎn)型的規(guī) 律, 總結(jié)出國際能源轉(zhuǎn)型的成功經(jīng)驗, 為當(dāng)前中國的能源革命戰(zhàn)略提供指導(dǎo); 同時, 以動機動力、 資 源稟賦、 技術(shù)條件、 經(jīng)濟(jì)可行、 政治意愿五要素作為分析框架, 建議中國需要根據(jù)特殊國情, 走一條 具有中國特色的能源轉(zhuǎn)型道路。
關(guān)鍵詞: 能源轉(zhuǎn)型, 一般規(guī)律, 國際經(jīng)驗,分析框架, 中國能源革命
2017 年 6 月, 英國石油公司 (BP) 發(fā)布的 《BP 世界能源統(tǒng)計年鑒 (2017 年版)》 指出, 當(dāng)前國際能源市場正處于轉(zhuǎn)型期。 作為可再生 能源的領(lǐng)導(dǎo)者, 2016 年中國繼續(xù)引領(lǐng)可再生能 源增長, 貢獻(xiàn)了全球可再生能源增長的 40% , 超越美國成為全球最大的可再生能源生產(chǎn)國。 這份年鑒指出了當(dāng)前國際能源體系的兩大熱點 ———能源轉(zhuǎn)型與中國引領(lǐng)。 能源轉(zhuǎn)型是個什么 概念? 中國如何引領(lǐng)全球能源轉(zhuǎn)型? 中國要走 一條什么樣的能源轉(zhuǎn)型道路? 這是本文要著重 回答的問題。 作為國際能源的熱點和前沿問題, 能源轉(zhuǎn)型這個詞已經(jīng)耳熟能詳, 相關(guān)的論文也 不少。 但文獻(xiàn)梳理發(fā)現(xiàn), 絕大多數(shù)文章的焦點 在于介紹發(fā)達(dá)國家能源轉(zhuǎn)型的政策和經(jīng)驗, 或 者介紹可再生能源技術(shù)的進(jìn)展與突破, 而對能 源轉(zhuǎn)型的概念界定、 規(guī)律探索等涉及不多。 本 文從厘清能源轉(zhuǎn)型這個概念入手, 著重歸納近 現(xiàn)代兩次能源轉(zhuǎn)型的規(guī)律, 總結(jié)國際上第三次 能源轉(zhuǎn)型的成功經(jīng)驗, 力爭為中國的能源轉(zhuǎn)型和能源革命戰(zhàn)略提供借鑒和指導(dǎo)。
一、 能源轉(zhuǎn)型的概念界定
(一) “能源轉(zhuǎn)型” 產(chǎn)生的背景及定義
“能源轉(zhuǎn)型” 一詞最早來源于德國, 德語為 “energiewende”, 對 應(yīng) 的 英 文 詞 匯 有 “ Energy Transition” “Energy Shift” 等, 中文詞匯有 “能 源轉(zhuǎn)型” “能源變革” “能源革命” 等, 本質(zhì)上 指的是同一概念。 20 世紀(jì) 80 年代初, 為應(yīng)對石 油危機以及反對核電, 德國應(yīng)用生態(tài)學(xué)研究所提 出了能源轉(zhuǎn)型這個概念。 其背景是, 在遭受 70 年代兩次石油危機的重大打擊后, 德國一部分專 家學(xué)者提出要大力發(fā)展核電來替代石油, 以保持 經(jīng)濟(jì)增長。 而德國應(yīng)用生態(tài)學(xué)研究所的專家則認(rèn) 為, 在轉(zhuǎn)向可再生能源和提高能源效率的條件 下, 可以用更少的能源消耗實現(xiàn)經(jīng)濟(jì)增長。 1982 年 《能源轉(zhuǎn)型》 作為一本書出版時, 其副標(biāo)題即為 “沒有石油和鈾的增長與繁榮”。很明顯, 這里的能源轉(zhuǎn)型指的是從石油和鈾轉(zhuǎn)向可再生能 源, 初步形成了能源轉(zhuǎn)型概念的雛形。
20 世紀(jì) 90 年代, 氣候變化逐步進(jìn)入國際政 治的議事日程。 減少以二氧化碳為代表的溫室氣 體排放, 成為應(yīng)對氣候變化的主要措施。 1992 年 通過的 《聯(lián)合國氣候變化框架公約》, 將節(jié)能減 排以國際公約的形式固定下來。 而節(jié)能減排也成 為能源轉(zhuǎn)型的重要組成部分, 能源轉(zhuǎn)型概念的內(nèi) 涵得到擴大。 進(jìn)入新世紀(jì), 隨著可再生能源技術(shù) 的進(jìn)步與突破, 以德國為代表的歐洲國家掀起了 發(fā)展綠色低碳經(jīng)濟(jì)的浪潮。 能源轉(zhuǎn)型的概念因為 增加了綠色低碳的內(nèi)涵而更加豐富。
關(guān)于能源轉(zhuǎn)型的定義, 經(jīng)歷了一個不斷爭 論、 不斷發(fā)展的過程。 加拿大學(xué)者瓦茨拉夫· 斯米爾將能源轉(zhuǎn)型定義為: “從一種具體的能源 形態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)榱硪环N能源形態(tài)的過程?！辈?魯斯·波多尼克將能源轉(zhuǎn)型定義為: “通過新的 技術(shù)發(fā)明或新能源種類的發(fā)現(xiàn), 使一種新的一 次能源大量運用于人類消費的過程。”中國 學(xué)者朱彤將能源轉(zhuǎn)型定義為: “能量原動機推動 的、 伴隨著能源體系深刻變革的一次能源長期 結(jié)構(gòu)變化過程?！?史丹把能源轉(zhuǎn)型定義為: “能源生產(chǎn)和消費結(jié)構(gòu)發(fā)生根本性的改變, 并對 一國社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展乃至全球地緣政治格局產(chǎn)生 深刻影響。” [4]維基百科給能源轉(zhuǎn)型下的定義是 淘汰化石燃料, 如石油、 天然氣、 煤炭等, 即 能源體系的去碳化, 而采用新的能源資源, 包 括核能 (鈾) 和可再生能源 (風(fēng)能、 水能、 太 陽能、 地?zé)崮堋?海洋能等)。2014 年 10 月, 世界能源理事會 (World Energy Council) 與科 尼爾咨詢管理公司 (A. T. Kearney) 聯(lián)合發(fā)布 的 《全球能源轉(zhuǎn)型》, 將能源轉(zhuǎn)型定義為: “一 國能源結(jié)構(gòu)的根本性轉(zhuǎn)變, 如可再生能源比重 的上升、 能源效率的提高以及化石能源的逐步 淘汰。”
綜合以上六種能源轉(zhuǎn)型的定義, 可以明確 兩個核心, 一是能源種類, 二是能源結(jié)構(gòu)。 為 了使能源轉(zhuǎn)型的定義更加具體化、 明晰化, 本文將能源轉(zhuǎn)型中的能源結(jié)構(gòu)具體化為能源消費 結(jié)構(gòu)。 同時, 為了便于進(jìn)行量化分析, 本文采 用瓦茨拉夫·斯米爾劃分能源轉(zhuǎn)型的量化標(biāo)準(zhǔn)。 瓦茨拉夫·斯米爾認(rèn)為: “在一種能源轉(zhuǎn)向另一 種新能源的過程中, 新能源在能源消費結(jié)構(gòu)中 占比達(dá)到 5% , 則可認(rèn)為是能源系統(tǒng)開始轉(zhuǎn)型 的標(biāo)志, 如果占據(jù)最大比例甚至占比超過一半, 則可認(rèn)為是轉(zhuǎn)型完成的標(biāo)志?！?最終, 本文 將能源轉(zhuǎn)型定義為在一定的經(jīng)濟(jì)技術(shù)條件下, 一次能源消費結(jié)構(gòu)中居主導(dǎo)地位的能源種類被 其他能源種類所取代的過程。
(二) 能源轉(zhuǎn)型的分期及標(biāo)志
關(guān)于能源轉(zhuǎn)型分期的界定同樣也經(jīng)歷了一 個論爭不斷的過程。 縱觀人類能源利用史, 曾 經(jīng)發(fā)生過多少次能源轉(zhuǎn)型? 不同的學(xué)者從不同 的角度給能源轉(zhuǎn)型下出不同定義, 不同的定義 則會劃分出不同的能源轉(zhuǎn)型分期標(biāo)準(zhǔn)。 如前所 述, 瓦茨拉夫·斯米爾從自己界定的能源轉(zhuǎn)型 的概念出發(fā), 認(rèn)為人類歷史上發(fā)生過四次能源 轉(zhuǎn)型, 其階段性標(biāo)志分別是馴養(yǎng)役畜和使用火、 風(fēng)車和水車的出現(xiàn)、 蒸汽機和內(nèi)燃機的發(fā)明、 發(fā)電機的發(fā)明和天然氣原動機的使用。 瓦茨拉夫能源轉(zhuǎn)型的時間跨度非常大, 涵蓋了 整個人類能源利用史。 布魯斯·波多尼克從技 術(shù)應(yīng)用的角度定義能源轉(zhuǎn)型, 縮小了能源轉(zhuǎn)型 的時間跨度, 將能源轉(zhuǎn)型限定在了近現(xiàn)代, 即 工業(yè)革命之后。 因此他認(rèn)為人類歷史上只經(jīng)歷 了三次大的能源轉(zhuǎn)型, 其階段性標(biāo)志能源分別 是煤炭、 石油和天然氣, 水電和核能以及風(fēng)能 和太陽能為代表的可再生能源。 朱彤認(rèn)為人 類只經(jīng)歷過兩次能源轉(zhuǎn)型, 即從植物能源依次 向化 石 能 源 以 及 可 再 生 能 源 轉(zhuǎn) 型 兩 大 階 段。 史丹認(rèn)為: “全球曾發(fā)生過兩次能源 轉(zhuǎn)型, 第一次是煤炭取代木材成為主導(dǎo)能源, 第二次是油氣取代煤炭成為主要能源。 當(dāng)前正 在進(jìn)行第三次能源轉(zhuǎn)型, 盡管處于初期階段?！?/span>
盡管關(guān)于能源轉(zhuǎn)型分期的爭論還在繼續(xù), 但是一些共識已經(jīng)基本形成。 史丹的觀點就是這種共識的體現(xiàn)。 筆者認(rèn)為, 人類利用能源的 歷史非常悠久, 如果不對能源轉(zhuǎn)型做一個時間 界定, 則會過于寬泛而失去研究的意義。 因此, 本文將能源轉(zhuǎn)型的時間限定在近現(xiàn)代, 即人類 從農(nóng)業(yè)文明向工業(yè)文明轉(zhuǎn)型發(fā)展的時期。 以這 個時間界限為前提, 根據(jù)本文的能源轉(zhuǎn)型定義, 筆者認(rèn)為近現(xiàn)代國際能源利用史已經(jīng)完成了兩 次能源轉(zhuǎn)型, 即從柴薪轉(zhuǎn)向煤炭, 再從煤炭轉(zhuǎn) 向石油, 當(dāng)前正經(jīng)歷著第三次能源轉(zhuǎn)型, 即從 石油轉(zhuǎn)向清潔能源和可再生能源, 但第三次能 源轉(zhuǎn)型仍然處于起步階段。
需要指出的是, 由于能源轉(zhuǎn)型這個概念提 出的時間與第三次能源轉(zhuǎn)型開始的時間剛好重 合, 因此多數(shù)人已經(jīng)習(xí)慣于將能源轉(zhuǎn)型等同于 第三次能源轉(zhuǎn)型, 正如維基百科對能源轉(zhuǎn)型所 下的定義一樣, 實際上僅僅是第三次能源轉(zhuǎn)型 的定義。 對于前兩次能源轉(zhuǎn)型, 在能源轉(zhuǎn)型概 念提出之前就已經(jīng)完成了, 而且是學(xué)界應(yīng)用概 念對歷史現(xiàn)象進(jìn)行解釋得出的推論, 因而多數(shù) 人對其知之甚少。 這就是能源轉(zhuǎn)型概念與三次 能源轉(zhuǎn)型分期之間的關(guān)系。
二、 前兩次能源轉(zhuǎn)型及規(guī)律總結(jié)
本文認(rèn)為, 第一次由煤炭取代柴薪的能源轉(zhuǎn)型, 其代表性國家是英國; 第二次由石油取 代煤炭的能源轉(zhuǎn)型, 其代表性國家是美國。
(一) 前兩次能源轉(zhuǎn)型對比分析
近現(xiàn)代意義上的第一次能源轉(zhuǎn)型是指由煤 炭取代居主導(dǎo)地位的柴薪, 以英國為代表。 按 照瓦茨拉夫·斯米爾的量化標(biāo)準(zhǔn), 英國的能源 轉(zhuǎn)型始于 1550 年, 至 1619 年左右完成, 歷時 約 70 年。即 1550 年左右, 煤炭在英國能 源消費結(jié)構(gòu)中的比重開始超過 5% ; 1619 年左 右, 煤炭在英國能源消費結(jié)構(gòu)中的比重超過居 主導(dǎo)地位的柴薪, 完成了向煤炭系統(tǒng)的轉(zhuǎn)型。 轉(zhuǎn)型完成后, 隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展及工業(yè)革命的推進(jìn), 煤炭在英國能源消費結(jié)構(gòu)中的比重還在增加, 1938 年時達(dá)到歷史峰值 (97． 7% )。
第二次能源轉(zhuǎn)型是指由石油取代居主導(dǎo)地 位的煤炭, 以美國為代表。 按照瓦茨拉夫·斯 米爾的量化標(biāo)準(zhǔn), 美國的能源轉(zhuǎn)型始于 1910 年, 到 1950 年完成, 歷時僅約 40 年。 1950 年, 石油在美國能源消費結(jié)構(gòu)中的比重 (38． 4% ) 首 次 超 過 煤 炭 ( 35． 5% ), 成 為 主 導(dǎo) 能 源。 值得注意的是, 能源轉(zhuǎn)型完成時, 新能源在能源消費結(jié)構(gòu)中的比重并非一定要超 過一半, 只需要占據(jù)最大比例即可。
前兩次能源轉(zhuǎn)型基本情況對比, 見表 1。
(二) 前兩次能源轉(zhuǎn)型規(guī)律
前兩次能源轉(zhuǎn)型有著不同的動因。 推動第 一次能源轉(zhuǎn)型的直接原因是 17 世紀(jì)英國的 “柴 薪能源危機”。 在新航路開辟及海外貿(mào)易的推動 下, 16、 17 世紀(jì)英國經(jīng)濟(jì)獲得了快速發(fā)展, 人 口顯著增加, 傳統(tǒng)手工業(yè)如冶煉業(yè)、 煮鹽業(yè)、 啤酒業(yè)、 磚瓦燒制、 玻璃制造等迅速發(fā)展, 使 得英國原本就緊張的柴薪供應(yīng)雪上加霜, 最終 導(dǎo)致森林資源消耗殆盡, 引發(fā)了 “柴薪能源危”。 “從 1500 到 1630 的 130 年間, 英國木柴 價格上漲了 7 倍?！?“1666 年倫敦大火之后, 重 建所需的木料竟然全部需要進(jìn)口?！辈裥轿?機迫使英國人將目光轉(zhuǎn)向了廉價而豐富的煤炭 資源。 推動第二次能源轉(zhuǎn)型的直接原因卻不是 能源危機, 而是技術(shù)進(jìn)步。 這是第二次能源轉(zhuǎn) 型與第一次能源轉(zhuǎn)型的顯著區(qū)別。 19 世紀(jì)末 20 世紀(jì)初, 柴油、 汽油等石油煉制技術(shù)的進(jìn)步以 及內(nèi)燃機、 汽車的發(fā)明與改進(jìn)是推動石油得到廣泛運用并成為主導(dǎo)能源的關(guān)鍵因素。 這也解 釋了從 1859 年到 1910 年的 61 年中, 石油主要 作為照明的煤油來使用, 需求量和銷售量都非 常有限的現(xiàn)象。 早在 1859 年, 德雷克就在賓夕 法尼亞州的泰特斯維爾打出第一口油井, 成為 石油大規(guī)模商業(yè)化開采的開端。 但直到 1910 年 以后, 石油的需求量才開始飆升。
豐富的能源資源儲量是促成前兩次能源轉(zhuǎn) 型得以發(fā)生的一個基礎(chǔ)性條件。 英國有豐富的 煤炭資源儲量, 美國有豐富的石油資源儲量。 如果缺少這個基礎(chǔ)條件, 只能算是短期內(nèi)的能 源替代, 不能稱為能源轉(zhuǎn)型。 例如, 幾乎與英 國同時, 荷蘭也從傳統(tǒng)的柴薪能源轉(zhuǎn)向泥炭能 源, 因為荷蘭泥炭資源豐富。 泥炭資源支撐了 荷蘭 17 世紀(jì)的 “黃金時代”。 但是到了 18 世紀(jì) 后, 隨著泥炭資源儲量下降以及開采困難等因 素, 荷蘭又被迫轉(zhuǎn)向煤炭資源。 直到 1865 年, 煤炭 才 占 據(jù) 了 荷 蘭 能 源 消 費 結(jié) 構(gòu) 的 主 導(dǎo) 地 位。這說明能源資源稟賦對能源轉(zhuǎn)型有著 重要影響, 有時甚至是決定性的影響因素。 一 方面, 充足的能源儲量能夠保證能源的長期大 量供應(yīng), 另一方面能夠保證低廉的價格, 成為 絕大多數(shù)人負(fù)擔(dān)得起的基礎(chǔ)能源。 無論是 17 世 紀(jì)的英國, 還是 20 世紀(jì)的美國, 在能源轉(zhuǎn)型初 期, 兩國的能源產(chǎn)量都遙遙領(lǐng)先, 無人匹敵。 1800 年前后, 英國煤炭產(chǎn)量大于其他所有國家 的產(chǎn)量之和; 1840 年, 英國的煤炭產(chǎn)量是美 國、 法國和德國三國產(chǎn)量總和的四倍多; 1860 年, 英國的煤炭產(chǎn)量仍占全球煤炭總產(chǎn)量的 50% 。 早在 1880 年, 美國的石油年產(chǎn)量已 達(dá) 250 萬桶, 遠(yuǎn)高于英國、 法國和德國等其他 西方國家。 在 1859 年至 1957 年的約 100 年 當(dāng)中, 美國的石油產(chǎn)量一直高居世界首位, 而 且其 產(chǎn) 量 在 世 界 總 產(chǎn) 量 中 的 比 重 都 在 40% 以上。
技術(shù)進(jìn)步與能源轉(zhuǎn)型相輔相成, 相互促進(jìn)。 雖然第一次能源轉(zhuǎn)型不是由技術(shù)進(jìn)步直接促成 的, 但是技術(shù)進(jìn)步在兩次能源轉(zhuǎn)型過程中發(fā)揮 了重要作用。 英國 1619 年完成第一次能源轉(zhuǎn)型時, 以蒸汽機為代表的工業(yè)革命尚未發(fā)生。 但 是, 工業(yè)革命開始后, 技術(shù)進(jìn)步與能源轉(zhuǎn)型相 互促進(jìn), 產(chǎn)生了巨大影響, 以至于許多學(xué)者經(jīng) 常將能源轉(zhuǎn)型與工業(yè)革命掛鉤。 一方面, 蒸汽 機所產(chǎn)生的機械能代替了人工挖掘, 大大提高 了煤炭開采的規(guī)模和效率; 另一方面, 煤炭又 為蒸汽機等機械能裝置提供源源不斷的能源動 力, 推動各行各業(yè)實現(xiàn)機械化生產(chǎn)。 “充足的煤 炭供應(yīng)使許多工業(yè)部門的大規(guī)模擴張有了可 能?！币矠?“工業(yè)革命首先垂青英國” 奠定了基礎(chǔ)。 18 世紀(jì), 能源轉(zhuǎn)型與工業(yè)革命一 起, 推動著英國從農(nóng)業(yè)文明進(jìn)入了工業(yè)文明時 代, 并且把英國從一個農(nóng)業(yè)小國推到稱霸世界 的 “日不落” 的工業(yè)帝國的巔峰。 到了 19 世紀(jì) 末 20 世紀(jì)初, 電的發(fā)現(xiàn)和內(nèi)燃機的發(fā)明引領(lǐng)了 人類歷史上的第二次工業(yè)革命, 引發(fā)了第二次 能源轉(zhuǎn)型。 汽油更高的熱值和效能使得內(nèi)燃機 較蒸汽機更輕便, 更高效。 以汽油為燃料的機 械比以煤炭為燃料的機械優(yōu)勢明顯。 這種優(yōu)勢 在第一次世界大戰(zhàn)當(dāng)中得以明顯體現(xiàn)。 英國皇 家海軍放棄本國優(yōu)質(zhì)而充足的煤炭燃料而轉(zhuǎn)向 燃油動力是最有說服力的典型案例。 當(dāng)然, 內(nèi) 燃機和煉油技術(shù)的進(jìn)步不僅僅推動了人類交通 運輸?shù)娘w速發(fā)展, 還形成了龐大的石油化工產(chǎn) 業(yè)體系。 此外, 電力技術(shù)的進(jìn)步更使人類從一 次能源利用轉(zhuǎn)向二次能源的利用。 能源是推動 人類文明發(fā)展進(jìn)步的重要物質(zhì)基礎(chǔ), 與人類社 會的發(fā)展息息相關(guān)。 僅從工業(yè)革命、 技術(shù)革命、 經(jīng)濟(jì)發(fā)展等角度闡釋能源轉(zhuǎn)型的巨大貢獻(xiàn)還遠(yuǎn) 遠(yuǎn)不夠。 從國際關(guān)系的角度看, 兩次能源轉(zhuǎn)型 還成就了兩個世界霸主。 這不是一種歷史的巧 合。 能源不僅是重要的經(jīng)濟(jì)資源, 更是非常重 要的戰(zhàn)略資源, 是國家權(quán)力的重要組成部分。 英國、 美國的能源轉(zhuǎn)型為兩國成為世界霸主提 供了巨大的權(quán)力支撐。
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