保障我國能源安全的關(guān)鍵是保障能源資源安全

能源是工業(yè)的糧食，是國家運轉與發(fā)展最重要的物質(zhì)基礎，能源安全是國家安全的重要組成部分，而確保能源資源安全是確保能源安全的關(guān)鍵。
 
一我國能源安全受制于能源資源安全
 
和美國、俄羅斯這些能源資源富集國家不同，我國能源供應一直受制于能源資源短缺。在過(guò)去經(jīng)濟快速發(fā)展、能源消費快速增長(cháng)的絕大多數時(shí)間里，我國能源供應處于緊平衡或者嚴重緊缺狀態(tài)，在一定程度上制約我國經(jīng)濟社會(huì )的發(fā)展，根源就在于資源短缺。隨著(zhù)經(jīng)濟的高速發(fā)展，以及氣候變化因素制約、環(huán)境因素制約，在實(shí)現“雙碳”目標的能源轉型過(guò)程中，能源資源制約的影響將更加突出。
 
（一）傳統能源資源稟賦制約我國能源安全
 
第一，我國化石能源資源總儲量不高，人均更少。
我們常說(shuō)我國化石能源資源稟賦的特點(diǎn)是“富煤、貧油、少氣”，實(shí)際上，我國煤炭總儲量在全球僅排名第四，占比只有美國的一半多一點(diǎn)。我國人口基數大，占全球人口接近兩成，但是已知化石能源資源儲量只有不到全球已知量的一成，人均擁有化石能源資源儲量只有全球平均水平的約45%，而美國人均擁有量是全球平均水平的3.6倍，英國是全球平均水平的2.2倍，俄羅斯為全球平均水平的7.2倍。
 
第二，我國能源資源結構不佳。
 
按照統一標準計算，我國三種化石能源資源儲量，煤炭占比超過(guò)九成，石油和天然氣明顯不足。能源資源的空間分布結構也不合理，化石能源資源主要集中在內蒙古、新疆、山西和陜西等西部、北部地區，四省化石能源資源儲量占全國近八成。水電資源主要集中在西部的川、滇、藏等省份。我國能源需求主要集中在東部南部地區，資源和消費在空間錯配，需要能源大規模遠距離輸送，為能源可靠安全穩定供應帶來(lái)潛在的風(fēng)險。
 
第三，我國能源資源消耗速度快，開(kāi)發(fā)新型能源資源及進(jìn)行能源轉型的需求急迫。
 
第三，我國能源資源消耗速度快，開(kāi)發(fā)新型能源資源及進(jìn)行能源轉型的需求急迫。我國煤炭和天然氣資源的儲采比都在四十年左右，石油的儲采比不足二十年。這就意味著(zhù)，目前占我國能源消費超過(guò)50%（2022年為56%）的煤炭將在2060年左右耗盡，在此之前必須不斷獲得新的能源資源填補這部分空間，否則沒(méi)有足夠的能源資源支撐能源消費需求，經(jīng)濟和社會(huì )發(fā)展將面臨嚴峻的挑戰。
 
 
（二）新型能源資源依舊制約我國能源安全
 
一是風(fēng)電能和太陽(yáng)能資源儲量有限，并不能滿(mǎn)足未來(lái)能源需求。
近年來(lái)我國風(fēng)電能、太陽(yáng)能資源發(fā)展迅速，截至今年4月底，兩者合計并網(wǎng)裝機容量已經(jīng)達到8.2億千瓦，其比重已經(jīng)超過(guò)總裝機容量的30%。但是從全球角度看，我國風(fēng)電能資源和太陽(yáng)能資源并不算得上豐富，其中，陸上風(fēng)電資源70米高度可開(kāi)發(fā)的裝機容量大概在26億千瓦左右，太陽(yáng)能可開(kāi)發(fā)裝機容量22億千瓦左右。我國近海風(fēng)電資源不豐富。即使將這些可開(kāi)發(fā)裝機容量完全利用，加上水電能開(kāi)發(fā)程度達到80%，亦不能滿(mǎn)足四十年后的能源需求，需要比較多的核電裝機承載基本負荷，以及必要的（天然或人工）化石能源作為能源供應的補充。
 
從空間分布看，陸上風(fēng)電資源主要集中區域包括河北張家口、內蒙古東部和西部、吉林中西部、甘肅河西走廊的瓜州、玉門(mén)等地區、新疆哈密以及江蘇、山東沿海地區等。太陽(yáng)能資源豐富的一類(lèi)區域、二類(lèi)區域也都集中在西部和北部，如寧夏、甘肅、新疆、西藏、河北北部、山西北部、內蒙古南部等地區。風(fēng)電能和太陽(yáng)能也存在能源分布集中并和需求錯配的問(wèn)題，需要建設大型能源基地集約開(kāi)發(fā)，并遠距離大容量輸送到需求中心。
 
 
 
二是在風(fēng)電能和太陽(yáng)能開(kāi)發(fā)過(guò)程中，還存在一些重要問(wèn)題需要在發(fā)展過(guò)程中逐步解決。
風(fēng)電能資源開(kāi)發(fā)，第一，風(fēng)力的能源密度低，要建設大功率的風(fēng)力發(fā)電機，需要建設大直徑的風(fēng)輪以增大風(fēng)輪機的掃風(fēng)面積。單機容量超過(guò)3000千瓦的風(fēng)力發(fā)電機組，其風(fēng)輪直徑需要達到100多米。建設風(fēng)力發(fā)電系統，也需要占有大量土地空間，消耗大量資源。第二，并網(wǎng)型的風(fēng)力發(fā)電與電網(wǎng)相互作用，其間歇性、波動(dòng)性和隨機性以及大量電力電子元件接入等，也會(huì )給電力系統安全穩定運行帶來(lái)一系列問(wèn)題。
 
太陽(yáng)能資源開(kāi)發(fā)，從節能環(huán)?？?，雖然太陽(yáng)能本身是潔凈、零排放的能源，但是在生產(chǎn)太陽(yáng)能電池板過(guò)程中，要消耗大量的能源，同時(shí)給環(huán)境帶來(lái)污染，排放二氧化碳。而一些新型太陽(yáng)能電池生產(chǎn)會(huì )使用到有毒元素和稀有元素，需要做好有毒物質(zhì)的回收和再利用，研究尋找稀有元素的替代者等等。從整體經(jīng)濟性看，由于其能量密度低，建筑光伏利用雖可以節省大量空間，但所得能量不足以滿(mǎn)足較大的用能需求。利用沙漠、戈壁等無(wú)價(jià)值空間建設太陽(yáng)能發(fā)電基地，可以生產(chǎn)較大規模的電能，但是離負荷中心遠，高壓輸電線(xiàn)路輸送，需巨大投資并占用大量土地作為線(xiàn)路走廊。從性能特點(diǎn)看，太陽(yáng)能發(fā)電系統利用小時(shí)數低，受天氣因素影響大。大型太陽(yáng)能發(fā)電基地作為發(fā)電廠(chǎng)接入電力系統，將對電力系統安全穩定運行帶來(lái)不利影響。微型太陽(yáng)能系統需要與其他能源及電力的主系統配合，才能確保滿(mǎn)足用戶(hù)所有用能需求。這些都是阻礙太陽(yáng)能發(fā)電成為重要替代能源的問(wèn)題，需要在將來(lái)逐步解決。
 
三是氫能不是一次能源資源，相關(guān)技術(shù)發(fā)展還存在很大的不確定性。
 
最近一段時(shí)期，各方面對氫能的討論比較多，不少專(zhuān)家看好氫能的發(fā)展，國家也出臺了相應的規劃。在此強調幾點(diǎn)：首先，氫能不是一次能源資源，當其作為終端能源消費的時(shí)候，是二次能源；當其再轉換為其他能源形式消費的時(shí)候，是儲能載體。綠氫作為儲能可以提高風(fēng)光等新能源的利用率，但并不增加能源資源。其次，綠氫就技術(shù)本身而言距大規模使用還有相當的距離。目前全球綠氫比例不足1%，且綠氫連續生產(chǎn)過(guò)程還存在很多需要解決的實(shí)際問(wèn)題。第三，氫能終端消費市場(chǎng)的發(fā)展如燃料電池、氫能汽車(chē)等技術(shù)發(fā)展還存在很多不確定性。最后，綠氫生產(chǎn)還面臨水資源問(wèn)題。從目前看，綠氫生產(chǎn)最可能通過(guò)電解水技術(shù)生產(chǎn)，大規模生產(chǎn)氫，需要足夠的水資源支撐。一套1吉瓦的大型電解裝置以75%的效率每年運行8000小時(shí)（約11個(gè)月），每年生產(chǎn)15噸氫，將消耗300萬(wàn)噸水，這相當于一座7萬(wàn)人口小城的用水量。中國淡水資源稀缺，總量只占全球水資源的6%，人均只有2200噸，是世界平均水平的四分之一、美國的五分之一，屬于缺水嚴重的國家。我國淡水資源的地區分布極不均勻，大量淡水資源集中在南方，北方淡水資源只有南方淡水資源的四分之一，與風(fēng)光等新能源資源分布形成錯配。而我國能源消費的重心在較長(cháng)時(shí)期內依舊在中部和東部地區，利用處于西部的新能源電解水制氫，將氫輸送到中部和東部消費，從水足跡看，是將水資源從缺水區域輸送到富水區域，將加劇水資源分布的區域不平衡。
 
（三）巨大的能源需求需要充足可靠的能源資源支撐
 
黨的二十大報告提出，要在本世紀中葉全面建成社會(huì )主義現代化強國。從強國經(jīng)濟指標看，也就是在2050年代，我國的經(jīng)濟總量指標、人均指標都要進(jìn)入世界發(fā)達國家行列。以我國的人口基數，按照發(fā)達國家人均水平估算總量指標，將是一個(gè)巨大的規模。經(jīng)濟的持續發(fā)展需要持續有力的能源支撐，巨大的經(jīng)濟規模需要巨大的能源消費總量支撐。以十四億規模人口、以人均GDP大約4萬(wàn)美元、以歐盟國家當前人均能耗水平和能源強度簡(jiǎn)單折算，這個(gè)能源消費規模大概在60億噸標準油以上，相當于2022年我國能源消費總量的1.7倍。如此規模的能源消費，不僅需要大量可靠的一次能源資源開(kāi)發(fā)生產(chǎn)加工能力支撐，也需要大規模的可保障長(cháng)時(shí)期持續開(kāi)發(fā)的能源資源支撐。
二、破解能源資源的制約，是保障我國能源安全的關(guān)鍵
 
能源安全最初的涵義，是指確保以合理的價(jià)格保證能源的持續供應，支撐經(jīng)濟和社會(huì )正常運轉。隨著(zhù)氣候問(wèn)題、環(huán)保問(wèn)題日漸突出，其內涵擴展到環(huán)境安全、氣候安全。當前俄烏沖突外溢效應，再次將能源安全的概念延伸至能源供應鏈和能源基礎設施的安全。能源安全是國家安全的重要組成部分，也是國家安全的基礎領(lǐng)域。其中，能源資源的安全，是能源供應鏈的起點(diǎn)和核心，是能源安全的基礎和重要組成部分，并在一定程度上影響其供應鏈后續安全問(wèn)題。所以，確保我國能源轉型過(guò)程中的能源安全，首先要破解能源資源的掣肘和約束。

（一）保障能源資源以確保能源安全的對策
 
一是充分利用現有資源。
煤炭能量密度高，技術(shù)成熟，經(jīng)濟性好，是非常優(yōu)質(zhì)的能源資源。我國化石能源資源以煤為主，當前和今后相當長(cháng)一段時(shí)間，煤炭是我國能源安全保障的壓艙石。立足自產(chǎn)煤炭為主，抓好煤炭集約高效和潔凈利用。確保安全和應急產(chǎn)能的情況下，可適當增加煤炭進(jìn)口比例，為安全構建新型能源體系爭取更多時(shí)間。我國石油和天然氣資源儲量不大，石油對外依存度已經(jīng)超過(guò)70%，在盡可能尋找新資源同時(shí)，要加強進(jìn)口渠道多元化，同時(shí)強化應急儲備。我國天然氣對外依存度已超過(guò)40%，要注意拓寬渠道來(lái)源。積極發(fā)展可燃冰開(kāi)發(fā)利用技術(shù)，以補充天然氣氣源不足問(wèn)題。目前我國水電能資源開(kāi)發(fā)程度只有40%左右，還有潛力。以我國水電技術(shù)可開(kāi)發(fā)容量計算，平均每年可以提供相當于2.6億噸標準油（接近4億噸標準煤）的能源。中國風(fēng)能資源、光伏資源的特點(diǎn)是比較集中，可以建設大型風(fēng)電基地，同時(shí)也要重視離散型風(fēng)電、光伏資源的開(kāi)發(fā)，加強風(fēng)光結合、微電網(wǎng)開(kāi)發(fā)，充分利用自然資源。
 
二是努力開(kāi)發(fā)潛在資源。
化石能源儲量是動(dòng)態(tài)的，隨著(zhù)能源勘探和開(kāi)采技術(shù)的進(jìn)步，會(huì )不斷發(fā)現新的化石能源資源，同時(shí)資源采收率也會(huì )不斷提高。隨著(zhù)化石能源逐步耗盡，必須找到合適的替代能源。目前全球公認的替代能源，包括核能、水能、風(fēng)能、太陽(yáng)能、海洋能等。水電能是成熟的技術(shù)，已經(jīng)成為目前能源供應的重要組成部分。水電能和風(fēng)、光能源一樣，每年可提供的能源基本上就在多年平均水平上下波動(dòng)。未來(lái)能夠作為主體增量能源供應的，一是核能，二是海洋能。由于水資源、可耕土地等資源的限制，生物質(zhì)能不太可能在中國有太大規模的發(fā)展。
 
三是大力做好能源節約利用。
 
我國能源強度高，是全球平均水平的1.5倍，是美國的2.3倍，歐盟的2.7倍。在提高能源效率和附加價(jià)值方面，還有很大的空間。能源節約，既是技術(shù)問(wèn)題，也是管理問(wèn)題；既涉及能源供給結構，也涉及能源需求結構即經(jīng)濟結構；既與能源空間分布密切相關(guān)，也很大程度上受經(jīng)濟整體布局的影響。節能既是節約成本，本質(zhì)上也是增加能源供應能力，要花大力氣、綜合施策。既需要制定節能規劃和鼓勵政策，也要通過(guò)市場(chǎng)機制引入競爭和激勵；既要樹(shù)立民間的節能意識，培養節能文化，也要將節能和經(jīng)濟效益緊密勾連，增強內在激勵；既要隨著(zhù)經(jīng)濟發(fā)展，不斷推動(dòng)產(chǎn)業(yè)升級，也要通過(guò)供能模式轉換，建立高效能源供應系統。
 
四是高度重視能源技術(shù)。
 
我國面臨的能源安全挑戰除了來(lái)自能源資源的稀缺，也來(lái)自于技術(shù)能力不足。這兩個(gè)方面是相互影響的：技術(shù)能力提高自然可以增加可用資源，技術(shù)能力不足，資源稀缺問(wèn)題將更加嚴重。其中，與新的能源資源開(kāi)發(fā)相關(guān)的技術(shù)，如核聚變、海洋能開(kāi)發(fā)等，以及發(fā)展與能源儲存、轉換、運輸和綜合集成相關(guān)的新技術(shù)，如CCUS、人造天然氣、大規模儲能、碳—能循環(huán)系統等等，都有十分重要的意義。
 
五是抓緊布局海洋能源開(kāi)發(fā)。
 
海洋能是未來(lái)能源資源的藍海，具有近乎無(wú)限的發(fā)展空間。對于比較成熟的海洋能開(kāi)發(fā)利用技術(shù)如潮汐能，逐步實(shí)現產(chǎn)業(yè)化、規?；?，積極推進(jìn)波浪能、海流能利用實(shí)用化，加強鹽差能、溫差能研究實(shí)驗。為實(shí)現風(fēng)光等能源充分開(kāi)發(fā)利用，以及遠海深海的海洋能、海上風(fēng)能、海上太陽(yáng)能等能源資源綜合開(kāi)發(fā)，大規模儲能技術(shù)、電轉甲烷技術(shù)、海水制氫技術(shù)等都應予以重點(diǎn)關(guān)注。成功突破海洋能源資源開(kāi)發(fā)的技術(shù)約束，就可以成功突破能源資源的約束。海洋能源技術(shù)將是未來(lái)能源領(lǐng)域競爭的一個(gè)重要領(lǐng)域，和航空航天技術(shù)一樣，海洋能源技術(shù)的進(jìn)展，將引導我們進(jìn)入遠海，從而為我們尋找到源源不斷的可用能源，為國家安全提供源源不斷的動(dòng)力，并促進(jìn)國家安全水平大幅度提升。
 
在千方百計保障能源資源總量的同時(shí)，還要做好能源資源轉換過(guò)程中新型能源和傳統能源的無(wú)縫銜接，充分挖掘利用好各種能源的互補特性，以確保整個(gè)過(guò)程中能源安全穩定供應及其應具備的彈性。
 
（二）構建新型能源體系保障能源安全轉型的路線(xiàn)圖
 
要抓好戰略規劃。研究制定未來(lái)三十年乃至更長(cháng)時(shí)期的能源戰略，根據自身的資源稟賦和能源需求，確定不同時(shí)期的替代主力能源和輔助能源，明確需要攻克的技術(shù)難關(guān)、需要突破的制度障礙、需要投入的成本資源。制定實(shí)施的路線(xiàn)圖，描繪能源替代過(guò)渡過(guò)程，定期對能源規劃進(jìn)行檢驗和調整，以確保實(shí)現能源穩定可靠和安全供應。
 
明確能源資源的主次梯次。各個(gè)時(shí)期，替代能源的主次是不一樣的。在近期，考慮三十年左右，核電能應該成為煤炭的替代能源。有序降低煤炭比例，逐步提高核能份額。同時(shí)，繼續大力開(kāi)發(fā)水電能、太陽(yáng)能和風(fēng)能，提高其在能源生產(chǎn)中的比例，增加其在保障能源供應中的作用。加大海洋能開(kāi)發(fā)技術(shù)投入，力爭經(jīng)過(guò)三十年的努力，在技術(shù)進(jìn)展和商業(yè)化運營(yíng)方面取得進(jìn)步，其中海洋潮汐能、洋流能、波浪能發(fā)電技術(shù)較為成熟，并結合儲能技術(shù)成為重要的補充能源。儲電技術(shù)取得革命性進(jìn)步，交通消耗石油將逐步由電能替代，石油將主要應用于化工行業(yè)。綜合以上因素，電能在終端的消費比例將逐步上升。
 
經(jīng)過(guò)三十年或更長(cháng)時(shí)間以后，水電能、太陽(yáng)能、風(fēng)電能資源將基本實(shí)現較高程度或者完全的開(kāi)發(fā)利用，除太陽(yáng)能電池光伏轉換效率提高增加產(chǎn)能外，年度產(chǎn)能量基本穩定。此后能源供應的增加部分，主要依靠海洋能技術(shù)進(jìn)步及產(chǎn)業(yè)化，包括波浪能完全產(chǎn)業(yè)化，溫差能和鹽差能技術(shù)逐漸成熟，并開(kāi)始產(chǎn)業(yè)化。核聚變技術(shù)經(jīng)過(guò)三十年發(fā)展，應該基本具備試運行甚至產(chǎn)業(yè)化的條件，到那時(shí)，海洋能和核聚能將逐步成為主力增量能源，太陽(yáng)能、風(fēng)電能、水電能成為重要的輔助能源。碳—能循環(huán)技術(shù)基本成熟，利用海洋能生產(chǎn)人造天然氣和淡化海水成為重要產(chǎn)業(yè)。人造天然氣一方面和儲電一樣，成為可輸送、可儲存的高密度能源，具有很好的適應性和調節性，因此天然氣在未來(lái)仍是主力能源之一，同時(shí)是調節大氣碳循環(huán)的重要一環(huán)。
 
（注：本文僅代表作者個(gè)人觀(guān)點(diǎn)）