关于能源结构转型若干问题的思考.pdf

摘要

世界能源结构包含能源体系结构“”和能源系列结构“”两个层次，分别对

应能源结构的代际和代内转型。人类发展已临近文明奇点，这轮能源

结构转型布局需要同时兼顾从石油主导的传统能源系列向天然气主导

的低碳能源系列转型，以及从化石能源体系向核能能源体系转型，涉

及千年之大变局。作为工业文明纪元的最后一种世界主导性能源，天

然气承载着能源文明，并在世界能源体系结构转型中充当着重要的桥

梁作用。

经合组织主要国家的能源结构转型具有“中高基值、双增长和单替代”

特征；如果为双替代，则分段错峰。其中，不参与结构调整的能源转

型基系主要包括清洁化石能源、水电和安全核能，三者在国家一次能

源结构中的占比为50%～60%；双增长主要指天然气和可再生能源；

单替代主要指煤炭等不符合低碳发展的化石能源。这些国家的碳排放

达峰主要为产业结构、能源结构、人口结构、节能减排技术四大因素

的综合效应，其中首要因素是产业结构调整和节能减排技术进步。需

要围绕保障能源供给安全、传承能源文明和创建核能时代新优势开展

能源结构转型。

中国一次能源消费将长期保持温和增长，预计2050年将达到38亿～

43亿吨油当量；同期将实现从煤炭“为主体、石油为主导”的中高碳能

源系列向清洁化石能源为主体、“多能并举”的低碳能源系列转型；清洁

化石能源和零碳能源在一次能源结构中占比约为60%。建议充分发挥

天然气、可再生能源、小型核反应堆在能源结构转型中的桥梁作用，

采用“1+4+10”的立体战略结构，沿5条战略发展路线，分3个阶段，

并行推进、有机协同。

能源是人类文明的基石，伴随文明发展而演替，这种演替主要通过能

源结构转型得以实现。新一轮世界能源结构转型大体始于1998年，

内因是传统能源系列老化、页岩气革命、可再生能源技术进步及核聚

变技术发展，外因是人类对能源需求的持续增长及环境可持续发展对

低碳经济的需求，总体表现为从中高碳能源系列向低碳清洁能源系列

进化。2019年，煤炭在中国一次能源结构中的占比高达57.64%，中

国的煤炭消费和碳排放分别占世界总量的51.7%和28.8%，均居世界

首位。2020年9月，中国政府对国际社会庄严承诺，碳排放力争在

2030年前达峰，努力争取2060年实现碳中和。国家能源结构转型迫

在眉睫。然而，在重塑能源结构之前，还有若干基础性和关键性问题

亟待厘清。笔者基于近年来的全球大数据研究与能源实践，就能源结

构转型的若干问题进行了思考。

1从人类文明发展的视角看世界能源结构转型

从人类文明发展的视角看，能源结构包含“能源体系结构”和“能源系列

结构”两个层级。能源体系结构“”指能量密度相近、能源生产和能源利

用技术复杂程度相当的一组能源共生关系，与人类文明发展的特定历

史阶段相适应。例如，远古可再生能源体系、传统可再生能源体系、

化石能源体系、核能能源体系分别对应新石器时代、农业文明纪元、

工业文明纪元和未来的智慧文明纪元（见图1）。而能源系列结构“”则

是指在特定能源体系中，各类一次能源类型之间的结构占比和相互关

系，通常以主导性能源类型作为特定能源系列的标识和定代依据，例

如煤炭时代、石油时代等（见图2）；各能源世代的时间区间以世界主

导性能源更替点为划代依据（图2中的红点）。两个层级的能源结构

逐级包含。

与之相应，能源结构转型“”也具有两个级次。其中，能源体系结构转“

型”与人类文明纪元更替相应，属于跨纪元转型（或代际转型），是人

类历史上最重要、影响最深远、颠覆性最强的能源结构转型。典型如

18世纪工业革命兴起时，化石能源体系登上历史舞台，开启替代传统

可再生能源体系之旅（1769－1883年）。英国主导了这次能源体系结

构变革，由此拉开了世界工业文明纪元的序幕，影响人类社会近300

年的发展。“能源系列结构转型”则是指同能源体系中的主导性能源更

替，例如石油替代煤炭、天然气替代石油等，属于纪元内转型（或代

内转型），影响人类社会50～80年发展。从化石能源体系向核能能源

体系的转型不仅属于代际转型，而且由于处于人类文明奇点“