4個(gè)基本規(guī)律！能源轉(zhuǎn)型的“必經(jīng)之路”

    【來(lái)源：能源日參  03-26】

    當(dāng)今世界正處在能源大變革時(shí)代，新一輪能源轉(zhuǎn)型正在孕育。我國(guó)正在順應(yīng)世界能源發(fā)展趨勢(shì)，推進(jìn)能源領(lǐng)域的革命，促進(jìn)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(guó)家能源安全，確保經(jīng)濟(jì)社會(huì)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(duì)人類社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展乃至世界地緣政治格局產(chǎn)生深刻影響?；仡櫮茉窗l(fā)展歷史，我們發(fā)現(xiàn)人類社會(huì)已完成了兩次能源轉(zhuǎn)型，第一次是從薪柴時(shí)代轉(zhuǎn)向煤炭時(shí)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(huì)進(jìn)入煤炭時(shí)代，1931年煤炭在能源結(jié)構(gòu)的占比達(dá)到峰值，在整個(gè)能源結(jié)構(gòu)中占了70%，隨后煤炭份額呈下降趨勢(shì)。第二次是從煤炭時(shí)代轉(zhuǎn)向石油時(shí)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(shí)代。石油在能源結(jié)構(gòu)的占比于1973年達(dá)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(gè)能源結(jié)構(gòu)中的占比僅33%(2016年)。當(dāng)前人類社會(huì)正處于通向第三次能源轉(zhuǎn)型的過程中，許多專家學(xué)者認(rèn)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(dòng)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(shí)現(xiàn)當(dāng)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(gè)能源轉(zhuǎn)型發(fā)展歷史，盡管每次能源轉(zhuǎn)型各有特點(diǎn)，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(duì)于我們認(rèn)識(shí)當(dāng)今能源轉(zhuǎn)型特點(diǎn)，把握能源轉(zhuǎn)型進(jìn)程具有重要意義。歸納起來(lái)有以下四個(gè)基本規(guī)律。

    1、能源轉(zhuǎn)型是一個(gè)長(zhǎng)期的漸進(jìn)的過程

    能源轉(zhuǎn)型一般都需要數(shù)十年甚至上百年的長(zhǎng)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(shí)現(xiàn)的。據(jù)BP統(tǒng)計(jì)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(zhǎng)時(shí)間。這些能源在整個(gè)能源結(jié)構(gòu)中所占份額的提高基本上都是一個(gè)漸進(jìn)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(jì)算在內(nèi))在整個(gè)能源結(jié)構(gòu)占比1%，2016年才到3.2%。預(yù)測(cè)要它經(jīng)歷30多年才可能達(dá)到10%。

    加拿大學(xué)者瓦茨拉夫. 斯米爾(Vaclav Smil)在其《能源神話與現(xiàn)實(shí)》一書中通過大量事實(shí)數(shù)據(jù)和理性思考對(duì)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(lái)新能源或新能源技術(shù)應(yīng)用速度、時(shí)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(yīng)力;不要因?yàn)榕c某些預(yù)設(shè)意識(shí)形態(tài)或社會(huì)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(rèn)識(shí)到能源轉(zhuǎn)型是一個(gè)涉及范圍廣泛且十分復(fù)雜的過程，其所需的基礎(chǔ)設(shè)施必須在新能源供應(yīng)和新方式廣泛應(yīng)用之前就要得到滿足，否則就難以實(shí)現(xiàn)能源轉(zhuǎn)型。斯米爾認(rèn)為，人們對(duì)能源神話的盲目追求和崇拜源于以下三個(gè)認(rèn)知方面的匱乏，即對(duì)基礎(chǔ)科學(xué)的粗淺理解、對(duì)新技術(shù)和性能的盲目樂觀和對(duì)能源轉(zhuǎn)型長(zhǎng)期性的忽略。要充分認(rèn)識(shí)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(duì)能源轉(zhuǎn)型要保持足夠的定力和推進(jìn)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(biāo)，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(gè)氫10個(gè)碳)逐漸被較低碳和較高效煤炭(平均的分子結(jié)構(gòu)1個(gè)氫2個(gè)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(gè)氫1個(gè)碳)替代。據(jù)專家預(yù)測(cè)，正在發(fā)生的第三次能源轉(zhuǎn)型將越來(lái)越多利用低碳(如天然氣，平均的分子結(jié)構(gòu)4個(gè)氫1個(gè)碳)和無(wú)碳能源(太陽(yáng)能、風(fēng)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(jìn)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(jìn)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(jì)60年代至19世紀(jì)40年代，由英國(guó)領(lǐng)導(dǎo)，其標(biāo)志是蒸汽機(jī)的發(fā)明，從工場(chǎng)手工業(yè)發(fā)展到機(jī)器大生產(chǎn)，煤炭替代薪柴成為主導(dǎo)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(jì)70年代，延續(xù)20世紀(jì)中葉，由美國(guó)領(lǐng)導(dǎo)，其標(biāo)志是內(nèi)燃機(jī)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(jì)60年代，目前仍處在第三次革命進(jìn)程中，其標(biāo)志計(jì)算機(jī)的發(fā)明和互聯(lián)網(wǎng)的出現(xiàn)，同時(shí)第三次能源轉(zhuǎn)型正在進(jìn)行中。

    4、技術(shù)進(jìn)步是促進(jìn)能源轉(zhuǎn)型的關(guān)鍵驅(qū)動(dòng)力

    驅(qū)動(dòng)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(jìn)步是推動(dòng)能源轉(zhuǎn)型的關(guān)鍵因素。據(jù)加拿大學(xué)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(biāo)準(zhǔn)是極大改善能源轉(zhuǎn)換效率的“原動(dòng)機(jī)”(prime movers)出現(xiàn)。如第一次能源轉(zhuǎn)型，煤炭替代薪柴成為主導(dǎo)能源，是因?yàn)檎羝麢C(jī)的發(fā)明和應(yīng)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(jī)發(fā)明和應(yīng)用密切相關(guān)，內(nèi)燃機(jī)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(yīng)可再生能源的大規(guī)模利用的“原動(dòng)機(jī)”出現(xiàn)就是關(guān)鍵。

    美國(guó)學(xué)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(shí)，提出了能源互聯(lián)網(wǎng)和能源儲(chǔ)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(chǔ)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)《BP Technology Outlook》(2017)，快速高效的新一代計(jì)算機(jī)、更好的汽車電池、3D打印、燃料電池、太陽(yáng)能轉(zhuǎn)換、無(wú)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(yīng)和利用方式提供巨大潛力，對(duì)促進(jìn)新一輪能源轉(zhuǎn)型具有重要作用。

    太陽(yáng)能、風(fēng)能等可再生能源目前的利用方式導(dǎo)致其能源供應(yīng)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(chǔ)能技術(shù))來(lái)解決太陽(yáng)能、風(fēng)能等目前利用方式導(dǎo)致的問題，否則太陽(yáng)能和風(fēng)能的大規(guī)模利用就難以實(shí)現(xiàn)。