政府可以在推動(dòng)能源結(jié)構(gòu)的優(yōu)化上有所作為,成為能源構(gòu)成演化的動(dòng)力之一。這種動(dòng)力在由石油時(shí)代向后石油時(shí)代的演化中表現(xiàn)的比較明顯。而能源結(jié)構(gòu)優(yōu)化則必須依靠科技的發(fā)展。
在能源研究中,不同類(lèi)型能源的發(fā)展歷程及其在能源總體構(gòu)成中的比例是很重要的問(wèn)題,具體研究有時(shí)還要區(qū)分能源的產(chǎn)量構(gòu)成和消費(fèi)量構(gòu)成,文中的構(gòu)成一般均指其消費(fèi)構(gòu)成。
能源分類(lèi)涉及多種劃分方案,劃分方式和術(shù)語(yǔ)運(yùn)用往往有所差異。本文首先劃分傳統(tǒng)(基礎(chǔ))能源和新能源兩類(lèi),前者包括化石能能源(煤炭、石油、天然氣)和核電、水電等一次電力。新能源包括在生產(chǎn)中規(guī)模利用的風(fēng)能和太陽(yáng)能(光伏),還有生物質(zhì)能、地?zé)崮堋?/p>
在不同的研究領(lǐng)域,人們按不同的角度將社會(huì)和經(jīng)濟(jì)發(fā)展劃分為不同階段或時(shí)代。按能源構(gòu)成的特點(diǎn),特別是處于明顯優(yōu)勢(shì)和主導(dǎo)地位的能源,可將世界/國(guó)家的能源發(fā)展劃分為不同時(shí)代。
從薪柴時(shí)代到煤炭時(shí)代
學(xué)會(huì)用火,大大加速了人類(lèi)的進(jìn)化,其間生活、生產(chǎn)所用的能源幾乎全部來(lái)自生物質(zhì)的木材、秸桿。對(duì)水能的利用(如水磨、水車(chē))及其他能源的利用是罕見(jiàn)的,故能源學(xué)家無(wú)歧義地稱(chēng)之為薪柴時(shí)代。
木柴燒制的木炭讓人們注意到煤炭,其單位體積/重量發(fā)出的熱量明顯高于薪柴。蒸汽機(jī)的發(fā)明之后,煤炭的使用量明顯上升,第一次工業(yè)革命爆發(fā)。20世紀(jì)初,煤炭超越薪柴,在能源構(gòu)成中占絕對(duì)優(yōu)勢(shì),能源進(jìn)入煤炭時(shí)代。如果說(shuō)長(zhǎng)期農(nóng)業(yè)文明的積累帶來(lái)了大片森林的毀滅和相應(yīng)地區(qū)的荒漠化,那么以煤炭作燃燒和動(dòng)力的大規(guī)模的城市群、大規(guī)模的工業(yè)和交通則帶來(lái)對(duì)大氣的嚴(yán)重污染,環(huán)境問(wèn)題凸顯了。
石油時(shí)代的到來(lái)
人們對(duì)地下礦產(chǎn)資源的采掘促進(jìn)了對(duì)碳?xì)浠衔铮╬etroleum)的認(rèn)識(shí)。由于便于運(yùn)輸、利用,液態(tài)的原油(oil)、氣態(tài)的天然氣(gas)相繼得到規(guī)模應(yīng)用。需要特別說(shuō)明的是,petroleum一詞在國(guó)內(nèi)外、術(shù)語(yǔ)和口語(yǔ)中常被賦予不同的含義。在我們的日常用語(yǔ)中,石油(petroleum)可以是原油、天然氣的合稱(chēng),但在強(qiáng)調(diào)是與氣態(tài)不同的產(chǎn)自地下的液態(tài)碳?xì)浠衔铩⒒蚺c天然氣并用時(shí),石油一詞就僅只指原油(oil)。
以?xún)?nèi)燃機(jī)為標(biāo)志的“第二次工業(yè)革命”使人類(lèi)社會(huì)進(jìn)一步加速發(fā)展。石油以其超越煤炭的熱載量,配合內(nèi)燃機(jī)走向世界。“二戰(zhàn)”后,中東石油新發(fā)現(xiàn)使世界石油產(chǎn)量快速增加成為可能,歐美發(fā)達(dá)國(guó)家開(kāi)始進(jìn)入石油時(shí)代。世界能源構(gòu)成中煤炭與油氣(petroleum)由平分秋色(如20世紀(jì)60年代初期)發(fā)展到油氣占明顯優(yōu)勢(shì)(如1970年油和氣在一次能源中占62.5%、明顯超過(guò)煤炭占比35.2%),從世界能源整體上看也開(kāi)始進(jìn)入石油時(shí)代。
我們可以從幾個(gè)代表性年度分析進(jìn)入石油時(shí)代后的能源構(gòu)成的變化。1950年的一次能源消費(fèi)構(gòu)成中,煤、油、氣、其他(包括水電、核電)依次為61.1%、27.0%、9.8%、2.1%,1973年石油的比例達(dá)到峰值時(shí)上列比例數(shù)依次為26.0%、50.4%、17.0%、6.6%,這期間煤減少了35.1%、油增加了23.4%、天然氣增加7.2%、其他增加4.5%。顯然,石油消費(fèi)的快速增長(zhǎng)致使煤消費(fèi)量比例大幅度降低。
作為對(duì)比的是,2010年計(jì)入新能源的一次能源消費(fèi)構(gòu)成中,以上4項(xiàng)的比例數(shù)依次為29.5%、33.7%、23.7%、13.1%,2016年這個(gè)比例數(shù)依次為28.1%、33.3%、24.1%、14.5%,該期間煤炭占比減少了1.4%、油減少了0.4%、天然氣增加0.4%、其他增加1.4%。
上述全球的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)對(duì)比說(shuō)明了幾個(gè)問(wèn)題。
(1) 天然氣的發(fā)展明顯滯后于石油。從上世紀(jì)60年代后期以來(lái)才有加快之勢(shì),1973年以來(lái)天然氣發(fā)展的速度超過(guò)了石油,但直到2016年他在能源構(gòu)成中的地位仍然明顯低于石油,該年天然氣占比甚至仍低于煤炭。
(2)近年來(lái),與煤炭、石油比例的降低相對(duì)應(yīng)的是天然氣和其他能源比例的提高。這之中新能源(主要是光伏和風(fēng)力發(fā)電)貢獻(xiàn)在2005年以來(lái)才有明顯增大,其占整個(gè)能源的比例由2010年1.3%提高到2016年的3.2%,而只計(jì)作為商品的生物質(zhì)燃料2016年僅占一次能源消費(fèi)的0.04%。
(3)能源構(gòu)成中各類(lèi)的占比變化可有起伏。最明顯的是煤炭在總體下降的背景上2005至2015年間有回升。這也體現(xiàn)了發(fā)展的不平衡性,他主要是由發(fā)展中國(guó)家(主要是中國(guó))能源消費(fèi)量快速上升且以煤炭為主所造成。
(4)隨著時(shí)間的推移,煤炭、石油比例的降低并不意味著其數(shù)量的降低。煤炭消費(fèi)的峰值到2014年才出現(xiàn)、直到現(xiàn)在石油消費(fèi)量仍然整體呈增勢(shì)。
我們可以按油、氣地位的相對(duì)變化把石油(petroleum)時(shí)代再細(xì)分為兩個(gè)時(shí)期,他們各以原油、天然氣為主。以此,直到現(xiàn)在從全球角度上也仍然沒(méi)能進(jìn)入“天然氣的時(shí)期”。
深入考察一下在能源構(gòu)成優(yōu)化方面走在前面的國(guó)家。2016年北美自貿(mào)區(qū)3國(guó)合計(jì)的石油、天然氣所占比例分別為37.5%、30.8%,同年歐洲和獨(dú)聯(lián)體國(guó)家合計(jì)石油、天然氣所占比例分別為37.5%、32.3%。以上述兩地區(qū)合計(jì)2016年石油、天然氣所占比例分別為34.1%、32.1%,油的比例仍大于氣。
縱觀全球,到2016年天然氣消費(fèi)量超過(guò)石油的只有俄羅斯、土庫(kù)曼、烏茲別克、白羅斯、烏克蘭、卡塔爾、阿聯(lián)酋、馬來(lái)西亞等國(guó),其中除白俄羅斯和烏克蘭是輸氣管線的途經(jīng)國(guó)外,都是傳統(tǒng)的天然氣生產(chǎn)和出口國(guó)。因此,只能說(shuō)少部分國(guó)家進(jìn)入了天然氣時(shí)期。我們可以從消費(fèi)量和占一次能源消費(fèi)的比例石油趨降、天然氣趨升來(lái)預(yù)測(cè)未來(lái)全球可能進(jìn)入“天然氣的時(shí)期”,但直到2016年,數(shù)字表明不可能在短期內(nèi)(如2025年前)使天然氣所占比例超過(guò)石油。按照2017年BP的預(yù)測(cè),這個(gè)轉(zhuǎn)變點(diǎn)可能在2040年左右出現(xiàn)。某些人所說(shuō)的近期是“天然氣黃金時(shí)代”,只能理解為是天然氣大(加速)發(fā)展的時(shí)期。
從煤炭時(shí)代到石油時(shí)代是化石能源消費(fèi)成數(shù)量級(jí)增長(zhǎng)的時(shí)代,也是人類(lèi)文明和生產(chǎn)力快速發(fā)展的時(shí)代。但隨著人類(lèi)向大自然的索取以加速度增加,帶來(lái)日益加重的環(huán)境破壞。除煤炭燃燒帶來(lái)的肉眼可見(jiàn)顆粒物(如PM10)之外,各種化石能源的累積還帶來(lái)可吸入顆粒物(如PM2.5)和二氧化碳、氮氧化物、硫氧化物、甲烷……等一系列污染物,他們的“光化學(xué)反應(yīng)”產(chǎn)生的酸雨、霾、溫室效應(yīng)等對(duì)環(huán)境造成更嚴(yán)重的破壞。隨著人類(lèi)的愈發(fā)追求健康,能源發(fā)展與環(huán)境友好的呼聲越來(lái)越強(qiáng)烈,環(huán)保與否成為幾乎可與生產(chǎn)力發(fā)展水平相并列的能源構(gòu)成的約束性條件。
隨著科技的巨大進(jìn)步、生產(chǎn)力迅速發(fā)展,人們開(kāi)始預(yù)測(cè):與經(jīng)濟(jì)的持續(xù)發(fā)展,與計(jì)算機(jī)、云數(shù)據(jù)、機(jī)器人普及性應(yīng)用相對(duì)應(yīng),特別是為滿(mǎn)足環(huán)保要求,應(yīng)該出現(xiàn)促使出現(xiàn)一個(gè)能源的新時(shí)代。現(xiàn)階段的新能源主要指風(fēng)力、太陽(yáng)能發(fā)電,在一些國(guó)家還包括地?zé)帷⑸镔|(zhì)能、垃圾發(fā)電等。目前仍在實(shí)驗(yàn)室研究、甚至基礎(chǔ)理論研究的更高效新能源將陸續(xù)進(jìn)入商業(yè)性運(yùn)營(yíng)。縱觀21世紀(jì)后期的能源構(gòu)成,可能仍以基礎(chǔ)能源為主體,化石能源與非化石能源并舉,多種新能源在發(fā)展中占越來(lái)越大的份額。對(duì)此,能被普遍接受的名稱(chēng)當(dāng)屬“后石油時(shí)代”。
能源構(gòu)成的演化特點(diǎn)
隨著人類(lèi)對(duì)生活質(zhì)量要求越來(lái)越高,特別是生產(chǎn)力的高度發(fā)展,也要求能源構(gòu)成向不斷優(yōu)化的方向發(fā)展,即要能源的生產(chǎn)(供應(yīng))和使用(消費(fèi))方式更高效、方便、環(huán)保。高效體現(xiàn)在單位體積/重量能源的發(fā)熱量上,也體現(xiàn)在生產(chǎn)和使用所需的成本和收益的對(duì)比上。方便體現(xiàn)在易獲得,更突出體現(xiàn)在載能體的運(yùn)輸儲(chǔ)存上,后者對(duì)移動(dòng)中的使用者特別重要。能源構(gòu)成優(yōu)化還體現(xiàn)在二次能源越來(lái)越廣泛深入的應(yīng)用上。目前已很少見(jiàn)到不經(jīng)過(guò)加工轉(zhuǎn)化而直接應(yīng)用的一次能源。大量的一次能源被轉(zhuǎn)換成電力,相當(dāng)部分的原油、天然氣被轉(zhuǎn)化成種類(lèi)繁多的油品和化工產(chǎn)品,部分天然氣也被加工成能量密度更大、更方便運(yùn)輸?shù)囊夯瘹猓↙NG)。
正是生產(chǎn)力的發(fā)展產(chǎn)生了促進(jìn)能源構(gòu)成變化的動(dòng)力,而能源構(gòu)成的優(yōu)化又保障和促進(jìn)了一次次工業(yè)革命帶來(lái)的生產(chǎn)和社會(huì)的大發(fā)展、人類(lèi)文明的巨大進(jìn)步。
筆者在此要強(qiáng)調(diào)的是,這種動(dòng)力轉(zhuǎn)化到能源構(gòu)成優(yōu)化主要是通過(guò)市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的規(guī)律、競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勝劣汰這雙“無(wú)形的手”來(lái)推動(dòng)實(shí)現(xiàn)。這在資本主義生產(chǎn)方式的萌生,特別是高度發(fā)展的過(guò)程中表現(xiàn)的特別明顯。這就涉及到市場(chǎng)之外的“另一雙手”――政府政策的作用問(wèn)題。政府的正確政策立足于對(duì)人類(lèi)長(zhǎng)遠(yuǎn)和整體利益的認(rèn)識(shí)、立足于社會(huì)生產(chǎn)和能源開(kāi)發(fā)利用對(duì)與生態(tài)環(huán)境影響的科學(xué)判斷,可以做出高于具體的市場(chǎng)運(yùn)作者、具體的生產(chǎn)和消費(fèi)者的分析判斷。因此,政府可以在推動(dòng)能源結(jié)構(gòu)的優(yōu)化上有所作為,成為能源構(gòu)成演化的動(dòng)力之一。這種動(dòng)力在由石油時(shí)代向后石油時(shí)代的演化中表現(xiàn)的比較明顯。
近年來(lái)中外的實(shí)踐也提供了不少新的借鑒,突出表現(xiàn)在以下兩方面。
(1)政府的推動(dòng)政策應(yīng)盡可能少地用指標(biāo)、計(jì)劃去干預(yù)具體的能源運(yùn)作、強(qiáng)令以某種能源在某個(gè)時(shí)間去代替另一類(lèi)能源,而大部分應(yīng)在依法治國(guó)的約束下通過(guò)經(jīng)濟(jì)政策和環(huán)保要求下的市場(chǎng)運(yùn)作來(lái)實(shí)現(xiàn)。以最常用的補(bǔ)貼手段為例,應(yīng)主要支持為發(fā)展清潔能源而進(jìn)行的科研,對(duì)新能源生產(chǎn)也以幫助他早日獲得市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力為目的。否則拔苗助長(zhǎng)、越俎代庖、事倍功半、欲速而不達(dá)。
(2)政府政策是否符合實(shí)際有一個(gè)認(rèn)識(shí)過(guò)程,要在實(shí)踐中逐步摸索修正完善,不能“一錘定天下”,更不能對(duì)復(fù)雜事物“一刀切”。
能源構(gòu)成演化具有不平衡性。非化石能源占比大于或近等于世界均值(14.9%)的國(guó)家?guī)缀跞珵楸泵篮蜌W洲的經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)國(guó)家,尤以北歐的挪威、瑞典、芬蘭、丹麥和德國(guó)最為典型,其非化石能源主要為風(fēng)電。挪威、瑞典、法國(guó)的核電、水電等一次電力占全部能源的40%以上。換言之,這6國(guó)的基礎(chǔ)(傳統(tǒng))能源都占絕對(duì)優(yōu)勢(shì),可再生(新)能源皆<12%,其中基礎(chǔ)能源資源極豐富且近年來(lái)經(jīng)濟(jì)發(fā)展陷于困境的俄羅斯僅為<0.1%。
煤炭仍占重要地位的國(guó)家主要分布于亞太地區(qū),其總體所占比例為49.4%,明顯高于世界均值28.1%。這主要是因?yàn)橹袊?guó)(大陸、下同)、印度、日本、韓國(guó)、印尼等5個(gè)煤炭消費(fèi)大國(guó)的拉動(dòng),他們的煤炭所占比例依次為61.8%、56.9%、26.9%、28.5%、35.7%。中國(guó)和印度的煤炭消費(fèi)量分別占世界的50.6%和11.0%,對(duì)世界能源消費(fèi)比例的影響甚大。
能源結(jié)構(gòu)優(yōu)化則必須依靠科技的發(fā)展。一個(gè)個(gè)新理論、新能源的提出,一件件新技術(shù)的積累,經(jīng)過(guò)艱苦的探索逐漸走向成熟完善,才可能從實(shí)驗(yàn)室經(jīng)過(guò)多次逐漸放大規(guī)模的中間性試驗(yàn)而走向工業(yè)生產(chǎn)和能源市場(chǎng)。成熟市場(chǎng)平等接受各種創(chuàng)新、探索,允許他們?cè)囧e(cuò)、比較,因而能在保證發(fā)展中優(yōu)勝汰劣。
新能源新技術(shù)不斷發(fā)展完善的過(guò)程在時(shí)間上是不均速的,空間上是不平衡的。既然能源構(gòu)成的優(yōu)化、能源時(shí)代的更替目的是推動(dòng)經(jīng)濟(jì)發(fā)展增進(jìn)人民福祉,那么就要尊重其通過(guò)市場(chǎng)優(yōu)勝汰劣且漸變完成的客觀規(guī)律,力求減少過(guò)大震蕩引起的副作用,強(qiáng)調(diào)穩(wěn)健發(fā)展、穩(wěn)中求進(jìn)。這就可以理解在經(jīng)歷過(guò)嚴(yán)重氣荒之后,國(guó)家發(fā)改委主任何立峰在十三屆人大記者招待會(huì)上所說(shuō)的要求“能源結(jié)構(gòu)性改革在潛移黙化、波瀾不驚中實(shí)現(xiàn)華麗轉(zhuǎn)身”的含義。
總體上看新能源在初期由于基數(shù)小,其增長(zhǎng)量并不很大而年增速可很大,而在中后期其年增率必會(huì)大幅降低;在一個(gè)或一批新能源趨于成熟時(shí)也會(huì)首先在基礎(chǔ)良好的先進(jìn)地區(qū)、領(lǐng)域快速發(fā)展。優(yōu)化的快速發(fā)展期會(huì)使人感到能源構(gòu)成在較短期內(nèi)變化迅速,大家習(xí)慣說(shuō)是“革命”。
責(zé)任編輯: 張磊