【摘要】能源转型已经成为全球共识，占全球GDP总量70%以上的国家和地区承诺到本世纪中叶实现碳中和的目标。发达国家的实践表明，降低经济发展的能源依赖度，提高可再生能源占比，建设新能源体系在技术上和实践中都是可行的。围绕新能源革命，全球将展开一场改变贸易规则、重塑投资格局的国际竞争、升级发展模式开展技术创新的产业竞赛、重塑地缘政治关系与话语权的大国博弈。发达国家的能源转型实践表明，能源转型是一项系统工程，提高能源效率、增加可再生能源占比、提升系统灵活性、开展碳捕集封存、燃料转换等都将发挥重要作用。在这个过程中，科技和商业模式创新是最大的推动力，完善的市场体系建设是基本条件。根据新能源革命与碳中和的国际经验，建议做好能源转型与碳中和的顶层设计，加快完善我国能源市场化改革，多措并举优化能源转型路径，加快科技和商业模式创新，同时鼓励全民参与能源转型，达成能源转型与碳中和的广泛社会共识。
【关键词】新能源革命 碳中和 系统工程 创新 市场化建设 社会共识
【中图分类号】X24 【文献标识码】A
【DOI】10.16619/j.cnki.rmltxsqy.2021.14.006
杨雷，北京大学能源研究院副院长、研究员，清华大学能源转型与社会发展研究中心学术委员会委员，国际燃气联盟（IGU）协调委员会候任主席。研究方向为能源转型、能源改革和全球能源治理。主要著作有《能源的未来——数字化与金融重塑》、《天然气市场化改革——国际经验要点及对中国的启示》（编著）等。
2020年是全球能源领域具有分水岭意义的一年，不仅因为新冠肺炎疫情造成了全球经济衰退和能源消费大幅降低，也因为世界主要经济体纷纷提出到本世纪中叶实现碳中和的承诺。截至目前，占全球GDP总量70%以上的经济体都已经宣布了到本世纪中叶实现碳中和的愿景，能源转型正在加速进行。[1]
过去十年，用“能源革命”来描述全球能源领域的变化恰如其分。作为曾经的全球最大能源进口国，美国通过页岩油气革命的成功，实现了“能源独立”这个即使在5年前仍然看似不可能的目标。过去10年，诸多光伏、储能、电动汽车等新能源技术迈过了规模化、商业化发展的门槛，开始了爆发式增长。
近年来，可再生能源在全球能源生产消费中的比重不断提升。《BP世界能源统计年鉴》数据显示，2019年，全球新增发电量的96%来自可再生能源。[2]根据21世纪可再生能源政策网络（REN21）的数据，全球2020年可再生能源在全部发电量中占比达29%。[3]
从2009年到2020年，全球风电装机容量从1.5亿千瓦增加到7.3亿千瓦，光伏发电装机容量从2400万千瓦增加到7.1亿千瓦。[4]风电在一些地区已经逐步成为最主要的增量能源，太阳能发电在一些地区已成为最具竞争力的电源，新能源革命已经成为全球潮流。
新能源革命与碳中和已经成为国际潮流
欧美实践表明能源转型在技术和经济上是可行的。过去十年，光伏发电和风力发电（以下将光伏和风电统称为波动性可再生能源）成本大幅下降，根据国际能源署（International Energy Agency，以下简称IEA）和拉扎德公司（LAZARD）统计，光伏发电和陆上风电的平均平准化度电成本分别从2000年的500美元／兆瓦时和94美元／兆瓦时，下降到2019年的70美元／兆瓦时和55美元／兆瓦时。[5]在阿布扎比Noor Abu Dhabi百万千瓦级光伏电站2020年4月新一轮招标中，创下了1.35美分／千瓦时的历史最低中标价格记录，折合人民币每度电上网电价只有1毛钱。
2019年，风电和光伏发电量占丹麦、德国和英国全部发电量的比重分别达到60%、32%和31%。[6]北欧五国作为能源转型的先锋，可再生能源比重都相对较高，冰岛、瑞典、挪威、芬兰、丹麦分别达到了85%、55%、46%、40%、32.7%。全球来看，可再生能源的交通用能市场份额约为3.3%，占供热比重的10%以上。随着可再生能源产业的发展，2018年全球可再生能源就业人数达到1100万，其中我国402万、欧洲123万、巴西112万、美国85万。[7]
根据欧盟以及Statista网站数据，1990年至2019年间，欧盟人口增长了7％，人均GDP增长了52％（按购买力平价计算），但与能源相关的二氧化碳总排放量却减少了24％，总体温室气体排放也下降了24%。据国际能源署分析，这一方面可归功为单位GDP的能源强度下降，另一方面是因为单位能源供应的二氧化碳强度下降。2020年受新冠肺炎疫情影响，欧盟温室气体排放量又在2019年的基础上下降了13.3%。[8]这一趋势反映了欧盟经济和能源的结构性变化，以及能源效率的大幅提升。
2017年，时任美国总统奥巴马在科学杂志上发表了题为《清洁能源发展势头不可逆转》[9]的署名文章，指出从2008年到2015年，美国与能源相关的二氧化碳排放量降低了9.5%，与此同时，经济增产超过了10%，单位GDP能源强度降低了约11%，单位能源消费二氧化碳排放强度降低了8%，单位GDP二氧化碳排放降低了18%。他认为这个趋势已经不可逆转，这种经济增长与能源领域二氧化碳排放的“脱钩”，对于那些认为应对气候变化需要以降低经济增长和生活水准为代价的看法，是最有力的回应。
值得指出的是，我国的发展阶段与发达国家有所不同，我们的工业化和城镇化还没有完成，但新能源技术突飞猛进的发展已与一二十年前发达国家实现碳达峰时大不相同，可以说如今实现新能源革命的条件和门槛已经大大降低了。
全球能源转型的趋势与展望。全球能源转型的基本趋势表现为：一是低碳化。在传统的化石能源中，天然气的使用在过去二十年快速增长，作为一种低碳能源，在替代煤炭的过程中显著减少了二氧化碳排放。美国的二氧化碳排放量在过去十年降低了10%左右，其中最主要的贡献就是来自于页岩气对煤炭的替代。[10]过去10年，风、光等可再生能源的成本快速下降，风电、光伏等新增装机快速增长，已经成为增长最快的能源品类，加速了能源系统低碳化转型的步伐。二是去中心化（分布式），以去中心化为特征的分布式能源正在成为传统的集中式能源强有力的补充，改变了原来能源供应金字塔的主体结构。诸如冷热电多能互补系统、电动汽车、屋顶光伏、余热利用、生物质能源和多种消费侧储能等分布式能源正在改变传统能源系统的价值链，也大大提升了可再生能源并入能源系统的比例。三是数字化。数字技术为能源系统的升级转型赋能，数字化降低了分散的、小型化的可再生能源的系统接入成本，也能够更加实时和智能地对变动性需求作出响应。数字化使供给侧和需求侧之间的界限变得模糊，一方面为“生产型消费者”的产生提供了条件，另一方面为更加广泛的需求侧响应创造了技术条件。[11]
当前，光伏和风电为主的可再生能源成本仍在进一步下降，光伏发电成本的下降速度超过了风电，在全球日照充足的地区，太阳能光伏已经成为成本最低的发电资源，甚至低于传统火电的燃料成本。风电近几年来最重要的趋势则是海上风电价格及成本的下降。
全球能源领域投资趋势也反映出低碳能源日益显现的成本优势。根据IEA统计，2019年可再生能源发电投资占全球发电资产投资总额的三分之二以上。IEA预测，从2020年到2025年，以风电和光伏为主的可再生能源装机将快速超过火电，成为全球第一大发电装机来源。[12]
国际能源企业的转型实践。基于对能源转型的认识，全球能源公司也正在积极投身这场意义深远的能源革命。许多大型油气公司都为未来几年的发展制定了雄心勃勃的转型目标，致力于从油气公司转变为综合能源公司，并且设定了明确的减碳计划。大型能源企业的行动有力地推动了新能源革命的进程。
埃信华迈（IHS Markit）数据[13]显示，2019年至2020年，油气公司在太阳能和风力发电领域分别进行了18次和17次收购，远高于2017年的9次收购。其中，埃尼（Eni）、壳牌（Shell）和道达尔（Total）正在通过收购整个供应链中的公司来改变其运营组织，并大力投资电力，他们还着重指出了电气化在未来将发挥关键作用。法国能源公司（Engie）、英国石油公司（BP）和挪威国家石油公司（Equinor）通过投资可再生能源资产，积累能源服务供应商的经验，使其投资组合多元化。
从资本市场上看，在过去15年中，油气公司的平均年度股东整体回报率（TRS）落后于标准普尔500指数七个百分点，为了减少客户流失和增加收入来源，许多公司将发展客户端就地能源方案和数字化技术作为未来商业模式的重要组成部分。在电力供应方面，现阶段欧洲公司的可再生能源战略仍由“建造—销售—经营”（BSO）模式继续主导，他们也正在积极探索零补贴项目的新商业模式；美国公司更青睐绿色电价和新的可再生能源购电协议（PPA）结构，这在欧洲也很普遍。
在电力需求方面，发达国家的企业客户更注重绿色电力采购。2020年，美国的企业客户可再生能源交易几乎占了美国所有可再生能源合同交易量的一半。在欧洲，企业客户在2020年签署了约470万千瓦的可再生能源购电协议（PPA）。新公司涌入该领域表明，PPA消费群体将在全球范围内扩大，为新的可再生能源生产提供了一个巨大的潜在市场，这也为未来碳标签等政策工具的推广奠定了基础。
社会共识基本形成。欧盟各国在对待气候问题上具有较高的共识，政府决策效率也较高，尤其表现在联合国政府间气候变化专门委员会（IPCC）提出的全球1.5摄氏度温控目标上。尽管其在很多问题上长时间议而不决，但对签署提高减排承诺的新一版绿色协定均高度赞成，很快就完成了法案的修订，将原来的2050年碳减排目标从80%修改为100%，也即2050年实现温室气体净零排放。[14]
法国最具特色的举措之一是将从全国普通民众中推选150人专门就国家的气候变化和环保主题进行建言，相当于气候议员，这是一项重大的制度创新。法国在气候大会的宣传语是“使我们的星球再次伟大”，计划于2022年全面停用煤电，且公众餐厅产品50%为源自本地的有机产品，2025年废弃物100%得到回收和再生利用，2040年停止销售内燃机车辆。
德国于2019年通过立法的形式率先宣布2050年实现净零碳排放，2030年使能源部门的二氧化碳排放比1990年减少61%～62%。2021年5月，德国总理默克尔表示，德国将争取最早在2045年实现碳中和，并把2030年温室气体减排目标提升至较1990年减少65%。
这些欧洲国家高度认同IPCC的“1.5摄氏度报告”，并能够快速作出响应，其主要原因是普通民众对此高度认同，欧盟及欧盟各国内部各党派可能在政见上存在或多或少的差异，但在环保问题上几乎都能够对气候变化和可持续发展目标达成高度共识。因为在应对气候变化和可持续发展方面已经形成了广泛的民意基础，这些党派一般不会因此得罪群众。
美国两党就气候问题长期无法达成一致，导致其在气候政策上出现多次反复，在实现碳中和这一目标上尚无明确立法，甚至没有富有成效的政治协商进展。但值得注意的是，即使在特朗普政府时期美国政府退出《巴黎协定》，美国很多州和城市仍然形成了“美国气候联盟”，继续按照《巴黎协定》要求，大力推进清洁能源转型计划。2018年9月，加利福尼亚州州长签署法案，提出到2045年将实现100%清洁电力供应。当前执政的拜登政府在《清洁能源革命和环境正义计划》中承诺，美国将在2050年之前达到净零碳排放。
可以明确的是，美国的气候和能源政策目标正越来越清晰。在采取强有力的政策手段之外，美国一直是能源领域研发的全球领导者。美国拥有成熟的学术和技术成果转化机制，大量的公共资本和私人资本争相投入碳中和相关行业，使得其产业蓬勃发展，技术和服务世界领先，这也是美国力求保持的优势。
新能源革命的国际经验
能源转型与碳中和需要多措并举。实现碳中和涉及经济社会生活的方方面面，需要动员各方面力量，寻求最合适与经济的路径。从能源角度来说，一方面是要减少排放，通过提高能效，提升可再生能源等零碳能源的比例以减少二氧化碳排放，另一方面是进行碳汇，除了森林碳汇，也包括碳的捕集、利用和封存（Carbon Capture, Utilization, and Storage，以下简称CCUS），以消除排放后果，综合施策。国际能源署在《世界能源展望2020》[15]报告中提出，为实现《巴黎协定》可持续发展的目标，按照可持续发展的情景展望，到2050年，节能和提高能效对二氧化碳减排的贡献最大，占37%；然后是发展可再生能源，占32%；CCUS、核电、燃料替代等其它技术也共同推动可持续发展目标的实现。
2020年7月，《欧盟能源系统整合战略》发布，其中阐述了为实现碳中和目标，需要对能源系统进行升级整合的战略，强调要打破能源的行业壁垒，提高系统效率，积极发展储能、数字化、氢能等技术，提高系统灵活性，支撑更高比例的可再生能源发展，完善能源市场机制和碳排放交易机制，在实现碳中和的同时保持经济的繁荣发展。[16]
美国普林斯顿大学、麻省理工学院等研究机构和智库也积极开展“净零美国”战略研究，与奥巴马时代美国政府颁布的“能源一体化战略”一脉相承，这些解决方案都强调多种能源互补，采取最优路径实现碳中和。这些研究重点就能源效率、电气化、可再生能源、零碳燃料（生物质和氢能等）、碳捕集利用、碳汇等多个领域的共同作用开展研究，建议美国政府通过市场化的方法，寻找最经济和优化的路径。[17]
德国政府是碳中和的积极推动者，很早就制定了《气候行动计划2050》，不仅提出了明确的愿景和规划，也强调以系统综合的方法，统筹考虑提升能效，加大可再生能源比例，电力行业转型，交通、建筑、工业等领域电气化等问题，制定了相对清晰的步骤，提出2030年前以优先开展电力领域低碳转型引领交通、建筑、工业、农业等领域全面减排，2030年后再加大力度深化以工业为首的各领域转型及发展负碳技术等，其出发点也是从系统优化考虑，以较低的转型成本来实现碳中和。[18]
在能源转型过程中，长期规划和战略对于引导投资者、形成社会共识非常重要，碳中和提供了一个非常重要的共同愿景，将有力地指导相关的能源、经济及社会发展的规划工作。
能源体系需要系统性升级。新型能源系统最重要的特征是低碳，主要由风电、光伏等变动性可再生能源组成，这将与传统化石能源构成的能源系统有很大不同。一方面由于风电和光伏的发电特性受天气影响较大，系统灵活性变得更加重要，这是因为供给侧与需求侧的不确定性都大幅提升了。另一方面与传统的以集中式供能方式为主不同，分布式能源将快速增长并逐渐占据主体地位。
受风、光等波动性可再生能源对能源系统日益显著的影响，在波动性可再生能源占高比例的情况下，能源系统能否灵活运行，是能源转型的核心，对于确保现代电力系统的安全性至关重要。国际经验表明，在技术层面上，电力系统对波动性可再生能源的比例没有硬性约束。
波动性可再生能源并网会对电力系统产生多种影响，但并非突然出现，而是随着波动性可再生能源占比的提高而逐步显现。根据波动性可再生发电量占比上升对电力系统的影响及相关并网问题，IEA划分了四个阶段。[19]
在第一阶段，能源系统开始出现少量波动性可再生能源，对系统基本没有影响或造成极小的、局部的影响，通过调度就可以基本解决并网问题，这一阶段波动性可再生能源发电量占比一般不高于5%。
随着波动性可再生能源发电容量的增加，负荷与净负荷之间的差异愈加明显，现有系统资源难以在全部时段维持电力供需平衡，进入第二阶段。在这个阶段，一般通过提高供给侧的备用容量和灵活性，改进系统运行方式，以更充分地利用现有系统资源，来满足系统并网要求（例如进行火电灵活性改造以增加备用装机）。然而，仅依赖供给侧灵活性提高会带来越来越高的系统成本，使并网过程难以为继。
随着可再生能源比例的继续增高，波动性可再生能源发电量在特殊时段可以满足部分区域的大部分供电需求，由此进入第三阶段。这一阶段需要对整个能源系统进行优化，动员包括需求侧响应的灵活性资源，将用电需求引导、转移向波动性可再生能源发电量较高的时段，还需要通过终端用能电气化创造新需求。一般来看，这一阶段可再生能源总体发电量平均将超过10%。
最后，在第四阶段，波动性可再生能源发电量经常会超过总体电力需求，如果没有额外处理方式，将出现净负荷的结构性过剩，同时也面临当风电、光伏出力持续较低时（比如北方冬季），如何满足电力需求的挑战。在这个阶段，需要更加先进的技术，并采用季节性储能，例如氢能。
全球多数国家目前都处在第一和第二阶段，未来五年，随着波动性可再生能源快速发展，越来越多的国家会进入第三和第四阶段。国际经验表明，随着可再生电力比例的不断增长，进入第三阶段后，与早期对电力系统的修修补补不同，需要对整个能源和电力系统进行升级优化，提高源、网、荷、储的灵活性，以更加动态和柔性的方式实现稳定的电力和能源供应。
科技和商业模式创新是最大驱动力。能源科技的发展深刻地影响了能源格局的变迁，各国十分重视能源科技的发展，并制定了能源战略计划，如美国的《全面能源战略》、欧盟的《2050能源技术路线图》、日本的《面向2030年能源环境创新战略》等。
过去十几年的发展表明，科技正逐渐取代能源资源成为能源发展的基石，发展低成本的新能源技术是重要趋势，其中低成本可再生能源技术是能源科技发展的重点领域。美国能源信息署评估，美国2022年后投产的风电和太阳能发电项目的平准化度电成本（LCOE）都将低于燃气发电。[20]
数字技术正在给能源领域带来深刻变革。数字技术不仅提高了自动化水平，降低了成本，而且能够使能源系统更加适应高比例的变动性能源，提高需求侧响应能力，降低能源交易成本，大大增加系统的灵活性和柔性。[21]
综合能源服务也正在成为能源行业商业模式的主流，相关企业利用先进的管理工具，如数字化平台，对能源系统尽可能实现统筹和优化，就近提供能源服务，能源服务可以让能源供应者和消费者创造新的价值。与能源服务相适应，国际上越来越多的小型工业用户和大型商业用户开始参与需求响应计划。通过吸引更多利益相关者，综合服务商可以降低平衡系统的成本，但可能需要实施有针对性的政策或监管，以允许他们参与批发或辅助服务市场。
电动汽车与能源领域的协同性也日益增加，电动汽车快速发展，在成为日益重要的电力负荷的同时也成为系统灵活性的来源之一。智能充电可以减少高峰时段的负荷，车网融合（V2G）技术更是可以将电动汽车作为移动储能站，获取额外收益。车网融合已经在全球拥有数以百计的商业应用。
以技术带动的能源领域商业模式创新正如雨后春笋一般在全球出现，吸引了全球资本市场的关注，并获得了越来越多的资金支持，有力地促进了能源转型。
完善的市场体系建设是能源转型的基本条件。发达国家经验表明，发展高比例可再生能源，建设新型电力系统，需要完善的市场机制支持，这也是催生新的商业模式的基本条件。北美和欧洲的国际经验证明了实时的现货市场在优化电力系统和降低用户用电成本方面的重要性，能源服务、储能、氢能等都需要通过市场化的价格寻求合适的应用场景。政府定价的方式无法实时体现电力的稀缺性，也不能发挥可再生能源边际成本低的优势，难以消纳更高比例的可再生能源。因此，建立流动性好的短期电力市场（现货市场）是实现高比例可再生能源发展的关键，是对不同发电技术进行经济调度的基础。[22]
欧美能源市场机制的设计也考虑到保证提供足够激励以覆盖调峰资源的运行费用和固定成本，从而对能源安全形成有力的保障。一些地区的电力市场主要依靠发电收入来支付调峰电源的发电投资，其电力市场允许电力紧缺时电价大幅升高；还有一些市场运用容量补偿机制，例如，向特定时段发电的企业提供容量费用，以保证尖峰负荷期间足够的电力供应。法国、英国、墨西哥、PJM（美国）和MISO（美国）的电力市场则是上述两种机制相结合，以保证系统中的能源供应有充裕度，在特殊时期能够发挥保供的作用。
基于电力市场的复杂性，辅助服务市场也十分重要。随着可再生能源发电量占比的提高，电力系统惯性降低，对稳定系统频率和电压等服务的需求必然会增加。未来在高比例可再生能源系统中，系统波动性增加及化石能源装机比重的下降，要求系统优先调动其他灵活资源，如储能和需求响应。在这方面，爱尔兰、澳大利亚和美国CAISO提供了很好的经验。
值得指出的是，电力市场和天然气市场有很好的协同性，天然气发电也具备明显的调峰优势，能够跨季节调峰，同时天然气本身也有调峰的需要。自20世纪末开始，欧美主要国家先后启动并完成了天然气市场化改革，形成了我们熟悉的美国亨利中心、英国NBP、欧洲TTF等有影响力的天然气价格指数。[23]在很多欧美国家，天然气和电力的监管部门都是合署办公。
为了控制二氧化碳排放，以欧盟为首开展的碳交易市场建设成为推动能源转型的一个非常有效的市场手段。碳交易市场通过对温室气体排放额度的交易，逐步形成了碳排放指标量化体系和明确的碳价。通过市场交易，可以有效发现碳价格，从而引导低碳经济模式的发展。从国际角度看，交易规则、减排政策、资金机制、运作模式是碳排放市场的关键要素，对金融市场也产生了越来越大的影响。
电力市场、天然气市场和碳交易市场的有机结合，使得新能源革命的政策环境不断完善，有力促进了相关国家经济发展模式的升级。
相关启示
做好能源转型与碳中和的顶层设计。新能源革命与碳中和是一项系统性工程，涉及能源供给侧、需求侧、提高能效、碳汇等多个方面，对几乎所有行业都会带来重大影响，需要综合性和长期的视角，需要包括规划、产业、市场、政策等多个层面的支持，因此顶层设计至关重要。
新能源革命与碳中和需要强有力的政策机制和制度的保障。应着手制定国家应对气候变化法规，统筹能源、环境、气候和经济社会发展全局，以控制温室气体排放为抓手，推动我国经济体系、能源系统和生活方式的绿色低碳转型。同时对当前的政策、制度、机制和法规进行梳理完善，使之符合新能源革命的需要。[24]
尽快启动我国能源中长期发展战略及规划工作，作为市场参与者投资决策的依据。在制定规划的过程中也要集思广益，使各方就能源系统的发展方向逐渐形成共识，进而为制定具体政策以形成完善的市场框架提供基础。[25]传统能源规划主要集中于供给侧，需求侧没有引起足够重视。要充分做好统筹协调，整合包括能源领域不同行业之间的规划、电力行业不同环节的规划、需求侧资源、区域间能源资源，并考虑在规划中纳入对系统灵活性的评估。
加快完善我国能源市场化改革。截至2020年底，我国风电和光伏等变动性可再生能源装机约5.3亿千瓦，占全部电力总装机比重的24.2%，发电量占比接近10%。到2030年，风电和光伏发电总装机容量要超过12亿千瓦，[26]发电量也将大幅度提高，我国的能源和电力系统正在快速进入新阶段，需要对整个系统进行优化，其中灵活的市场价格将是引导整个系统优化的关键因素，完善我国能源市场，还原能源的商品属性，使市场成为优化资源配置的决定性因素。
目前，电力市场化改革与天然气市场化改革均在深入推进，将为新能源革命提供强劲动力。适用于高比例可再生能源的电力市场设计需要重点关注建立电力现货市场，发掘市场价格；改变现有电力调度方式，实现经济调度；加强跨省跨区电力交易，提高电力供应安全性，提高系统效率，促进资源和需求的匹配；建立并完善辅助服务市场，激励系统灵活性资源的投资和应用；探索容量补偿机制，满足系统投资充裕度要求；还应加速推进碳交易市场机制，将化石能源项目温室气体排放对于环境产生负面影响的社会成本内部化。
天然气市场化改革正在深入进行，重要目标之一是建立市场化的价格体系。管网公司独立运行后，下一步应从区域市场建设开始先行先试，做好市场设计；尽快建立托运商制度，完善容量分配机制；改革管输费定价机制以支持“多对多”交易；建立运营调度管理办法，完善应急制度；加强监管能力建设，大力提高透明度；坚持与国际接轨，尽早形成具有国际影响力的价格指数。
加快推进全国碳市场建设，探索构建与碳排放交易机制结合的创新商务模式。建立统一的碳交易机制和碳减排核定方法，鼓励相关能源利用行业积极参与碳交易，通过市场化的办法降低排放，实现绿色发展。
以电力、天然气和碳市场引领的能源领域市场化改革，是驱动我国实现绿色低碳发展、创新商业模式的强劲动力，也必将不断催生出储能、需求侧响应、车网融合、新型能源服务等多种新能源发展的商业模式。
多措并举优化能源转型路径。能源转型路径有多种选择，应结合我国的实际情况，尽量走代价较小的路径。随着可再生能源技术成本的降低，电力领域去碳化难度相对较小，工业、航空等领域的相关技术仍不成熟，因此，要多措并举，因地制宜开展新能源革命和碳中和工作。要尽快制定我国电力行业净零排放的日程表和路线图，淘汰燃油车的日程表和路线图，要求新基建项目基本实现净零排放等。
要高度重视提高能源效率，节约下来的能源是最清洁的能源。提高能源效率和发展非化石能源应并重。2019年，我国单位GDP的能源强度仍是世界平均水平的1.4倍、发达国家的3倍左右。如果我国能源效率水平达到世界平均水平，能源消费总量中标煤可减少近20亿吨；如果我国能源利用效率达到发达国家平均水平，2035年我国人均GDP收入达到中等发达国家水平时，能源消费可以比当前降低1／3。如果2060年我国的能源效率达到世界领先水平，我国可以在能源消费零增长，乃至负增长的情况下，建成现代化国家。[27]
要统筹能源转型和发展转型。正如习近平主席指出的，应对气候变化《巴黎协定》代表了全球绿色低碳转型的大方向。[28]这不仅是能源转型，还需要发展方式的转型（实现由资源依赖向技术依赖转型），实现能源的可再生和资源的循环利用。实现碳中和既是应对气候变化的战略选择，也是实现生态环境质量根本好转的重要措施，是对各类污染物排放的源头治理。因此需要统筹能源转型和发展模式的低碳转型。
加快科技和商业模式创新。科技是第一生产力，科技也正在取代资源成为能源安全最重要的基石。未来除了在风、光、生物质、地热等可再生能源领域，在氢能、储能、核聚变能以及能源新材料等方面都有可能出现颠覆性技术，将极大地改变世界能源供需格局。
数字技术可为能源生产、消费、技术、体制领域革命带来新动能，在新能源革命领域以广泛互联、智能互动、灵活柔性、安全可控和开放共享的新一代电力系统为基础。建议加快推动数字技术应用，以“能源互联网”形态，打破由技术、机制等因素造成的异质能源系统之间及多元主体之间的行业壁垒与技术壁垒，推动更大范围内的资源优化配置，构建电力、天然气、热力与互联网运营商之间互惠共赢的能源互联网生态圈，推动“物理能源消费”向“能源、信息、服务”综合消费过渡。
能源服务正在突破原有的节能服务模式，向更加广泛的领域发展，许多大型国际公司也都将自身定位为能源服务公司。应积极鼓励国有企业和其它主体的能源企业，发挥各自优势，创新商业模式，实现可持续发展。
加强碳达峰、碳中和的国际合作，加大国际科技合作力度，扩大国际合作的范围，共同发展碳达峰、碳中和亟需的科学技术、工艺路线和商业实践。应对气候变化也是中美、中欧开展合作的重要抓手，应积极谋求合作，相互学习、相互促进、共同进步。
鼓励全民参与能源转型。新能源革命和碳中和是一场集技术创新、制度创新及治理体系创新于一体的全球新竞赛，不仅将重塑全球产业及投资贸易格局，也事关每一个人，[29]既是对传统能源产业从业人员的一种挑战，也是新能源行业从业人员的巨大机遇，从国际上的测算来看，新能源革命和碳中和将创造更多就业机会。[30]在实现碳中和的过程中，要以人为本，加强对弱势群体的帮扶和转型。新能源革命是实现美丽中国的必经之路，应加强宣传和动员，达成最大范围的共识，激发全民的创新力，鼓励全民参与，打赢一场碳中和与新能源革命的“人民战争”。
新能源革命也需要培育低碳清洁“能源文化”，将节能减排融入普通百姓的生活、行为及出行方式，让人们通过改变生活方式和转变思想观念来配合、推动能源革命的实践。
（本文系中国工程院重点咨询项目“能源、环境和气候变化协同治理战略研究”的阶段性成果）
注释
[1]IEA, "Net Zero by 2050: A Roadmap for the Global Energy Sector", https://racetozero.unfccc.int/wp-content/uploads/2021/06/NetZeroby2050-ARoadmapfortheGlobalEnergySector.pdf, May, 2021.
[2][4][6]BP, "Statistical Review of World Energy 2021", https://www.bp.com/en/global/corporate/energy-economics/statistical-review-of-world-energy.html, July, 2021.
[3]REN21, "Renewables 2021 Global Status Report", https://www.ren21.net/reports/global-status-report.
[5]IEA, "World Energy Outlook 2019", https://www.eia.gov/outlooks/ieo/pdf/ieo2019.pdf, September 24, 2019.
[7]IEA, "Net Zero by 2050: A Roadmap for the Global Energy Sector", https://racetozero.unfccc.int/wp-content/uploads/2021/06/NetZeroby2050-ARoadmapfortheGlobalEnergySector.pdf, May, 2021.
[8]IEA, "World Energy Outlook 2019", https://www.eia.gov/outlooks/ieo/pdf/ieo2019.pdf, September 24, 2019.
[9]Obama, B., "The Irreversible Momentum of Clean Energy", Science, 355:6321, pp. 126-129.
[10]GE, "Accelerated Growth of Renewables and Gas Power Can Rapidly Change the Trajectory on Climate Change", https://www.ge.com/content/dam/gepower/global/en_US/documents/future-of-energy/ge-future-of-energy-white-paper.pdf, January 18, 2021.
[11]杨雷：《能源的未来——数字化与金融重塑》，北京：石油工业出版社，2020年，第48～60页；金之钧、白振瑞、杨雷：《能源发展趋势与能源科技发展方向的几点思考》，《中国科学院院刊》，2020年第5期。
[12]IEA, "World Energy Outlook 2020", https://www.iea.org/reports/world-energy-outlook-2020, October, 2020.
[13]Gabel E., "5 Top Global Power Renewables Trends 2021 Whitepaper", IHS Markit, 2021.
[14]EU commission, "Powering a Climate-neutral Economy: An EU Strategy for Energy System Integration", Brussels, COM/2020/299, August 7, 2020.
[15]IEA, "World Energy Outlook 2020", https://www.iea.org/reports/world-energy-outlook-2020, October, 2020.
[16]McKinsey, "Net-Zero Europe: Decarbonization Pathways and Socioeconomic Implications", https://www.mckinsey.com › net-zero-europe-vf, 2020; EU commission, "Powering a Climate-neutral Economy: An EU Strategy for Energy System Integration", Brussels, COM/2020/299, August 7, 2020.
[17]Larson, E.; Greig, C., et al, "Net-Zero America: Potential Pathways, Infrastructure, and Impacts", https://netzeroamerica.princeton.edu/img/Princeton_NZA_Interim_Report_15_Dec_2020_FINAL.pdf, December 15, 2020.
[18]Prognos AG; Öko-Institut e.V, et al, "Towards a Climate-Neutral Germany by 2045", https://www.agora-energiewende.de/en/publications/towards-a-climate-neutral-germany-2045-executive-summary/, may, 2021.
[19]IEA, "China Power System Transformation, Assessing the Benefit of Optimised Operations and Advanced Flexibility Options", https://iea.blob.core.windows.net/assets/fd886bb9-27d8-4d5d-a03f-38cb34b77ed7/China_Power_System_Transformation.pdf, March 26, 2019.
[20]EIA, "Levelized Cost and Levelized Avoided Cost of New Generation Resources in the Annual Energy Outlook 2021", https://www.eia.gov/outlooks/aeo/pdf/electricity_generation.pdf, February, 2020.
[21]杨雷：《能源的未来——数字化与金融重塑》，北京：石油工业出版社，2020年，第48～60页。
[22]IEA, "China Power System Transformation, Assessing the Benefit of Optimised Operations and Advanced Flexibility Options", https://iea.blob.core.windows.net/assets/fd886bb9-27d8-4d5d-a03f-38cb34b77ed7/China_Power_System_Transformation.pdf, March 26, 2019.
[23]杨雷：《关于中国天然气市场结构设计的思考》，《国际石油经济》，2019年第8期。
[24][27]李俊峰：《中国实现二氧化碳排放达峰与碳中和的机遇与挑战》，《电力决策与舆情参考》，2020年第42、43期。
[25]陈新华等：《建言“十四五”能源发展系列活动总结报告汇编》，2020年，内部报告。
[26]国家能源局：《2021年一季度网上新闻发布会文字实录》，http://www.nea.gov.cn/2021-01/30/c_139708580.htm，2021年1月30日更新。
[28]习近平：《在第七十五届联合国大会一般性辩论上的讲话》，http://www.xinhuanet.com/politics/leaders/2020-09/22/c_1126527652.htm，2020年9月22日更新。
[29]何继江、马钰：《德国2050光伏发展情景对我国能源转型的启示》，《环境经济》，2021年第7期。
[30]IEA, "Net Zero by 2050: A Roadmap for the Global Energy Sector", https://racetozero.unfccc.int/wp-content/uploads/2021/06/NetZeroby2050-ARoadmapfortheGlobalEnergySector.pdf, May, 2021.
International Experience and Insights of New Energy Revolution and Carbon Neutralization
Yang Lei
Abstract: Energy transformation has become a global consensus. Countries and regions accounting for more than 70% of the global GDP have promised to achieve the goal of carbon neutrality by the middle of this century. The experience of the developed countries shows that it is both technologically and practically feasible to reduce energy dependence in economic development, increase the proportion of renewable energy and build a new energy system. Around the new energy revolution, the world will launch an international competition to change trade rules, reshape investment pattern, upgrade development model and carry out technological innovation, and the great powers will reshape geopolitical relations and vie to increase their voice. The practice of energy transformation in developed countries shows that energy transformation is a systematic project and the following efforts will all have an important effect on it, including improving energy efficiency, increasing the proportion of renewable energy, enhancing system flexibility, carrying out carbon capture and storage and fuel conversion. In this process, the innovation of science and technology and business model is the biggest driving force, and the construction of a perfect market system is the basic condition. According to the international experience of new energy revolution and carbon neutralization, this paper proposes to do a good job in making the top-level design for energy transformation and carbon neutralization, accelerating China's market-oriented energy reform, taking multiple measures to optimize the path of energy transformation, speeding up the innovation of science and technology and business model, encouraging all the people to participate in energy transformation and reaching a broad social consensus on energy transformation and carbon neutralization.
Keywords: new energy revolution, carbon neutralization, systematic project, innovation, marketization, social consensus
