低碳转型的不同阶段 如何保障能源安全
作者： 林伯强
2021年中国多地出现了“拉闸限电、有序用电”等电力短缺现象，引发了政府对能源安全稳定供应的高度重视。从2021年12月份的全国能源工作会议到今年5月份的国务院常务会议，均突出强调了全力保障能源安全的重要性。
能源安全的核心内涵是安全稳定的能源供应。稳定的能源供应是支撑经济社会平稳发展的基础，能源短缺会给经济社会发展带来系统性风险。
一方面，俄乌冲突将全球对能源安全的认知提升到了一个新的高度，地缘政治冲突引发了全球能源供应危机和能源价格飙升，西方发达国家正面临着严重的能源短缺和通货膨胀。另一方面，碳中和目标也赋予能源安全新的含义。因此，中国的能源安全需要从经济发展和低碳转型的视角，全面审慎思考不同阶段下能源安全内涵的变化，以及做出相应的能源战略布局来应对。
从宏观视角来看，中国能源安全包含多维度多层次的内涵。能源电力作为国民经济的基本生产要素，如果无法保障充足的能源电力供应，整个生产生活过程都将受到影响。由于煤炭在中国能源结构中占据主导地位，而煤炭储量丰富，煤电产能目前也比较富裕（体现在整体电厂利用小时数不高），因此只要煤价和电价不出现比较严重的倒挂现象，就可以保障充足稳定的能源供应。目前中国的能源安全主要面临结构性矛盾，且短中期和中长期面临的挑战存在很大差异。
从短中期来看，中国能源安全的主要挑战是石油对外依存度很高。2021年中国石油对外依存度接近73%，如果因地缘政治问题导致石油断供，将对已经高度工业化的中国产生巨大冲击，虽然目前看这种风险几乎不可能发生，所以往往会被忽视，但此次俄乌冲突给中国敲响了警钟。在此之前欧盟或许未曾想过从俄罗斯进口的油气会突然中断，目前欧盟面临能源短缺，短期难以找到应对举措，需要花费更高成本替代俄罗斯油气，高能源价格和高通货膨胀给欧盟的经济复苏蒙上了一层阴影。中国油气占能源消费不到30%，高油气价格对经济的冲击相对可控，只要煤炭不出问题，能源保供就没有问题。
保障能源安全的措施除了增加石油上游投资、提升石油储备天数等常规方式外，重要的是如何通过加快电动汽车对石油的替代来降低石油对外依存度。电动汽车是新能源系统中的关键组成部分，也是未来替代石油和保障能源安全的重要抓手。
新能源系统主要包括六个部分：风电、光伏、储能、氢能、电动汽车、碳捕集利用及封存（CCUS）。六大部分彼此紧密联系，例如，电动汽车实现严格意义上的“干净低碳”必须使用清洁电力充电，如果使用煤电充电，电动汽车就不低碳。中国清洁能源中水电受到潜力限制，核电的安全和选址布局问题导致核电产能“天花板”很低。
未来清洁能源发展将主要聚焦于风电光伏，而电动汽车与风电光伏的耦合发展是大势所趋。中国拥有全球最庞大的光伏风电和电动汽车产业链，光伏风电不仅低碳而且有很强的本土特征，可以在满足能源安全的同时推动低碳转型。因此，短中期中国的能源安全主要还是通过加速发展清洁能源，同时大规模发展电动汽车进行石油替代，电源侧的清洁化和用电侧的电气化将共同助力降低石油对外依存度。
从中长期来看，中国能源安全面临不同的挑战。届时风电光伏在能源系统中的占比很高，电动汽车已经普及且规模庞大，化石能源和燃油车消费都处于稳步下降态势。此时能源安全将主要体现在电力系统的安全稳定供应。根据测算结果，若要实现2060年碳中和目标，风电光伏在一次能源结构中的占比大约需要在65%~70%之间。如何通过储能、氢能、数字化、智能化等综合性手段，将不稳定的风电光伏转变为稳定可靠的电源，将是巨大挑战。能源的稳定充足供应是能源安全的核心要义，即使能源系统实现低碳化，若无法保障稳定充足的能源供应，则无法实现能源安全。
中长期石油消费总量实现快速下降，不再受石油对外依存度过高的困扰。彼时中国面临的能源安全较之现在，于内涵上发生很大变化，将更加聚焦于如何保障电力系统稳定。比如说，目前电源结构中风电光伏所占比例不到10%，当风力匮乏或光照不足，可以通过其他电源多发电进行有效弥补，因此对储能配比的要求不高。但碳中和目标要求风电光伏在电源结构中的比例达到60%~70%，此时其他电源由于在电力系统中占比很小，无法提供有效支持，电力系统需要依赖储能和其他数字化智能化手段来维持电网稳定。当然，还存在另外一条解决稳定性路径，就是通过煤电系统调峰调频提供稳定性支持以及应对极端气候，但是煤电需要配套CCUS才可以在保障系统稳定的同时实现零碳目标。
目前电力系统的主要成本在发电侧，在输配电环节的投入不需要很大，这种投资配置是以煤电等稳定电源结构为基础的。随着未来风电光伏大比例接入，输配电将逐渐成为保障电力安全稳定供应的关键环节，也可能是未来电力系统的产业机会和成本所在。可以预见，在未来的能源系统中，发电或许相对便宜，输配电侧为了保持稳定需要大幅度增加投入，电力系统的总体成本将主要集中在实现安全稳定的电力供应上。
中国煤炭资源禀赋使得目前能源供应稳定，不会像以油气为主的欧美国家那样饱受俄乌冲突的影响，为油气供应和通货膨胀所困扰。在碳中和进程中，如何在应对气候变化的同时保障能源安全的问题会越来越重要，兼顾能源安全的低碳转型需要将能源安全分成短中期和中长期两个时间维度来考虑，进行战略思维和战略布局。
（作者系嘉庚创新实验室研究员、厦门大学中国能源政策研究院院长）
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