杜祥琬：谁来保障能源供需安全？

杜祥琬 | 中国工程院院士

1能源安全观要有新意

问：今年新冠肺炎疫情引发石油市场剧烈波动，中央提出了保粮食能源安全的要求。新的形势下，您认为我国的能源安全观应该有哪些变化？

杜祥琬：我们过去理解的能源安全就是供需安全，即供应跟不上需求就是不安全。疫情期间，国内个别地方出现短时间内煤炭供应紧张情况，这是生产和运输停顿造成的供应保障问题，并非资源紧缺造成的能源安全问题。

说到能源的供需安全，人们首先会想到煤炭、石油、天然气，特别是我国石油、天然气的对外依存度高，其供应安全是需要高度重视的问题。现在我国能源发展进入了多元化阶段，煤炭行业需要做好科学开采和清洁利用，油气行业需要做好稳油增气、加强勘探、增加储备、国际合作等工作，也要做好化石能源与非化石能源的协调互补。

问：您的意思是，对能源供给安全要有新的思考。这应该包括哪些层面的创新？

杜祥琬：首先，需要重新认识我国的能源资源禀赋。这是正确认识本国国情的要素，对于确保国家长远的能源安全，引导能源转型具有方向性、战略性的意义。

过去对我国资源禀赋的说法就是“富煤、缺油、少气”。这个认识并不错，单就目前全球的一次能源消费结构而言，化石能源仍然占主导地位。但是放眼未来，这样的认识已跟不上发展形势。

目前，全球范围内非化石能源在一次能源中的占比已达22%，在我国一次能源中的占比已达14.3%，并且正在稳定快速增长。2019年，中国可再生能源发电量达2.04万亿千瓦时，可再生能源发电量占全部发电量的比重为27.9%，同比上升1.2个百分点。

其次，过去简单的供需安全理念造成了一个问题，就是以粗放的供给满足增长过快的需求。随着对经济发展方式理解的加深，我们对能源供需安全的理解也有了新的思考，能源需求也有不合理的部分，比如各种形式的能源浪费等，由此需要抑制“不合理需求”。同时，供给侧也要改变粗放式供给，以高质量的科学供给满足合理需求，因此，新的能源供需安全观应该是“以科学供给满足合理需求”，在满足合理需求的前提下避免浪费并抑制不合理需求。

问：这是否意味着，长期以来，我国的能源供需并不是以科学供给满足合理需求？

杜祥琬：节能提效是中国能源战略之首。我国在发展初期，注重能源发展的数量，并未强调能效问题。改革开放至本世纪初，我国能源消费弹性系数在0.4～0.6区间波动。2000年后，随着我国工业化、城镇化进程推进，一次能源消费曾呈现不寻常的高速增长态势，特别是2003年、2004年能源消费弹性系数一度超过1.5。近十年，我国能源消费弹性系数逐步下降。“十一五”期间，能源消费弹性系数年平均为0.57，“十二五”时期，能源消费弹性系数年平均为0.43。这是明显的进步。但至今我国的能源强度仍是世界平均水平的1.5倍，与世界先进水平相差更多，节能潜力巨大、任重道远。

问：在您看来，新型能源安全观的内容除了包括供需安全，还有哪些方面需要考虑？

杜祥琬： 能源环境安全观也应成为能源安全观的重要组成部分。20世纪60年代以来，世界范围内的环境污染与生态破坏问题日益严重。生态环境安全和能源结构密不可分，大气环境污染与以煤炭为主的能源结构和粗放的能源消费方式有直接关系。

2013年9月10日，国务院印发《大气污染防治行动计划》，要求加快调整能源结构，增加清洁能源供应。2015～2016年，《中华人民共和国大气污染防治法》《水污染防治行动计划》《土壤污染防治行动计划》相继出台，对能源领域污染物排放提出更加严格的要求。

问：在新的能源安全内涵下，该如何促进经济和环境双赢？

杜祥琬：这就需要增加能源气候安全观的内容。应对气候变化推动能源的低碳转型，不仅能助推新能源的发展，而且能推动新的经济增长，促进经济和环境取得双赢。

由于人类活动的加强，环境容量问题已经延伸到气候容量，气候变化对化石能源活动的约束性明显加大。全球既面临因人类活动造成的温室气体规模的激增，又面临气候变化造成的气候容量空间的明显萎缩。

气候变化主要原因在于化石能源燃烧排放温室气体。为了应对气候变化，中国必须进行碳约束下的能源安全管理。2018年，我国单位国内生产总值二氧化碳排放较2005年降低45.8%，提前达到2020年的目标。我国非化石能源消费占一次能源消费比重从2010年的9.4%，提高至2018年的14.3%。尽管如此，必须注意到，从2006年以来，我国已是全球排放二氧化碳最多的国家，节能减排、改变能源结构尚需作出艰苦努力。

2可再生能源将“举足轻重”

问：您刚才提到，在新的形势下，需要重新认识我国的能源资源禀赋，这是否意味着应该重视可再生能源？

杜祥琬：确实如此。2007年，能源界对非水可再生能源普遍的认定是“微不足道”。中国工程院开展中国可再生能源研究后，于2009年提出，可再生能源的作用将不再是“微不足道”，而是“举足轻重”。

从资源潜力来看，我国逐步建成以非化石能源为主的低碳能源体系，其资源基础是丰厚的。文献显示，我国技术可开发的风能资源约为35亿千瓦，技术可开发的太阳能光伏资源约为22亿千瓦。最新数据显示，截至2019年年底，我国已开发的风能装机为2.1亿千瓦，光伏装机为2.04亿千瓦，都不到技术可开发资源量的1/10。如果再加上资源可观的水能、生物质能、地热能，还有海洋能、太阳能热利用、固废能源化等，我国可再生能源的资源量是足够丰富的。可见，逐步发展可再生能源，使其达到高比例是完全可能的。至于这种资源的缺点比如其间歇性，通过储能、调峰等技术手段是可以解决的。

需要强调的是，可再生能源是本国可以掌控的、不受国际地缘政治变化影响的能源。随着可再生能源比例的增大，它对能源供给安全和能源独立将起到举足轻重的作用。

问：可再生能源无疑是一项朝阳产业，但该如何平衡其长期向好和短期经济性不足的矛盾？

杜祥琬：拉动可再生能源快速增长的动力，是经济社会可持续发展的需求；推动可再生能源稳定、快速增长的推力，是其背后丰富的自然资源、不断提升的开发技术水平以及不断下降的成本。一方面，近二十年来，光伏和风电的成本已下降了几十倍。另一方面，储能技术，从物理储能到多种类型的化学储能，都在快速发展。尤其是化学储能技术，得益于材料科学的进步，发展迅速而且持续降价。储能技术不仅可以解决太阳能、风能的间歇性问题，还可以推动新能源汽车及微网发展，因而被赋予多重意义。

我国目前处在高质量发展阶段，“十四五”期间要走出能源高质量发展的坚实步伐。基本方向是，在化石能源清洁高效利用的同时，更健康更优化地发展可再生能源。这个基本方向影响着中国2030年碳排放指标的实现，指引着中国能源结构向低碳绿色转型。

问：日前公布的《能源法（征求意见稿）》提出要优先发展可再生能源。这表明政策层的认可，企业和地方该如认识和解决发展中存在的困难？

杜祥琬：目前我国电源结构以煤电为主，化石能源和非化石能源同时并存、多元发展，二者需要协调互补、逐步转型。从环保需求看，可再生能源会成为未来主力的电力来源。

打铁还要自身硬，能源企业要从自身出发，把自身问题解决好，才会解决前进道路上的困难。比如煤电企业，要在发挥好主力电源作用的同时，力争通过灵活性改造协调、支持间歇性的太阳能、风能发电，合力推动能源产业发展。

我国东部地区应该在技术允许的条件下，采用“远方来”和“身边来”相结合、分布式和集中式相结合的方式，充分利用东部地区自身太阳能、风能资源发电的相对优势，保证本区域能源安全。

问：2019年以来，氢能发展成为热潮，您如何评价其发展现状？

杜祥琬：氢能有多种用途。氢能是二次能源，离开一次能源，氢能将成为无源之水。发展氢能及燃料电池汽车最主要的问题就是“氢从哪儿来”。

我们的初心是减少二氧化碳等温室气体排放。发展氢能产业是否符合初衷，取决于用什么方式制氢。目前的制氢技术有很多，虽然基于化石能源和非化石能源的路线在技术上都可行，但更大规模的产氢应该立足于可再生能源制氢，这样才能保证全产业链的近零排放。

比如，用氢做燃料替代石油给汽车供能，初衷是基于氢能无污染的特性，不会造成污染和排放，但如果用煤制氢，相当于“以煤代油”，结果只是燃油车的排放转移，不能减少整个产业链上的排放。这个结果并不符合我们的初心。

当然，现在可以利用一些化石能源产业链上的一些副产氢，但最终还要走向“绿氢”，就是可再生能源制氢。

问：“绿氢”前景很美好，您认为，该如何解决目前经济性不足的问题？中国的可持续氢能之路有哪些先行者？

杜祥琬：绿氢的可持续性将转换为经济性。比起目前的经济性，我们更应关注氢能产业长远发展的可持续性。只有大规模、足够便宜地使用可再生能源等非化石能源制氢，中国才能走上可持续用氢之路。

目前国内有些地方已经走在了前面。吉林白城利用太阳能和风能发电，用电解水制氢，并延伸至全产业链，全过程可实现零排放、零污染和可持续性发展。河北张家口也利用风、光资源优势低成本制氢，并发展以大巴车、物流车为主的氢燃料电池车。这两个例子，在制氢的源头做到了零排放、零污染，值得肯定。（本文作者 | 王伟 中国工程物理研究院崔磊磊对本文亦有贡献）