*通信作者
资助项目:国家自然科学基金重点资助项目(51834006),国家重点研发计划项目(2017YFC 0804304)修改稿收到日期:2022年12月21日
专题:中国能源发展战略研究
Study on China’s Energy Development Strategy 引用格式:
王国法, 刘合, 王丹丹, 等. 新形势下我国能源高质量发展与能源安全. 中国科学院院刊, 2023, 38(1): 23-37, doi: 10.16418/j.issn.1000-3045. 20221028001.
Wang G F, Liu H, Wang D D, et al. High-quality energy development and energy security under the new situation for China. Bulletin of Chinese Academy of Sciences, 2023, 38(1): 23-37, doi: 10.16418/j.issn.1000-3045.20221028001. (in Chinese)
新形势下我国能源高质量发展与
能源安全
王国法1,2,3*
刘 合4 王丹丹3 庞义辉5 吴立新6
1 中国煤炭科工集团有限公司 北京 100013
2 煤炭科学研究总院 北京 100013
3 北京天玛智控科技股份有限公司 北京 101399
4 中国石油勘探开发研究院 北京 100083
5 中煤科工开采研究院有限公司 北京 100013
6 煤炭工业规划设计研究院有限公司 北京 100120
摘要 能源安全是国家安全与稳定发展的基石,能源高质量发展是国家经济长期增长的基本保障。文章分析俄乌冲突、美国能源统治和我国能源消费增长刚性需求等复杂国内外形势影响,以及我国能源转型发展的不确定性,总结其对我国能源发展和能源安全的战略要求;立足我国能源结构和资源禀赋,建立以化石能源为基础的自主可控、安全可靠的综合能源保障体系,发展多渠道能源开发和能源储备,制定支撑能源转型低碳发展的战略思路和技术路线;提出建立现代能源与矿业治理体系平台及拓扑图和构成:5G 能源专网、能源与矿业大数据人工智能处理平台、区块链能源与矿业产业协作监
管平台、省级和国家级监管中心,推进建立能源产业全方位安全观与现代能源矿业治理体系,为我国能源高质量发展和能源安全提供保障。关键词 能源安全,高质量发展,综合能源保障体系,全方位安全观,能源与矿业治理
教师资格认定DOI 10.16418/j.issn.1000-3045.20221028001
当前世界处于百年未有之大变局中,国际关系复杂多变,世界各国正面临较大能源安全问题[1],当前国际形势也增大了我国能源进口风险。我国能源结构
决定了煤炭是我国能源安全的“压舱石”。国内煤炭能源分布西多东少、北富南贫的地域分布特点明显,煤炭价格区域性差异大,煤炭行业发展仍存在不平衡
和不充分。
能源高质量发展是保持国家经济持续平稳增长的需求,更是保障国家能源安全的必行之路[2-7]。在新形势下,我国专家学者和行业单位对国家能源高质量和能源安全的具体路径开展了积极的研究[4]
。本文深入剖析我国能源高质量发展和能源安全面临的新形势和新要求;将现代信息技术与能源开发
技术深度融合,建立以化石能源为基础的自主可控、安全可靠综合能源保障体系,支撑能源转型和低碳发展;强化能源产业全方位安全观,推动构建现代能源与矿业治理体系,有效应对国家能源问题,保障我国能源安全[8-11]。
1 我国能源高质量发展和能源安全面临新形
势、新要求
当前国际形势诡异多变,俄乌冲突复杂持续,对全球能源与矿业体系产生较大冲击;美国由能源独立转向谋求能源统治,在俄乌冲突中美国能源获利与欧洲能源窘境形成鲜明对比,警示能源安全的极端重要性。我国经济持续高质量发展和中等消费体增加,
能源消费的刚性需求不断提升;油气进口保供风险叠加、新能源发展与技术局限性,为我国能源安全提出新要求。
1.1 国内外环境错综复杂,对保障国家能源安全提成品油或迎2023年来首次降价
出新的更高要求1.1.1 俄乌冲突长期化、复杂化,对全球能源体系影
响深远
煤、油、气供需错位,价格飙升。布伦特原油期货价格最高涨至 139 美元/桶,较俄乌冲突爆发前(2022 年 2 月 23 日)上涨 39%。全球液化天然气(LNG )期货价格飙升并长时间处于高位(图 1)。全球出现“抢煤潮”,欧洲阿姆斯特丹、鹿特丹、安特卫普等港口 2022 年 7 月均价约 380 美元/吨,同比增长超 350%。
全球能源贸易流向改变。欧洲油气进口转向美国,2022 年 1—5 月进口美国原油约 2 877 万吨,1—
6月进口美国 LNG 2 700 万吨,超过 2021 年全年进口
量;俄罗斯向中国、印度扩大能源出口,1—8 月俄罗斯原油出口至中国同比增长 47% 至 2 790 万吨,煤炭增长 25% 至 3 500 万吨。
图1 2021年11月—2022年10月全球液化天然气期货价格
Figure 1 Global liquefied natural gas futures prices from November 2021 to October 2022
18 000.0016 000.00
14 000.0012 000.0010 000.008 000.006 000.004 000.002 000.0000.00
液化天然气期货价格(元人民币/立方米)
2022/10/1
2022/9/1
2022/8/12022/7/12022/6/12022/5/1
2022/4/1
2022/3/1
2022/2/1
2022/1/1
2021/11/12021/12/1
收盘价格
收盘价格增长趋势
(年/月/日)
西方国家制裁加大了俄罗斯能源产量不确定性,国际能源供给缺口短期难以弥补。俄罗斯经济发展部预计 2022 年俄罗斯石油产量将同比下降 9.3% 至 4.753 亿吨;天然气产量下降 5.6% 至 7 209 亿立方米;原油出口量同比下降 1.2% 至 2.283 亿吨。同时,石油输出国组织(OPEC )等增产意愿不足,安哥拉、尼日利亚等国能力有限,难寻快速稳定替代资源。欧盟能源供应结构多元化(图 2),但俄罗斯是欧盟最大的能源供应国(图 3),俄罗斯能源供应不确定将严重影响欧盟的源供给。
西方国家能源绿低碳转型面临多重挑战。
2021 年,欧盟是俄罗斯主要能源出口国,天然气、煤
炭和原油占比分别高达 45%、46% 和 27%;其与俄罗斯的冲突导致欧洲出现严重能源危机,欧洲国家不得不重启煤电,而欧洲计划的能源转型将面临生存与发展的悖论。
1.1.2 美国能源牟利与欧洲能源短缺,警示能源安全
的极端重要性
美国从危机中频频获利,谋求能源统治。2022 年
上半年,美国 LNG 出口量平均为 3.17 亿立方米/天,成为全球最大 LNG 出口国,近几年美国 LNG 出口量持续增高(图 4);美欧达成协议,2022 年美国对欧洲的天然气出口将增加 2/3,并将在 2027 年前助欧洲摆脱对俄能源依赖;美国成功抢夺欧洲能源市场,并将能源安全与地缘政治绑定。欧洲天然气期货结算价格不断飙升,意味着脱离俄罗斯能源供应将大幅提高欧洲各国能源代价。
欧洲油气安全面临进口来源与进口代价两难。俄罗斯与欧盟存在紧密的能源相互依存关系,欧洲短期内难以实现能源完全脱俄,并且未来将进一步加剧与亚洲能源争夺,欧洲可能被迫承受地区溢价。
1.1.3 我国要求高质量保障实体经济对能源消费增长
的刚性需求
多地电力供应短时紧张,一定程度影响经济运行。2021 年 1 月—9 月,我国发电需求短时快速增加、新能源出力有限、煤价高位多因素叠加(图 5),7 月—9 月煤炭缺口达 3 900 多万吨(图 6);8 月西南地区极端高温干旱天气、用电负荷激增、水电量减半,影响生产生活。
Figure 2 European Union energy demand structure in 2021图3 2021年欧盟能源供应结构
Figure 3 European Union energy supply structure in 2021
俄罗斯进口
其他国家进口
欧盟产量和库存
120
100
80
60
40
20
图4 2016 年 1 月—2022 年 10 月美国液化天然气(LNG )总出口量及其出口到部分欧洲国家的情况
Figure 4 Total export volume of LNG from January 2016 to October 2022 in the United States and its export to some European countries
美国LNG 总出口量
美国LNG 出口波兰的量
美国LNG 出口法国的量美国LNG 出口西班牙的量
国庆假期安排2020美国LNG 出口葡萄牙的量
美国LNG 出口荷兰的量
120
100
80
60
40
20
美国L N G 出口量
(亿立方米)
2016/1/1
2016/4/1
2016/7/1
2016/10/1
2017/1/1
2017/4/1
2017/7/1
2017/10/1
2018/1/1
2018/4/1双球中将规则
2018/7/1
2018/10/1
2019/1/1
2019/4/1
2019/7/1
2019/10/1
2020/1/1
2020/4/1
2020/7/1
2020/10/1
2021/1/1
2021/4/1
2021/7/1
2021/10/1
2022/1/1
2022/4/1
2022/7/1
2022/10/1
图5 2012—2021年中国发电、用电趋势
Figure 5 Trends of power generation and consumption in China from 2012 to 2021
9 000
8 000
7 000
6 000
5 000
4 000
3 000
2 000
1 000
0.12
0.10
0.08
0.06
0.04
0.02
电量(亿千瓦时)
增速(%)
2012 2013 2014 2015 2016 2017 2018 2019 2020 2021(年)
感恩节信息(年/月/日)
新能源尚不能成为“去煤化”后的能源主体。新能源装机容量大幅增长,较 2015 年实现翻番(2021 年 10 月底达 10.02 亿千瓦),但其对气候敏感性提高,对调峰需求、基础能源的安全保障要求更高。
1.2 我国能源转型发展的不确定性增加1.
2.1 能源的刚性需求与油气进口保供风险叠加
经济中高速发展带来能源需求持续增长。预计 2022—2025 年,全国能源消费总量年均增速约为 3.3%,2025 年达到 59.4 亿吨标煤;其中,煤炭消费量将保持年均 2.07% 的增长,天然气消费量年均消费增速在 5.2%—6.7%,石油的消费量也将进一步增大 [12]。
油气进口保供面临多重挑战。2021 年,我国石油产量 1.99 亿吨,石油对外依存度 72.05%;我国天然气产量为 2 053 亿立方米,天然气对外依存度 44.9%。国际能源价格暴涨,进口成本大增。我国油气进口来源地主要集中在地缘政治不稳定地区,海上运输通道必经霍尔木兹海峡和马六甲海峡。在大国博弈背景下,我国获取油气资源的外部环境可能恶化,海上通道存在被封锁风险,将对我国经济社会发展造成不可估量的影响。
1.2.2 新能源发展与技术经济局限性
新能源电力装机能力快速增加,受多种因素影响,尚难成为“去煤化”后的能源主体。可再生能源电力供应面临挑战,光伏、风力、水力发电受气候因素影响较大,在大规模储能技术尚未获得有效突破的前提下,难以实现稳定可靠供给。新能源大规模接入,对电网形成较大冲击,使得电网需要为风、光发电系统建设相应的旋转备用和无功补偿以解决调峰调频及对电压进行有效的控制和调整。
1.2.3 “去煤化”带来经济高风险
盲目“去煤化”将制约新能源发展。越是大力发展新能源,可靠的调峰电源在电力系统中的作用就越大。盲目“去煤化”将会影响区域社会稳定,会提高人民生活成本和企业成本[1];并且,煤电大幅度退出,难以保障电力系统的安全稳定运行。目前,全国具有灵活调节能力的电源不足 20%,难以适应新能源大规模发展和系统调节需求。对煤电进行灵活性改造可有效支撑风电、光伏等波动性电源大规模接入并网,助力构建新型电力系统,突破灵活性电源之殇。
煤电是保障新能源稳定发展的兜底能源。从发达国家的能源发展实践看,在碳达峰后主要依靠天然气发电的灵活性,来解决新能源的不稳定性、间歇性。
图6 2020年3月—2021年12月中国各月煤炭供给需求情况
Figure 6 Monthly coal supply and demand in China from March 2020 to December 2021
45 00040 00035 000
30 00025 00020 00015 00010 0005000
80.580.079.5
79.0
78.578.077.577.076.5
76.0
煤炭量(万吨)
产量占比(%)
2020-03
关于赞美荷花的诗句2020-04
2020-05
2020-06
2020-07
2020-08
2020-09
2020-10
2020-11
2020-12
2021-01
2021-02
2021-03
2021-04
2021-05
2021-06
2021-07
2021-08
2021-09
2021-10
2021-11
2021-1
2
(年-月)
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