深度 | 能源轉(zhuǎn)型的四個基本規(guī)律

2018-03-23 10:08:42 中能網(wǎng)　點擊量：評論 (0)

人類社會已完成了兩次能源轉(zhuǎn)型，第一次是從薪柴時代轉(zhuǎn)向煤炭時代，第二次是從煤炭時代轉(zhuǎn)向石油時代，當前第三次能源轉(zhuǎn)型的核心是大力推動可再生能源發(fā)展。

當今世界正處在能源大變革時代，新一輪能源轉(zhuǎn)型正在孕育。我國正在順應世界能源發(fā)展趨勢，推進能源領(lǐng)域的革命，促進能源轉(zhuǎn)型發(fā)展，建立清潔低碳、安全高效的現(xiàn)代能源體系，保障國家能源安全，確保經(jīng)濟社會可持續(xù)發(fā)展。

所謂能源轉(zhuǎn)型通常是指能源體系中結(jié)構(gòu)發(fā)生根本性的改變，并對人類社會經(jīng)濟發(fā)展乃至世界地緣政治格局產(chǎn)生深刻影響。回顧能源發(fā)展歷史，我們發(fā)現(xiàn)人類社會已完成了兩次能源轉(zhuǎn)型，第一次是從薪柴時代轉(zhuǎn)向煤炭時代，大約在1881年煤炭替代薪柴成為第一大能源，從此人類社會進入煤炭時代，1931年煤炭在能源結(jié)構(gòu)的占比達到峰值，在整個能源結(jié)構(gòu)中占了70%，隨后煤炭份額呈下降趨勢。第二次是從煤炭時代轉(zhuǎn)向石油時代，大約在1965年石油超過煤炭成為第一大能源，開創(chuàng)了石油時代。石油在能源結(jié)構(gòu)的占比于1973年達到峰值，占比為45%，隨后石油占比不斷下降，目前石油仍然處在能源結(jié)構(gòu)中第一大能源位置，但是在整個能源結(jié)構(gòu)中的占比僅33%（2016年）。當前人類社會正處于通向第三次能源轉(zhuǎn)型的過程中，許多專家學者認為第三次能源轉(zhuǎn)型將是從化石能源向可再生能源的轉(zhuǎn)型。第三次能源轉(zhuǎn)型的核心是大力推動可再生能源發(fā)展，提高可再生能源在一次能源和電能中的比重，最終實現(xiàn)當前化石能源體系向綠色、可持續(xù)的可再生能源體系轉(zhuǎn)變。

縱觀整個能源轉(zhuǎn)型發(fā)展歷史，盡管每次能源轉(zhuǎn)型各有特點，但是每次能源轉(zhuǎn)型也遵循著共同的規(guī)律，這些規(guī)律對于我們認識當今能源轉(zhuǎn)型特點，把握能源轉(zhuǎn)型進程具有重要意義。歸納起來有以下四個基本規(guī)律。

1、能源轉(zhuǎn)型是一個長期的漸進的過程

能源轉(zhuǎn)型一般都需要數(shù)十年甚至上百年的長期持續(xù)發(fā)展，而不是短短幾年更不能奢望一夜之間就能實現(xiàn)的。據(jù)BP統(tǒng)計資料，石油、天然氣、水電、核電和可再生能源從在能源結(jié)構(gòu)占比上升變化都經(jīng)歷了較長時間。這些能源在整個能源結(jié)構(gòu)中所占份額的提高基本上都是一個漸進的過程，如石油從1877年在能源結(jié)構(gòu)中占比1%經(jīng)歷50多年才發(fā)展到占比16%。2008年可再生能源（水電不計算在內(nèi)）在整個能源結(jié)構(gòu)占比1%，2016年才到3.2%。預測要它經(jīng)歷30多年才可能達到10%。

加拿大學者瓦茨拉夫.斯米爾（VaclavSmil）在其《能源神話與現(xiàn)實》一書中通過大量事實數(shù)據(jù)和理性思考對能源領(lǐng)域的許多神話做出客觀解釋，告誡人們能源創(chuàng)新并不遵循摩爾定律，能源轉(zhuǎn)型需要幾十年的發(fā)展。提醒人們不要輕信有關(guān)未來新能源或新能源技術(shù)應用速度、時間和范圍的主張；不要低估傳統(tǒng)能源及已有設(shè)備持久性和適應力；不要因為與某些預設(shè)意識形態(tài)或社會模型相匹配，就不加批判地接受新能源和新技術(shù)工藝，要認識到能源轉(zhuǎn)型是一個涉及范圍廣泛且十分復雜的過程，其所需的基礎(chǔ)設(shè)施必須在新能源供應和新方式廣泛應用之前就要得到滿足，否則就難以實現(xiàn)能源轉(zhuǎn)型。斯米爾認為，人們對能源神話的盲目追求和崇拜源于以下三個認知方面的匱乏，即對基礎(chǔ)科學的粗淺理解、對新技術(shù)和性能的盲目樂觀和對能源轉(zhuǎn)型長期性的忽略。要充分認識到能源轉(zhuǎn)型的難度，能源轉(zhuǎn)型不可能一夜之間發(fā)生。對能源轉(zhuǎn)型要保持足夠的定力和推進力，避免急躁的心情。

2、能源轉(zhuǎn)型是能源去碳化高效化的過程

清潔高效的能源是人們利用能源所追求目標，因此能源轉(zhuǎn)型的發(fā)展就是一部不斷去碳化高效化的歷史。在第一次能源轉(zhuǎn)型過程中，高碳低效薪柴（平均的分子結(jié)構(gòu)1個氫10個碳）逐漸被較低碳和較高效煤炭（平均的分子結(jié)構(gòu)1個氫2個碳）所替代。第二次能源轉(zhuǎn)型，煤炭又被更低碳和更高效的石油（平均的分子結(jié)構(gòu)2個氫1個碳）替代。據(jù)專家預測，正在發(fā)生的第三次能源轉(zhuǎn)型將越來越多利用低碳（如天然氣，平均的分子結(jié)構(gòu)4個氫1個碳）和無碳能源（太陽能、風能、氫能等）。

3、能源轉(zhuǎn)型通常伴隨著工業(yè)革命的發(fā)生

能源是人類生存和文明發(fā)展的重要物質(zhì)基礎(chǔ)，能源轉(zhuǎn)型與工業(yè)革命息息相關(guān)，每一次能源轉(zhuǎn)型都伴隨工業(yè)革命的進行，工業(yè)革命為能源轉(zhuǎn)型創(chuàng)造了條件，能源轉(zhuǎn)型又推進了工業(yè)革命的發(fā)展。第一次工業(yè)革命大約發(fā)生在18世紀60年代至19世紀40年代，由英國領(lǐng)導，其標志是蒸汽機的發(fā)明，從工場手工業(yè)發(fā)展到機器大生產(chǎn)，煤炭替代薪柴成為主導能源，完成了第一次能源轉(zhuǎn)型。第二次工業(yè)革命始于19世紀70年代，延續(xù)20世紀中葉，由美國領(lǐng)導，其標志是內(nèi)燃機和電力的出現(xiàn)，石油取代煤炭成為主要能源，完成了第二次能源轉(zhuǎn)型。第三次工業(yè)革命始于20世紀60年代，目前仍處在第三次革命進程中，其標志計算機的發(fā)明和互聯(lián)網(wǎng)的出現(xiàn)，同時第三次能源轉(zhuǎn)型正在進行中。

4、技術(shù)進步是促進能源轉(zhuǎn)型的關(guān)鍵驅(qū)動力

驅(qū)動能源轉(zhuǎn)型的因素有很多，每次表現(xiàn)也不一樣，但是技術(shù)進步是推動能源轉(zhuǎn)型的關(guān)鍵因素。據(jù)加拿大學者瓦茨拉夫˙斯米爾的能源轉(zhuǎn)型理論，判斷能源轉(zhuǎn)型的最重要標準是極大改善能源轉(zhuǎn)換效率的“原動機”（primemovers）出現(xiàn)。如第一次能源轉(zhuǎn)型，煤炭替代薪柴成為主導能源，是因為蒸汽機的發(fā)明和應用，為煤炭的大規(guī)模利用提供了條件。第二次能源轉(zhuǎn)型之所以發(fā)生，與內(nèi)燃機發(fā)明和應用密切相關(guān)，內(nèi)燃機的出現(xiàn)為石油的大規(guī)模利用創(chuàng)造了條件。如果第三次能源是從化石能源轉(zhuǎn)向可再生能源，那么適應可再生能源的大規(guī)模利用的“原動機”出現(xiàn)就是關(guān)鍵。

美國學者里夫金在其《第三次工業(yè)革命》一書中論述第三次工業(yè)革命的5大支柱時，提出了能源互聯(lián)網(wǎng)和能源儲存方式是其中的兩大支柱，也就是說能源互聯(lián)網(wǎng)和能源儲存方式關(guān)乎第三次工業(yè)革命的成功，同樣也關(guān)乎第三次能源轉(zhuǎn)型成功與否。據(jù)《BPTechnologyOutlook》（2017），快速高效的新一代計算機、更好的汽車電池、3D打印、燃料電池、太陽能轉(zhuǎn)換、無人駕駛、大數(shù)據(jù)分析、氫能技術(shù)等新技術(shù)的發(fā)展，將為改變能源生產(chǎn)、供應和利用方式提供巨大潛力，對促進新一輪能源轉(zhuǎn)型具有重要作用。

太陽能、風能等可再生能源目前的利用方式導致其能源供應不穩(wěn)定，能量密度較低，難以大規(guī)模廣泛利用，這樣利用方式也不符合能源由能量低密度向能量高密度的轉(zhuǎn)型規(guī)律。除非有利用技術(shù)的重大突破（如高效儲能技術(shù)）來解決太陽能、風能等目前利用方式導致的問題，否則太陽能和風能的大規(guī)模利用就難以實現(xiàn)。

原標題:深度 | 能源轉(zhuǎn)型的四個基本規(guī)律