中国能源安全结构研究
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第二节 能源安全结构的内涵及其意义

一 能源安全结构的含义与作用

(一)能源安全结构的含义与研究范围

能源安全结构是指能源构成的分类品种安全及其对能源总体安全的影响。能源安全结构风险的形成主要源于生产与生活中,由消费模式和技术方式锁定而导致的能源品种之间的不可替代性,或者生产与消费的成本与收益(包括外部成本与收益)的巨大差异,不同能源品种之间的余缺不能相互调剂,产生“木桶效应”,由最短板决定能源安全的水平。

随着能源消费向着清洁、低碳方向发展,中国能源安全结构风险愈加突出。原因在于即使我们可以改变能源消费模式和技术方式,但不同能源品种的碳含量及其他有害化学物质成分是固定的,或者说是天生的。按单位热当量燃料燃烧后排放的二氧化碳计算,煤炭是石油的1.3倍、天然气的1.7倍。从目前来看,在碳捕捉和煤炭清洁利用技术没有取得重大突破和广泛应用之前,以煤为主的能源结构将是我国能源实现清洁安全目标最大的障碍。按当前技术水平测算,风能与太阳能发电的成本是火电的3倍左右,提高新能源的比例可有效地减少温室气体和污染物排放,但要支出更多的成本,若没有政府补贴,难以被市场所接受。

能源供应是个系统工程,从资源开发到终端使用涉及生产、运输、储存等多个环节,能源流动的速度同样也是由最“细”的环节决定的,例如,煤炭运输瓶颈曾经是我国煤炭市场供不应求的主要原因。因此,研究能源安全结构问题,不仅要分析由品种之间不可替代而形成的安全风险,也要研究可能导致能源流断流的薄弱环节。中国地域广阔,由于能源资源禀赋与生产布局的差异,能源安全结构风险有时也表现为某些地区能源供需失衡,能源区域性安全也是能源安全结构所要研究的问题。

(二)能源安全结构的影响与作用

能源安全与能源安全结构的关系是:能源安全是指一种状态,或者说某一国家(或地区)具有能够持续地为本国(本地区)提供品质清洁、价格合理能源的能力;能源安全结构则指形成能源安全某种状态的能源种类、进口依存度、产供销的各环节以及相应的产业发展状况。

0能源安全是一个随着形势变化和人们认识的深化不断发展的概念。能源安全的概念起源于20世纪70年代的石油危机,1974年以美国为首的西方发达国家成立国际能源署(IEA),正式提出以稳定石油供应和石油价格为中心的“国家能源安全”概念,主要体现在三个方面:一是国家进口数量充足的能源,保证供应,但是进口不能危及国家安全;二是进口能源供应必须持续;三是进口能源必须价格合理,以保证数量充足的持续供应。

随着能源需求增长以及环境问题与日俱增,能源供应的多元化已成为必然趋势,能源安全由单一的石油安全扩展到煤炭、天然气、电力等多元安全,且范围和领域越来越广,能源安全需要多种能源协同保障。能源安全的核心和基础是供应安全,能源供应安全包括能源生产与运输安全,能源消费造成环境和生态破坏,导致环境安全成为能源安全战略的重要组成部分。能源安全范围的逐步扩大使能源安全结构问题日益成为影响能源安全的重要问题。由于能源区域分布不均衡,各国经济发展水平的差异,加上经济全球化所带来的能源全球化,能源供应安全需要全球各地区协同保障。能源安全结构是上述能源安全问题不断演化和扩大的结果,同时,也反映一国能源安全的基本状况和主要矛盾。

二 本书的研究思路与主要研究结论

本书的研究框架是根据能源种类——油、气、煤、电四种类别,将能源安全分为石油安全、天然气安全、煤炭安全和电力安全四个组成部分。每个部分再按照供需的链条分别进行安全状况分析与评价。每类能源安全状况的评价则沿着供应环节进行安全评价。

(一)石油安全形势不容乐观,开发利用非常规石油资源意义重大

我国的石油资源储量规模相对较小,再加上人口众多,我国人均石油资源占有量远低于世界平均水平,国内石油供应潜力不足;石油资源储量分布不均衡,进而导致石油产量地区分布不均衡,使得我国石油市场供应地和需求地出现“错位”——石油需求量比较高的地区产量相对较低,而需求量较低的地区产量却相对较高,这无疑增加了石油使用成本,降低了石油供应安全和使用安全;由于资源储量和当前国内勘探开发技术的限制,近年来我国石油产量增长缓慢,而同期石油消费量却增长迅猛,不得不依赖大量石油进口来弥补逐年扩大的供需缺口,石油对外依存度的不断攀升使得我国石油安全受到国际石油市场和地缘政治等诸多因素的牵制;我国石油进口集中度相对较高,进口来源不够多元化,不利于分散进口风险,再加上我国石油进口高度依赖远距离海上运输,尤其是马六甲海峡和霍尔木兹海峡等地区,并且本国自主运输能力差,我国对海上运输路线的保障水平比较低,这些都使得我国面临极高的石油进口风险;石油储备是对石油供应“维稳”的有效手段,但是我国目前尚未形成完备的石油储备机制,储备规模小,还不足以应对石油危机的冲击;我国石油消费支出较大,对石油价格波动的承受能力相对较低,另外,石油消费强度尽管处于不断降低的趋势之中,但仍高于发达国家,既浪费了资源,增加了环境压力,又背负了国际舆论指责的压力,我国石油消费安全受到的威胁较大。

积极开发利用非常规石油资源,发展石油替代是弥补我国石油供需缺口、控制石油对外依存度、缓解石油消费压力的重要途径。页岩油和油砂的开发和利用大大增加我国石油资源的储量,为国内石油供应安全提供保障。就目前来看,页岩油的开发会对环境状况产生较大的负面影响,不利于石油的使用安全。但是,从长远来看,在技术成熟后,页岩油的开发和使用无疑会增加国内石油产量,降低我国石油对外依存度,从而改善我国石油安全状况。交通燃料替代既可以降低石油消费,又可以减少碳排放。非常规石油资源的开发利用和石油替代的发展推广既可以提高我国的石油资源供应,也可以降低我国对石油资源的部分需求,从而达到“开源节流”的效果,有利于维护我国的石油安全。

(二)天然气在我国能源安全结构中占有重要地位,但供应风险较大

天然气作为清洁、优质能源,对我国优化能源结构、改善大气环境、减少温室气体排放、降低对石油依赖等具有重要作用。在能源供需紧张日益加剧、生态环境保护约束日益增强的背景下,提高天然气在能源消费中的比重,保障天然气安全日益成为我国能源安全的重要任务。影响我国天然气安全的主要因素包括两个方面:一是国际市场获取能力;二是国内生产供应能力。

自20世纪70年代两次石油危机以来,世界各国均把石油供应作为能源安全的重点。相比于石油而言,天然气发展正处于“青春期”,天然气安全问题尚不突出,但潜在风险大。随着天然气产业的迅速发展,天然气消费在能源消费中的比重逐步提高,天然气安全问题越来越受到重视。近年来,我国天然气供应能力不断增强,天然气管网和LNG接收站等基础设施不断完善,天然气储备能力建设稳步推进,天然气勘探开发科技创新能力明显提高,基本满足了经济社会发展对天然气的需求。但是,必须清醒地认识到,近年来我国天然气局部地区季节性供需失衡矛盾凸显,对外依存度逐年增加,天然气安全形势不容乐观。今后较长一段时期,我国天然气安全仍面临以下主要问题:供需缺口逐步增大,进口通道安全问题日益突出,储备应急体系缺失,国际合作环境不容乐观,价格改革任务较重。

加强天然气安全保障的战略重点是:夯实国内天然气供应基础,加大天然气勘探力度,增强国内天然气供应能力,提高天然气勘探开发技术水平。进一步增强利用国外天然气资源能力,加大海外天然气勘探开发合作力度,优化天然气贸易布局;引导天然气高效合理利用,城市燃气是天然气利用的首选领域,工业燃料是天然气利用的另一重要方向,适度发展天然气发电和天然气化工;稳步推进天然气替代,有序推进煤制天然气产业发展,扎实推进天然气化工替代;建立健全天然气储备应急体系。

(三)电力安全是能源安全的中心,电力安全需强调电力系统安全

电力是利用一次能源形成的二次能源,电力的发展需要充足的一次能源作为支撑。目前我国的电力供应基本形成了以火电、水电、核电、风电、太阳能发电、生物质发电等多种发电形式并存的电力供给形式。但是,火力发电仍是我国电力发展的主力军,在未来的很长时间内也将会保持着较高的比例。但是关于能源的可持续发展、环境保护和可再生能源的利用的呼声越来越强烈,水电、核电和风电的发展速度将会明显高于火电的发展,从而减轻我国发电形式严重依赖火电的局面。大力发展包括水能、核能、风能等在内的非化石能源发电技术是未来电力行业节能减排的重要措施。未来10年我国将致力于调整以煤为主的能源结构,增加清洁能源比重,使我国水电、核电、风电等非化石能源占一次能源消费总量的比重由目前的仅为8.3%,提高至2015年的11.4%,2020年实现我国向国际社会承诺的15%。

在我国的能源消费中,煤炭、石油、天然气等能源的利用在不同程度上都是以发电的形式来实现该能源的有效利用的,电力在世界各国能源和经济发展中的作用日益增长,决定了电力越来越成为能源的中心。电力系统安全尤其重要。电力系统安全性指的是从技术的角度分析电力系统在发电、输电、变电、配电和用电环节的安全性,其中包括电源安全性和电网安全性。根据电力超前发展的规律,保障电力安全,要有充足的电力投资,其中包括充足的电源投资和充足的电网投资,要建立合理的电价机制和电价结构,提高智能电网建设,加快创新新型电力发展模式,加强电力需求侧管理,开展节能发电调度。

(四)煤炭安全构成了我国能源安全的基础,环境影响是煤炭安全的软肋

煤炭作为主体能源,在我国一次能源消费结构和一次能源生产结构中,均占有70%的比重。煤炭的充足供应支撑了我国的能源安全。尽管我国石油对外依存度已经上升到55%以上,天然气对外依存度上升到12%以上,但是我国总体的能源自给率依然保持在90%左右。这主要得益于我国拥有丰富的煤炭资源和雄厚的煤炭工业。煤炭作为主体能源,不仅能够支撑国家的能源安全,也能够充分调剂和缓冲其他能源的不足对国家能源安全的影响。我国正在开发煤制油、煤制气等技术,先后建设了一批示范试点项目。这些技术的研发,主要目的是通过技术进步,充分利用我国丰富的煤炭资源优势,缓解我国油气资源约束矛盾,在一定程度上保障我国的石油安全和天然气供应。而且,煤炭是电力工业的上游。煤炭的持续稳定供应,对于火电企业正常生产经营秩序的维持,以及电力的安全稳定供应都具有显著的影响。此外,煤炭也是钢铁、煤化工等多个产业的上游产业,煤炭安全对于整个国民经济的稳定运行也具有重要意义。

煤炭的大规模开发利用,在为人类带来较经济、可靠、便捷能源保障以支撑经济和社会发展的同时,也带来了比较严重的环境生态问题,尤其是高强度开发带来的局部环境生态恶化更加突出。煤炭开发尤其是大型煤炭基地建设,生态环境成为最大的问题。从长远来看,影响和制约大型煤炭基地大规模开发加工利用的因素众多,但是环境容量和水资源这两个因素尤为突出。由于资源赋存条件的限制,东部省区煤炭资源经过长期高强度的开采,资源已经严重枯竭,产量将快速衰减。除蒙东基地、河南基地尚可维持一定时期的稳产外,今后的煤炭开发不可避免地必须往西北地区转移,主要集中在晋北、鄂尔多斯、陕北、黄陇等基地。但是这些我国未来的煤炭主要产区都是生态环境脆弱的地区。秦岭-大别山以北地区国土面积占全国的50%,水资源仅占21%,而在太行山以西的西北部地区,煤炭资源占我国保有储量90%的西北黄土高原地区,水资源仅占全国的1.6%,水资源严重匮乏,地表降水稀少,蒸发量巨大,都是干旱、半干旱和沙漠化地区,植被覆盖率低,水土流失十分严重,生态环境十分脆弱,煤炭资源开发利用与生态环境保护的矛盾非常突出。

解决煤炭安全的环境问题,要注意以技术创新和体制机制创新为核心,大力推广洁净煤技术,加强煤炭行业环境监管机制,完善煤炭成本构成,加快煤炭资源税改革,建立煤炭行业环境保护投入机制。