回顾能源发展历史,能源转型总体呈现低碳化、高密度的规律,能源转型就是一部低碳化、高效化的历史。
人类社会已完成两次能源转型,第一次是从薪柴时代转向煤炭时代,1880年代煤炭替代薪柴成为第一大能源,1931年煤炭在能源结构的占比达到峰值,在能源消费结构中占比达到70%,此后份额逐步下降。第二次是从煤炭时代转向石油时代,1965年前后石油超过煤炭成为第一大能源。石油在能源消费结构的占比(约45%)在1973年达到峰值,此后不断下降,但目前仍为全球第一大能源,2017年石油占全球一次能源消费32.9%。许多预测认为,第三次能源转型将是从化石能源向可再生能源的转型。提高可再生能源在一次能源和电力中的比重,最终实现化石能源体系向绿色、可持续的能源体系转变。
能源转型驱动的因素有很多,但技术进步通常是推动能源转型的关键因素。比如,第一次能源转型,煤炭替代薪柴成为主导能源,是因为蒸汽机的发明和应用,为煤炭的大规模利用提供了条件。第二次能源转型的发生与内燃机发明和应用密切相关。第三次工业革命始于20世纪60年代,目前仍处在第三次革命进程中,其标志是计算机的发明和互联网的出现,同时第三次能源转型正在进行中。美国学者里夫金在其《第三次工业革命》中论述第三次工业革命的五大支柱时,提出能源互联网和能源储存方式是其中的两大支柱,关乎第三次能源转型的成败。
随着新一轮工业革命兴起,应对气候变化达成全球共识,能源技术成为引领能源产业变革、实现创新驱动发展的源动力。目前,世界主要国家和地区均把能源技术革命视为新一轮科技革命和产业革命的突破口,从能源战略的高度制定各种能源技术规划、采取行动加快能源科技创新,以增强国际竞争力。同时,能源技术开发的最新动态也预示着未来全球能源发展趋势。
欧盟方面,进入21世纪,随着能源、环境问题的凸显,欧盟依托科研框架计划加强了能源技术研发。2015年欧盟委员会公布了升级版的《欧盟战略能源技术计划》,围绕可再生能源、智慧能源系统、能效和可持续交通四个核心优先领域以及碳捕捉与封存和核能两个适用于部分成员国的特定领域,开展十大研究与创新优先行动。
美国始终保持可再生能源产业和技术的世界领先。总统奥巴马2009年上台后便高举“能源独立”的旗帜,出台了一系列新能源和战略计划。得益于奥巴马时期推出的各项能源战略和页岩油气的开发,美国已成功地由传统的能源进口大国变成能源出口国。2017年3月,以特朗普为首的美国新一届政府推出了《美国优先能源计划》。特朗普能源政策框架中,油气等传统能源地位突出,但保持可再生能源产业和技术的世界领先地位,仍是美国政府的重要政策选择。
日本能源政策致力于从低碳化向脱碳化实现能源转型。在经过福岛核事故之后,日本在能源科技发展重点上有了较大的调整,于2014年修订了《能源战略计划》,以“3E+S”(能源安全保障、经济性、环境适宜性原则和安全)为能源政策基础,构筑多层次、多样性的柔性能源供应结构,该计划还指出未来能源发展方向是压缩核电发展,举政府之力加快发展可再生能源。技术创新战略确定了日本将重点推进的五大技术创新领域,包括利用大数据、人工智能、先进传感器和物联网技术构建智能能源集成管理系统,通过创新制造工艺和先进材料开发实现深度节能,新一代蓄电池和氢能制备、储存与应用,新一代光伏发电和地热发电技术,以及二氧化碳固定与有效利用。
德国将可再生能源、能效、储能、电网技术作为战略优先推进领域。德国一贯坚持以可再生能源为主导的能源结构转型,经过多年的政策激励和研发支持,在可再生能源技术和装备制造方面的实力位居世界前列。
总之,能源的安全与能源转型,既离不开体制机制的改革,也离不开技术的创新。我们要把能源技术创新放在能源行业发展,乃至中国经济创新发展的突出位置。我国要通过能源技术创新推动能源转型和经济的高质量发展。在推进能源转型的过程中,不仅要实现能源生产和消费结构的转型、变革,也要将节能与能效提高放在突出位置。节能技术的研发、推广是能源革命的永恒主题,也是能源产业转型升级和技术进步的重要标志。重视并全面推进工业节能、建筑节能、信息节能(智慧能源)是能源消费和进口大国能源政策、能源技术和能源安全的重要支柱。
(作者系中国社会科学院研究生院院长、国际能源安全研究中心主任)