全球能源消費與資源稟賦之間存在空間的異質性，使得能源的跨國、跨區域流動成為必然，這為全球能源互聯網的建設提供了廣闊的發展空間。

文 中國科學院地理科學與資源研究所 楊宇 劉毅

加快能源變革，優化能源結構，是應對可持續發展面臨的能源安全、環境污染以及氣候變化諸多挑戰的主要途徑之一。能源作為一種戰略資源，因地理分布的不平衡性而具有了地緣政治屬性，因此，在全球層面進行能源的統籌合作開發，面臨著一系列的難題與挑戰。正如電力與能源協會（IEEEPES）2014年會主題“繪制新的能源未來藍圖”一樣，如何統籌全球能源資源開發、配置和利用，是一種藍圖式構想。全球能源互聯網作為以互聯網技術與新型可再生能源相融合的智能能源體系，可以一定程度上解決全球能源資源分布和市場需求嚴重失衡的問題，是一種值得探索的全球能源配置模式。全球能源互聯網的構建，其基本前提是對世界能源分布與利用的清晰認識和把握。

從能源整體利用情況來看，2013年，全球石油、天然氣、煤炭、核能、水電以及風能、太陽能和地熱能等新能源共消費約為127.30億噸油當量。石油、天然氣和煤炭仍然是最主要的能源，消耗量分別為41.85億噸、30.20億噸油當量和38.27億噸油當量，分別占世界能源消耗的32.87%，23.72%和30.06%。水電、核能和新能源合計占能源消耗總量的13.34%。從發展趨勢來看，自1965年以來石油消耗量呈現逐漸降低的趨勢，從40%到50%之間下降到30%左右。煤炭消費量相對較為穩定，約占消費量總量的1/3。天然氣消費量呈現穩步增長態勢，從1965年的15.63%增加到2000年的23.30%，2000年以來一直占能源消費總量的1/4左右。

值得注意的是，盡管核能、水電以及新能源在能源消費中所占的比重相對較低，但從其發展的軌跡來看呈現出質的飛越。尤其20世紀90年代以來，新能源呈現出了多樣化、快速化的發展態勢。90年代之前，水電是除傳統能源之外的主要能源形式，占全部能源消費的5%左右。90年代以來，太陽能、風能和地熱能等新能源得到了快速的發展。1990年太陽能、風能和地熱及生物質能等分別僅為10萬噸油當量、8萬噸油當量以及277萬噸油當量，2013年的統計數據顯示，則分別達到2130萬噸油當量、1.18億噸油當量和1.01億噸油當量，其發展趨勢是驚人的，太陽能和風能的年均增速達到了55.95%和48.62%。在全球氣候變化的大環境下，新能源發展的空間不可估量。

能源的分布與利用具有明顯的地域性特征。如石油、天然氣和煤炭等化石資源分布受制于地質構造的約束極為不均勻，而油氣資源的消費能力則與經濟發展水平密切相關，形成了產銷錯位的空間格局特征。以石油資源為例，石油生產國主要集中在中東、俄羅斯、非洲、中亞-里海等地區，石油日產量超過100萬桶的國家包括沙特阿拉伯、俄羅斯、美國、伊朗、中國、阿聯酋、墨西哥、科威特、哈薩克斯坦、安哥拉、阿爾及利亞等19國，占世界比重約為85%。而石油消費國則主要集中在北美、歐洲以及亞太地區，日消費量超過200萬桶的國家主要包括美國、日本、德國、加拿大等發達國家以及中國、韓國、印度等新興的經濟體，美國消費量占全球的20.5%，中國占全球的11.4%，石油日消費量超過200萬桶的國家共11個，共占全球石油日消費量的60.5%。產銷空間的巨大錯位意味著必然存在全球資源的流動與配置規則，產生了以海運、管道運輸等為主的全球油氣資源貿易網絡。

能源分布及利用不平衡不僅存在于石油等傳統化石能源中，從全球主要地區的能源消費結構可以看出不同區域新能源的開發和利用情況迥異。傳統化石能源仍然是各區域的主導能源，所占比重均超過了70%。從新能源來看，北美地區核能和水電占能源總消費量的7.67%和5.61%，風電為1.48%。中南美洲水電占能源消費量的比重較高，達到23.46%，另外巴西等國的生物質能發展較好。歐洲的核能、水電、風電、地熱與生物質能分別占8.99%，6.88%，1.91%和1.39%。中東99%的能源消費為石油和天然氣。非洲的新能源以水電為主，占能源消費的6%。亞太地區新能源主要是核能和水電，分別占1.51%和5.99%。從消費結構可以看出，即使是新能源起步較早、技術先進的歐洲，新能源消費尚不足能源消費的1/5。新能源替代傳統化石能源的過程依然任重而道遠。

新能源的發展受制于自然條件、經濟發展水平、各國政策的差異，在全球分布也是極為不平衡的。如德國一直是世界能源革命的領袖，但是由于法律限制，德國的能源改革主要是能源改造項目，用風能和太陽能替換核電和煤電，而中國的能源轉型則主要是建設新的發電站。再如，世界各國對核電站的建設所持態度不一，尤其是日本福島核電站事故發生后，引發了新一輪核電安全的討論，這些因素都在一定程度上決定了世界新能源的分布與發展潛力。從國家尺度的分布圖來看，不同類型的新能源呈現出不同的分布格局。

核能主要集中在北美、歐洲、俄羅斯及中國。2013年核能超過2億噸油當量的國家有6個，對核能利用總量最高的國家為美國，消費量為1.88億噸油當量，占世界比重達33.4%，其余5個國家分為是法國（9.59千萬噸油當量，下同）、俄羅斯（3.91）、韓國（3.14）、中國（2.50）和德國（2.2），這些國家核能占世界的比重累計達到75.4%，英國、烏克蘭、瑞典和西班牙的核能消費也均超過1千萬噸。中南美洲、南亞等地區也有少量核能分布。

水電分布相對廣泛，目前世界上50多個國家和地區均有一定規模的水電消費，其中中國是世界上水電消耗量最大的國家，2013年水電消耗2.06億噸油當量，占世界的1/4左右。水電消耗超過5千萬噸油當量的國家有巴西、美國、加拿大等，超過1千萬噸的國家主要包括俄羅斯、印度、委內瑞拉、日本、法國、瑞典、土耳其、越南、意大利和哥倫比亞。

風能目前開發較好的國家主要包括美國、中國、西班牙和德國，風電消耗量超過1千萬噸，其中美國風能消費接近4千萬噸油當量，占世界比重的27%，中國風電消費3千萬噸油當量，約占世界比重的1/5。其他風能消費較多的國家包括印度、英國、法國、意大利、加拿大、葡萄牙、丹麥和挪威等。

太陽能主要集中在北美、歐洲和亞太地區，其中消費量超過2百萬噸油當量的國家僅有美國、德國、西班牙、中國和日本，且消費量均低1千萬噸油當量。

總體而言，目前全球新能源的開發和利用主要集中在發達國家和新興工業國家，這些國家面臨著巨大的能源需求以及能源利用的轉型壓力，相比較而言，非洲、中東以及中亞地區等傳統化石能源豐富的地區新能源開發相對比較滯后，所面臨的能源轉型壓力也相對較輕。

全球能源消費與資源稟賦之間存在空間的異質性，使得能源的跨國、跨區域流動成為必然，這為全球能源互聯網的建設提供了廣闊的發展空間。如何克服能源分布的不平衡和稟賦差異，使其更有效率的服務于整個人類社會，形成覆蓋全球的能源供需平衡與調節體系，是未來世界可持續發展面臨的巨大挑戰。顯而易見，電能可以成為溝通不同能源利用的有效媒介，而全球能源互聯網為這一媒介提供了無限的可能。

（本文屬于國家自然科學基金No.41371141，No.41401132的研究成果）