一、美国能源供求格局出现新变化
能源技术革命已经引发了产业革命,将对能源供应结构、生产和利用方式、产业组织、地区格局产生深远影响,并将引领全球进入新一轮工业革命。
一是能源独立性增强。“页岩气革命”使美国能源独立成为可能,并且正在改变着全球天然气格局。美国的页岩气产量从2006年的311亿立方米,迅速提升到2011年的1800亿立方米,年均增长率达到45%。由于页岩气爆发性增长,页岩气占天然气的比重翻了10余倍,2012年已占到美国天然气市场总量的四分之一。预计2013年,美国石油和天然气的产量有望达到日均2500万桶,石油和天然气的产量都将超过俄罗斯。与此同时,美国的石油消费不增反降,每日消费量的历史峰值是2005年的2080万桶,目前还不到1900万桶。二是可再生能源发展迅速。自2005年以来,美国的可再生能源产量增长了3倍。与此同时,新能源、可再生能源领域的研发与科技创新活动方兴未艾,酝酿着很多重要的突破。目前,在MIT,一系列前沿技术正在研发之中,如大规模静态锰锑储电电池(解决太阳能与风能发电储存问题,实验室容量已达2MWH,可满负荷供电4小时,寿命15年,预计4年后推向市场)、余热直接发电(利用温度差)、纳米技术和基因技术在能源与材料中的应用(用于大幅度降低太阳能发电成本、提供环境友好型的材料)、煤炭转化甲醇及相应发动机技术、新型核反应堆技术等。三是煤碳消费量下降。受页岩气挤压和减排温室气体的影响,煤炭产量和消费持续下降,2012年美国煤炭产量为1993年以来最低。美国是世界第二大煤炭生产国,总产能大约11亿吨左右,但由于页岩气产量大增,美国煤炭的价格优势逐渐丧失。规模化生产导致天然气价格从2006年的14美元/MMBtu下跌至2012年不足2美元/MMBtu。2011年美国燃煤电厂装机占电力装机的比重为42%,较上年下降3个百分点,而天然气发电装机的占比上升至25%。在2011-2015年美国新规划的电厂中,以煤炭为燃料的占比分别为19.03%、18.31%、2.42%、6.28%和0.49%,而天然气为燃料的电厂在2011-2015年的规划中年平均占比为54%。美国的燃煤发电比重已经从2011年同期的46%跌至2012年的37%。煤炭需求大幅下降,煤价大幅下跌,加上未来需求预期堪忧,美国煤炭行业低价出口力度加大,这将进一步加大全球煤炭价格下降的压力,能源地缘政治日趋复杂。
受北美能源生产增长、发达国家能源消费逐步下降等因素的影响,全球能源资源版图正在发生变化,目前全球已出现油气消费重心东移,能源消费的增量主要来自中国和印度等新兴市场体;供应重心西移,北美和南美正在成为重要的能源供应地,美国也在谋求成为石油天然气的定价中心,石油供应地区格局呈多级发展的新格局,但全球能源供求偏紧的局面没有发生根本改变。
启示:当前,我国正处在全面建成小康社会的关键时期,对能源的需求将越来越大,但能源结构不合理,传统化石能源比重过大,能源对外依存度高,能源安全问题突出,也是造成生态环境污染问题的重要因素之一。为此,我们必须从全局和战略高度,深入贯彻实施可再生能源法,大力促进新能源和可再生能源优先发展战略,坚持立足国内实际,把握世界发展趋势,适应能源发展需要,安全有效利用国际资源,提高储备和应急能力,努力实现非化石能源消费占一次性能源消费比重到 2015年达到11.4%和到2020年达到15%的发展目标。
二、必须高度重视气候变化问题
工业革命以来,大气中的二氧化碳浓度增加了40%,达到392ppm,地表温度上升0.8度,导致冰川融化,雪线上升,大气湿度增加,海洋酸化和极端灾害频发。而这些变化将通过“正反馈”作用加剧全球气温升高,其变化轨迹是非线性的。按照目前的趋势,2100年左右,大气中二氧化碳浓度达到660ppm时地表温升2-4度的可能性达97%,海平面将上升
在此大背景之下,世界能源发展趋势面临重大变革。发达国家能源生产和消费模式的变化具有明显的阶段性。上世纪70-80年代,受石油危机影响,能源供应安全是头等大事;上世纪80年代中以后,区域环境问题成为影响能源业发展的重要因素,减少污染物(SO2、NOx等)排放成为能源产业面临的重要挑战;上世纪90年代末至今,可持续发展与气候变化问题日益成为能源发展面临的主要挑战。目前,保障能源安全、减少温室气体排放、培育新的国际竞争力成为各国能源战略的主要目标。在保障供应的同时,能源利用将向高效、清洁、低碳方向发展,预计到2050年左右,非化石能源将逐步成为主要能源。与此相关,高效节能技术、低碳技术、新能源和可再生能源将催生一系列战略性新兴产业。
由于发展阶段的不同,伴随着能源需求快速增长,能源安全、区域环境污染、可持续发展与气候变化等问题一起到来,中国和印度等发展中国家在温室气体排放方面面临巨大压力。近年来,新增能源消费和温室气体排放主要来自中印等发展中国家,从2009年起,我国已经是最大的能源消费国和温室气体排放国,人均CO2排放量已经达到世界平均水平。而反观发达国家,欧洲、日本和美国的能源消费量逐年下降。近年来美国CO2排放出现下降,2012年创1992年以来最低水平。根据欧洲环境局的最新报告,2012年欧盟温室气体排放量比1990年低18%左右,将提前完成2020年比1990年减排20%的目标。同时,预计欧盟能够实现在2020年前将可再生能源比例提高到20%的目标。
启示:从我国发展情况看,能源资源消费增长过快,经济增长过度依赖资源投入,经济增长的质量和效率低,是我国经济增长中的顽症。同时,作为传统经济发展模式结果的环境污染问题日益严重,已经给群众的生产生活造成严重影响。为此,必须在调整经济结构、控制能源消费总量、推进煤炭清洁高效利用、提高能源利用效率的同时,大力发展新能源和可再生能源。一是逐步实现二氧化碳排放强度削减到排放总量控制的过渡, 2015年努力完成单位GDP二氧化碳排放量比2010年降低17%的目标,2030年前后二氧化碳排放总量达到峰值,实现排放总量减排。二是加快发展低碳能源和低碳技术,显著提高碳生产率,力争到2030年我国二氧化碳人均排放量达到7吨,和欧洲届时的人均排放水平大体相当。三是通过末端工程治理、发展循环经济、源头预防和加强监管等措施,减少废气、废水和废渣排放。
三、把煤炭清洁利用放在更加突出的位置
煤炭是我国的主要能源之一,这一地位在很长时间内难以改变。近年来,我国煤炭产业由于产能过剩和需求不足,遇到很大问题,但从长远看,煤炭产业遇到的挑战远不仅于此。
一是碳排放问题。英国等国家从上世纪八十年代开始就禁止新上燃煤电厂,后又提出附加条件,即新上燃煤电厂必须附加碳捕捉和储存设施(CCS)。
启示:加快煤碳清洁利用步伐,石油主要用于生产交通燃料,煤碳优先用于发电,促进煤碳高效清洁利用,大幅优化能源供应、使用、转化结构,实施针对煤炭、石油等主要化石能源的消费总量控制。一是力争到2020年煤炭消费总量达到峰值,不突破30亿吨标煤(约折合45亿吨原煤)。同时,将2020年石油消费量控制在5.5亿吨。二是继续制定节能约束性目标,进一步提高能源效率,力争实现2020年单位GDP能耗比2010年下降35%。三是必须走绿色低碳的工业化、城镇化道路,实施较激进的可持续交通发展战略。四是明确“大电大网”与分布式电力系统并重的发展思路,形成安全可靠、经济高效、绿色智能的电力系统。
四、核电是我国发展清洁能源的必然选择
日本福岛核事故沉重打击了全球核电发展,除德国明确宣布弃核、日本关停多数核电机组外,美国国内反对建设核电的声音高涨,预计近期建设新核电的可能性不高。但专家学者都认为,相对于其他化石能源,核电是清洁、安全的。美国三哩岛、乌克兰切尔诺贝利和日本福岛这三次大的核事故在给人类沉重教训的同时,也极大地促进了核电安全技术的发展。目前最先进商用压水堆安全水平已从早期的10-4左右,进入
启示:从我国目前的情况看,由于能源供应过分依赖煤炭,能源结构不合理,能源供应难以为继,严重制约经济社会发展。为此,发展核电是能够大规模替代煤炭的少数技术选择之一。目前,世界最先进的非能动AP1000核电堆型正在我国进行商业示范,建立在AP1000基础上的国产化项目CAP1400重大专项已完成初步设计,自主开发的高温气冷堆示范工程已开工建设。应当在确保安全的基础上,继续积极稳妥的发展我国核电,为解决我国大气污染将作出新贡献。
五、尽快好解决开发页岩气体制这个关键
美国能源部2012年发布了基于美国两家资源评估机构(ARI 和 Intek)对全球主要国家页岩气资源的评估。ARI认为中国的页岩气可采资源量是36.1万亿立方米,高于美国的24.4万亿立方米。而Intek公司给出的中国可采资源量是24.3万亿立方米,低于美国的32.7万亿立方米。2013年初,国土资源部完成了我国首次页岩气资源潜力评价,认为我国有5大区域富有页岩气资源。页岩气的地质资源为134.42万亿立方米,可采资源量为25万亿立方米。我国的页岩气资源是非常可观。此外,我国页岩油资源量为476亿吨,居世界第二位,煤层气37万亿立方米,居世界第三位。
我国已经开展了页岩气开采的招标工作,但我国页岩气开发难度远大于美国:一是勘探程度低,资源量和分布并不十分清楚;二是自然和社会条件复杂,山地多,增加了水平钻井难度;三是有些关键技术还不掌握;四是环境压力大,特别是资源丰富的地区很多是严重缺水地区,而水压裂需要大量水资源;五是管道等基础设施薄弱。由于存在这些困难,指望中国在较短时间内复制美国的“页岩气革命”可能性不大,但只要能够破解主要制约因素,我国页岩气的适度发展是可以预期的。
目前制约我国页岩气开发的最大难题主要是体制问题。美国能够在页岩气开发上取得成功,虽然得益于政府在初期技术开发上给予的支持,但主要是企业创新和市场竞争的结果。第一,页岩气开发经过了几十年的探索,很多企业倾家荡产,但新技术最终在激烈的市场竞争中成熟起来。第二,美国虽有庞大的石油企业,市场上也存在某种程度的垄断势力,但并不存在限制中小企业进入油气行业的法律障碍,保证了这一行业的开放性和竞争活力。第三,美国拥有透明的、严格的环境监督体制。政府虽然不干预企业生产活动,但对水污染、土壤污染、噪音污染等有严格的监管,这一点保证了页岩气开发能够得到公众的支持。
启示:从我国的发展情况看,充分发挥市场在配置资源中的决定性作用,放开竞争性业务的市场准入限制和价格管制,理顺天然气的价格和管道接入政策;确立探矿权有偿竞价、有偿转让的市场,鼓励社会资金和技术人才进入;更好地发挥好政府作用,强化对自然垄断业务和市场秩序的监管,加大节能环保和科技创新的投入力度;对油气企业缺乏环境监管,必须建立严格、透明的环境监管体系,对开采过程进行监管。
六、低碳能源发展的根本出路在于科技进步
在清华大学学习期间,我们有一个最深的感受,即如果目前正在研发的能源利用技术得到突破,低碳能源发展的出路是很宽很广的。美国正是依靠水平钻井技术和水压裂技术的突破,才造成了页岩气和页岩油产量的大幅增加,从而形成了所谓的“页岩气革命”。在美国,能源部并不审批项目建设,它下属13个国家实验室和几十个研究机构,其主要职责就是支持和推动能源科技的发展。美国MIT的教授很少有什么硬性任务,更没有所谓的创收要求,他们主要根据自身研究的领域和兴趣自主地进行科学研究。学校充分鼓励教授的创新活动,特别鼓励不同学科之间的合作,学校有大量的交叉性研究课题。同时,MIT十分重视研究成果商业化,鼓励教授、学生与企业开展密切合作,将研究成果进行转化。根据MIT的政策,凡利用政府资金或者学校设备开发出的研究成果,专利均归学校所有,但这些成果一旦转让,转让收入的30-40%归研发人员所有。学校还
启示:在我国无论是推动传统能源的低碳利用,还是发展新能源和可再生能源,必须依靠科技进步。一是着力实施国家能源科技创新战略,由目前需求拉动的“跟随”式创新,逐步向需求拉动与技术推动的双重作用转变,发挥技术引领作用。二是加大对能源战略性前沿技术和重大应用技术的研发支持力度,供给则重点支持非常规油气勘探开发技术、煤制油等石油替代技术、煤气化整体联合循环等新一代火力发电技术、风力发电、光伏发电、生物能源技术、第三代和第四代核能技术;需求则重点支持电动汽车、分布式能源系统、热电联产系统技术;输送转换环节重点支持智能电网、储能技术和氢能技术以及碳捕获及封存技术。三是创新组织形式,建设公共研究开发平台,支持和引导组建基于市场机制的产业创新联盟,构建创新链,形成利益共享、风险分担的联盟机制,推进协同创新。
七、发展新能源、可再生能源必须减少政府具体干预
各国政府都十分重视新能源、可再生能源的发展,但政府如何支持、如何扶植却值得深入研究。
一是政府可以通过税收、规划等进行鼓励,不应当介入具体的技术路线之争。新能源、可再生能源产业发展,多种能源品种并存,多种技术路线并存,涉及经济、社会、环境等诸多方面,是一个复杂的系统工程问题,必须经过长期的市场选择和优胜劣汰才能给出答案,政府过早过多介入风险很大。以太阳能、电动汽车等为例,品种多,技术路线多,技术更新快,发展规模及所处阶段参差不齐,不确定性很大,产业风险大,政府很难能够替企业、用户和市场做出正确的选择。我国这几年太阳能光伏的发展就是一个沉痛的教训。各地一哄而上,竞相出台优惠政策,把太阳能光伏变成了投资上项目的一种手段,结果造成了严重的产能过剩。它告诉我们,在政府的主导下放弃某种产业、某种技术,刻意扶持一个产业、一种技术,不仅会造成市场竞争不公,更重要的是容易导致产业发展脱离市场实际,出现扭曲。新能源汽车发展也存在很大隐忧。“热”了一阵子,既看不到技术突破,也没有发展出成熟的商业模式,很多企业都是从国外购买配件,组装后向政府要补贴、要土地。政府可设定能效目标,如百公里油耗,但不应干预具体的技术路线,例如,是选择纯电动汽车,还是选择油电混合动力,或者是选择高效柴油发动机,应由企业自主选择。
二是必须从各国、各地的实际出发。根据上海交通大学的研究,在我国目前以煤电为主的电源结构之下,与汽油、柴油车相比,使用电动汽车反而会增加污染物和碳排放。通过对电动汽车的全生命周期分析发现,电动汽车SO2排放比常规汽油车增加3-6倍,比混合动力车增加5-10倍,同时,CO2排放比常规汽油车增加7.3%。而长期在我国得不到重视的先进柴油发动机的节能效果不仅远高于目前的电动车,也能达到与混合动力相等的效果。可见,近年来所谓的电动车热并没有坚实的科学依据。美国在发展电动汽车上下了很大功夫,而日本则在混合动力汽车技术上远远领先于世界其他国家,与美日不同,欧洲把发展清洁型高效柴油汽车作为现阶段新能源汽车的发展重点。与同类汽油车相比,柴油车热效率高30%以上,相应的二氧化碳排放量也低许多,具有十分显著的节能效果。与其他新能源汽车相比,它还具备使用寿命长及维修成本低、安全性好的优势。1991年欧洲柴油汽车的市场份额不足20%,到2003年超过40%, 2009年柴油汽车市场份额迅速增加到60%。据统计,奥地利、法国、比利时、西班牙、意大等国柴油轿车已占轿车总量50%以上。欧洲90%以上的出租车均采用柴油机,德国等国的出租车基本上都是柴油轿车。
启示:我国汽车替代燃料必须根据能源资源禀赋和技术优势,因地制宜,多元发展,切不可脱离本国、本地实际,人云亦云。
八、促进低碳能源发展应当更多依靠价格税收手段
政府促进低碳能源发展有多种手段,如直接投资、财政补贴、制定强制性标准、实行可再生能源配额、排污权或者碳交易、开征碳税或者环境税等。美国目前的能耗大户除了建筑用能(生活用能)外,石油消费大户主要是交通运输特别是汽车。第一次石油危机之后,美国开始重视交通运输节能,制定了不少法律,取得了一定的成效。但与欧洲、日本等国家相比,美国汽车的燃油经济性最低,美国人均每年消费的汽油最多。在发达国家中,美国的汽油价格最低,人均油耗最高。这固然与美国幅员辽阔,石油资源丰富有关,但与美国的政策也有很大的关系。挪威的人均石油产量非常高,每年出口大量石油,但由于挪威通过开征碳税等限制石油消费,所以,挪威的汽油价格同样很高,人均汽油消费很低。
美国主要通过燃油经济性标准(CAFE)来促进汽车节能,即要求汽车生产商生产的汽车平均每消耗
启示:从我国目前发展情况来看,贯彻落实可再生能源法,特别是在完善光伏发电项目上网电价政策、提高电价附加征收标准、完善可再生能源补贴机制等方面有了实质进展。但还需进一步明确制定和实施全国电网规划、重要输电通道建设规划、可再生能源电力全额保障性收购管理办法等方面的具体措施,确保可再生能源加快发展。同时,要适度提高勘探基金的征收标准,鼓励风险勘探。将资源税从价定率征收逐步由油气扩展到煤炭等领域,同时探索建立天然气和煤炭特别收益金制度,将资源溢价收归国有。合理确定资源所有者与开发主体、中央和地方资源收益比例,协调理顺相关主体利益关系。此外,改革成品油价格形成机制,政府有关部门不再直接规定成品油价格,改为在石油价格出现较大幅度波动时采取临时性干预措施。推进天然气定价机制改革,政府对输送成本加强监管,井口价格和销售价格逐步由市场定价。
(作者:省人大环境资源委员会副主任委员)