?不確定性加劇背景下提升我國能源安全韌性
2023-12-11 14:07:41
2023年能源思考5月刊
作者：
中國海油集團能源經(jīng)濟研究院 叢威 孫楚鈺
一、全球能源市場(chǎng)不確定性加劇
黨的二十大報告中作出了“我國發(fā)展進(jìn)入戰略機遇和風(fēng)險挑戰并存、不確定難預料因素增多的時(shí)期，各種‘黑天鵝’、‘灰犀牛’事件隨時(shí)可能發(fā)生”的戰略判斷。近期，受歐洲能源危機、地緣政治劇烈變化等因素影響，全球能源市場(chǎng)面臨日益加劇的不確定性。
在新型冠狀病毒感染疫情等一系列因素影響下，全球一次能源消費斷崖式下跌，世界范圍內的能源公司面臨巨額虧損，石油公司大幅削減資本性開(kāi)支、大比例裁員，機構投資者紛紛退場(chǎng)。2020年全球能源投資減少20%，能源產(chǎn)量減少4%。2021年起經(jīng)濟逐步復蘇，能源需求有所提振，但由于能源供給能力恢復具有時(shí)滯性，供需差距擴大，局部地區能源危機初現。
相比2021年，2022年原油價(jià)格波動(dòng)劇烈。疫情后的經(jīng)濟復蘇引起油價(jià)攀升，俄烏沖突爆發(fā)導致原油價(jià)格飆升至120美元/桶。歐洲TTF天然氣期貨市場(chǎng)價(jià)格也因俄烏沖突飆升而破歷史紀錄。柴油與汽油價(jià)格亦波動(dòng)劇烈，甚至打破同步變動(dòng)常規。2022年初，柴油和汽油的價(jià)格基本與近年來(lái)的價(jià)格模式一致，每加侖柴油價(jià)格僅比汽油高0.06美元，2022年4月柴油價(jià)格與汽油價(jià)差高達2美元/加侖。
歐洲綠色浪潮下，工業(yè)國家普遍追求激進(jìn)轉型策略，相繼簽署《京都議定書(shū)》、《巴黎協(xié)定》、歐盟《2030年氣候與能源政策框架》等能源轉型條約；2019年，歐盟提出《歐洲綠色協(xié)議》作為其2050年碳中和路線(xiàn)圖；2021年推出了“Fit for 55”一攬子計劃，該計劃的主要建議之一，是在歐盟范圍內，到2030年可再生能源占一次能源消費總量的40%以上?；茉囱杆偻顺?，形成以天然氣為支柱、退煤退核、風(fēng)光并進(jìn)的態(tài)勢。然而，新能源增長(cháng)速度不及煤電等化石能源退出速度，風(fēng)能發(fā)電、光伏發(fā)電占比較低，電力系統受天氣影響較大，穩定性大幅降低。2022年夏季，歐洲遭遇五百年以來(lái)最嚴重干旱，水電驟減，“歐洲蓄電池”挪威的水電發(fā)電量同比減少10％。
由于歐洲能源子系統互聯(lián)互通程度較高，當總供應緊張時(shí)，單項能源短缺會(huì )快速擴散至整個(gè)能源系統、匯聚至電力領(lǐng)域，從而形成以電價(jià)飛漲、供電不足為典型特征的新型能源危機。歐洲當前的能源危機實(shí)際上是以天然氣短缺為內在根源、電力緊缺為表現特征的系統性能源危機。
以烏克蘭危機為代表的突發(fā)性地緣政治事件威脅能源安全已成為常態(tài)。歐盟經(jīng)歷三次天然氣改革，將天然氣占一次能源消費比重提高至三分之一，2021年歐盟80%以上的天然氣消費依賴(lài)進(jìn)口，其中來(lái)自俄羅斯的天然氣進(jìn)口量約占40%，俄羅斯2021年向歐洲輸送約1440億立方米管道天然氣。2022年2月，烏克蘭危機爆發(fā)，俄羅斯要求各國以盧布支付天然氣費用；9月，“北溪”管道因爆炸停運，至今仍未恢復，俄羅斯至歐洲天然氣斷流。天然氣連同其他大宗商品價(jià)格直線(xiàn)上漲，能源成本急劇上升，進(jìn)而推高通貨膨脹。
全球新自由主義思潮漸退，“逆全球化”大行其道，中美博弈加深，我國能源安全面臨更加復雜的外部形勢。在“雙碳”目標推動(dòng)下，全球范圍內石油公司大幅削減油氣勘探開(kāi)發(fā)業(yè)務(wù)投資，導致部分國家油氣對外依存度快速攀升。產(chǎn)業(yè)、學(xué)術(shù)領(lǐng)域均亟需更新能源資源觀(guān)念及認識，充分認識到能源資源自給的重要性，切實(shí)從行動(dòng)上提高能源資源保障能力。
總體來(lái)看，保持定力與韌性是維護能源體系總體安全穩定的兩個(gè)重要方面。在發(fā)展機遇、矛盾、挑戰并存的時(shí)代，不確定性是最大的障礙。但越是在動(dòng)態(tài)發(fā)展時(shí)期，越要保持戰略定力，錨定目標不動(dòng)搖，以不變應萬(wàn)變，在不確定性中保持前進(jìn)方向。在應對不確定性中，精準的預測與控制常常失效，加強系統的韌性管理是抵抗沖擊的關(guān)鍵對策。定力能避免能源市場(chǎng)大起大落，韌性更強調容錯性和恢復力，意味著(zhù)即使在極端條件下也可自動(dòng)恢復到平穩狀態(tài)，能夠在穩態(tài)下進(jìn)行可控的供需調整。定力是前提，韌性是根本。具體來(lái)說(shuō)，可概括為以下兩個(gè)方面：
充分認識能源轉型的長(cháng)期性和復雜性，堅持先立后破，保障能源的安全穩定供給，避免因急躁冒進(jìn)影響經(jīng)濟社會(huì )發(fā)展和民生福祉。“能源不可能三角”理論認為能源系統不可能同時(shí)具備能源清潔、能源穩定、能源廉價(jià)三個(gè)特征。面對新的全球能源發(fā)展形勢，新型能源體系在不可能三角中的側重點(diǎn)將發(fā)生變化。作為相對清潔的天然氣，在穩定化石能源供應基本盤(pán)中將扮演日趨重要的作用。
長(cháng)期以來(lái)，我國能源系統中發(fā)揮重要作用的化石能源是煤炭，2021年我國煤炭占一次能源生產(chǎn)比例為67%。但歐洲能源危機預警，在清潔能源大規模接入時(shí)，僅靠單一種類(lèi)的化石能源保供，存在極大的能源安全風(fēng)險。短期內，歐洲以重啟煤電廠(chǎng)及核電站等措施渡過(guò)能源危機，長(cháng)遠角度應繼續加大對可再生能源的投資力度。歐洲經(jīng)驗表明，在全球經(jīng)濟危機與能源危機并行時(shí)代，經(jīng)濟政策制定時(shí)對能源安全的考量壓倒對能源效率的考量，重啟多種化石能源保供是重中之重。
一方面，在清潔低碳安全高效路線(xiàn)不動(dòng)搖的背景下，“能源不可能三角”中的能源清潔不可或缺，動(dòng)蕩的全球能源、經(jīng)濟、政治現狀也對能源穩定提出高要求，能源價(jià)格成為可以略微退讓的環(huán)節。煤炭與石油清潔性不足，綠氫制備成本極高，常見(jiàn)的風(fēng)、光等可再生能源穩定性不足，碳排放量較低、供應穩定、價(jià)格并非極其昂貴的天然氣成為當前形勢下能兼顧能源清潔、能源穩定、能源廉價(jià)的一次能源。
另一方面，天然氣在二次能源穩定供應中依然發(fā)揮關(guān)鍵作用。相較燃煤發(fā)電，天然氣發(fā)電具有調峰靈活、清潔低碳等優(yōu)點(diǎn)，在降碳減排的同時(shí)，可以有力提升電力系統的穩定供應、新能源消納和能效水平。相較電化學(xué)儲能發(fā)電調峰，天然氣的對外依存度更低。2021年，我國天然氣對外依存度為45%，電化學(xué)儲能的關(guān)鍵原材料——鋰資源的對外依存度約70%；2021年我國天然氣進(jìn)口自澳大利亞、美國、卡塔爾、馬來(lái)西亞、印度尼西亞、俄羅斯聯(lián)邦等多個(gè)國家，而超過(guò)96%的碳酸鋰進(jìn)口自智利和阿根廷。將氣電調峰作為構建新型電力系統的重要組成部分，是助力實(shí)現“雙碳”目標，構建清潔低碳、安全高效能源體系的重要途徑之一，以天然氣發(fā)電作為調峰電源能使我國能源資源安全更有保障。
能源系統韌性問(wèn)題正在被越來(lái)越多的國家所關(guān)注，與此同時(shí)，碳中和共識在新動(dòng)蕩中強化，發(fā)達國家大多把加快新能源發(fā)展、早日實(shí)現能源轉型視為保障能源安全、有效應對全球氣候變化的根本途徑。
能源系統的韌性，是能源系統在發(fā)生能源供應沖擊、需求突變等復雜劇烈變化時(shí)保持能源供需穩定的能力，其內涵包括穩態(tài)運轉、靈活反饋和戰略次序。穩態(tài)運轉意味著(zhù)能源系統運行不能大起大落、大開(kāi)大合，不能搞“運動(dòng)式”降碳、“躍進(jìn)式”接入波動(dòng)性強的可再生能源，以免造成能源供應混亂無(wú)序；靈活反饋是指能源體系要像面團一樣能夠隨時(shí)回歸原始狀態(tài)，而不是彈簧式劇烈波動(dòng)，造成能源消費的劇烈動(dòng)蕩；戰略次序是指運行機制要做到先立后破，安排好發(fā)展優(yōu)先序，統籌長(cháng)短期發(fā)展目標。預期管理是統籌的重要環(huán)節，是實(shí)現能源系統高韌性的關(guān)鍵前提。通過(guò)使用多種手段在經(jīng)濟社會(huì )及能源系統中進(jìn)行有效引導、協(xié)調和穩定預期，實(shí)現需求調整，在相對穩態(tài)下匹配能源供需，才能實(shí)現能源系統穩態(tài)運轉。
在不確定性加劇背景下，在多元體系中增強系統的韌性是應對能源安全問(wèn)題的主體思路。具體來(lái)說(shuō)，一是要提高現有能源資源供應能力，加大勘探開(kāi)發(fā)和藏儲力度，隨時(shí)保障多種能源沖鋒上陣，提高能源資源“應急箱”的能源資源數量；二是不斷開(kāi)拓未知區域、未知能源，加強能源資源“應急箱”的能源種類(lèi)儲備；三是提高應急監測能力，超前預判即將到來(lái)的風(fēng)險與挑戰，提前清點(diǎn)并預備“應急箱”的能源種類(lèi)與數量，及時(shí)準確決策“應急箱”向外輸出內容。
綜合上述分析，就提高我國能源安全韌性提出以下五方面建議：
平衡新能源增量與化石能源兜底保障間的關(guān)系，根據實(shí)際統籌好新能源發(fā)展時(shí)序。一是摸底各能源品類(lèi)全生命周期國內部分的碳排放，核算化石能源碳排放量，預測不同時(shí)期技術(shù)進(jìn)步將帶來(lái)的碳排放減少程度，為超前研判提供充分依據；二是大力推廣以電代煤、以氣代煤技術(shù)，降低高排放、高污染的煤炭直接需求，發(fā)展超臨界和超超臨界燃煤發(fā)電，降低燃煤發(fā)電排放量；三是著(zhù)重降低油氣對外依存度，加大國內增儲上產(chǎn)力度；四是堅定不移發(fā)展天然氣，充分釋放天然氣取暖、發(fā)電及調峰、參與工業(yè)生產(chǎn)的潛能，發(fā)揮天然氣在能源轉型中的橋梁作用。
（二）高度重視天然氣發(fā)展，加強保障能力建設
短期內，結合電力供需形勢擴展天然氣利用方式，加快地下儲氣庫建設，以管網(wǎng)改革為契機進(jìn)一步提高天然氣產(chǎn)業(yè)鏈整體市場(chǎng)化運營(yíng)水平。在氣源有保障、氣價(jià)可承受、調峰需求大的負荷中心適度布局調峰氣電項目，增強電力系統快速調節能力。積極推進(jìn)風(fēng)、光、氣多能互補項目，促進(jìn)天然氣發(fā)電與新能源融合發(fā)展，加快構建并完善新型電力系統。同時(shí)，在有規模熱（冷）負荷的工業(yè)園區等區域適度建設天然氣分布式燃機、LNG冷能利用、LNG冷能空分等項目，夯實(shí)能源供應保障基礎。此外，歐洲天然氣儲氣庫總存儲能力約為1075億立方米，約占天然氣消費量的三分之一，而我國儲氣能力僅占天然氣消費總量的6%，應加快利用鹽穴建設地下儲氣庫，提高市場(chǎng)化運營(yíng)水平。
中期內，多渠道擴展天然氣資源來(lái)源，爭取市場(chǎng)定價(jià)話(huà)語(yǔ)權。擴大天然氣進(jìn)口渠道及方式，與伊朗、沙特等更多國家簽訂中長(cháng)期與現貨合約，加快推動(dòng)中俄中線(xiàn)建設，在國家大力推動(dòng)人民幣國際化背景下，依托上海石油天然氣交易中心平臺進(jìn)行小范圍、小規模天然氣貿易人民幣結算試點(diǎn)。強化全球LNG資源配置能力，全面拓展進(jìn)口國別及航線(xiàn)，完善LNG接收站、LNG運輸船、陸上管道等天然氣基礎設施建設，以政策支持本土企業(yè)擴大自有LNG運輸船隊伍并發(fā)展航運商保，提高LNG進(jìn)口韌性。
長(cháng)期來(lái)看，仍應將天然氣作為可再生能源系統“應急箱”中的重要組成部分，輔以CCUS、海底固碳等技術(shù)實(shí)現未來(lái)天然氣碳排放對沖。
新中國成立后，我國投入大量人力物力進(jìn)行油氣勘探開(kāi)發(fā)，常規天然氣勘探潛力已基本實(shí)現，但對深層資源認識程度仍然較低，對中西部大氣田成藏規律認識不足，深海復雜氣藏仍面臨一系列技術(shù)瓶頸，全國范圍非常規天然氣資源潛力仍不明晰。應高度重視勘探投入，挖掘深層煤層氣等非常規天然氣資源潛力，具備隨時(shí)開(kāi)發(fā)上產(chǎn)條件，提升能源資源統籌能力。
我國南海地塊天然氣水合物資源潛力巨大，目前深水沉積盆地地震測線(xiàn)密度低、鉆井少，天然氣水合物發(fā)育的地質(zhì)條件、成藏因素、分布狀態(tài)仍然不清晰，相比墨西哥灣、北海等深水海域的勘探程度差距較大。因此，我國仍需大力投入和推進(jìn)深水油氣勘探，尤其是南海北部神狐海域、南海南部、南海東沙等重點(diǎn)區域。適時(shí)在日本南海海槽等地區進(jìn)行跨國聯(lián)合勘探開(kāi)發(fā)行動(dòng)。針對南海富碳天然氣，開(kāi)發(fā)利用并推廣富碳天然氣CO2-CH4干重整、富碳天然氣制甲醇一體化、富碳天然氣CO2加氫制液體燃料等技術(shù)，實(shí)現天然氣利用轉型升級。
我國海岸線(xiàn)長(cháng)達3.2萬(wàn)千米，有300多萬(wàn)平方千米的管轄海域，面積大于500平方米的島嶼6961個(gè)，溫差能、潮汐能、波浪能等海洋能源資源開(kāi)發(fā)潛力十分豐富，但能源利用成本極高。建議進(jìn)一步建立健全海洋能開(kāi)發(fā)治理體系，發(fā)起海洋能發(fā)展專(zhuān)項支持基金，加快推動(dòng)海洋能人才隊伍建設，儲備一批戰略級規劃人才、管理人才、科技人才、生產(chǎn)制造人才和施工建設人才，選拔和培養出海洋可再生能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展所需的高級復合型人才、高級技術(shù)研發(fā)人才，推動(dòng)海洋能開(kāi)發(fā)利用成本下降。同時(shí)，不斷開(kāi)展深海能源資源發(fā)掘，加大海洋資源開(kāi)發(fā)投資，打造海洋油氣為龍頭的海洋能源產(chǎn)業(yè)鏈，探索人類(lèi)未知的海洋能源。
關(guān)鍵礦產(chǎn)是當前我國發(fā)展清潔能源的外部條件中最大的制約因素。銅是電力基礎設施的關(guān)鍵材料，幾乎應用于所有的低碳能源技術(shù)；釹、鏑和鐠廣泛用于風(fēng)力發(fā)電機；光伏發(fā)電大量使用鎵、銦、鍺、碲等；電動(dòng)汽車(chē)需要鋰、鎳、鈷、錳。國際能源署研究表明，光伏發(fā)電廠(chǎng)、風(fēng)力發(fā)電場(chǎng)和電動(dòng)汽車(chē)比基于化石燃料的同類(lèi)產(chǎn)品需要更多的礦產(chǎn)。而我國鈷、鎳、錳、鋰、鉑族金屬、銅等關(guān)鍵礦產(chǎn)的對外依存度超過(guò)70%。關(guān)鍵礦產(chǎn)供應鏈易遭受地緣政治等突發(fā)性緊急事件的沖擊而斷裂。
黨的二十大報告提出“發(fā)展海洋經(jīng)濟”“建設海洋強國”。通過(guò)開(kāi)發(fā)海洋資源，可以對我國清潔能源轉型形成有力支撐。已探明具有開(kāi)發(fā)前景的深海礦產(chǎn)資源包括多金屬結核、富鈷結殼、多金屬硫化物等，清潔能源發(fā)展所需的鎳、鈷、錳總儲量分別高出陸地相應儲量的幾十倍到幾千倍，近23億噸的潛在鈷資源存在于海底錳結核中。2021年，中國海洋礦業(yè)生產(chǎn)總值為180億元，僅占主要海洋產(chǎn)業(yè)增加值的0.5%，潛在發(fā)展空間巨大，但當前僅有五礦集團、北京先驅等企業(yè)獲得了國際海底區塊勘探權，參與主體亟待豐富。建議深化清潔能源-礦產(chǎn)耦合關(guān)系研判，提升深海礦產(chǎn)開(kāi)發(fā)產(chǎn)業(yè)管理規范性，強化政府的主導作用，摸清礦產(chǎn)資源家底和需求，制定海洋礦產(chǎn)資源發(fā)展戰略和中長(cháng)期規劃，加強勘探、評價(jià)和開(kāi)發(fā)頂層布局，完善深海礦產(chǎn)資源開(kāi)發(fā)管理政策法規。加強深海礦產(chǎn)開(kāi)發(fā)的科技創(chuàng )新，構建以國內大循環(huán)為主的開(kāi)放合作環(huán)境。
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