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摘抄:

世界能源正在经验由化石能源向新能源过渡的“第四次能源转型期”。在全球碳中庸主见以及国度能源安全愈发进攻的布景下，本文通过对当年能源历史的回归，对当下能源近况的总结，建议中国在能源方面不错选拔的转型步履。

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30601 能源转型的趋势

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能源是当代文雅和经济发展的进攻物资基础，其坐褥、分派和支配已成为世界政事经济结构中不成短少的构成部分[1]。从钻木取火、第一次工业改进燃气机兴起带来的煤炭需求量猛增，到第二次工业革射中内燃机发展带来的石油需求量攀升。连年来，城市化、电气化的鼓舞使电力需求爆发式增长。跟着东谈主类对化石能源的枯竭的担忧，以及对自己生活环境的保护意志的觉悟，各式清洁、可再生、可陆续的新能源大皆参加使用，第四次能源转型也曾开动[2，3]。

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图1: 能源转型中各式能源所占比例偏执预测

（预测数据来自EDRI）

30602 我国当下能源结构的特色

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2.1  化石能源

中国能源资源具有“富煤少油少气”的特色。煤炭踱步不平衡，煤炭开采主要踱步在华北和西北地区，而奢侈主要相聚在中东部地区。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）。当年几十年中以及异日短期内，煤电皆将是主要的电力坐褥开首（图3）。

油气方面，陆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，宇宙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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图2: 中国2019年一次能源供应比例

（数据开首：海外能源署IEA）夜夜撸

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图3: 中国2019年各式能源发电比例

（数据开首：海外能源署IEA）

2.2   核能以及可再生能源

从2011年到2019年，我国水力发电量到比重约占14%-20%之间波动。诚然我国表面水能资源丰富，但受限于区位和经济效益，预计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，主要踱步在中国东南沿海地区。中国的核电本钱达到每千瓦时0.36-0.48元，当今也曾基本不错与煤电竞争[6]。在当年几年，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陆续攀升（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

（数据开首：海外能源署IEA）

30603 中国异日能源发展的出息

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3.1  清洁低碳的新能源是异日发展的重心

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相聚在光伏和风能。由图5可知，由于时刻迥殊，范畴效应等原因，风能和光伏本钱大幅下落。2019年国内的风电平均本钱节略为0.30元/kWh，光伏的本钱约为0.33元/kWh，而到了2030年新建风电和光伏的发电本钱将低于许多现存燃煤电厂的运行本钱[6]，这不仅是由于新能源日趋澄莹的范畴效应，燃煤电厂的多余产能也进一步加重了新旧时刻之间的差距。

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图5: 中国新建光伏与陆优势电平准化发电本钱

与现存燃煤和燃气电厂运营本钱的对比[6]

在推选气象下的中国一次能源供给结构变化趋势中[3]，第一大能源形貌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）。由于核电容易引起环球对于核安全的担忧，当今一般以为核能不错再发展，但不宜看成主要扶助能源，图2中核电占据了中国能源的3%，沟通到异日能源需求量会连接增多，在保持当下比例不变的情况下，需要连接加大核电的开发。核能对于中国能源发展不成或缺，是政策必争能源扶助之一。需要进一步加大科研参加，普及核科技基础智商，得到环球对于核能政策的招供，促进我国的核电安全发展。

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图6: 碳中庸主见下中国一次能源供给结构变化趋势[7]

3.2  优化化石能源使用结构

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，举例采暖、纺织、装备制造业等。以气代煤、以电代煤，是缩小煤炭用量的要道。煤炭的清洁支配是要道之二，需要对当今现已缔造的煤电、煤化工技俩进行优化升级。石油是化工行业不成或缺的原材料。保证石油供给智商的泄露的情况下，加速鼓舞从真金不怕火油厂向化工场标的的蜕变。

字据预测[9]，异日2050年中国需要自然气4900亿立方米，但2019年的产量只消1773亿立方米。因此异日仍需放纵开展中国的通例气、尽头规气的勘察开发，推动自然气水合物（如可燃冰）时刻的盘问。

3.3  结尾节能与电气化，促进能源消费清洁化

以电力为中心的结尾能源供给结构的优点好多，举例清洁，后果高，浅显等等，其主要依靠各种清洁发电时刻的快速发展和清洁支配。在结尾能源供给中，电力占比需要连接提高，2018年该数据为25.2%，2030年的电力占比需要提高到30%[3]。住户结尾耗能比例最大的两项是供仁和照明。推动绿色建筑和低碳建筑的发展，以及高效照明时刻，有助于缩小结尾能耗。沟通到异日可再生能源发电的比例提高，在统共这个词人命周期分析，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主见。在面前政策下，可再生能源发展、结尾能源电气化、电动汽车以及电驱动的热泵安设的发展水平，皆与可陆续发展主见的条件有较大差距。

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图7: 能源系统电气化的近期发展与主见[10]

3.4  构建智能能源系统，提高能源消费信息化

传统能源收集运营存在多方面问题，如坐褥安排多余，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污点。异日的我国的能源必将是多种能源相助供给的结构，这一方面的问题例必愈加严峻。支配收集，智能放胆系统，不错结尾对储能开发以及可控负荷之间的优化放胆，更好地支配广域网内踱步式电源的时空互补性，以及储能开发与需求侧可控资源之间的系统调度智商，从而应付踱步式可再生能源间歇脾气对局部电网的冲击，为踱步式可再生能源的大范畴介入提供可行旅途，信得过结尾清洁能源比重的大幅度增多[9]。在国内沸腾弃电场面渐渐苟且的积极变化下，智能电网以及储能时刻的引入，将进一步提高新能源的消纳力度（图8[11]）。

由于智能能源系统触及过广，内容众多，此处仅用几个例子进行八成讲明。一，支配智能结尾测量系统及开发结尾电能、热力、制冷等能源消费等及时计量、信拒却互和主动放胆。二，缔造以智能电网为基础，与热力管网、自然气管网、交通收集等多种类型能源互联互通，多种能源阵势协同移动、相聚式与踱步式能源相助运行的概括能源收集。

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图8: 中国不同地区风电弃电率[11]

3.5  促进能源时刻发展

智能电网方面，需要对要道时刻和中枢装备进行打破，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道时刻和开发，并制定相应的国标，以复古智能电网的缔造。

风力发电时刻方面，在空气能源学计较、流体分析载荷计较等基础智商，以及风电机组打算、轴承、主控、变桨等高端时刻上结尾打破，遵循料理风电基础表面盘问薄弱和要道开发“非中国芯”问题。光伏发电时刻方面，在 IBC（全背电极宣战）时刻、HIT（异质结）时刻、PERC（钝化辐射极后头宣战）时刻方面进行盘问，带动光伏转机后果提高。

储能方面，储能时刻是未回电力改进的要道时刻，可再生能源发电的信得过有用的后果能否显贵提高，能源消费能否泄露可靠，主要依赖储能时刻。从时刻方面看，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。

字据海外再生能源总署IRENA的统计，2018年中国在可再生能源时刻的专利恳求量居于世界首位[10]。通逾期刻创新来整合可再生能源价值链中的高附加值部分，在带动能源关连制造产业的发展历程中，不错匡助开释能源转型更普通社会经济效益。

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图9: 2018年可再生能源时刻的专利恳求[10]

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4 中国能源转型以及

     产业转型的政策盘问

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前文也曾提到对于新能源本钱的问题，在时刻迥殊进一步带动新能源本钱显贵缩小之前，相较于传统煤炭石油自然气，单纯依靠阛阓举止来提高新能源渗入率以及产业清洁化发展澄莹是不成陆续的，故而需要沟通政策器具打扰。环境期侮和全球表象变暖皆属于工业坐褥历程中负的外部性问题。频繁选拔的政策器具有两类，一类是号召与放胆政策，举例径直纳制；另一类是基于阛阓的作念法，即通过政策技巧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主见。常用的作念法，环境税及排污权往复，而对于碳排放来说，则是碳税征收和碳排放权往复。从2011年7个碳排放权往复区域试点运行，到2021年7月上线宇宙碳排放权往复阛阓，再到2022年3月生态环境部提防强调推动《碳排放权往复料理暂行条例》的出台、加强监督和法式，我国碳往复阛阓渐渐发展完善。同期欧盟碳往复阛阓发展时期长，具有相对熟识的轨制料理模式，也可为后续发展提供鉴戒。

总结：

当今新一轮的能源改进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、智能化为标的，以当代信息时刻、能源时刻、智能时刻为复古。能源转型是无可逆转的异日潮水。中国需要选拔灵验步履走过阵痛期，才略紧紧把抓能源安全这一发展的命根子。

参考文件

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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] 国务院发展盘问中心，壳牌海外有限公司.全球能源转型布景下的中国能源改进.中国发展出书社，2019.

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

[5] 2019中国电力年鉴.彭博新能源财经

[6] 新能源瞻望. 彭博新能源财经. 2019

[7] 中国能源体系2060碳中庸论述. 壳牌能源出息. 2021.

[8] 国务院发展盘问中心，壳牌海外有限公司.中国自然气发展政策盘问.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] 全球新能源瞻望. 海外再生能源总署. 2020

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

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