(本文原載《財經》2016年6月29日財經論衡)

　　當前能源投資重點，應該是有利於(yu) 可再生能源和清潔能源的“新業(ye) 務”和市場“新參與(yu) 者”發展的能源基礎設施投資

　　作者為(wei) 中國社會(hui) 科學院工業(ye) 經濟所能源經濟室主任、中國經濟體(ti) 製改革研究會(hui) 特約研究員

　　以大力發展可再生能源替代化石能源、降低碳排放為(wei) 主要內(nei) 容的“能源轉型”，已經成為(wei) 很多國家能源政策的重要內(nei) 容。全球有164個(ge) 國家製定了可再生能源發展目標，約145個(ge) 國家頒布了可再生能源支持政策。

　　然而，可再生能源發展“必要性”與(yu) “經濟可行性”之間存在的反差，傳(chuan) 統能源利益集團對可再生能源發展的阻撓，對發展路徑有意或無意的曲解，決(jue) 定了可再生能源替代化石能源之路必將是曲折、艱難和反複的。

　　在我國，一個(ge) 更為(wei) 強烈的反差是：一方麵，我們(men) “極端重視”可再生能源發展，不斷出台支持可再生能源發展的政策;另一方麵，對現有能源係統以何種恰當方式轉向一個(ge) 以“可再生能源為(wei) 主導”的能源係統方麵的研究“高度忽視”。對可再生能源“如何轉型”缺乏基礎性研究與(yu) 係統性思考，導致本應是係統推動能源轉型的政策在實踐中“各自為(wei) 政”，並演變為(wei) 單純以實現某個(ge) “既定份額”為(wei) 目標。

　　將可再生能源發展置於(yu) 人類能源轉型曆史進程之中，探討能源轉型的基本內(nei) 涵與(yu) 動因，梳理能源轉型的邏輯，係統分析可再生能源轉型與(yu) 曆史上能源轉型的異同，對於(yu) 正確認識我國可再生能源發展中的問題和轉型方式，不僅(jin) 有理論必要性，也有實踐重要性。

　　一問：能源轉型如何發生

　　很多報告和論文將“能源轉型”(energy transition)一詞等同於(yu) “向可再生能源轉型”或“低碳轉型”來理解。這一含義(yi) 最早可能來自1980年德國科學院出版的一份報告：《能源轉型：沒有石油與(yu) 鈾的增長與(yu) 繁榮》。該報告當時呼籲徹底放棄核電和石油能源的觀點受到強烈反對，但在進入21世紀後逐漸演變成為(wei) 德國能源政策的基本內(nei) 容。相應的，德國“能源轉型”的含義(yi) 逐漸演變為(wei) “轉向分布式可再生能源和提高能源效率”，並宣稱最終目標是建立百分之百基於(yu) 可再生能源的能源體(ti) 係。

　　能源轉型的含義(yi) 當然不僅(jin) 僅(jin) 是可再生能源發展。在更一般意義(yi) 上，能源轉型通常被理解為(wei) 一個(ge) 國家或社會(hui) 主導能源的轉換或更替過程。比如，煤炭替代薪柴並成為(wei) 主導能源，石油替代煤炭成為(wei) 主導能源。不過，對能源轉型的這種描述性的理解，以及基於(yu) 這一理解的相關(guan) 研究難以適應複雜、豐(feng) 富的能源轉型實踐的需要，無法對認識當前能源轉型提供洞見。

　　美國天然氣專(zhuan) 家羅伯特·海夫納三世試圖另辟蹊徑。在其2009年出版的著作《能源大轉型》中，羅伯特·海夫納三世從(cong) 能源存在的三種物理形態，即固體(ti) (木材、煤炭等)、液體(ti) (石油)和氣體(ti) (天然氣、風能、太陽能、氫能等)出發，把人類能源利用的曆史與(yu) 未來概括為(wei) 兩(liang) 次能源轉型：第一次能源轉型是固體(ti) 能源向液體(ti) 能源的轉型，第二次能源轉型是液體(ti) 能源向氣體(ti) 能源的轉型。這一觀點具有理論抽象性和邏輯一致性，為(wei) 我們(men) 認識能源轉型方向提供了有價(jia) 值的觀察視角;但這一理論對於(yu) 能源轉型判斷標準過於(yu) 抽象，對能源轉型的內(nei) 涵和特征等問題缺乏深入研究，對理解能源“如何轉型”作用有限。

　　加拿大的瓦茨拉夫·斯米爾(Vaclav Smil)教授認為(wei) ，能源轉型是各種能源利用“原動機”(prime movers)驅動下的能源結構不斷變化過程。“每當效率更高的新能量‘原動機’出現取代舊的原動機，顯著提高了人類所能利用的能源的量級，能源轉型就會(hui) 發生。”

　　斯米爾教授根據“原動機標準”將人類能源利用劃分為(wei) 四次能源轉型：第一能源轉型發生在距今1萬(wan) 年到5000年，人類通過馴養(yang) 役畜來替代部分人力;第二次能源轉型發生在公元前1000年風車和水車的出現，進一步替代人和動物的肌肉力;第三次能源轉型隨著1765年瓦特改良後的蒸汽機的擴散和進一步改進，啟動了煤炭替代薪柴的能源轉型進程。第四次能源轉型的發生則伴隨著發電機的發明使用，以及1882年世界第一座中心發電站在紐約和倫(lun) 敦投入使用，人類進入電氣化時代而出現。

　　斯米爾教授所提出的“原動力發明、改進和擴散”邏輯為(wei) 我們(men) 認識曆史上的能源轉型“何時發生”、“如何發生”提供了非常有啟發性的見解。然而，回顧人類能源利用史就會(hui) 發現，以“原動機”單一標準來判斷能源轉型至少存在兩(liang) 個(ge) 問題：

　　一是從(cong) 原動機標準所劃分的一些能源轉型並未真正導致該種最終能源成為(wei) “主導能源”，從(cong) 而不構成人類社會(hui) 或者國家層麵上的能源轉型。比如公元前1000年伴隨風車和水車的出現，除了在小範圍外，風能和水能並沒有在普遍範圍成為(wei) 主導能源，更不用說全球了。這是風能和水能的自身局限所致，與(yu) 原動機效率高低無關(guan) 。二是以“發電機”出現而引發的第四次能源轉型，偏離了“一次能源”的邏輯進入二次能源(電氣化)，這一轉型與(yu) 當前清潔化低碳化發展存在矛盾和衝(chong) 突。這是因為(wei) ，化石燃料發電的“原動機”效率和能級的提升將進一步增強化石燃料的競爭(zheng) 力，不利於(yu) 向清潔燃料過渡。因此，任何非一次能源技術革命對於(yu) “能源轉型”的價(jia) 值和意義(yi) ，必須回歸到其所依賴的一次能源的“源頭”來評價(jia) 。

　　為(wei) 了更好描述曆史上能源轉型的邏輯和解釋未來的能源轉型，筆者對能源轉型的定義(yi) 是：能源轉型是由原動機推動的，伴隨著能源係統深刻變革的，一次能源結構長期變化過程。能源轉型的發生與(yu) 深化，是隨著一種足以推動國家，乃至全球層麵的能源轉型得以發生“原動機”發明、擴散而發生、發展的，正如曆史上的蒸汽機之於(yu) 煤炭，內(nei) 燃機之於(yu) 石油一樣。

　　二問：中國能源轉型

　　處於(yu) 哪個(ge) 階段?

　　中國處於(yu) 能源轉型的哪一個(ge) 階段，下一次能源轉型是第幾次轉型?判斷能源轉型的標準不同，答案也不相同。基於(yu) 能源轉型的上述新定義(yi) ，就國家層麵而言，能源轉型應符合三個(ge) 判斷標準：

　　一是要有導致能源利用方式重大變化的“技術創新”或“原動機”出現。能源轉型不是“新”能源品種使用數量的簡單“累積”，中世紀英國城市用煤非常普遍，到18世紀初，英國不僅(jin) 家庭住宅取暖，很多工業(ye) 行業(ye) 生產(chan) 中都使用煤炭。煤炭的利用方式依然是沿用過去的燃燒方式，沒有出現用煤技術的重大創新。1765年，瓦特蒸汽機作為(wei) 煤炭原動機的出現，英國才真正啟動了向煤炭的轉型，隨後擴散到歐洲大陸和美國。

　　二是要有基於(yu) 能源技術創新的一次能源結構變化，即新“原動機”出現後，所利用的一次能源逐漸替代原有能源，並最終成為(wei) 主導能源。換句話說，替代能源需要有成為(wei) 主導能源的潛質。從(cong) 這個(ge) 判斷標準看，瓦茨拉夫·斯米爾所說的風車和水車發明所引發的能源轉型，並不構成國家層麵的能源轉型。

　　三是要有能源係統的深刻變革。也就是說，基於(yu) 新的能源利用方式(原動機)，一次能源的替代與(yu) 轉換的展開，必須同時構建與(yu) 這種能源特性相匹配的能源生產(chan) 、消費和輸送體(ti) 係，否則能源轉型難以順利和有效推進。因此，就當前的可再生能源轉型而言，能否建立起與(yu) 可再生能源特性相匹配的能源係統對於(yu) 轉型成功至關(guan) 重要。

　　根據這些標準來梳理人類能源利用的曆史，可以發現：從(cong) 原動機標準和一次能源結構變化標準看，曆史上的能源轉型可以劃分為(wei) 三次，即薪柴向煤炭轉型、煤炭向石油轉型、石油向天然氣轉型。目前正處於(yu) 第三次能源轉型階段，即石油向天然氣轉型階段。

　　如果結合能源係統變革(第三個(ge) 標準)來看，就會(hui) 發現：煤炭、石油和天然氣同屬於(yu) 化石能源，其能源生產(chan) 和消費係統的共同特征是：大規模生產(chan) 、輸送和消費。也就是說，它們(men) 均屬於(yu) “能源係統”特征相同的一次重大能源轉型。

　　人類能源利用可以劃分為(wei) 兩(liang) 次大的能源轉型。第一次能源轉型是植物能源向化石能源的轉型，第二次能源轉型是化石能源向可再生能源轉型。兩(liang) 次大能源轉型期間存在著一些亞(ya) 轉型(如向煤炭轉型，向風力發電轉型等)。特別值得指出的是，天然氣是向第二次能源轉型的重要過渡能源，這不僅(jin) 是因為(wei) 它比煤炭和石油更加清潔，而且因為(wei) 從(cong) 能源係統看，它兼具集中式和分布式的特點。

　　三問：向可再生能源轉型

　　難在何處?

　　向可再生能源轉型有多難，難在何處?相信任何一個(ge) 相關(guan) 的政府官員、學者和產(chan) 業(ye) 人士都可以從(cong) 不同角度加以概括，我認為(wei) 向可再生能源轉型至少有如下“三難”：

　　一是發展可再生能源的必要性、迫切性與(yu) 經濟可行性存在巨大反差。化石能源對植物能源的替代，不僅(jin) 是高密度能源對低密度能源的替代，而且是高競爭(zheng) 力能源對低競爭(zheng) 力能源的替代，主要是市場競爭(zheng) 的產(chan) 物。當前各國正在發生的可再生能源轉型，是在“應對氣候變化”成為(wei) 國際主流價(jia) 值觀的背景下發生的，是碳減排政策驅動下的能源轉型。因此，可再生能源對化石能源的替代，是在化石能源自身效率還有較大提升潛力情況下，為(wei) 實現經濟增長的“脫碳”而發生的低密度能源對高密度能源的替代，同時也是低競爭(zheng) 力能源對高競爭(zheng) 力能源的替代。這一轉型的迫切性、必要性與(yu) 經濟可行性之間的巨大反差，是導致可再生能源發展中問題的基本根源。

　　二是與(yu) 可再生能源特點相匹配的“新”能源係統無法通過現有能源係統的“外推式發展”而得到。一個(ge) 與(yu) 化石燃料的大規模生產(chan) 、消費和輸送體(ti) 係及其高能量密度、可儲(chu) 存、分布不均衡等特性密切相關(guan) ，而風能、太陽能的廣泛分布性、低能量密度和不可存儲(chu) 性決(jue) 定了本地生產(chan) 本地消費模式是較好的選擇，現有能源係統必須變革以適應可再生能源的新特征。然而，與(yu) 化石能源特性完全耦合的現有能源係統並不會(hui) 自覺向適應可再生能源特點的能源係統轉型，因為(wei) 傳(chuan) 統能源企業(ye) 從(cong) 自身短期利益出發，往往會(hui) 自覺阻礙這一進程。

　　三是可再生能源的單一品種，無論是水能、風能、太陽能，還是生物質能，都不具有成為(wei) 單一主導能源的潛質。因此，向可再生能源轉型是就多個(ge) 品種集合整體(ti) 而言的。這些不同可再生能源品種的技術特性不完全相同：水電基本與(yu) 現有能源係統兼容，風能和太陽能更適合分布式、小功率，生物質能則分布式、集中式均可。要將這些能源利用技術整合為(wei) 一個(ge) 有機“新”能源體(ti) 係，將麵臨(lin) 更多的技術、組織和製度方麵的複雜性。

　　上述“三難”，也可以說是能源轉型的新特征和新變化。這就給能源轉型政策提出了更高的要求：一方麵轉型政策要更具係統性和前瞻性;另一方麵能源體(ti) 製與(yu) 政策實施方式也要做出相應調整，以適應這些新特征與(yu) 新變化，減輕能源轉型的成本與(yu) 陣痛。

　　四問：如何認識德國能源轉型的經驗?

　　德國是當前全球能源轉型的典範，其發展可再生能源的做法也被作為(wei) “經驗”為(wei) 各國所借鑒。比如，可再生能源全額上網、固定電價(jia) (FIT)、投資補貼等政策已經成為(wei) 包括中國在內(nei) 的很多國家可再生能源發展政策的標準選項。對此，無需多言。這裏我將特別指出兩(liang) 個(ge) 很少被提及，但實際上對我國更有價(jia) 值的德國能源轉型“經驗”：

　　一是增強電力市場靈活性是應對可再生電力波動性最重要的製度條件。德國電力改革始於(yu) 1998年，但在短短幾年時間就實現了“放開兩(liang) 頭，管住中間”電力市場製度架構，確立了電力供應側(ce) 和需求側(ce) 競爭(zheng) 性市場。其核心要素包括：電力零售側(ce) 放開，終端用戶可以自由選擇售電商;開放電網使用權，電網運營商不參與(yu) 市場競爭(zheng) ;日前、日內(nei) 現貨市場與(yu) 多級調頻輔助服務市場協同合作的市場結構，等等。德國可再生能源轉型到目前為(wei) 止能夠較為(wei) 順利地推進，競爭(zheng) 性電力市場及其配套機製所決(jue) 定的市場靈活性是基本製度條件。從(cong) 經驗借鑒看，構建這一製度是中國等很多國家推進可再生能源轉型的必備條件。

　　近年來，隨著可再生能源電力份額上升，德國又設計了一些新的市場製度以期進一步提高市場靈活性：一是建立了以平衡結算單元為(wei) 主體(ti) 的電量平衡機製，以及與(yu) 之配套的獨立調頻市場。凡是不能維持區域內(nei) 發電和用電平衡的平衡發電運營商(結算單元)都必須從(cong) 電網公司那裏購買(mai) 調頻調峰電量，同時允許調頻供需獨立進行拍賣;二是在2015年底發布的《能源變革白皮書(shu) 》中提出了一係列提高電力市場靈活性措施，主要包括：允許短時間內(nei) 的超高電價(jia) 和負電價(jia) ，允許更多類型的技術參與(yu) 到調頻輔助服務市場中，等等。更為(wei) 靈活的電力市場製度，能夠更為(wei) 精確地反映電力的時間和空間價(jia) 值，市場參與(yu) 者能夠及時反應。

　　二是從(cong) 發電、電網和用電各個(ge) 環節入手，提高電力係統運行的整體(ti) 靈活度以應對可再生電力波動性挑戰。具體(ti) 做法包括：進一步提高化石能源發電廠的靈活度，以提高其調峰能力，而不是擴大規模降低能耗;改變熱點聯產(chan) 電廠和生物質發電廠運行方式提高其靈活性;發揮歐洲互聯電網的“間接儲(chu) 能係統”作用，提高德國輸電網的靈活度;綜合運用儲(chu) 能、熱泵、電動汽車、智能電表等技術手段提高負荷的可調節性，增加電力需求側(ce) 靈活性，等等。

　　五問：什麽(me) 是中國可再生能源轉型的當務之急?

　　中國可再生能源轉型麵臨(lin) 的問題是什麽(me) ?可再生能源比重太低?補貼力度不夠?並網得不到保證?這些問題不是“當務之急”。當前應優(you) 先落實如下事項或原則：

　　一是確立我國可再生能源轉型的國家戰略。可再生能源轉型的國家戰略既要反映可再生能源的特點，也要充分考慮我國基本國情。各國能源轉型方向雖然相似，但能源資源稟賦與(yu) 治理結構不同，決(jue) 定了能源轉型的國別差異。

　　我國的能源轉型遠未上升的“國家戰略”層麵。首先，我國能源轉型處於(yu) 各個(ge) 部委各自為(wei) 政階段，每個(ge) 部門就自己主管的領域自行決(jue) 定重點、方向和速度。其次，我國能源轉型缺乏清晰的戰略安排，實施路徑和推進速度也缺乏統籌考慮。最後，能源轉型進展和政策實施效果也無科學評估和考核。政策出台了很多，能源轉型的問題也很多，但鮮有部門能夠出麵糾正和完善。這些問題的解決(jue) ，有賴於(yu) 我國能源轉型“國家戰略”的確立和落實。

　　二是當前能源體(ti) 製改革應充分反映能源轉型的方向和要求。我國能源體(ti) 製抑製市場作用導致配置效率低下問題非常突出。大力推動能源市場化改革已經成為(wei) 能源體(ti) 製改革的方向和要求。不僅(jin) 如此，德國能源轉型的經驗告訴我們(men) ，競爭(zheng) 性電力市場和靈活的交易機製是可再生能源轉型最重要的製度條件。因此，能源市場化改革的遲緩不僅(jin) 會(hui) 影響能源配置效率，而且還會(hui) 阻礙我國可再生能源轉型的進程，增加轉型成本。

　　三是我國能源轉型的進展與(yu) 步驟不應由傳(chuan) 統能源巨頭決(jue) 定。傳(chuan) 統能源巨頭一定是能源轉型的主要參與(yu) 者，但能源轉型的方向和進展不能由電力公司等傳(chuan) 統化石能源巨頭主導。因為(wei) 它們(men) 可以從(cong) 放緩能源轉型速度和進程中獲得經濟利益。正如赫爾曼·希爾在其《能源變革：最終的挑戰》一書(shu) 所指出的，“客觀上，在向可再生能源的轉型中是不可能實現共贏的。百分之百轉向可再生能源是工業(ye) 時代以來最廣泛的經濟轉型。如果這個(ge) 進程沒有勝利者和失敗者，是不可思議的。失敗者將不可避免地是傳(chuan) 統電力工業(ye) ，其損失程度取決(jue) 於(yu) 其洞察力、決(jue) 心和能力，以及進行徹頭徹尾的重組、直麵迅速衰減的市場份額、發現新的業(ye) 務領域。”

　　如果想讓我國能源係統能夠按照能源轉型的方向和邏輯來實現轉型，必須要在確立能源轉型國家戰略基礎上，配套以推動能源轉型的係統法律和政策框架，由國家來主導和推動轉型，方有可能避免能源轉型進展和節奏由傳(chuan) 統化石能源巨頭主導的局麵出現。

　　四是基於(yu) 能源轉型方向調整當前投資以避免鎖定效應。未來30年-50年的能源係統是由當前投資決(jue) 定的。當前的能源投資要符合能源轉型要求，否則將導致我國未來能源係統(電力係統)鎖定在既定道路上，加大未來能源係統轉型的成本。

　　中國當前能源投資重點，應該是有利於(yu) 可再生能源和清潔能源的“新業(ye) 務”和市場“新參與(yu) 者”發展的能源基礎設施投資，包括配電和用電側(ce) 的智能雙向改造，以可再生能源為(wei) 主體(ti) 的微電網建設，以及有利於(yu) 提高電力係統靈活性的技術與(yu) 設施投資等，而不是為(wei) 實現遠距離輸送電力而建設“特高壓骨幹網”，甚至“全球能源互聯網”。

　　作者為(wei) 中國社會(hui) 科學院工業(ye) 經濟所能源經濟室主任、中國經濟體(ti) 製改革研究會(hui) 特約研究員