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“双碳”目标下我国能源安全体系构建思路探析

摘  要:在实现“双碳”目标的过程中,统筹推进能源转型且兼顾能源安全是我国深化能源革命,从能源大国走向能源强国的必经之路。然而,当前我国能源安全还面临着供需错配、转型路径不确定以及系统稳定性风险等诸多挑战。因此,需要建立一套五维赋能(GIFTS)框架,从能源治理能力、信息融合能力、资金运用能力、科技创新能力和系统整合能力全面推进能源安全体系变革,建立适应新形势的国家能源安全保障机制。

关键词:能源安全  能源转型  风险点  五维赋能框架  

【中图分类号】F426                    【文献标识码】A

随着全球气候风险的不断加剧,各国应对气候变化挑战的能源政策也在不断加码,有序实现碳中和已经成为全球性共识。然而,在逆全球化的世界大变局中,新冠肺炎疫情叠加政治危机的负面效果已经显现,能源短缺已经成为全球性话题。作为当今世界上最大的能源消费国,能源安全是我国稳定经济增长、保障民生的基础和关键支撑。在推进我国能源结构低碳转型的进程中,保障能源安全,打造新型能源体系是我国能源可持续发展需要解决的首要问题。尽管我国已经初步形成了多轮驱动的能源稳定供应体系,能源安全依然存在诸多风险点并且在不断迭代演化,这就需要进一步加强对新的能源安全观的认识,精准识别能源风险与挑战,提出一套有效支撑我国低碳绿色转型的能源安全保障体系。

能源安全的概念流变

能源安全这一概念最早是在20世纪70年代石油危机期间提出。由于中东国家采取“限产保价”政策中断了西方发达国家的石油供应,导致世界范围内石油短缺和油价暴涨,造成了西方发达国家普遍的经济衰退,能源安全被正式提出并提升到了国家战略的高度。为了应对能源安全问题,1974年,国际能源署(IEA)成立,并明确了能源安全主要是指以合理的价格获取充足不间断的能源供应。随着世界能源定价体系的演化以及能源市场内外部环境的不断演变,能源安全的概念也在不断的延伸和扩展。

亚太能源研究中心(APERC) 2007 年提出了比较综合的能源安全4A概念,即能源资源的可利用性(Availability)、能源资源的可获得性(Accessibility)、环境的可接受性(Acceptability)以及能源成本的可承受性(Affordability)。由此,可以看出能源安全正在进入综合性定义时代,涉及的内容越来越广泛,能源与环境、经济之间的关系也越来越密切。

在全球各国减缓和适应气候变化行动不断深化的今天,能源安全也被赋予新的内涵,综合来看,可从四个维度来理解。从时间维度上,包含短期能源安全和长期能源安全。短期能源安全主要是指能源系统具备应对突发性能源供需失衡的能力,而长期能源安全则主要指能源系统的各环节有序链接,能源系统与经济系统和环境系统达到一种状态平衡,成为社会发展源源不断的内生动力。从决策主体维度上,包含国家和企业。在国家层面,对内要保障国家能源生产活动的安全平稳运行,对外要保障国家能源动力供应不受外力威胁。在企业层面,则是要保障能源企业的持续盈利能力和抵御能源市场风险的能力。从能源属性维度上,包含多元化和清洁化。多元化主要是指能源系统性安全不能完全依赖于单一能源品种,需要发展多种能源形式共同构成复合的能源系统,通过多种能源耦合形成合力降低能源系统的不确定性。清洁化则主要是指要坚持发展能源转型下的能源安全,坚持化石能源(煤炭、石油等)清洁利用以及电力生产清洁化“两个清洁化”。从安全属性维度上,包含传统能源安全和非传统能源安全。传统能源安全主要是指在能源产业链上中下游各环节出现的安全威胁,例如生产事故、贸易中断等,而非传统能源安全则是指在数字化时代出现的能源网络安全,这类安全问题多具有跨国性、隐蔽性、突发性、动态性、高破坏性等多重特点,也是构建数字化、智慧化能源安全系统亟需解决的问题。

我国能源安全仍面临多重风险挑战

尽管我国已经成为世界第一大能源生产国,2021年全国能源生产总量达到44.1亿吨标准煤,但是我国的能源生产和储备仍然难以满足能源需求,能源自给率维持在82%左右,对外部资源的依赖度仍然较高,特别是油气依存度逐年上升。同时,我国能源低碳清洁转型一直面临保障能源安全和兼顾低碳发展的两难选择。总体来讲,我国能源安全面临来自内部和外部、短期和长期的多重风险挑战。

外部环境的严峻复杂增加了能源供给的不稳定性。首先,全球油气资源分布不均衡的资源禀赋决定了地缘政治风险是获取外部油气资源的最大挑战。中东地区内的政治、宗教冲突,美、俄、沙三方的能源博弈等都进一步加剧了全球的地缘政治风险。国际能源体系正在发生结构性演变,加上中美贸易摩擦、乌克兰危机等政治风险因素,世界能源结构性冲击将影响我国的进口稳定性。其次,全球低碳行动叠加气候风险加大了世界能源供应体系的脆弱性。全球碳中和行动抑制传统化石能源投资的负面效应开始显现,全球能源投资特别是化石能源投资下降明显,根据IEA《世界能源投资报告2020》,2020年世界油气领域投资同比下降2440亿美元,煤炭投资同比下降140亿美元。加上近年来极端气候问题频发,能源短缺成为全球性矛盾,我国的进口空间被进一步挤压。

结构性能源短缺风险仍然存在。尽管《中共中央 国务院关于加快建设全国统一大市场的意见》为建设全国统一能源市场提供了方向,有利于打破地方壁垒,减少供需错配,但疫情后部分地区缺电问题仍然较为严重,季节性和阶段性的能源供需失衡问题还没有彻底解决。科学统筹新冠肺炎疫情防控和经济社会发展推动我国工业用能快速恢复,需求显著增加;但是在“双碳”背景下,各地对化石能源的政策进一步收紧,煤炭发电受到制约,加上国际能源价格暴涨,导致一些能源依赖型行业面临供能不足。在我国从化石能源向清洁能源转型的进程中,能源局部短缺将成为伴生现象,尽管这一问题会随着产业结构升级和经济增长质量优化而得到缓解,但阶段性的结构化能源短缺风险仍然不可忽视。

能源转型路径面临政策和技术双重不确定性。从中长期来看,我国能源转型的具体实践路径仍然是一个动态迭代的过程,这个过程取决于颠覆性技术突破的进展、新能源技术成本的下降速度以及“双碳”政策引导下的能源市场选择等诸多因素。这些不确定性将极大地影响我国中长期的能源投资布局和能源新业态的发展,而能源投资路径和能源产业的发展将直接关系我国能源基础设施建设与其他各领域基础设施的匹配性,关系到我国各品种能源供给能力对能源系统的支撑作用,更关系到我国能源安全的中长期保障能力。

新能源为主体的未来能源综合系统稳定性更加复杂。尽管实现路径存在较大不确定性,构建多能融合的新型能源体系仍然是必然趋势。其中,以新能源为主体的新型电力系统是关键。这一系统的构建由应对气候变化挑战的外力驱动,然而这一系统的成功实现取决于间歇性资源分配等内生性问题。同时在国家层面构建新型电力系统,需要考虑区域差异性,可再生能源的消纳问题仍然是实现跨区域大规模输配电的关键。这一系统的完善需要体制机制、技术创新、区域协同、民众观念等诸多因素的相互作用、协同保障。

能源转型与能源安全的三重关系

回顾历史,人类经历了从薪柴到煤炭,从煤炭到油气两次大的能源转型,这是工业革命的必然结果。相较而言,当前的能源转型则是“被动转型”,是碳中和驱动下的能源转型,转型时间更短,转型压力也更大。这次转型将实现从化石能源向可再生能源的过渡,实现能源系统质的更替。然而,能源转型的过程也必然带来能源不安全的阵痛,处理好能源转型与能源安全的关系十分必要。

第一,能源转型要以保障能源安全为前提。能源转型就意味着要打破目前以化石能源为主、新能源为辅的能源结构,建立围绕新能源发展的新型电力系统和能源体系。然而,我国当前的能源供给结构决定了我国在能源转型的过程中,决不能忽视传统化石能源“压舱石”的作用。特别是在英国、美国等国家频频出现大规模断电的情况下,新能源替代传统火电情境下的电力系统稳定性需要引起警惕。化石能源消减过快、过量,必然会降低能源系统的安全性和可靠性。本轮全球性的能源危机已经证实了“运动式”减碳带来的负面影响,一旦新能源发展出现问题,传统能源的供给出现滞后,必将导致整个能源系统的崩溃,转型过快带来的能源系统性损失将是无法预估的。因此,我国的能源转型之路一定要立足化石能源,在储能等技术没有取得革命性突破之前,能源转型的速度要依据能源安全的态势进行动态调整。

第二,能源转型要以提升能源安全韧性为动力。能源安全的韧性主要是指能源系统出现风险时的响应速度和抵御能力。能源转型的进程会受到经济、政治、社会等风险因素的交互影响,能源转型的脆弱性也必然会影响到能源系统的安全性。随着高比例可再生能源的接入以及多种能源品种在系统中耦合的不断深化,能源系统的安全压力也在不断增加。一旦能源系统运行出现问题,能源转型的进程也将被迫中断,所以能源安全的韧性将在很大程度上决定能源转型的速度。需要认识到能源转型不是简单地用一种能源替代另一种能源,而是不同能源之间的互通互补,实现能源消费的最优配置,这需要不断提升能源安全的韧性,增强能源系统对能源转型过程的适应性和包容性。

第三,能源转型要以实现能源绿色安全为最终目的。习近平总书记在中共中央政治局第三十六次集体学习时提出,要健全“双碳”标准,构建统一规范的碳排放统计核算体系,推动能源“双控”向碳排放总量和强度“双控”转变。这一转变对于转型的界定更加清晰,能源转型并不是为了消除化石能源,而是为了使能源的利用过程更加清洁低碳,即在保证能源基本属性基础上使其清洁化、绿色化。能源转型不仅是要保证化石能源与可再生能源的有序衔接,实现化石能源筑底,可再生能源增量替代,先立后破;更是要使煤炭、石油和天然气走向清洁高效利用的多能互补转型之路,最终实现能源的绿色安全。

能源安全五维赋能(GIFTS)框架

要实现能源转型下的能源安全,就必须重塑能源安全体系,因此,本文提出五维赋能(GIFTS)框架。从能源治理能力(Governance)、信息融合能力(Information)、资金运用能力(Finance)、科技创新能力(Technology)和系统整合能力(System)全面推进能源安全体系变革。

能源治理能力是保障能源安全的基础。一是充分激发能源市场主体活力,支持各类市场主体积极参与能源项目建设,增加投资自由化和便利化,放宽产业准入,破除能源新模式新业态在市场准入、投资运营等方面的体制机制限制。二是完善能源法律法规体系,依法推进能源治理,以能源法为统领,积极推进煤炭、石油天然气、可再生能源等领域法律法规的制订。三是聚焦新能源、天然气、石油等领域市场化改革存在的难点,加大改革力度,建设现代化能源市场,优化能源资源市场化配置。四是强化能源供需形势分析,各地区、各行业开展季度能源安全运行形势分析和趋势研判,及时掌握重点领域和行业的能源生产、消费情况,对存在的潜在性安全问题进行研判,提前布局,保障能源安全。

能源信息融合能力是保障能源安全的动能。一是搭建包括能源生产、运输、消费等环节在内的能源数字交流平台,形成信息流与服务流的融合发展,提升资源要素的配置效率,实现能源系统供应与用户消费以及能源产业上下游企业间的协调互动,提高能源资源的配置效率,使现代能源体系更加科学、安全、稳定、可持续。二是推动能源基础设施的数字化智能化升级,加强人工智能、移动互联网、云计算、大数据和物联网等技术在能源领域的融合应用,开展电网、油气管网等能源领域设备信息化改造和智能化升级,形成能源资源的监测、预测和预警机制,提高能源系统灵活性与韧性,增强能源供应保障及风险管控能力。三是强化信息化采集技术与能源消费端的融合发展,充分挖掘能源消费端的用能需求、用能弹性等用户特征,为能源系统的需求管理提供更加精细化、科学化的数据支撑,从而有效引导能源供需之间的匹配,提高能源利用效率。

能源资金运用能力是保障能源安全的核心。一是充分发挥我国金融机构的作用,推动“能源产业+金融”合作模式,实现能源与金融的优化整合,以金融促进能源产业的发展,解决能源发展过程中的资金问题,特别是发挥金融工具对新能源产业发展的助推作用,合理运用绿色债券、绿色信贷、绿色基金等绿色金融工具,为新能源产业发展提供资金保障。二是扩大资金来源,拓展多元化融资渠道,鼓励民间资本和国际资本进入能源产业资金池,利用好亚洲基础设施投资银行、丝路基金、金砖国家开发银行这三大国际投资实体,并加强同国际多边金融机构的合作,如世界银行、上海合作组织银行联合体、中国-东盟银行联合体、海上丝绸之路银行等,扩大资金池的存蓄规模,推进金融行业在能源项目中深度参与。三是统筹安排能源项目资金需求,提高资金运行效率,对能源项目开展进度进行跟踪和监测,强化投融资风险防控和风险预警管理。

能源科技创新能力是保障能源安全的根本。一是强化关键技术的突破和创新,识别制约我国能源安全发展的薄弱环节,集中突破卡脖子的关键技术,在新型储能、氢能源、新型电力系统、先进核能等前沿科技领域布局攻关,加快新能源、可再生能源等领域的技术创新和研发。二是积极推进能源先进技术成果市场化、产业化,提高科技支撑力度和成果转化率,建立以企业为主体、产学研用深度融合的绿色技术创新机制,鼓励能源行业各类创新主体建立创新联盟,构建能源关键核心技术攻关机制,建立能源关键技术与产品推广应用的信息沟通和共享平台。三是进一步加强与先进国家在能源技术领域的合作,建立联合开发与资助机制,在新一代核电技术、新型储能技术、智能电网、高效可再生能源技术等方面联合研发,实现智能电网等关键技术突破,同时我国应积极参与和引领能源技术国际标准的制订。

系统整合能力是保障能源安全的关键。一是打造多能互补的新型一体化能源系统,实现传统化石能源子系统如煤炭、石油和天然气以及电力子系统之间的互联互补,大力研发能源转化技术,打通能源替代的“最后一公里”,实现各能源子系统在能源产业链分工上中下游各环节中的可替代性和可补充性,增强整个能源系统的灵活性,提升能源系统的容错率。二是逐步布局“源—网—荷—储”四维一体的能源互联规划。充分发挥储能在传统电源、电网、负荷之间的联通作用,促进大规模新能源入网消纳,实现电力资源调度的优化配置和电力供需的平衡控制,提高能源调控的安全性和经济性。三是运用数字技术发展智慧能源系统。基于区块链、云计算等新一代信息技术建设互联互通的能源信息共享平台,打破跨区域能源信息不对称的壁垒,消除供需错配,推进能源系统的数字化转型,实现能源配置的精准管控和智能施策。

【本文作者 姬强,中国科学院科技战略咨询研究院系统分析与管理研究所副所长、研究员;张大永,西南财经大学经济与管理研究院教授。本文系国家社科基金重大项目“面向能源安全的中国油气市场体制机制改革”(项目编号:20&ZD110)的阶段性成果】

参考文献

[1]范英、姬强、朱磊、李建平:《中国能源安全研究: 基于管理科学的视角》,北京: 科学出版社,2013年。

[2]章建华:《加快构建现代能源体系(人民要论)》,《人民日报》,2022年4月1日。

[3]范英、衣博文:《能源转型的规律、驱动机制与中国路径》,《管理世界》,2021年第8期。

责编:程静静/美编:王嘉骐

Exploring the Approaches to Constructing China’s Energy Security

System under the Carbon Peak and Neutrality Goals

Ji Qiang    Zhang Dayong

Abstract: In achieving the carbon peak and neutrality goals, promoting energy transformation with due consideration to energy security is the only path for China to deepen its energy revolution and transform from a big to a substantial energy system. However, China’s energy security is still facing many challenges such as supply-demand mismatch, uncertainty of transition path, and system stability risks. Therefore, this paper proposes to establish a five-dimensional capacity (GIFTS) framework, namely, governance capacity for energy (G), information integration capacity (I), financing utilization capacity (F), technology innovation capacity (T), and system integration capacity (S), to promote the transformation of the energy security system and build a mechanism to guarantee national energy security in accordance with the new circumstances.

Keywords: energy security; energy transformation; risks; five-dimensional

capacity (GIFTS) framework

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责任编辑:程静静