序言

2020年9月22日，中国国家主席习近平在第75届联合国大会一般性辩论上发表重要讲话，强调中国将提高国家自主贡献力度，采取更加有力的政策和措施，二氧化碳排放力争于2030年前达到峰值，努力争取2060年前实现碳中和。“碳中和”的目标，是以习近平同志为核心的党中央经过深思熟虑作出的重大战略决策。这既是中国对世界各国的庄严承诺，彰显中国始终坚持以世界眼光、全球视野推动构建人类命运共同体的大国担当，也是我国在“十四五”期间坚定贯彻新发展理念、构建新发展格局、实现高质量发展的必由之路。

2021年7月30日，中共中央政治局会议提出“要统筹有序做好碳达峰、碳中和工作，尽快出台2030年前碳达峰行动方案，坚持全国一盘棋，纠正运动式‘减碳’，先立后破，坚决遏制‘两高’项目盲目发展”。2021年10月24日，为完整、准确、全面贯彻新发展理念，做好碳达峰、碳中和工作，中共中央、国务院发布《关于完整准确全面贯彻新发展理念做好碳达峰碳中和工作的意见》，10月26日，为深入贯彻落实党中央、国务院关于碳达峰、碳中和的重大战略决策，扎实推进碳达峰行动，国务院又发布《关于印发2030年前碳达峰行动方案的通知》。党的二十大报告提出：“积极稳妥推进碳达峰碳中和。……立足我国能源资源禀赋，坚持先立后破，有计划分步骤实施碳达峰行动。……深入推进能源革命，加强煤炭清洁高效利用，加大油气资源勘探开发和增储上产力度，加快规划建设新型能源体系。……积极参与应对气候变化全球治理。”国家对碳达峰碳中和的高度重视再次得到充分体现，显示我国在“双碳”目标的实现上更加坚定，更加自信。在本书的写作过程中，碳中和的“1+N”政策体系和技术路线图还未全面提出，然而基于能源转型的趋势已经不可逆转。随着碳达峰、碳中和战略部署的推进和落实，可以预见，本书提出的中国汽油需求的突变，可能提前实现。

能源利用和能源转型有着深刻的历史背景，人类社会的发展史几乎就是人类能源利用水平的进步史。从用火加工熟食，到烧制陶器，再到青铜器、铁器的冶炼，人类的发展进步过程几乎也是人类对能源利用方式的发展进步过程。能源转型的概念本身有着宏大的历史背景。按照当前学术界广泛接受的定义，能源转型是指在能源结构中占主体地位的能源在能源种类之间的转换。按照这一定义，人类历史上已经发生过两次能源转型，即煤炭替代薪柴和石油天然气替代煤炭的两次能源转型。两次能源转型分别与两次科技革命有着非常紧密的联系。

第一次能源转型是煤炭替代薪柴成为主体能源。在工业革命以前的很长一个历史时期，人类对能源需求的主要用途是炊事、取暖和照明。在以上三个方面，薪柴可以提供比煤炭更好的用户体验，有着比煤炭更低的价格，而且薪柴的供应也是相当充足的。直到工业革命前夕，当时的英国因为资本主义的发展，造船、冶铁、玻璃、制糖等消耗了大量的森林资源，木材供不应求价格高涨，迫使英国不得不开始加大煤炭的生产，并在能源上增加对煤炭的依赖。随后，随着蒸汽机的发明，能源开始有了新的用途，开始提供人类生产所需的动力；随着焦炭冶铁技术的出现，煤炭开始替代木炭成为炼铁的主要能源。英国发生的煤炭替代薪柴的历史前后大约共经历了三百年时间。随着工业革命在全球发展，世界范围开始了煤炭替代薪柴的能源转型，到1900年前后，煤炭用量超过薪柴，成为世界最主要能源。

第二次能源转型是石油天然气替代煤炭的能源转型。人类使用石油天然气也有着悠久的历史，然而在很长一段历史时期，石油天然气始终未成为主流，直到1911年洛克菲勒成立的标准石油公司被拆分为止，石油的主要用途不过是用于提炼煤油和照明，少部分的也被用于机械润滑。但是随着内燃机的发明和改进、汽车的生产和普及、中东石油的大发现，1965年前后，石油取代煤炭成为世界能源结构中占比最大的能源。如果再加上天然气，毫无疑问，油气是当今世界能源的主流。从2006年到2009年美国发生的页岩气革命，无疑使油气作为主体能源的地位更加稳固。电力是非常特殊的能源。在第二次能源转型中，电力的发明和使用同样发挥了重要作用。电力作为一种二次能源，可以由几乎任何类别的一次能源转化得到，而且电力既可以用作动力，也可以用作发热和照明。可以说在电动汽车大规模发展以前，除了交通运输领域必须更多地依赖石油以外，其他的能源利用领域都可以用电力替代。

人类必须面对的是第三次能源转型。不论是从化石能源的不可再生性，还是从全球气候和环境问题的限制出发，第三次能源转型都是一种不可逆转的发展趋势。

化石能源的不可再生性决定了依靠化石能源发展模式难以实现可持续。在1980年以前，世界能源领域关注的主要是化石能源的不可再生性问题，特别是经过1975年前后的石油危机，世界各石油进口国普遍开始思考化石能源的安全供应问题，进而对化石能源的不可再生性产生一定的担忧。1979年，全球气候变暖的概念被提出，但是当时并没有引起足够的重视。

20世纪90年代，越来越严峻的气候和环境变化形势迫使世界各国在化石能源远没有达到耗竭之前就开始探求新能源转型。1992年，随着《联合国气候变化框架公约》的签署，二氧化碳排放引起的全球气候变暖问题逐渐受到世界各国的广泛关注。全球气候和环境问题，相对于化石能源发展而言，可能成为比化石能源资源耗竭更早的条件限制。

尽管第三次能源转型从发生到实现，都可能需要很长的时期，就像已经发生的第一次能源转型，煤炭替代薪柴用了300年（标志性事件是煤炭在一次能源中的占比超过薪柴）；第二次能源转型，石油天然气替代煤炭用了50年（标志性事件是石油在一次能源中的占比超过煤炭）。第三次能源转型面临的问题同样艰巨和复杂。但是能源转型的趋势，已经不可逆转。

本书以中国汽油中长期需求为研究对象，针对中长期汽油需求预测面临的“外推法失效”问题，在数据和影响因素分析的基础上，根据数据分析和论证，创新提出了“中国汽油需求突变理论”，包括该理论的理论范式、基本内涵和应用范式，构建了基于突变理论的汽油需求预测理论和模型框架，并进行了该理论的应用研究。

在能源转型的背景下，新能源汽车产业快速发展，消费者能源消费理念持续变化，汽油需求增长率持续下降，使得中国汽油需求系统的内部蕴含了突变的势能。本书据此提出“汽油需求是一个稳定系统；汽油需求下降的趋势不可逆转；技术突变可能导致汽油需求突变；技术不突变，汽油需求依然可能突变”，即中国汽油需求突变理论。该理论来源于“控制变量连续变化，系统状态发生突变”的突变理论思想。同时，通过数据分析和研究证明，中国汽油需求突变有充分的现实基础：第一，中国汽油需求增长率全国数据持续下降，省级数据具有周期性特征但是波峰随时间递减。第二，中国汽油需求符合库兹涅茨曲线；全国大部分省区的汽油需求与人均GDP呈倒U形关系，表明汽油需求出现了系统性下降趋势。第三，汽油需求的人均GDP弹性随时间先升后降，表明汽油消费的边际效用开始下降；汽油需求的汽车保有量弹性随时间持续下降，表明汽车的平均油耗在持续下降；汽油边际效用下降和汽车油耗下降，表明中国汽油需求系统的内部发生了结构性下降。

根据本书的预测结果，最大突变情景下2035年中国汽油需求将为1.08亿吨，该结果比国际能源署（International Energy Agency, IEA）、石油输出国组织（Organization of the Petroleum Exporting Countries, OPEC）等的预测结果低23%，比指数平滑法的预测结果低58%，比蒙特卡洛法的预测结果低46%。不同方法的预测结果出现了较大差异，根本原因是预测指导思想上的差异，考虑新型能源体系建设加快，未来我们的预测可能更加符合实际。

综上所述，汽油需求增长率持续下降，汽油需求系统内部发生结构性变化，新能源汽车即将对汽油需求产生更大规模替代。在此背景下，汽油需求预测需要而且必然产生新思想、新理论和新方法。希望本书提出的中国汽油需求突变理论、应用范式和预测方法，可以为未来的研究提供参考。

本书不仅是科学和严肃的科学专著，而且包含了大量关于“能源转型”和“汽车能源”的科普内容。即使对能源行业以外的读者，本书同样具有很强的可读性。希望本书可以为所有对“能源转型”和“汽车能源”感兴趣的读者提供借鉴。

本书的出版要感谢中国经济出版社编辑李玄璇的审稿。中国石油大学（北京）经济管理学院张宝生教授、唐旭教授、王建良教授对本书的写作都提出了宝贵建议，在此一并表示感谢。本书的所有错误，由作者本人负责。

作者

2023年7月