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摘要:

世界能源正在阅历由化石能源向新能源过渡的“第四次能源转型期”。在全球碳中庸目的以及国度能源安全愈发紧迫的配景下，本文通过对往常能源历史的回来，对当下能源近况的总结，提议中国在能源方面不错聘用的转型行径。

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能源是当代好意思丽和经济发展的紧迫物资基础，其坐褥、分派和诳骗已成为世界政事经济结构中不能吞吐的构成部分[1]。从钻木取火、第一次工业调动燃气机兴起带来的煤炭需求量猛增，到第二次工业革掷中内燃机发展带来的石油需求量攀升。连年来，城市化、电气化的鼓励使电力需求爆发式增长。跟着东说念主类对化石能源的枯竭的担忧，以及对自己生计环境的保护意志的醒觉，各式清洁、可再生、可连续的新能源多半干与使用，第四次能源转型依然开动[2，3]。

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图1: 能源转型中各式能源所占比例过火预测

（预测数据来自EDRI）

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中国能源资源具有“富煤少油少气”的性情。煤炭远隔不平衡，煤炭开采主要远隔在华北和西北地区，而耗尽主要结合在中东部地区。比拟于世界能源供应结构中油气占57.5%，中国煤炭供应占据61%，仍处于煤炭为主的期间（图2）。往常几十年中以及异日短期内，煤电皆将是主要的电力坐褥起原（图3）。

油气方面，连续攀升的油气需求量以及对外依存度决定了中国能源供应“不安全”。2019年，世界一次能源供应华夏油为2.8×107 TJ，其中入口占75%，自然气为1.1×107 TJ，其中入口占41%[4]。复杂的地缘属性也使得我国能源“不安全”。

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（数据起原：国外能源署IEA）

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图3: 中国2019年各式能源发电比例

（数据起原：国外能源署IEA）

从2011年到2019年，我国水力发电量到比重约占14%-20%之间波动。固然我国表面水能资源丰富，但受限于区位和经济效益，计算异日新增水电装机容量增速有限[5]。基于核裂变的核能是一种清洁高效的能源，主要远隔在中国东南沿海地区。中国的核电资本达到每千瓦时0.36-0.48元，当今依然基本不错与煤电竞争[6]。在往常几年，中国一直是世界新能源增长的紧要孝顺者，且风电和光伏装机量领跑全球，风能和光伏发电的电量连续攀升（图4）。在2021年中国可再生能源的增长占全球近一半，发电总量全球第一。

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图4: 水电、核能及可再生能源发电量

（数据起原：国外能源署IEA）

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中国的可再生能源发展比其他任何国度皆来得迅猛。当今来看，我国新能源增长主要结合在光伏和风能。由图5可知，由于本事朝上，界限效应等原因，风能和光伏资本大幅下跌。2019年国内的风电平均资本约莫为0.30元/kWh，光伏的资本约为0.33元/kWh，而到了2030年新建风电和光伏的发电资本将低于许多现存燃煤电厂的运行资本[6]，这不仅是由于新能源日趋昭彰的界限效应，燃煤电厂的填塞产能也进一步加重了新旧本事之间的差距。

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图5: 中国新建光伏与陆优势电平准化发电资本

与现存燃煤和燃气电厂运营资本的对比[6]

在推选情状下的中国一次能源供给结构变化趋势中[3]，第一大能源形态化石能源占比逐年减少，2040~2050年将被非化石能源取代（见图6）。由于核电容易引起民众对于核安全的担忧，当今一般以为核能不错再发展，但不宜动作主要扶助能源，图2中核电占据了中国能源的3%，筹商到异日能源需求量会赓续加多，在保持当下比例不变的情况下，需要赓续加大核电的开发。核能对于中国能源发展不能或缺，是计策必争能源扶助之一。需要进一步加大科研干与，擢升核科技基础才略，获得民众对于核能计策的招供，促进我国的核电安全发展。

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图6: 碳中庸目的下中国一次能源供给结构变化趋势[7]

在一次能源消费中，煤炭石油自然气除了用于发电，也有径直能源消费，勾引av举例采暖、纺织、装备制造业等。以气代煤、以电代煤，是缩短煤炭用量的要津。煤炭的清洁诳骗是要津之二，需要对当今现已缔造的煤电、煤化工技俩进行优化升级。石油是化工行业不能或缺的原材料。保证石油供给才略的沉稳的情况下，加速鼓励从真金不怕火油厂向化工场成见的转变。

字据预测[9]，异日2050年中国需要自然气4900亿立方米，但2019年的产量唯有1773亿立方米。因此异日仍需芜俚开展中国的老例气、颠倒规气的勘察开发，推动自然气水合物（如可燃冰）本事的参议。

以电力为中心的末端能源供给结构的优点好多，举例清洁，效果高，便捷等等，其主要依靠万般清洁发电本事的快速发展和清洁诳骗。在末端能源供给中，电力占比需要赓续提高，2018年该数据为25.2%，2030年的电力占比需要提高到30%[3]。住户末端耗能比例最大的两项是供温文照明。推动绿色建筑和低碳建筑的发展，以及高效照明本事，有助于缩短末端能耗。筹商到异日可再生能源发电的比例提高，在通盘生命周期分析，电动车不错为交通方面的节能减排产生本体性孝顺。图7展示了世界界限内电气化发展的历程和异日目的。在刻下政策下，可再生能源发展、末端能源电气化、电动汽车以及电驱动的热泵安设的发展水平，皆与可连续发展目的的条目有较大差距。

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图7: 能源系统电气化的近期发展与目的[10]

传统能源集中运营存在多方面问题，如坐褥安排填塞，调度精准度较低、能源传输损耗大、与新能源接入兼容性差等过失。异日的我国的能源必将是多种能源互助供给的结构，这一方面的问题例必愈加严峻。诳骗集中，智能限度系统，不错竣事对储能开拓以及可控负荷之间的优化限度，更好地诳骗广域网内远隔式电源的时空互补性，以及储能开拓与需求侧可控资源之间的系统退换才略，从而应酬远隔式可再生能源间歇性情对局部电网的冲击，为远隔式可再生能源的大界限介入提供可行旅途，信得过竣事清洁能源比重的大幅度加多[9]。在国内抖擞弃电景观迟缓简短的积极变化下，智能电网以及储能本事的引入，将进一步提高新能源的消纳力度（图8[11]）。

由于智能能源系统波及过广，内容广博，此处仅用几个例子进行肤浅贯通。一，诳骗智能末端测量系统及开拓竣事电能、热力、制冷等能源消费等及时计量、信断交互和主动限度。二，缔造以智能电网为基础，与热力管网、自然气管网、交通集中等多种类型能源互联互通，多种能源形态协同转变、结合式与远隔式能源互助运行的详细能源集中。

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图8: 中国不同地区风电弃电率[11]

智能电网方面，需要对要津本事和中枢装备进行冲突，举例高压直流输电方面需要用到的直流输电、电力电子、可再生能源发电的要津本事和开拓，并制定相应的国标，以扶助智能电网的缔造。

风力发电本事方面，在空气能源学策动、流体分析载荷策动等基础才略，以及风电机组瞎想、轴承、主控、变桨等高端本事上竣事冲突，效能措置风电基础表面参议薄弱和要津开拓“非中国芯”问题。光伏发电本事方面，在 IBC（全背电极走动）本事、HIT（异质结）本事、PERC（钝化辐射极后面走动）本事方面进行参议，带动光伏出动效果提高。

储能方面，储能本事是未回电力调动的要津本事，可再生能源发电的信得过有用的效果能否显耀提高，能源消费能否沉稳可靠，主要依赖储能本事。从本事方面看，物理储能、化学储能、氢能、甲醇经济、以及燃料电板等等皆将在竞争中发展。

字据国外再生能源总署IRENA的统计，2018年中国在可再生能源本事的专利恳求量居于世界首位[10]。通过本事创新来整合可再生能源价值链中的高附加值部分，在带动能源相干制造产业的发展经过中，不错匡助开释能源转型更庸俗社会经济效益。

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图9: 2018年可再生能源本事的专利恳求[10]

4 中国能源转型以及

     产业转型的政策参议

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前文依然提到对于新能源资本的问题，在本事朝上进一步带动新能源资本显耀缩短之前，相较于传统煤炭石油自然气，单纯依靠市集行径来提高新能源渗入率以及产业清洁化发展昭彰是不能连续的，故而需要筹商政策器具侵犯。环境沾污和全球景观变暖皆属于工业坐褥经过中负的外部性问题。频繁聘用的政策器具有两类，一类是敕令与限度政策，举例直汲取制；另一类是基于市集的作念法，即通过政策技能将企业的负外部性里面化，使得企业自己主动去完成节能减排的目的。常用的作念法，环境税及排污权贸易，而对于碳排放来说，则是碳税征收和碳排放权贸易。从2011年7个碳排放权贸易区域试点运行，到2021年7月上线世界碳排放权贸易市集，再到2022年3月生态环境部留心强调推动《碳排放权贸易治理暂行条例》的出台、加强监督和模范，我国碳贸易市集缓缓发展完善。同期欧盟碳贸易市集发展时刻长，具有相对训导的轨制治理模式，也可为后续发展提供模仿。

总结：

当今新一轮的能源调动转型在全球界限内茁壮兴起。它以能源高效化、低碳化、清洁化、智能化为成见，以当代信息本事、能源本事、智能本事为扶助。能源转型是无可逆转的异日潮水。中国需要聘用灵验行径走过阵痛期，才气紧紧把合手能源安全这一发展的命根子。

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[1] 杨宇，于宏源，鲁刚，王礼茂，赵媛，郝丽莎，任东明，方伟，安海忠，蔡国田.世界能源百年变局与国度能源安全.当然资源学报，35(11):2803–2820.

[2] 罗佐县，许萍，邓程程，杨宁，王殿铭等.世界能源转型与发展——低碳期间下的全球趋势与中国特色.石油石化绿色低碳，(2019年01):6–16，2019.

[3] 国务院发展参议中心，壳牌国外有限公司.全球能源转型配景下的中国能源调动.中国发展出书社，2019.

[4] https://www.iea.org/data-and-statistics/data-products/?filter=balances/statistics，国外能源署，2022

[5] 2019中国电力年鉴.彭博新能源财经

[6] 新能源预测. 彭博新能源财经. 2019

[7] 中国能源体系2060碳中庸讲述. 壳牌能源前景. 2021.

[8] 国务院发展参议中心，壳牌国外有限公司.中国自然气发展计策参议.中国发展出书社，2015.

[9] 郭世楫，郭焦锋. 能源互联网助推中国能源转型与体制创新. 中国发展出书社，2017

[10] 全球新能源预测. 国外再生能源总署. 2020

[11] China’s plan to cut coal and boost green growth. Nature 584， S1-S3 (2020)

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