德国继续使用俄能源，为何很多国家都离不开俄能源

俄罗斯天然气对欧洲具有吸引力，因为它通常价格便宜，运输方便且几乎总是应有尽有。一些正在关闭燃煤发电厂的欧盟国家对俄罗斯天然气十分依赖，德国甚至计划终止核电项目。英国和荷兰控制的北海气田枯竭令俄罗斯在天然气市场的主导地位得到进一步增强。欧洲消费的天然气三分之一由俄罗斯天然气工业股份公司提供，但是俄乌冲突的爆发令这点成了欧洲的软肋。德国警告说，俄罗斯削减欧洲天然气供应可能引发能源市场崩溃，影响力不亚于当年雷曼兄弟引爆金融危机。

1． 冲突带来了哪些改变？

欧盟计划到2022年底时将进口自俄罗斯的天然气削减三分之二，此前作为对西方制裁的反击，俄罗斯总统普京要求所有“不友好”国家从4月份开始必须将卢布作为天然气交易结算货币。根据俄方规定，欧洲国家必须在俄罗斯天然气工业银行开设外币及卢布特别账户以处理购气交易。波兰、保加利亚、丹麦、芬兰、荷兰都因为拒绝遵守新规而遭到俄罗斯“断气”。后来，俄罗斯还大幅缩减了对欧洲大陆的管道天然气供应，就连那些试图遵守新支付规定的国家也出现了天然气供应减少。最终结果就是德国、意大利、法国、奥地利的用户没能全部收到要求的天然气。

2． 俄罗斯是如何变得如此重要的？

凭借其庞大的西伯利亚气田，俄罗斯拥有世界最大天然气储量。它在1940年代开始将天然气出口到波兰，并在1960年代铺设了管道，以将天然气输送到或过境前苏联加盟共和国。但自从苏联解体以来，俄罗斯和乌克兰就过境乌克兰领土的天然气管线多次发生争执，促使俄罗斯当局寻找其他路线。

3． 欧洲有多脆弱？

2021年末的供应紧张局面让我们深刻了解了欧洲对俄罗斯天然气出口的依赖有多大，基准价格上涨了两倍以上。由于北海气田维护时间长于预期，且部分液化天然气（LNG）被运往需求飙升的亚洲地区，欧盟的天然气存量跌至历史最低点。2022年，由于俄罗斯的供应无法得到保障，欧洲的LNG进口量迅速增加，国内供应商承诺尽可能保持高产能，欧盟买家从非洲、中亚等地寻找新的供应来源。但是俄罗斯在天然气市场的体量实在巨大，欧洲很难短期内找到完全的替代品。截至6月中旬，莫斯科通过北溪管道输往欧洲的天然气流量锐减了60%左右，迫使公用事业公司不得不动用一般在冬季高峰时才使用的天然气储备。

4． 德国有多脆弱？

欧盟一半以上的天然气和三分之一石油依赖于俄罗斯的供应。俄罗斯与西方国家的僵持令德国大力开发可再生能源并投资于LNG进口设施，但是等这些能真正投入运营还需要很多年时间。与此同时，德国还在重启高污染的燃煤发电厂，并为其他能源供应商提供补贴以期抵消俄罗斯天然气进口锐减的影响。

5． 其他国家受到了什么影响？

中东欧国家更容易受到俄罗斯天然气供应中断的冲击，因为比起西欧和南欧诸国，这些经济体的替代选项更少。2021年俄罗斯的天然气供应占意大利需求量的40%，但意大利一直努力在全球寻找替代来源，并已经和一些供应商达成了新协议，特别是在北非地区。芬兰等一些较小的天然气买主计划使用浮动式LNG终端。多数电力来自火电厂的波兰投资了一条来自挪威的新管线，预计该管道将于10月份启用。

6． 乌克兰扮演什么角色？

大约三分之一的俄罗斯天然气从乌克兰过境至欧洲。由于俄乌在乌东地区激战，乌克兰的一处天然气过境点被关停，自5月11日以来，过境该国的天然气供应量已经有所减少。当乌克兰和俄罗斯于2019年12月达成为期五年的天然气过境协议时，乌克兰总统泽连斯基表示该国将从中获得至少70亿美元过境费。

7． 俄罗斯之前是如何导致市场供应中断的？

2006年和2009年，与乌克兰在天然气价格和虹吸问题上的争端导致俄罗斯切断对欧洲的供气。第二次“断气”在寒冬里持续了近两周。斯洛伐克和一些巴尔干国家不得不对天然气实行配给制，关闭工厂并削减电力供应。自那以后，最脆弱的国家竞相铺设管道，连接电网和建造用于进口LNG接收站。LNG最远可以从卡塔尔和美国进口。

8． 有哪些供应网络？

外部供应主要来自俄罗斯，挪威和阿尔及利亚，它们约占欧盟天然气消费量的80%。一些最大的经济体面临的风险最大，德国对天然气的进口比例高达90%，其中很大一部分是通过埋设于波罗的海下的北溪1号管线输送。这条管线自2012年以来开始全面运营。（2号管线去年年末竣工，但因为政治因素而未能启用，目前仍然停摆。）比利时，西班牙和葡萄牙面临的问题是存储容量小，英国也是如此，但英国已经不再是欧盟的一分子并且已经关闭了其唯一的大型天然气存储站站。欧洲大陆拥有大量天然气管线，但许多跨越多个边境，导致出现大量可能的咽喉点

俄罗斯能源消费结构较为均衡，天然气供给尤为充足

俄罗斯是全球能源消费大国。石油、天然气和地热能为主要的消费能源，俄罗斯的煤炭需求较小，电力能源占比亦在10%左右，整体消费结构较为均衡。另外，俄罗斯正尝试通过设备本地化和获得必要的能力来逐步投资可再生能源。政府正在努力为可再生能源创造条件，使其在特定地区具有经济竞争力。

从能源的储量来看，俄罗斯的石油、煤炭、天然气储量均处于全球前列，尤其是天然气，储量全球第一。

从供给来看，俄罗斯是全球三大传统能源主要生产国，也是全球主要出口大国，在天然气、石油产量远超其他种类能源。俄罗斯政府对天然气行业发展亦相当重视，2020年俄罗斯政府批准2035年能源战略，重点是增加能源出口和收入，并扩大天然气基础设施，特别是东西伯利亚和远东地区的中流地区，以确保国家能源系统的弹性。

俄罗斯能源贸易顺差递增，出口重心向亚太转移

俄罗斯境内传统能源储量充足，开采能力居于全球前列，能源的进口需求自1995年以来处于低位。境内生产的传统能源部分用于出口，其三大能源的出口量整体呈上升趋势，中间偶有波动。欧洲是俄罗斯能源的主要出口地区，但近年来，俄罗斯的出口重心逐渐向亚太地区转移。

俄罗斯能源自给率高

俄罗斯作为能源储备与生产大国，能源自给率高，对外依存度均在负值，能源话语权强劲。反观同处亚欧大陆的主要邻国，对俄罗斯能源的依赖度因地理、经济等因素大大提高。

注：通过净进口量/消费量测算能源对外依存度。

—— 更多本行业研究分析详见前瞻产业研究院《中国能源行业数字化转型市场前瞻与投资战略规划分析报告》

欧洲买家正在从全球各地加快购买煤炭。欧洲各国3月从美国进口了80.9万吨煤炭，从哥伦比亚进口了总量为130万吨的煤炭，从南非进口了28.7万吨煤炭。总进口量同比增长40.5%。与此同时，日本近期也在疯狂抢煤。数据显示：3月份，日本煤炭进口总量为1671.1万吨，同比增长15%。全球第二大煤炭消费国——印度，无视美国警告，趁机抢购俄罗斯煤炭，印度3月份超过66%的煤炭进口量来自俄罗斯，印度计划将俄罗斯焦煤的进口量再增加一倍。

俄罗斯煤炭被禁运，哪些国家开启“全球抢煤”模式？

1、日本

日本本土的资源很匮乏，近代工业化崛起之后，日本在海外大规模扩张的时候，也加紧掠夺海外的各种资源，以促进本国的工业发展，除了木材、粮食之外，最重要的就是煤炭。美国禁止俄罗斯煤炭，日本只能违背美国大量采购煤炭。

2、印度

尽管早在2013年的时候，“电荒”就已经开始出现，印度政府也一直宣称将进一步缓解“电荒”压力，重视开发以风能、太阳能为代表的新能源，并推动可再生能源领域的发展上升为一项国家战略。但是，印度70%的电力都是烧煤来提供，没有煤，这就意味着印度要没有电了。这么多年过去了，印度大部分电力依靠烧煤发电这个事实基本没有动摇。印度身为俄罗斯的邻居要点煤怎么了，而且印度是唯一一个支持俄罗斯的国家，根本没在怕的。

作为全球第三大天然气生产国和第二大石油生产国，俄罗斯在全球能源供应体系中扮演着举足轻重的角色。俄乌冲突爆发以来，在地缘政治风险和市场担忧情绪的刺激下，世界能源价格大幅上涨。随着冲突的持续以及西方与俄罗斯之间制裁和反制裁的不断升级，全球能源市场和能源格局将发生深刻改变。

一、全球能源价格短期内将保持高位震荡

俄乌冲突以及美欧等对俄实施制裁，刺激了国际能源价格大幅上涨，加深了各国对于能源安全的担忧。

在俄乌冲突爆发之前，石油价格就已出现巨大涨幅。随着全球经济反弹，石油需求出现强劲增长。但疫情导致的投资缺乏以及欧佩克+大规模减产，使得世界石油供应呈现疲软态势。全球石油市场的供需矛盾，导致去年石油价格迅速上涨。俄乌冲突则进一步加剧了油价上涨的趋势。俄乌冲突爆发以来，美国已经宣布禁止进口俄罗斯石油、天然气和其他能源产品；欧盟出于对俄罗斯的能源依赖，在能源领域的对俄制裁方面采取了保守态度，然而欧盟扩大经济处罚的意愿正在上升。

为了抑制油价，国际能源署（IEA）成员国连续两次采取集体行动，从其紧急储备中释放了总计1.2亿桶石油，石油价格一度回落。然而，俄乌冲突局势的不明朗随时会使油价再度攀升。对于世界主要的石油进口大国，如欧洲国家、中国、日本等，油价上涨将使其经济承受巨大压力，增长受到拖累。

受冲突和制裁影响，天然气和煤炭市场也处于持续紧张和波动状态。天然气价格今年以来一直保持上涨态势。欧洲和亚洲部分地区的天然气价格在俄乌危机爆发前已经大幅上涨。冲突爆发以后，欧洲天然气价格风向标 ——TTF基准荷兰天然气期货价格最高时一度飙升至近330欧元/兆瓦。

俄罗斯是欧洲天然气的关键供应商。为了减少对俄罗斯天然气的依赖，欧洲国家正多方寻求增加从其他地区采购液化天然气。由于欧洲的强劲需求，目前全球液化天然气出口量几乎已达到极限。4月19日，美国液化天然气期货价格达到7.82美元/百万英热单位的高位，是2008年9月以来的最高纪录。尽管美国市场液化天然气价格远低于欧洲和亚洲市场，但其相对于欧洲和亚洲市场的折价幅度一直在缩小。

二、俄罗斯能源供需体系将遭受重大冲击

受冲突和西方制裁的影响，俄罗斯的能源出口未来可能面临供大于求的局面。许多运输公司拒绝运输俄罗斯原油，使得俄罗斯石油的运输成本大幅提高。地缘政治因素也推动了国际资本大规模撤出俄罗斯能源产业。随着挪威国家石油公司、壳牌、英国石油公司、埃克森美孚等国际能源巨头退出俄罗斯市场，俄罗斯能源贸易的空间将进一步收缩。目前，俄罗斯约60%的石油出口流向欧洲，另外20%流向中国，俄还是包括乌克兰在内的大多数前苏联国家石油的重要供应国。IEA预计，由于美国及其部分盟国的制裁，俄罗斯的石油供应将进一步下降。4月以来，俄罗斯每天约有70万桶的原油生产被关闭；从5月起，可能每天有近300万桶的石油停产。

三、欧盟将加速能源进口来源多元化

俄罗斯在2021年提供了欧盟天然气约45%的进口总量，有几条输气管道都是经由乌克兰通往欧盟国家。俄乌冲突爆发以来，为了保障欧洲能源安全，欧盟正在极力寻找俄罗斯以外的能源供应来源。IEA专门针对欧盟发布了10条摆脱对俄罗斯能源依赖的计划，包括停止与俄罗斯签订新的天然气供应合同、用替代来源的天然气取代俄罗斯的供应、加快可再生能源的部署，以及增加生物能源和核电站的发电量等。欧盟也于2022年3月8日提出《欧洲廉价、安全、可持续能源联合行动》（REPowerEU）。根据该计划，欧盟将通过从“开源节流”两方面逐步摆脱对俄罗斯化石燃料的依赖。一是增加俄罗斯之外的供应方的液化及管道天然气的进口，同时增加对生物甲烷和可再生氢的进口；二是提高能效，加快可再生能源的发展及电气化水平。在天然气进口方面，欧盟加大了与美国、挪威、卡塔尔、阿塞拜疆、阿尔及利亚、埃及、韩国、日本、尼日利亚、土耳其、以色列等伙伴的合作。意大利已与阿尔及利亚签署增加天然气供应的协议。预计在2023～2024年间阿尔及利亚对意大利的天然气供应量将达到每年90亿立方米，约是意大利从俄罗斯进口的1/3。欧盟还计划积极开展与中亚和里海国家的天然气跨境合作，分别建设了跨安纳托利亚管道项目和跨亚得里亚海管道项目，以降低对俄罗斯管道天然气的过境依赖。

四、美国有望成为全球领先的液化天然气供应国

如果欧洲减少从俄罗斯进口天然气，最大的受益者之一将是美国。欧洲领导人承诺在未来十年左右大幅增加对美国液化天然气的采购。2021年，美国等向欧洲供应了220亿立方米的天然气。根据美国和欧盟近期签署的天然气供应协议，在2022年，美国将与国际伙伴合作确保欧盟市场在2021年基础上再额外获得至少150亿立方米的液化天然气。这意味着美国对欧洲的天然气出口将增加2/3。协议还提到，美国全力支持欧盟的REPowerEU计划，实现欧盟提出的2030年前每年进口500亿立方米的液化天然气的目标。可以预见未来欧盟对美国液化天然气的依赖将会大大加强，欧洲买家、亚洲及其他地区买家争夺全球有限的液化天然气供应的竞争也将加剧。

五、全球可再生能源部署将加速

从中长期看，俄乌冲突将加速能源替代和能源转型的步伐。石油、天然气市场的不稳定已经使欧盟和亚洲等国家意识到寻找替代能源的紧迫性，各国加快发展可再生能源的政治意愿显著上升，未来各国的政策设计和资金都可能加大向可再生能源倾斜。一是太阳能、风能和热泵的部署有望提升。根据欧盟2021年7月发布的“Fit for55”能源和气候一揽子计划，到2030年欧盟可再生能源比例将达到40%。欧盟委员会预计，按照计划部署，如果2022年屋顶太阳能光伏系统的年发电量增加15太瓦时，可以额外节省25亿立方米天然气。德国的《可再生能源法案》(EEG)规定，到2030年德国可再生能源将占到电力需求的80%，到2035年将达到100%。德国还计划安装 600 万台热泵，用电力代替天然气为建筑物供暖。二是核能发展可能加速。在2021年底召开的第26届联合国气候变化大会（COP26）上，多数经济体对核能发展持乐观态度，缔约方承诺将提升核能在清洁能源转型中的作用。IEA预计，到2050年，90%的发电将来自可再生能源，风光电的份额将占到近70%，其余大部分需要由核能来提供。当前，围绕核能是否应归类为绿色能源在欧盟展开了激烈的争论。2021年底爆发的能源危机以及今年爆发的俄乌冲突带来的能源安全挑战，使得德国淘汰核能的步伐可能放缓。三是全球对电池储能系统、海上风能、低碳氢、碳捕获和储存等低碳技术的关注度将上升。储能在许多国家的政策框架中的作用将变得更加清晰。

法国

法国在能源方面最大的特征是核能大国。一次能源中有4成多是核能，并向多个国家出口电力。另一方面，法国国内资源贫乏，石油、天然气和煤炭的大部分都要依靠进口。

其能源政策的基本方针是，能源自给、实现有竞争力的能源价格、削减温室气体、向全体国民提供能源等，其中心措施为推进核能。

法国也在推进采用可再生能源。

欧洲风力能源协会的调查结果显示，2010年法国采用了108.6万千瓦的风力发电设备，2010年年底发电规模达到了566万千瓦。2009年的装机容量规模在欧洲仅次於西班牙和德国，累计规模也排名第四。

法国政府一直从潜在能力、供电能力及景观等方面考虑，指定可建设风力发电设施的地区。从地区来看，在北部的皮卡第（Picardie）、洛兰（Lorraine），中部Centre地区，西北部布列塔尼（Bretagne）等地区，采用风力发电发展较快，在今后的计划中，也是在这些地区以及香槟－阿登地区（champagne-ardenne）的预定建设项目多。

法国今后将继续扩大利用可再生能源。法国政府描绘了这样一幅蓝图，到2020年使风力发电的采用规模扩大到2500万千瓦，把其培育成可与水力发电相媲美的电力资源。

加拿大

加拿大河流和湖泊众多，这也使得该国成为世界第二大水力发电国家，全国能源的60%都来自水  力发电。不过目前加拿大的水力发电仍有很大的潜力可挖。根据加拿大今年2月的一份报告，该国从2011年到2030年间将投入3475亿加元用於建设新的电力设施。而根据以往的经验，很大一部分投入将用於建设水力发电站上。

加拿大还是世界上第六大利用风能发电的国家。近两年来，加拿大风能发电经历了大幅度的发展。到2011年12月，加拿大风能发电约达5177兆瓦，风能发电约占加拿大电力需求的2%。加拿大风能协会预计，在15年的时间内该国风能发电能翻10番，在电力需求的比例能占到20%。到2050年，风能工业预计将给加拿大创造52000个新的工作岗位。

美国

美国再生能源发电占新发电容量比重渐增。美国联邦能源管理委员会(Federal Energy Regulatory Commission, FERC)能源计画办公室最近公布的”能源结构更新”资料显示，2013年10月份太阳能、生质能源和风力合计的新发电容量为694百万瓦，占全部新上线发电的99.3%。

10月份的新发电容量中以12座共504百万瓦容量的新太阳能发电站占72.1%居先，其後为4座生质发电站(124百万瓦，占17.7%)和2座风力发电场(66百万瓦，占9.4%)。

2013年前10个月内再生能源(生质、地热、太阳能、水力和风力发电)共占新发电容量的32.8%，比燃煤发电(1,543百万瓦，12.5%)、燃油发电(36百万瓦，0.3%)高出很多。

2013年1月至10月太阳能发电占新发电容量的20.5%(2,528百万瓦)，是上年度同期(1,257百万瓦)的两倍多。然而，天燃气则以6,625百万瓦的新发电容量占53.7%居前。

2013年前10个月的各能源全部17,008百万瓦新发电容量则较上年度同期的12,327百万瓦衰退27.5%之多。

至目前为止，再生能源约占全美营运发电容量的16%，包括：水力为8.3%、风力为5.21%、生质为1.32%、太阳能为0.59%、地热为0.33%，大於核能(9.22%)和燃油(4.06%)两项的合计。

另外，美国能源部的美国能源资讯署发行的最近一期电力月刊(Electric Power Monthly)指出，2013年前三季，再生能源发电占净发电的12.95%(水力--6.90%、风力--4.03%、生质--1.40% 、地热--0.41%、太阳能--0.21%)。

俄罗斯

除核电外，俄罗斯的其他非化石能源模式也方兴未艾。“俄罗斯可再生能源潜力巨大。”

俄罗斯每年产生1亿吨生物废料用于发电，目前，这些生物质能可产生3亿兆瓦时的电量。另外尽管俄罗斯不是世界上太阳能最丰富的国家，但小型太阳能发电机却广受欢迎。他们在自己住宅或别墅安装太阳能装置。

水电在俄罗斯电力结构中起到很大作用，被视为保证国家统一电力系统可靠性的关键因素。俄罗斯已投入运行的水电装机容量为49.7吉瓦，其中装机容量大于10兆瓦的水电站有85座。为了实现到2020年水电装机达60吉瓦的国家电力战略目标，俄罗斯国有水力发电公司正在加大水电开发力度。

而虽然俄罗斯拥有巨大的非化石能源潜力，但正在运行或待建的项目屈指可数。阻碍俄非化石能源发展的因素来自多方面。首先，受丰富的传统能源石油、天然气的影响，俄政府很难改变原有的能源结构，非化石能源领域缺乏先进技术和专业人才。其次，政策上，缺少相应的财政机制和优惠的税收政策。再者，可再生能源也有自己的劣势，如光伏发电受昼夜和季节变化影响较大；生物质发电占地面积大、效率低等。另外，建设非化石能源电厂要比建设常规火电厂造价昂贵，投资回报期也长。

近几年，在世界范围内可再生能源技术蓬勃发展，许多国家都走向了自己的非化石能源时代。眼看各国争先恐后地发展非化石能源，俄罗斯也不甘人后。为达到非化石能源战略预定目标，俄政府计划在2020年前拨出3万亿卢布用于发展可再生能源发电。其中，5000亿卢布为国家预算资金，2.5万亿卢布为私人投资者资金，未来装机能力将达200亿瓦。其中，80亿瓦装机能力主要是生物质发电；70亿瓦为风能发电；40亿瓦为小型水力发电；10亿瓦为小型模块式发电、地热发电、潮汐发电、太阳能发电等。俄罗斯能源部也称，目前正在制定可再生能源等一系列相关法律条例，用于扶持太阳能、风能和生物发电。

澳大利亚

澳大利亚得天独厚的自然资源，为其发展清洁能源奠定了雄厚物质基础。澳拥有100余座水电站；建有61个风电场、1353个风力发电机组，总装机容量约为2500兆瓦。作为全球光照资源最为丰富的国家（90%以上的地面光照强度超过1950千瓦时/平方米），其太阳能发电特别是光伏产业的发展潜力巨大。2011年，光伏发电能力达1.4吉瓦，其中新增837兆瓦，成为世界光伏增量最大的十个市场之一。澳大利亚的生物质、波能和热岩地热等资源也十分丰富。

澳大利亚是首个提出“可再生能源目标”的国家。到2020年，可再生能源发电量在总发电量中的比重要从目前的8%提升至20%，即达到45000吉瓦时。权威机构据此预测，未来10年内，澳大利亚的可再生能源发电规模至少应达到20吉瓦（其中光伏安装容量将达到5吉瓦），是现有规模的5倍，将创造360亿澳元的投资机会。

它同时是全球利用太阳能能源最为广泛与先进的国家之一，太阳能技术被广泛的应用在工业，农业，民用设施等领域。自1990年代开始後，澳洲大量兴建太阳能发电厂以取代核电站的作用，太阳能能源与风力发电在全国被大力推广。此外墨尔本亦是世界上第一个使用太阳能动力供给城市交通灯以及储存太阳能供应路灯电力的城市。

物质、能量与信息。

因此，能源的发展史直接影响人类的发展史。

我们人类生存与发展中最具有决定性意义的要素是三个：¾¾ 物质、能量和信息。

组成我们的世界是物质；人类生存活动决定于对信息的认知和反应；而维持生命，从事发展的活动又地要通过消耗能量来进行。

一切能量来自能源，人类离不开能源。能源是人类生存、生活与发展的主要基础。能源科学与技术，能源利用的发展在人类社会进步中一直扮演着及其重要的角色。

能源发展的里程碑可以这么说，每一次能源利用的里程碑式发展，都伴随着人类生存与社会进步的巨大飞跃。几千年来，在人类的能源利用史上，大致经历了这样四个里程碑式的发展阶段：原始社会火的使用，先祖们在火的照耀下迎来了文明社会的曙光；18世纪蒸汽机的发明与利用，大大提高了生产力，导致了欧洲的工业革命；19世纪电能的使用，极大地促进了社会经济的发展，改变了人类生活的面貌；20世纪以核能为代表的新能源的利用，使人类进入原子的微观世界，开始利用原子内部的能量。

未来对能源的要求

有足够满足人类生存和发展所需要的储量，并且不会造成影响人类生存的环境污染问题。

未来对能源的需求 未来的人类社会依然要依赖于能源，依赖于能源的可持续发展。因此，我们须现在就很清楚地了解地球上的能源结构和储量，发展必须开发的能源利用技术，才能使人类的生存得于永久维持。

而我们赖于生存的能源是取之不尽用之不完的吗？回答是：不是，也是。事实上，进入21世纪后，人类目前技术可开发的能源资源已将面临严重不足的危机，当今煤、石油和天然气等矿石燃料资源日益枯竭，甚至不能维持几十年。因此，必须寻找可持续的替代能源。而近半世纪的核能和平利用，已使核能已成为新能源家属中迄今为止能替代有限矿石燃料的唯一现实的大规模能源。而且，未来如能实现核能的彻底利用，人类的能源将是无穷的。

除了物质、能量和信息三大因素外，人类对安全的要求也越来越重要了。安全包括社会安全、健康安全和环境安全等。它们同能源的关系也是非常密切的。现在利用的能源已造成了大量的环境污染问题，严重影响了人类的生存。因此，未来对能源的要求将不仅是储量充足，而且还必须是清洁的能源。相对其它化石能源而言，核能的和平利用已充分证明了核能是清洁的能源之一。

u 能源的定义与源头

究竟什么是“能源”呢？《科学技术百科全书》是这样说的：“能源是可从其获得热、光和动力之类能量的资源”；《大英百科全书》说：“能源是一个包括着所有燃料、流水、阳光和风的术语，人类用适当的转换手段便可让它为自己提供所需的能量”。可见，能源是呈多种形式的、可以相互转换的能量的源泉。简而言之，能源是自然界中能为人类提供能量的物质资源。

能源的源头

来自地球以外天体的能源（如太阳能）、地球本身蕴藏的能源（如地热、核能）、地球与其它天体相互作用产生的能源（如潮汐）。

而能源是产生能量的源头。

人们通常按形态与应用方式对能源进行分类。一般分为：固体燃料、液体燃料、气体燃料、水能、电能、太阳能、生物质能、风能、核能、海洋能和地热能。其中，前三类统称化石燃料或化石能源。已被人类认识的这些能源，在一定条件下可以转换为人们所需的各种形式的能量。比如薪柴和煤炭，加热到一定温度，能和氧气化合并放出大量热能，可以直接用来取暖，也可用来产生蒸汽推动汽轮机，再带动发电机，使热能变成机械能，再变成电能。把电送到工厂、机关和住户，又可以转换成机械能、光能或热能。

在我们生活的地球上，能源形形色色。总起来说有三个初始来源。

太阳能

地球

来自地球外部天体的能源（主要是太阳能）人类所需能量的绝大部分都直接或间接地来自太阳。正是各种植物通过光合作用把太阳能转变成化学能在植物体内贮存下来。煤炭、石油、天然气等化石燃料也是由古代埋在地下的动植物经过漫长的地质年代形成的。它们实质上是由古代生物固定下来的太阳能。此外，水能、风能、波浪能、海流能等也都是由太阳能转换来的。

地球本身蕴藏的能量 通常指与地球内部的热能有关的能源和与原子核反应有关的能源。

与地球内部的热能有关的能源，我们称之为地热能。温泉和火山爆发喷出的岩浆就是地热的表现。地球可分为地壳、地幔和地核三层，它是一个大热库。地壳就是地球表面的一层，一般厚度为几公里至70公里不等。地壳下面是地幔，它大部分是熔融状的岩浆，厚度为2900公里。火山爆发一般是这部分岩浆喷出。地球内部为地核，地核中心温度为2000度。可见，地球上的地热资源贮量也很大。

与原子核反应有关的能源正是本书要介绍的核能。原子核的结构发生变化时能释放出大量的能量，称为原子核能，简称核能，俗称原子能。它则来自于地壳中储存的铀、钚等发生裂变反应时的核裂变能资源，以及海洋中贮藏的氘、氚、锂等发生聚变反应时的核聚变能资源。这些物质在发生原子核反应时释放出能量。目前核能最大的用途是发电。此外，还可以用作其它类型的动力源、热源等。

来自星球引力的能量指由于地球与月球、太阳等天体相互作用的形成的能源。地球、月亮、太阳之间有规律的运动，造成相对位置周期性的变化，它们之间的引力随之变化使海水涨落而形成潮汐能。与上述二类能源相比，潮汐能的数量很小。全世界的潮汐能折合成煤约为每年30亿吨，而实际可用的只是浅海区那一部分，每年约可折合为6000 万吨煤。

u 能源结构与储量

地球上有哪些能量资源可供我们使用？它们还能维持多久？我们该怎么办？

能源的种类

一次能源：煤炭、石油、核能等自然界天然能量资源；

二次能源：汽油、电力、蒸汽等人工制造的能量资源，

一次能源和二次能源能源按其生成方式，分为天然能源（一次能源）和人工能源（二次能源）两大类。天然能源是指自然界中以天然形式存在并没有经过加工或转换的能量资源，如煤炭、石油、天然气、核燃料、风能、水能、太阳能、地热能、海洋能、潮汐能等；人工能源则是指由一次能源直接或间接转换成其他种类和形式的能量资源，如煤气、汽油、煤油、柴油、电力、蒸汽、热水、氢气、激光等。

常规能源和新能源其中，已被人类广泛利用并在人类生活和生产中起过重要作用的能源，称为常规能源，通常是指煤炭、石油、天然气、水能等四种。而新近才被人类开发利用、有待于进一步研究发展的能量资源称为新能源，相对于常规能源而言，在不同的历史时期和科技水平情况下，新能源有不同的内容。当今社会，新能源通常指核能、太阳能、风能、地热能、氢气等。

煤的时代

能源结构的变迁历史上，伴随着新的化石资源的发现和大规模开采与应用，世界的能源消费结构经历了数次变革。18世纪的以煤炭替代柴薪，到19世纪中叶煤炭已经逐渐占主导地位。20世纪20年代，随着石油资源的发现与石油工业的发展，世界能源结构发生了第二次转变，即从煤炭转向石油与天然气，到20世纪60年代，石油与天然气已逐渐称为主导能源，动摇了煤炭的主宰地位。但是，20世纪70年代以来两次石油危机的爆发，开始动摇了石油在能源中的支配地位。以此同时，大部分化学能源的储量日益减少，并伴随着许多环境污染问题。

而人类对能源的需求却在与日俱增。例如主要能源形式 地球能源的储量估计

煤炭：～200年

石油、天然气：～50年

核能：无穷多

之一的电力消耗逐年增加。根据统计，人口若每30年增加一倍，电力的需求量每八年就要增加一倍。

于是，20世纪末，能源结构开始经历第三次转变，即从以石油为中心的能源系统开始向以煤、核能和其它再生能源等多元化的能源结构转变。特别是随着时间的推移，核能的比例将不断增长，并将逐步替代石油和天然气而成为主要的大规模能源之一。

化学能的储存量煤炭、石油、天然气还有多少年可以让人类开采利用？据世界能源会议统计，世界已探明可采煤炭储量共计15980亿吨，预计还可开采200年。探明可采石油储量共计1211亿吨，预计还可开采30～40年。探明可采天然气储量共计119万亿立方米，预计还可开采60年。必须指出的是，煤炭、石油等直接燃烧用来生产电能与热能实在太可惜了，且不说可能带来的环境污染，它们还是很好的化工原料呢！

水能及新能源的潜力那么水能呢？我们知道，水力是可以长期开发利用的。但是，在那些大面积缺水、水力资源不丰富的国家和地区怎么办？再说，水能还有个季节性的问题。这些都使水能无法成为世界能源结构中唯一的主力军。新能源中，太阳能虽然用之不竭，但代价太高，并且就目前的技术发展情况来看，在一代人的时间里不可能迅速发展和广泛使用。其它新能源也是如此。其它一些能源与水能相似，它们的规模受到环境、季节、地理位置等条件的限制，如风能、潮汐能、地热能等等。

易裂变核素

易发生裂变的原子只有铀-235（U235）、钚-239（Pu239）、铀-233（U233）三种。而天然存在的易裂变元素只有铀-235，钚-239可由铀-238生成，铀-233可由钍-232（Th232）生成。

易聚变核反应

氘（D2）-氚（D3）反应。氘和氚都是氢原子的同位素。氘天然存在，而氚极少，必须由人工生成（如由锂制造）。

核能--无穷的能源 核能分为裂变能和聚变能两种。目前人类能正在用于和平利用的只有裂变能。可控聚变能利用技术正在攻克。

天然铀的成份

天然铀中占99.3%为难裂变的铀-238，仅有0.714%为易裂变的铀-235。铀-238可通过吸收一个中子变成易裂变的钚-239。

作为发展核裂变能的主要原料之一的铀，世界上已探明的铀储量约490万吨，钍储量约275万吨。如果利用得好，可用2400～2800年。

聚变反应主要来源于氘-氚的核反应，氘来可大量自海水，氚可来自锂。因此聚变燃料主要是氘和锂，海水中氘的含量为0.03克／升，据估计地球上的海水量约为138亿亿米3，所以世界上氘的储量约40亿万吨；地球上的锂储量虽比氘少得多，也有2000多亿吨，用它来制造氚，足够满足人类对聚变能的需求。这些聚变燃料所释放的能量比全世界现有能源总量放出的能量大千万倍。按目前世界能源消费的水平，地球上可供原子核聚变的氘和氚，能供人类使用上千亿年。如果人类实现了氘-氚的可控核聚变，核燃料就可谓“取之不尽，用之不竭了”，人类就将从根本上解决能源问题，这正是当前核科学家们孜孜以求的所以。聚变能源不仅丰富，而且安全、清洁。聚变产生的放射性比裂变小的多。

专家们预测，核能在未来将成为人类取之不尽的持久能源。

1.2 变脏的地球与干净的核电

本节要点：回答的问题以下问题：现有的能源还能维持多久？能源利用可以不污染环境吗？核能真是可持续能源吗？

u 能源的可持续发展

必须寻找一些既能保证有长期足够的供应量又不会造成环境污染的能源。

而目前人类面临的问题正是：能源资源枯竭；环境污染严重。

能源利用与环境的可持续发展

能源危机

目前世界上常规能源的储量有的只能维持半个世纪（如石油），最多的也能维持一、二百年（如煤）人类生存的需求。

今天，几乎所有的工业化国家都面临着两个关系到可持续发展的紧密相连的挑战：保证令人满意的长期能源供应和减少人类活动带给环境的影响。能源利用与环境的可持续发展已成为关系到人类未来生存与文明延续的一个重要问题。

能源供应危机今天的世界人口已经突破60亿，比上个世纪末期增加了2倍多，而能源消费据统计却增加了16倍多。无论多少人谈论“节约”和“利用太阳能”或“打更多的油井或气井”或者“发现更多更大的煤田”，能源的供应却始终跟不上人类对能源的需求。当前世界能源消费以化石资源为主，其中中国等少数国家是以煤炭为主，其它国家大部分则是以石油与天然气为主。按目前的消耗量，专家预测石油、天然气最多只能维持不到半个世纪，煤炭也只能维持一二百年。所以不管是哪一种常规能源结构，人类面临的能源危机都日趋严重。

浓烟滚滚的火电厂

能源对环境的污染 另一方面，特别是利用化石能源的过程也直接影响地球的环境，使大气和水资源遭受严重污染。大气中主要的五种污染物是：氮氧化物（如NO与NO2）、二氧化硫（SO2）、各种悬浮颗粒物、一氧化碳（CO） 大气污染的主要源头

目前世界上最严重的大气污染来自化石能源燃烧造成的大气中二氧化碳量的增加。带来的主要后果是：酸雨、温室效应和臭氧层破坏。

和碳氢化合物（如CH4、C2H6、C2H4等）。其来源主要有三个方面：① 煤、石油等化石燃料的燃烧；② 汽车排放的废气；③ 工业生产（如各种化工厂、炼焦厂等）产生的废气。而其中燃烧化石燃料的火力发电厂是最大的固定污染源。

1. 多元化

世界能源结构先后经历了以薪柴为主、以煤为主和以石油为主的时代，现在正在向以天然气为主转变，同时，水能、核能、风能、太阳能也正得到更广泛的利用。可持续发展、环境保护、能源供应成本和可供应能源的结构变化决定了全球能源多样化发展的格局。天然气消费量将稳步增加，在某些地区，燃气电站有取代燃煤电站的趋势。未来，在发展常规能源的同时，新能源和可再生能源将受到重视。在欧盟2010年可再生能源发展规划中，风电要达到4000万千瓦，水电要达到1.05亿千瓦。2003年初英国政府公布的《能源白皮书》确定了新能源战略，到2010年，英国的可再生能源发电量占英国发电总量的比例要从目前的 3%提高到10%，到2020年达到20%。

2. 清洁化

随着世界能源新技术的进步及环保标准的日益严格，未来世界能源将进一步向清洁化的方向发展，不仅能源的生产过程要实现清洁化，而且能源工业要不断生产出更多、更好的清洁能源，清洁能源在能源总消费中的比例也将逐步增大。在世界消费能源结构中，煤炭所占的比例将由目前的26.47%下降到2025年的21.72%，而天然气将由目前的23.94%上升到2025年的28.40%，石油的比例将维持在37.60%～37.90%的水平。同时，过去被认为是“脏”能源的煤炭和传统能源薪柴、秸杆、粪便的利用将向清洁化方面发展，洁净煤技术（如煤液化技术、煤气化技术、煤脱硫脱尘技术）、沼气技术、生物柴油技术等等将取得突破并得到广泛应用。一些国家，如法国、奥地利、比利时、荷兰等国家已经关闭其国内的所有煤矿而发展核电，它们认为核电就是高效、清洁的能源，能够解决温室气体的排放问题。

3. 高效化

世界能源加工和消费的效率差别较大，能源利用效率提高的潜力巨大。随着世界能源新技术的进步，未来世界能源利用效率将日趋提高，能源强度将逐步降低。例如，以1997年美元不变价计，1990年世界的能源强度为0.3541吨油当量/千美元，2001年已降低到0.3121吨油当量/千美元，预计 2010年为0.2759吨油当量/千美元，2025年为0.2375吨油当量/千美元。

但是，世界各地区能源强度差异较大，例如，2001年世界发达国家的能源强度仅为0.2109吨油当量/千美元，2001～2025年发展中国家的能源强度预计是发达国家的2.3～3.2倍，可见世界的节能潜力巨大。

4. 全球化

由于世界能源资源分布及需求分布的不均衡性，世界各个国家和地区已经越来越难以依靠本国的资源来满足其国内的需求，越来越需要依靠世界其他国家或地区的资源供应，世界贸易量将越来越大，贸易额呈逐渐增加的趋势。以石油贸易为例，世界石油贸易量由1985年的12.2亿吨增加到2000年的21.2 亿吨和2002年的21.8亿吨，年均增长率约为3.46%，超过同期世界石油消费1.82%的年均增长率。在可预见的未来，世界石油净进口量将逐渐增加，年均增长率达到2.96%。预计2010年将达到2930万桶/日，2020年将达到4080万桶/日，2025年达到4850万桶/。世界能源供应与消费的全球化进程将加快，世界主要能源生产国和能源消费国将积极加入到能源供需市场的全球化进程中。

5. 市场化

由于市场化是实现国际能源资源优化配置和利用的最佳手段，故随着世界经济的发展，特别是世界各国市场化改革进程的加快，世界能源利用的市场化程度越来越高，世界各国政府直接干涉能源利用的行为将越来越少，而政府为能源市场服务的作用则相应增大，特别是在完善各国、各地区的能源法律法规并提供良好的能源市场环境方面，政府将更好地发挥作用。当前，俄罗斯、哈萨克斯坦、利比亚等能源资源丰富的国家，正在不断完善其国家能源投资政策和行政管理措施，这些国家能源生产的市场化程度和规范化程度将得到提高，有利于境外投资者进行投资。

三、启示与建议

1. 依靠科技进步和政策引导，提高能源效率，走高效、清洁化的能源利用道路

中国有自己的国情，中国能源资源储量结构的特点及中国经济结构的特色，决定在可预见的未来，我国以煤炭为主的能源结构将不大可能改变，我国能源消费结构与世界能源消费结构的差异将继续存在，这就要求中国的能源政策，包括在能源基础设施建设、能源勘探生产、能源利用、环境污染控制和利用海外能源等方面的政策应有别于其他国家。鉴于我国人口多、能源资源特别是优质能源资源有限，以及正处于工业化进程中等情况，应特别注意依靠科技进步和政策引导，提高能源效率，寻求能源的清洁化利用，积极倡导能源、环境和经济的可持续发展。

2. 积极借鉴国际先进经验，建立和完善我国能源安全体系

为保障能源安全，我国一方面应借鉴国际先进经验，完善能源法律法规，建立能源市场信息统计体系，建立我国能源安全的预警机制、能源储备机制和能源危机应急机制，积极倡导能源供应在来源、品种、贸易、运输等方式的多元化，提高市场化程度；另一方面应加强与主要能源生产国和消费国的对话，扩大能源供应网络，实现能源生产、运输、采购、贸易及利用的全球化.

德国进口了很多的天然气

由于俄罗斯与乌克兰在今年上半年爆发了一场难以调节的矛盾，并且俄罗斯还对乌克兰发动了一场特别军事行动，就引起了德国等一众欧洲国家对俄罗斯进行制裁；而德国则是制裁俄罗斯最为严重的国家，所以德国也最先遭到俄罗斯的能源反制，俄罗斯也彻底停止了对德国等欧洲国家的天然气供应，所以德国在很早以前就已经出现了严重的天然气不足危机，并且向全世界各个国家进口了大量的天然气，目前德国也已经储备了足够的天然气，目前也在国际上表示彻底脱离了对俄罗斯的天然气依赖。

德国也只是投入了大量的资金来稳定天然气市场

虽然德国目前储备了大量的天然气，足以冬季使用，但是这也导致了全球天然气价格的不断上涨，并且德国为了控制国内的天然气居民用气价格，还投入了大量的资金来稳定天然气市场，所以即使是目前德国全程脱离了对俄罗斯能源的依赖，但是这也会对德国未来的经济发展造成严重影响，并且还会造成德国等欧洲强国的经济加速衰退。

德国对俄罗斯的天然气依赖依旧存在

虽然德国花费高价储存到了足量的天然气，但是德国依旧不能够完全满足天然气的需求，并且未来随着德国和欧洲国家天然气需求变得更大，天然气价格和天然气的运输费用也会成为一个十分巨大的数字，即使是德国等欧洲强国也是很难负担的，所以德国目前依旧没有完全摆脱俄罗斯的能源依赖；而德国等欧洲国家尚且如此，一些欧洲小国更是无力负担高额的天然气价格，所以随着欧洲冬季的来临，未来很多欧洲国家可能都会寻求俄罗斯进行合作。