2021年哪种能源增长最快?刚刚,权威报告发布了
要说过去几个月,话题度比较高的应该是全球范围内的能源危机和能源转型大趋势,从大国抛售原油库存到全球新能源的大力发展,新能源 汽车 的火爆,都离不开一个词能源。
那刚刚过去的2021年全球各国能源消费量和能源形势如何呢,一起看看吧。
7月4日,英国石油公司发布了《bp世界能源统计年鉴2022》,报告对全球能源生产、消费做了系统的回顾。
《bp年鉴》中显示, 2021年全球一次能源需求同比增长31EJ,增长5.8%,已经超过2019年的水平,创 历史 最大涨幅 。其中占比最高的依然是石油、天然气和煤炭,其中让人眼前一亮的是可再生能源中 风能、太阳能增长幅度成为所有能源中最高的,达到15% 。
全球能源转型的步伐逐步加快, 可再生能源在一次能源消费中的占比逐步加大 。
01
非化石能源加速发展
首先来看一下可再生能源,近几年可再生能源的发展犹如坐上了高速列车一般,发展速度迅猛。
可再生能源中占比最大的是风能和太阳能,占可再生能源的79.1% 。近年来,得益于全球光伏项目和风力发电项目的持续推进,太阳能和风能发电量持续增长。去年一年 太阳能发电量涨幅为19% ,其中太阳能利用最多的是中国,美国和德国。 风能发电量去年一年增长15.8% ,风能利用最多的是中国,其次是美国。
在可再生能源消费国中,中国是最多的,其次是美国。其中可再生能源涨幅最大的国家是中国,其次是澳大利亚和土耳其。
接下来看一下核能和水利发电。全球核能的利用达到了25.31EJ,增幅为3.8%,依然低于2019年水平。相比于其他新能源不断增加的趋势, 水力发电不增反降1.4% 。
02
化石能源占主体
在《bp年鉴》中显示 石油占全球能源一次消费的30.95% ,依然是能源消费中比重最大的一部分,与2020年相比变化不大。
石油价格一直以来是能源行业关心的话题,此次《bp年鉴》显示2020年布伦特原油全年平均价格41.84$/桶,而2021年全年平均价格为70.91$/桶, 价格增长了69.47% 。
其中,天然气在一次能源消费中占24.42%,增长幅度为5.3%;煤炭占比26.9%,增长幅度为6%。
水力发电和可再生能源在全球一次能源消费中占比达到了13.47%,基本与2020年13.45%持平,其中水利发电不增反降,可再生能源增幅拉齐了这一比率。
数据显示, 化石能源(石油、天然气和煤炭)依然是主要能源 ,占比高达82%,这个数据与2019年相比下降了只有1个百分点。
过去一年, 全球石油产量每天增加138万桶,总体产量增长了1.5% 。在主要产油国中增幅最大的是加拿大和伊朗,并且巴西、伊拉克和沙特阿拉伯产量略有下降。
接下来,一起来看一下主要产油国的产量状况。美国年产石油7.11亿吨,成为原油产量最多的国家,这得益于油价上涨之后,美国重新开启部分因为疫情停产的页岩油的开采。其次是俄罗斯和沙特阿拉伯,产量分别为5.36亿吨和5.16亿吨,这三个国家的石油产量总量占了全世界石油产量42.21亿吨的41.75%。
03
能源格局继续变化
去年,全球各国一次能源消耗量的对比显示, 中国成为全球能源消耗最大的国家 (10 EJ),其次是美国。同时,年鉴中还列出了全球石油天然气贸易量,显示中国成为全球进口原油、天然气最多的国家。疫情和国际能源局势动荡之下, 中国成了全球最大经济体 。
这也不难解释,自疫情以来中国实行强有力的管控措施,经济的持续增长拉动了能源需求增长。
总体来看, 全球能源需求正在增长,渐渐从疫情中好转过来 。
2022年以来,能源安全的矛盾日渐突出,人类正面临近50年来最大的挑战和不确定性。
由于长期以来石油行业投资不足造成的全球石油供应短缺,及疫情和地缘政治因素等造成能源市场动荡,原油价格暴涨,更进一步凸显了能源安全的重要性,由此引起的人类关于能源“安全性”“经济性”和“低碳化”的思考。
与此同时,各国都在寻求稳定能源供应的方法,大国也在寻求共同商讨石油增产的可能,都在为能源稳定供应努力。
目前,全球都在寻求能源净碳化,期望实现零碳排放, 可再生能源项目的不断推进就显得越来越重要 。
5个“世界第一”勾勒中国能源绿色图景
国内外权威机构发布的数据显示,在全球能源世界中,中国很多项目位居榜首,而这些“世界第一”勾勒出中国能源生产的绿色图景。
——中国是全球最大的可再生能源生产和消费国。
——中国是全球最大的可再生能源投资国。
——中国水电、风电、太阳能光伏发电装机规模居世界第一。
——中国核电在建规模居世界第一。
——中国是全球最大的新能源汽车生产和消费国。
当前,我国煤炭、石油等化石能源产量正在削减,但可再生能源生产健步如飞。国家发展改革委、国家能源局等发布的数据显示,2016年我国煤炭产量同比下降9.4%;原油产量同比下降7.3%;太阳能发电量同比增长69%;风力发电量同比增长29.4%。
1952年开始发布的《BP世界能源统计年鉴》被认为是全球能源世界的重要观察者。最新一期年鉴显示,2016年,中国(大陆)可再生能源消费量86.1百万吨油当量,同比增长33.4%,占全球可再生能源消费量的20.5%,成为全球最大可再生能源消费国。
BP集团首席经济学家戴思攀说,中国正引领着全球可再生能源加速发展。2016年中国贡献了全球可再生能源增长的41%,超过经合组织的总增量。最近10年间,中国可再生能源消费量的全球占比由2%提升至20.5%。
一名市民在上海市复旦大学附属儿科医院停车场内使用充电桩为其新能源车充电(1月5日摄)。 新华社记者 丁汀 摄
风电、太阳能等可再生能源,天生具有不稳定性。“在可再生能源生产快速发展的同时,中国驾驭和使用清洁能源的能力也走在世界前列。”甘肃风电技术中心主任汪宁渤说。在河西走廊,中国建成了世界上最大的千万千瓦级新能源集群控制系统示范工程,有效提高了风光电并网运行控制技术水平和消纳能力。这项成果入选2016年中美气候峰会成果展。
中国在可再生能源领域的重要地位,还体现在标准制定上。今年2月,天合光能向国际电工委员会提出的光伏领域一项新标准提案已正式发布。
项目负责人、常州天合光能公司高级主管肖桃云说,以前国际光伏产业标准制定的话语权主要掌握在欧美,如今,中国积极参与国际标准制定,未来将逐渐成长为全球光伏行业的创新引领者。
绿色清洁能源,就在你我身边
黑、大、粗,是长期以来能源留给人们的印象。然而,科技进步使得水能、太阳能、风能这些清洁能源,越来越深入走进我们的生活。
——绿色能源,让我们的城市天更蓝、空气更清新。统计显示,如今我国有超过四分之一的电力供应来自清洁能源发电。清洁能源在电力装机总比例中占比已超过三分之一。
在东海,海风吹着风机快速旋转。自2010年6月并网发电以来,位于上海浦东的东海大桥风电场已运行7年,累计发电量超过21亿千瓦时。
上海东海风力发电有限公司副总经理任浩瀚说,我国海上风资源远比陆上资源丰富。作为我国第一个国家海上风电示范工程,东海大桥风电场二期工程与相同发电量的燃煤电厂相比,每年可节约标煤7.7万吨。
——绿色能源,帮助中西部将“风”“光”资源转化为绿色财富。随着分布式能源应用推广,在荒漠、农田、牧场、鱼塘……太阳能光伏电站大力推广,荒漠戈壁里的无人区也可以变成能发电的“金山”。
在锡林郭勒大草原上,一座座巨大“风车”挥动着臂膀,将风能转变成电能传送上网。内蒙古是我国风能、日照的富集区,得益于绿色能源发展,“蒙电”源源不断外送。
随着应用模式不断创新,清洁能源的“人情味”越来越浓。甘肃通渭县马营镇村民刘军伟没想到,家门口的光伏板每年能给家里带来3000元的收入。当地政府实施的光伏扶贫项目,让贫困群体不仅能够使用清洁能源,还能从中获益。
随着技术进步,清洁能源在经济上的可行性越来越高。近5年,全球风电设备和光伏组件的价格分别下降了20%和80%,在一些国家和地区已经具备和化石能源竞争的能力。
我国可再生能源发展“十三五”规划提出,到2020年,风电项目电价可与当地燃煤发电同台竞争,光伏项目电价可与电网销售电价相当。
“新能源取代传统能源最终靠的是经济性和竞争力。”国家能源局监管总监李冶表示,目前中国的新能源装备制造技术和能力已达到较高水平,光伏、风电、储能等领域的规模发展和技术创新大幅降低了新能源成本,进一步提高了新能源市场竞争力。
不可回避的是,我国新能源发展过程中仍遇到不少困难和阻力。近年来风电、光伏等电源建设过快,但消纳能力建设开发不足,弃风弃光问题成为新能源发展道路上一大掣肘因素。
晋能清洁能源科技有限公司总经理杨立友说,缓解弃风弃光问题要从根源入手。一方面,提升电力就地消纳率,鼓励以电代煤、以电代油、以电代气等应用模式创新;另一方面,提高跨区域输电能力,将富余电力输向全国。
国家发展改革委近期表示,正会同有关方面加快推进电力体制改革,完善清洁能源优先发电计划,实施重点水电跨省区消纳工作方案,组织开展水火、风火等替代发电市场化交易,促进清洁能源多发满发和在更大范围内的消纳。
体现中国担当 贡献中国智慧
能源的开发利用,是全球治理的重要组成部分。发展绿色能源,体现了中国的担当。
中国积极参与、推动并签署了《巴黎协定》,是最早通过立法程序认定《巴黎协定》的国家之一,也是最早向联合国提交应对气候变化国别方案的国家之一。
中国提出,将于2030年左右使二氧化碳排放达到峰值并争取尽早实现,2030年单位国内生产总值二氧化碳排放比2005年下降60%至65%,非化石能源占一次能源消费比重达到20%左右。
中国在可再生能源尤其是风能和太阳能光伏领域的领先地位和持续投入,无疑为这一目标的实现提供了强有力支撑。BP能源年鉴显示,2016年全球二氧化碳排放同比增长0.1%,而中国碳排放同比下降了0.7%。
戴思攀说,中国碳排放过去两年已经有所下降,这种趋势将是一种长期的、结构性的变化。
国家发展改革委能源研究所研究员周大地说,当前我国煤炭消费总量已越过峰值,呈现下降趋势。非化石能源在中国已进入商业化规模发展阶段,单位成本迅速下降。2017上海国际车展上,行人从展出的新能源车旁经过(4月19日摄)。 新华社记者 丁汀 摄
在推进国内能源结构绿色转型的同时,中国积极向外传播绿色低碳发展理念,很多国家因此受惠。
今年3月,晶科能源中标了阿布扎比的一个太阳能发电项目。阿布扎比水电局局长阿卜杜拉·哈巴比说:“该项目一旦建成,不但会成为世界单体最大的光伏电站,且上网电价将成为太阳能行业最有竞争力的价格之一。”
天合光能董事长高纪凡说,借助“一带一路”建设契机,中国可以帮助沿线国家和地区构建绿色低碳的能源利用体系。例如,中国正在推进的光伏扶贫模式,可以在“一带一路”沿线欠发达的无电力区推广,不仅能增加当地的电力供应,还能够给用户带来收益
现在能源第一消费大国是中国,已超越美国。
细观中国能源数据:虽然中国人口众多,能源资源贫乏,不像美国、俄罗斯那样丰富。原煤在中国一次能源结构中仍占比超过60%,但中国在满足中国经济发展需求的同时,正加速向清洁能源发展。以下仅提出几项结论供大家参考:
1.中国是世界上能源消费最多的国家,2015年消费3014.0 Mtoe,而美国消费2280.6 Mtoe,相差32%。
2.中国原油生产居世界第4位,仅次于沙特阿拉伯、美国和俄罗斯,而原油进口量居世界第二,仅次于美国,但中国原油消费在一次能源消费中比例为18.6%,低于世界平均水平32.9%。
3.中国天然气生产居世界第6位,中国天然气消费居世界第3位,天然气在中国一次能源消费中的比例从2014年的5.7%上升到2015年的5.9%,但低于世界平均值23.8%。
4.中国是原煤生产和消费大国,但原煤在中国一次能源消费中,从2014年的65.6%,降低到2015年的63.7%
5.中国是世界上在建的核反应堆最多的国家,但目前核能在中国一次能源消费中仅占1.3%。
6.水力发电是各国发展再生能源的重点,中国水力发电支撑着中国的再生能源发展,世界上最大的水电站——三峡大坝在中国,水力发电量最多的也是中国,但在中国一次能源消费中仅占8.5%。有的国家很“绿”的,如挪威66%、瑞典31.9%、瑞士30.4%、巴西27.9%、、新西兰26.7%、加拿大26.3%。
7.尽管再生能源在中国一次能源消费中仅占2.1%,但再生能源装机容量和发电量均居世界第一,另外水力发电、光伏发电、风力发电、太阳能热水器、地热加热等都居世界第一。
目前新能源在一次能源中的比例总体上偏低,一方面是与不同国家的重视程度与政策有关,另一方面与新能源技术的成本偏高有关,尤其是技术含量较高的太阳能、生物质能、风能等。据预测研究,在未来30年能源发电的成本将大幅度下降,从而增加它的竞争力。可再生能源利用的成本与多种因素有关,因而成本预测的结果具有一定的不确定性。但这些预测结果表明了可再生能源利用技术成本将呈不断下降的趋势。部分可再生能源利用技术已经取得了长足的发展,并在世界各地形成了一定的规模。目前,生物质能、太阳能、风能以及水力发电、地热能等的利用技术已经得到了应用。
世界可再生能源发展的现状
从20世纪70年代开始,尤其是近年来,新能源利用技术已经取得了长足的发展,并在世界各地形成了一定的规模,逐渐成为常规能源的一种替代能源,世界上许多国家或地区将可再生能源作为其能源发展战略的重要组成部分。目前,生物质能、太阳能、风能以及水力发电、地热能等的利用技术已经得到了应用。国际能源机构(IEA)对2000~2030年国际电力的需求进行了研究,研究表明,来自新能源的发电总量年平均增长速度将最快。IEA的研究认为,在未来30年内非水利的新能源发电将比其他任何燃料的发电都要增长得快,年增长速度近6%,在2000~2030年间其总发电量将增加5倍,到2030年,它将提供世界总电力的4.4%,其中生物质能将占其中的80%。2002年全世界消费的可再生能源近30亿吨标准煤,约相当于全球一次能源消费总量的1/3,其中传统可再生能源约占85%,新的可再生能源约占15%。在新的可再生能源中,风力发电是发展最快的。在过去的6年里,风电的年平均增长率达到了22%,2004年新增装机797.6万千瓦,全球累计风电装机达到4731.7万千瓦。欧洲是世界风电发展最快的地区,2004年全球新增风电装机的72.4%在欧洲,15.9%在亚洲,6.4%在北美。2003年,欧洲风力发电量达到600亿千瓦时(相当于欧盟15国2.4%的电力),满足1400万户家庭的电力需求。太阳能发电也发展很快。2004年,全球光伏电池的生产首次超过了100万千瓦,比2003年增长了60%。太阳能热水器是完全商业化了的可再生能源技术,我国是世界上最大的太阳能热水器生产国者和消费国。国际能源机构(IEA)的一项研究提供的2001年统计数据表明,太阳能集热器的全球总计安装面积为1亿平方米,排在前位的国家是中国(3200万平方米)、美国(2340万平方米)、日本(1210万平方米)和欧洲(1120万平方米)。无论是光伏发电还是太阳能热水器产业,未来的主流趋势是发展太阳能一体化建筑技术。
生物质资源是多样化的,在全世界应用广泛。2002年底全球生物质能源发电装机超过5000万千瓦,生物液体燃料超过2000万吨。德国在利用厌氧发酵(沼气工程)处理废弃物发电技术方面走在了世界的前列,目前已建成1900个沼气工程,2004年沼气发电装机27万千瓦。与此同时,地热能和海洋能的开发利用也都取得新的进展,为进一步发展奠定了基础。
世界可再生能源发展的趋势
纵观世界可再生能源发展,有以下几大趋势:
(1)技术水平不断提高,成本持续下降。以风力发电为例,自20世纪80年代初以来,风力发电的单机容量从10千瓦,上升到几千千瓦。2003年世界安装的风机平均单机容量已经达到1300千瓦,风电成本从80年代初的每千瓦时20美分,下降到目前的每千瓦时5美分,其中自20世纪90年代以来,成本就下降了50%。据预测,2000至2010年风电成本还可以下降30%。届时,风电成本基本上可以和常规能源发电相当。
(2)发展速度加快,市场份额增加。进入20世纪90年代,以欧盟为代表的地区集团,大力开发利用可再生能源,取得了积极的成果,连续十多年来,可再生能源的年增长速度在15%以上。近年来,以德国、西班牙等国为代表,一些国家通过立法等方式,进一步加快了可再生能源的发展步伐,1999年以来年均增长速度达到30%以上。发展较快的西班牙,2002年风力发电占到全国电力供应量的4.5%,德国在过去的11年间,风力发电增长了21倍,2003年占全国发电量的4%;瑞典和奥地利的生物质能源在其能源消费结构中的比例高达15%以上;巴西生物液体燃料替代了50%的石油进口。
(3)可再生能源已成为各国实施可持续发展的重要选择。可再生能源,由于其清洁、无污染、可再生,符合可持续发展的要求而受到发达国家的青睐。世界各发达国家都制定并实施了一系列宏大的计划和工程。欧盟是世界可再生能源发展最快的地区,也是受益最多的地区。北欧部分国家甚至提出了利用风力发电和生物质发电逐步替代核电的战略目标。
(4)可再生能源是一种朝阳产业,孕育着巨大的潜在经济利益。当今世界上,新能源作为新兴产业在国民经济中的作用和影响已越来越大。据欧洲风能协会统计,2002年全世界风电市场产值在70亿欧元,开发出的电力可以满足4000万人的需求;预计2020年全世界风机规模将达到12亿千瓦,年营业额在670亿欧元。光伏发电市场发展前景也很广阔,据欧盟估计,全球光伏市场到2020年将增加到7000万千瓦,光伏发电将解决非洲30%、经合组织(OECD)国家10%的电力需求。澳大利亚在新世纪能源规划中,提出2010年前建立年销售额40亿美元的可再生能源市场;美国进一步加强了光伏发电技术开发与制造,估计到2020年美国将占领全球太阳光伏电池的一半。另外,全世界生物质能源的商业化利用将达到1亿吨油当量,并形成千万吨级规模的生物液体燃料的生产能力。根据欧洲太阳能协会的预测,到2020年,全球可能拥有14多亿平方米的宏大市场。欧盟计划到2015年安装大约1.9亿平方米的太阳能热水器,相当于提供3700万千瓦和930亿千瓦时的电力和电量。
可再生能源不仅拥有良好的经济前景,而且,随其产业化的发展,将提供越来越多的就业机会。美国学者认为,投资于能源效率和太阳能等技术所创造的就业机会大约是石油、天然气的2倍。在欧洲已经形成了相当数量的可再生能源方面的就业人口。据欧盟的估计,当2010年欧洲风力发电达到约4000万千瓦、光伏发电300万千瓦、生物质能发电1000万千瓦和太阳能集热器1亿平方米时,总计可提供约150万个就业机会,而且这还不包括每年可能有170亿欧元商业出口所创造的、额外的潜在35万个就业机会。由此可见,可再生能源产业对经济发展的潜在影响和作用是巨大的。
来源:董秀成闲说能源
能源转型,并非易事,但难以逆转。能源转型,一场深刻革命,需要高度重视。能源转型,事关气候变化,是全球性博弈。能源转型,需要借助市场力和技术力。
一、全球能源结构现状决定能源转型将十分艰难
众所周知,能源问题事关人类文明,对人类社会发展具有重大意义。
能源可以划分化石能源和非化石能源,能源转型本质上就是化石能源与非化石能源之间的接替或博弈,也就是哪类能源在能源结构中占据主导地位。
另外,能源又可以划分为可再生能源和不可再生能源,而能源转型也是上述两类能源之间的转化或替代,核心是可再生能源逐渐取代不可再生能源,进而成为主导能源。
可再生能源,也就是那些可以再生的能源,范围十分广泛,主要包括太阳能、风能、水能、海洋能、地热能和生物质能等。
而不可再生能源,是指那些不可再生的能源,消耗一点就减少一点,如果无限消耗下去,最终将消耗殆尽,主要包括煤炭、石油、和核燃料等。
目前,从全球能源结构来看,占比最大的是石油,其次是天然气,再次是煤炭,其余依次为水电、可再生能源和核能等。
但是,总体来看,化石能源在能源结构中仍然占据主导地位。
从全球能源结构来看,2020年化石能源的耗用量占比约为83%,而非化石能源占比比约为13%,从占比上看,化石能源仍然为能源主体。
1.煤炭消费情况
从全球范围来看,煤炭整体消费增速从2003年开始下降,2014年达到高峰,随后便逐步回落,2020年全球煤炭总消费量为151.42艾焦耳。
从煤炭消费区域来看,亚太地区是全球煤炭的主要消费地区,2020年煤炭消费占比接近全球煤炭消费的80%。
而在亚太地区中,中国煤炭消费量最大,2020年在能源消费结构中占比为68%。
目前,中国也是世界最大的煤炭消费国,2020年中国煤炭消费占比为全球煤炭消费总量的54%,因此二氧化碳等温室气体减少排放的难度非常大。
2.石油消费情况
从全球范围来看,石油消费在2000-2019年期间保持稳定增长,年均增长率在1.15%。
从石油消费区域来看,亚太地区目前是全球石油消费的主要地区。
以2020年为例,亚太地区石油消费量占全球石油消费总量的40%,北美地区石油消费占全球石油消费总量的24%,欧洲地区石油消费占全球石油消费总量的16%。
从国家层面看,2020年石油消费最大的国家是美国,其次是中国,再次是欧盟。
3.天然气消费情况
最近十几年,全球天然气产业快速发展,2020年全球天然气消费量较2000年增加了60%,其中增长幅度最大的地区是中东地区。
目前,全球天然气消费量最大的地区为北美地区,其次为亚太带去,其他为欧洲地区、中东地区和前苏联地区等。
2020年,全球天然气消费量最大的国家为美国,其次为俄罗斯,然后是中国,其占亚太地区消费总量三分之一。
在进一步推进降低量的政策大环境下,预计全球天然气消费量保持上升趋势。
4.核能消费情况
进入21世纪以来,全球核能消费逐年下降。
2020年,核能为全球消费量最小的一次能源。
核能对于技术要求较高,主要分布在北美地区、欧洲地区以及亚太地区,在以发展中国家为主的中南美洲及非洲等地区消耗量极少。
由于核能安全事故曾经多次发生,而且导致后果十分严重,因此欧洲部分国家纷纷制定了政策,逐步关停了核电站,并向其他替代能源转移。
2020年,核能消费量最大的两个国家是美国与法国,美国核能消费量达到7.38艾焦耳,占全球比例为30%,而法国核能消费量为3.14艾焦耳,占全球比例为14%。
5.水能消费情况
2020年,全球水电消费量占一次能源的7%。
亚太地区水电消费量增加最为明显,主要增加在中国,其余地区大体保持平稳。
2020年,中国水电消费量最大,共消费11.74艾焦耳,占全球比例为30.77%。
北美地区、南美地区和欧洲地区水电消费量最高的国家分别为加拿大、巴西和挪威,加拿大和巴西水电消费量占其一次能源消费比例超过25%,挪威水电占比接近65%。
6.其他可再生能源情况
最近几十年来,全球可再生能源发展迅速。
2020年,全球可再生能源的消费量为2000年的12倍。
目前,可再生能源消费量最大的地区是亚太地区,最大消费国是中国,其次为美国。
从历史上看,人类任何一次颠覆性的革命都将带来经济和社会的变革,有时候可能带来强烈的不适应性,当然也需要付出时间和成本的巨大代价。
能源转型意味着改变能源格局,而格局改变必然冲击传统能源的既得利益者。
对于既得利益者来说,往往存在惯性思维,惰性而不求变或许早已固化,这其实很正常,也容易让人理解,有谁愿意揭竿而起而革自己的命呢?
对于能源转型,既得利益者当然是传统化石能源产业,劳动力就业将面临前所未有的巨大压力,已经形成的庞大能源利益集团(尤其是油气利益集团)将受到巨大冲击,进而对能源和金融资本产生强烈冲击。
历史经验告诉我们,能源转型很难在短时间内完成,绝对不可能一蹴而就。
煤炭取代木柴是人类的第一次重大能源转型,时间跨越了两个世纪。
1709年1月,一位名叫亚伯拉罕·达尔比的金属工匠发现了如何利用煤炭“提高炼铁效率”的技术,这可以说是第一次能源转型的开始,然而经过漫长的200年之后,煤炭才取代木柴和废弃物成为世界第一大燃料。
1859年,美国宾夕法尼亚西部开始大规模商业开采石油,预示着第二次能源转型的开始,然而直到20世纪60年代,石油才取代煤炭成为世界头号能源来源。
能源转型过程,需要重构供应链,需要技术创新,而目前第三次能源转型需要的供应链和相关产业确实还没有真正建立起来,这当然需要给人类一定的时间。
当然,人类必须清醒意识到,人类任何新生事物都将面临矛盾和困难,同样能源转型的困难也是显而易见的,人类也切不可以盲目乐观。
客观现实是,全球85%的一次能源仍然来源于化石能源,这些能源构成了一个规模庞大且极其复杂的能源体系,支撑着体量庞大的全球经济。
如果人类改变这个客观现实,那么就肯定遇到诸多问题。
首先,能源转型需要大量的资金,而资金便是一个巨大问题。
目前,各国政府为了应对一次次危机而已经负债累累,是否还有足够的资金来支撑前所未有的能源转型,这本身就是一个大大的问号?
根据权威数据,由于新冠疫情蔓延和肆虐,2020年世界GDP大幅度缩水,主要经济体中除了中国以外,全面出现负增长。
2022年世界经济难以恢复到2019年的水平,而如果新冠疫情控制无力,叠加地缘政治因素,那么世界经济复苏可能会更加缓慢。
新冠疫情带来的全球经济创伤非常惨痛,其对人类的影响及其深远,尤其是大规模的失业潮和大批小微企业的经营困境,构成了一幅伤痕累累的痛苦画卷。
谈到目前全球经济,我有感而发,草写一首词,取名《沁园春-大势》。
股市添霜,
房产失光,
百业萎荒。
见投资渐慢,
消费乏暖;
外需落下,
暮色苍苍。
趋缓能源,
煤油气电,
价飚飘飘盛往芳。
期来岁,
望龙飞凤舞,
四海逍遥。
东西南北红妆,
有华夏精英尽弛张。
睹金砖各国,
尽失牵力;
西欧日美,
经历沧桑。
回望华邦,
朗朗担当,
牵动东西力气刚。
看如今,
有东西逐鹿,
还靠中方。
其次,能源转型需要建立低碳所需的全球供应链。
为了实现2050年“净零排放”的目标,人类需要以前所未有甚至难以想象的速度和规模部署新兴产业或新兴技术,这对于全球供应链构建来说就是巨大的挑战,因为目前支撑能源转型所需供应链的规模严重不足,有些甚至尚未建立起来。
能源转型之难,难于上青天。
人类要实现2050年的目标,全球需要共计1.4万吉瓦的风力和太阳能发电能力,这是现有各类发电站装机容量总和的两倍之多,其困难程度便可想而知。
在实现能源转型过程中,必然带来全球能源产业链的重构。
从原材料的获取和运输,再到使用寿命到期后的弃置处理或回收利用,这些新型供应链的构建必然需要接受政府和投资者的科学评估,分析其可持续发展能力和对社会和环境可能带来的深远影响。
二、能源转型是人类历史上又一次深刻革命
最近几年,我经常参与各种会议,也经常到国外考察和交流。
我无论走到哪里,见到什么样的人,大家讨论的重点似乎已经不再是国际油价,也不是伊朗核问题或朝鲜半岛无核化问题,更不是地缘政治的复杂性和多变性,以往过热的中东地缘政治演变似乎也是持续弱化的话题。
相反,人们关注的话题过多的其实是全球性的能源转型,无论在美国和西欧等西方国家还是在日益崛起的中国,我们看到的惊人一幕都是电动汽车在街道上迅速增加,人们可能难以相信,怎么到处都是。
1.全球能源转型意味着权力转移
权力争夺和权力转移,与能源转型密切关联。
回顾过往,有谁预料到俄乌冲突、亚洲金融危机、全球金融危机、美国页岩革命、电动汽车的迅速发展、太阳能和风能成本的急剧下降、新冠病毒的全球蔓延、美国特朗普总统的任性妄为,如此等等,都十分惊奇地改变了我们所处的这个小小地球。
无容置疑,能源转型确实将给全球政治经济格局带来了巨大的影响,甚至还会影响到世界各国的军事、外交和文化等领域,或许还有可能会加剧国际冲突和地缘政治博弈,进而影响到世界主要经济体的冲突和实力演变。
尤其是中美关系的未来也必然体现到能源转型这个具有全球性、普遍性、博弈性的方面,结果必然会归结到制度冲突,将能源转型逐渐演变到体制、机制、文化、技术、智能网络、金融和商务等诸多方面。
能源转型意味着能源权力的转移,导致全球能源博弈的重点发生重大改变,能源资源国和消费国之间的战略博弈格局将发生根本性的改变。
全球权力转移过程从来都不可能是完全渐进的,演变轨迹更不是线性的,有时也具有不可预见性,因为一件颠覆性事件发生就很有可能影响时代走向,因此才有百年未有之大变局之说,这或许目前的最难以预料的趋势。
2.能源转型当然需要创新,包括技术创新和管理创新
突如其来的事件,影响可能更加深远。
一场突如其来的新冠疫情大爆发,没有人事先预料其发生,但是发生了,而且对人类产生了一场巨大灾难,对全球经济的打击更是难以估量。
人类的正常生活秩序被打烂,众多的人间悲剧造成了,大量的人被迫失业,政府救助的财政压力庞大,众多中小企业生死存亡,有些人因疫而贫,有些国家因疫而陷入困境,多少人希望破灭,多少国家债台高筑,如此灾难,有谁预知呢?
疫情直接导致人们的出行方式,发生了难以想象的很大改变,避免人群聚集,影响出行和社交活动,对教育方式和公司经营模式产生重大冲击。
数字经济在疫情期间得到前所未有的发展机遇,工作方式发生了巨大变化,虚拟世界取代了现实世界,集中办公可以转换为远程办公,面对面教育被网络教学替代,学术论坛、商务会议改在线上举办,交通市场和旅行市场被急剧压缩。
我们有理由预计,在新冠疫情结束之后,上述这种影响还将长期存在,人工智能、机器学习和自动化技术领域的发展将持续改变人类的工作和生活方式,进而改变能源在人类社会中的地位和角色,加快能源转型的步伐。
可以这样说,什么可以让人直接感受到能源转型在路上,电动车开始快速在街道上增加,而且迅速进入大众视野便是最明显的例证。
资本是趋利怪物,资本家往往只看未来,而淡漠当今。
市场任何经济现象均会反应到资本市场上,资本家的眼镜力充满金钱,而资本以获利为本性,可以说,资本市场的反应代表着未来。
目前,全球汽车产业正在经受大调整、大洗礼和大阵痛,其中电动汽车的异军突起就是一个鲜活的现实,虽然电动汽车从目前汽车保有量上显然还没有占据优势,但是市场的渗透率却正在以惊人的速度提高。
在资本市场上,股市一直就是经济、市场或产业发展的晴雨表,股票价格或许可以说明一切问题,可以预示着资本家对未来的预判。
以 2019年为例,销量为36.8万辆,与丰田、通用、福特、等共计4200万辆的销量相比,还似乎没有形成大的气候,然而特斯拉的市值却比这几家传统汽车企业市值的总和还要大,那么问题来了,或许让人充满疑惑。
难道资本家都疯了吗?
资本市场的上述变现,到底说明了什么?
是否意味着能源转型已经成为现实?
化石能源是不是走到头了呢?
大型能源公司路在何方,传统化石能源企业是不是应该静候如何发展?
世界许多国家陆续出台了“燃油车”退市时间表,中国海南省也出台了在2030年禁售燃油车的政策,意味着未来世界各地将禁止燃油车进入销售市场,能源是不是确实在发生根本性的革命,市场是不是在革化石能源的命?
……。
如此等等,伴随着能源转型,问题多如牛毛,疑惑无穷无尽!
我们若不服从自然,我们就不能支配自然。
当然,时代往往会造就奇迹,能源转型过程也不可能是历史的简单重演,尤其在推进过程中不可能复制以往的历史。
从人类进步的视野来看,当今时代的政府政策、金融能力、社会意识和技术创新能力等等要素与几个世纪前相比,早已今非昔比,人类的智慧和能力与以往相比已经无法比拟,能源转型不可能遥遥无期。
尽管能源转型困难重重,但是大趋势已经无法逆转,气候变化和政治压力肯定会推动世界由高碳经济转向低碳经济,这是不以人的意志为转移的必然趋向。
三、能源转型已经超出气候变化范畴
目前,“能源转型”成为全球气候变化的核心议题。
在全球范围内,围绕能源转型和碳排放等议题,国际社会、国内党争、行业之争、企业之争,已经是客观现实,尤其对于国际社会,可谓矛盾多多,明争暗斗,此起彼伏,一场针对能源转型议题的国际博弈正在全面开打。
客观上讲,直到目前,国际气候变化的谈判依然面临困难,任重道远,预计还会面对挑战,因为在全球范围内尚未完全取得一致意见。
联合国气候大会年年召开,但年年吵闹,收获其实还很有限。
在全球气候大会之外,往往是暗流涌动,在科技、资金和贸易等领域竞争激烈,博弈趋势日益加剧,大有“山雨欲来风满楼”的气氛。
在全球气候谈判中,发展中国家也难免卷入到全球碳排放的博弈之中,不得不在国家产出函数中强行增加碳排放的约束条件,而且还需要应对发达国家通过一系列国际规则和国际公权力所强加的额外约束条件。
面临日益严峻的全球气候博弈,发展中国家如何坚守底线,维系自身的经济和社会发展,这就是他们目前面临的严峻考验。
围绕能源转型和碳排放,世界各国将持续博弈,应对全球气候变化任重道远。
在气候博弈中,很显然,目前欧洲走在前沿,日本也比较积极主动。
在能源转型和碳排放博弈中,欧洲作为气候变化的全球引领者,表现显得更加突出,比如燃煤电站在碳排放交易机制下,市场竞争性已经逐步丧失,不得不相继实施关停措施,个别国家还宣布要弃核,今后要逐渐关闭核电厂,不再建设新的核电厂。
但是,对于欧洲大陆来说,围绕着气候变化、温室气体排放和能源转型等诸多问题上,欧洲各国客观上也存在较大的争议或分歧。
以德国、法国和英国为首的西欧国家(老欧洲),似乎站在人类道德伦理的制高点上,试图主导“全球气候治理”格局,而以波兰为代表的的大部分东欧国家(新欧洲)却对气候变化问题采取比较淡漠的态度。
如果仅仅依靠欧洲,无论采取何种激进措施,都无法真正起到关键作用,而不见硝烟的碳排放国际“大战”有可能愈演愈烈。
有些国家,似乎认同气候主义理念,与欧洲有共识,但是左顾右盼,态度不清晰,口号多而务实少,采取比较消极被动的应对措施。
还有某些国家,可能并不太认同气候主义,而是志在本国经济发展,不甘于受二氧化碳减排的制约而牺牲自身的经济发展,而对能源转型和温室气体排放采取措施。
比如,作为二氧化碳排放前四个大国,中国、美国、印度和俄罗斯目前尚未确定一致目标,彼此之间存在冲突或矛盾,博弈将继续持续加剧。
在上述四大国中,目前有明确碳中和的目标的国家只有中国和美国。
作为世界第二大经济体,同时也是世界最大的能源消费大国和二氧化碳排放大国,中国在全球应对气候变化中的角色至关重大,不过中国政府已经制定了应对气候变化的全方位政策体系,坚定了温室气体减排的信心。
中国为世界大国,需要大国担当和全球使命,也提出了2030年实现“碳达峰”,2060年实现“碳中和”,因此火电机组年发电小时数逐年下降,而且在碳交易政策、控制煤炭和价格等制约下,火电企业面临巨大的挑战,未来发展空间正在逐步缩小。
作为世界上二氧化碳第二大排放国,美国在这个问题上表现却出现了反复和矛盾,针对能源转型和碳排放这个议题,共和和民主两党之争加剧。
由于在美国政坛,共和党和民主党竞选剧烈,而且往往轮流坐庄,因此美国政府反复加入或退出相关国际气候协定,确实备受全球关注。
观察美国政治,能源转型和碳排放已经成为美国两党政治博弈的核心议题,你进我退,你来我往,一方积极推动,而另一方却是不屑一顾。
美国是一个世界强国,无论在政治、军事还是经济、文化上都对全球格局演变具有无与伦比的影响力,因此美国政策决定着人类应对气候变化的前途。
在应对气候变化乃至引发的能源转型和碳排放等议题上,预计美国党派之争还将持续下去,目前拜登政府采取积极主动的应对气候变化政策,而一旦共和党再度执政,那么很有可能再度出现政策反复。
对于印度和俄罗斯来说,目前这两个大国尚未提出应对气候变化和碳排放的具体目标,俄罗斯可能是事不关己,高高挂起,而印度似乎是犹豫不决,瞻前顾后,这为全球应对气候变化带来了很大的变数。
四、政治因素不是推动能源转型的决定性力量
从历史发展实践看,能源转型的最主要推动力是市场因素和技术因素。
从能源发展历史经验看,一种能源之所以能够替代另一种能源,其根本力量是市场经济因素和技术进步共同作用的结果,绝对不是由政治因素所决定。
人类社会之所以用煤炭来替代柴薪、用石油来替代煤炭,其关键因素是替代能源与被替代能源相比,在技术和经济上具有可行性和优势。
1.政治力量成为能源转型的推动力
能源转型,政治或许不可能缺位。
从目前来看,人类社会正在处于或者提倡“新能源革命”,试图用新能源来替代传统化石能源,但这种“能源转型热”在很大程度上主要为政治因素所驱动。
政治力,有时候更具有驱动力。
现实上,对于能源转型来说,世界的政治力超越了市场力和技术力,而从“幕后”直接走向“前台”,政府政策扶持成为新能源和可再生能源发展的主要推动力。
能源问题看似是经济问题,但其实也是政治问题。
政治力量往往渲染能源安全和气候变化议题,这本身其实并没有问题,从人类社会“道德、伦理”角度来看,确实值得肯定。
那么,对于全球能源转型,政治力是否应该介入呢?
我个人认为,政治力量肯定要介入到能源转型,但是政治力的介入只不过是为人类社会的能源转型提供了一种压力和紧迫性而已。
或者说,政治力的介入有利于强化人类社会和国际社会应该加快发展新能源的良好意愿和共识,进而形成一种强大的舆论氛围。
政治一旦介入,便存在政治正确问题。
在当今世界,在某些西方国家,政府尤其是某些政府领导人已经陷入到能源革命或能源转型的“神话”或“宗教”陷阱之中。
在欧洲,作为一个政治人物,呢是否提出能源转型或者是否主张发展低碳经济已经成为一个政治问题,能源问题已经演变成为敏感的政治议题或是否“政治正确”的问题。
从个人观点上,我非常反对将政治力与能源问题过度结合在一起。
世界各国的政治力量之所以如此热衷于发展新能源,我们当然可以找出诸多的理由,如确保国家能源安全需要、化石能源排放太多而导致地球气候变化、国家可持续发展需要新能源、化石能源已经逐渐枯竭、石油峰值即将来临等等。
但是,上述这些考虑或观点在很大程度上还缺乏理性的思维,往往都带有较为强烈的“主观”色彩,甚至还是一种非理性的“臆断”而已。
在我看来,美国政府提出“能源独立”战略,日本政府提出“摆脱石油”目标,欧洲提出“放弃化石能源”政策,这些政策宣示在很大程度上可以理解为是“政治口号”而不是经济和社会发展目标。
能源转型和低碳经济能否如期实现,归根结底不是政治问题,而还是技术问题和经济问题,尤其是市场和技术力量能否真正推动这些目标的实现。
人类社会确实需要摆脱对化石能源的依赖,以应对全球气候变化给人类带来的各种挑战,这是我们必须高度重视的大方向。
从政治、安全和道德层面来看,上述逻辑思维绝对值得称颂和肯定,为了应对全球气候变化,人类需要摆脱化石能源,需要实现温室气体“净零”排放的美好目标。
但是,理想和美好的目标,未必就是现实可行的目标,尤其不能依靠政治力量来实现目标,政治家的“纸上谈兵”其实没有实际意义。
2.市场力和技术力是能源转型的真正驱动力
政治力固然不容忽视,但是市场力和技术力才是真正驱动力。
政治力量只有在一种能源快要替代另一种能源之时,提供一种帮助和支持作用,本质上还是要依靠市场和技术创新力量的“借势推力”而已。
我们可以大胆想象,未来能源转型的推动力依然是市场力量和技术力量,而绝对不应该是政治力量,政治主张难以成为真正意义上的推动力。
在本人看来,新能源体系是否能够建立,绝对不会由政府或学者如何鼓吹化石能源枯竭、全球能源安全、气候变化或人类可持续发展等等所决定。
新能源体系的建立,取决于是否出现一种或几种在资源潜力、技术创新、供应能力、使用效能和价格水平等综合指标上能够超越传统化石能源的新能源,取决于新能源体系是否具有市场价值和技术经济的可行性。
本人认为,化石能源是否真正到了发展的“晚期”,目前仍然还是一个未知数。
俄罗斯与乌克兰之间的冲突导致整个欧洲爆发了能源危机,迫使部分欧洲国家重新启用煤炭或核电等措施,足以让我们清醒,化石能源不可能很快寿终尽寝。
目前,在欧洲和美国,化石能源价格暴涨,有人由开始重新审视化石能源,认为化石能源或将持续保持主导能源地位,能源转型将被迫推迟或延缓,甚至可能失败。
当然,上述论调不可能成为主流,我也不赞同这种论调。
暂时发生的现象,并不代表长期的趋势。
我们应该充分认识到,化石能源价格持续上涨或持续下降,并非意味着化石能源的寿命多长或多短,而且价格涨跌其实均具有十分明显的“双重”作用。
一方面,化石能源价格涨或跌,可以促进或抑制新能源开发和能源节约。
另一方面,化石能源价格涨或跌,也可以促进或削弱化石能源自身的勘探与开发的投资动力,而投资有利于延长或缩短化石能源的生命周期。
自18世纪中叶英国首先开始工业革命以来,技术进步与工业化彼此助推,彻底改变了世界经济的基本格局,资源和环境发生了翻天覆地的变化。工业化的直接结果是人民生活质量的提高,并表现在一国或一地的人均家用电器、小汽车拥有量、基础设施、人均居住面积提高或改善等方面。本节以经济增长与能源、金属矿产、水泥消费以及环境保护等方面的关系分析为基础,分析经济增长与资源环境变化的一般规律,为满足我国经济社会可持续发展对资源与环境的需求奠定基础。
一、经济增长与能源消费
18世纪60年代蒸汽机的发明与使用,标志着人类社会开始进入工业化社会。在工业革命以来的200多年里,社会财富的积累超过几千年农业社会积累的总和。大机器的广泛运用使人们能够便利地大规模开发利用能源和矿产资源,并将之转化为社会财富。在人类社会财富快速增长的同时,也出现了人口膨胀、资源耗竭和环境污染等问题,并成为人类社会可持续发展的制约因素。经济发展与能源消费关系主要表现为能源消费总量持续增加、能源结构不断优化、能源强度逐步下降等。
——能源消费总量持续增加。从发展趋势看,一个国家的国内生产总值与能源生产和消费密切相关。发达国家能够实现现代化的一个重要原因,是大规模开发和利用能源资源。产品越丰富,社会越富裕,能源的生产和消费量也越大。工业革命以来,全世界的能源消费总量持续增长。石油消费总量是个典型的例子。石油规模化采掘始于1857年美国得克萨斯。根据BP世界能源统计2009年公布的数据,到2008年底,全球共消费石油约1560亿吨,其中前40年只消费了约2亿吨,20世纪上半叶50年消费了不到100亿吨,最近50多年则消费了1460亿吨(表1和图1)。
表1 1998~2008年全球能源消费一览表 单位:百万吨油当量
图1 1983~2008年全球能源消费变化趋势图
(据BP世界能源统计2009)
——伴随产业结构升级,能源结构逐步优化。随着技术进步和社会文明进程的加快,在产业结构升级的同时,能源结构逐步优化:农业社会能源以薪柴为主;工业革命以来,能源构成发生了较大的变化,欧洲国家工业化最早要用木材炼铁,随着原料中废钢比重的增加,现在炼钢采用电炉了;火车最初是用煤的,现在的高速火车已经用电了。从总体上看,工业革命以来,能源构成经历了从薪柴—煤炭→煤炭—石油→油气—煤炭为主的演变过程。随着全球环境保护运动的兴起,可再生能源发展受到世界各国的高度重视,特别是近年来防止温室气体排放引起全球气候变暖成为环境外交的国际热点,可再生能源得到快速发展,在能源中的比例逐步提高。据有关研究,未来能源结构变化大致如图2所示。
图2 世界一次能源构成及其发展预测(1940~2100年)
(据W.E.Schollnbeger和J.R.Frisch.未来的资源危机.1982)
——随着工业化的完成,世界各国单位GDP能耗逐步下降。在英、美等国工业化时并没有出现全球性能源短缺。换句话说,早期工业化国家在工业化过程中没有明显的资源环境约束,是一种没有或者很少约束条件下的自然发展。日本工业化快速发展时期,正好赶上世界第一次石油危机,1973年提出了资源约束下的经济增长,通过科技创新和结构调整降低单位GDP能耗,完成了工业化的历史任务(图3)。由于实现工业化的支撑技术不同,人均能耗及其峰值也不同。实证研究表明,早期工业化国家人均能源消费量较大时增长才趋缓,后发展国家人均能源消费峰值明显低于前者。例如,发达国家人均GDP在1万美元前,能源消费增长较快:1万美元时韩国人均能耗4.07吨标准煤(1997年),日本4.25吨标准煤(1980年),美国8吨标准煤(1960年)。国务院发展研究中心的冯飞研究员根据有关研究资料,画出了各国能源强度变化的概念模型(图4)。
图3 英、美、日及发展中国家单位GDP能耗曲线
(冯飞.电力技术经济.2007年第3期)
图4 世界主要国家能源强度的变化曲线
(冯飞.电力技术经济.2007年第3期)
二、经济增长与主要金属矿产消费
与能源消费的规律大致相同,随着全球经济规模的扩大,金属矿产消费总量持续增加,并表现为矿产消费与人均收入呈正相关关系。
——金属矿产消费量持续增长。全球主要矿产品消费总量不断增长,表现为在一些国家工业化时增长速度较快,如第二次世界大战后资源消费快速增长,1973年到2000年前呈波动式上升。发达国家矿产品需求下降,部分是因为完成了城市化,部分是因为高耗材产业转移到发展中国家;铅却是个例外,主要与其毒性较大、日益被其他材料替代有关(图5)。
图5 全球矿产品消费增长趋势
(王安建,王高尚等.全球矿产资源战略研究2001年度报告.中国地质科学院全球矿产资源战略研究中心.2001)
——人均钢铁消费强度随人均收入增加而变化。从人均钢铁消费量的变化可以发现,先行工业化国家在工业化早期(人均GDP为3000~15000美元),人均消耗增加很快,后期(人均GDP超过15000美元)人均主要资源消耗出现增长放缓甚至绝对量下降的情形。简单地说,一国或一地人均矿产资源消费强度经历“(低)较快上升—(高)平稳—(较低)缓慢下降”三个阶段(图6)。
图6 1968年世界各国钢铁消费量和人均GDP关系
(马建明.对矿产资源(矿产品)需求预测的思考.2006)
——人均钢材消费量与人均GDP关系密切。从总体上看,人均GDP与人均钢材消费呈正相关关系。从人均钢材消费量与人均GDP关系图(图7)上可见:其一,不同收入水平的国家和地区大致集中在两个区域:图的左下角主要是发展中国家和地区,主要特征是人均GDP和人均钢材消费量均较低。发达国家和地区出现在图的右中部,其特征是人均GDP和人均钢材消费均较高。其二,韩国和中国台湾例外,人均20000美元(PPP)时人均钢材消费约800千克。究其原因,因为重化工业是韩国与中国台湾的主导产业,出口导向是其发展战略,且出口产品的钢材强度较高。虽然日、意、奥、德等国人均GDP与其他发达国家类似,但人均钢材消费较高,因为这几个国家机电产品出口量也较大。
图7 人均钢材消费量与人均GDP的关系
(陆晓明.矿产需求与经济发展关系研究.我国矿产需求预测、资源保障分析及可持续发展对策建议.2006)
三、经济增长与水泥消费
水泥是城市发展和基础设施建设必需的物资,原料来自非金属矿的石灰石,以及工业和生活的部分废物。随着科技进步和经济发展,非金属矿产品广泛应用于建筑、冶金、化工、轻工、石油、地质、机械、农业、医药、首饰和环境保护等领域,成为不可替代的材料,受到世界多数国家的日益重视和人们的青睐。
在工业化和城市化进程中,水泥消费量呈现一定的规律。以美国为例。从1900年起,美国水泥产量和表观消费量呈缓慢上升趋势。据美国经济部国贸局资料,到2008年,美国水泥产量8100万吨,表观消费量9252万吨。从1955年起,美国水泥净进口持续增长,到2008年累计净进口量达1152万吨。1906年到2008年,美国水泥累计产量为50.28亿吨,累计表观消费量54.40亿吨(图8)。
图8 1900年以来美国水泥产量和表观消费量的变化
四、城市化进程中的土地用途变化
不可再生、不可移动的土地是城市发展最基本的条件。城市化的实质之一是对土地等自然资源利用方式从粗放型向集约型转化、集约化程度从低级向高级的发展过程。
各国工业化时土地用途变化情况不同。英国工业革命伴随着以圈地运动为标志的农业革命。早期的圈地运动把耕地变成牧羊场,后期则伴随耕地数量的增加。1793~1815年,由于对法战争贸易中断,垦荒达到高峰。到1830年,曾经称为荒地的土地在英国基本不复存在。
美国耕地面积也有一个变化过程。南北战争及其以后,美国相继颁布了《宅地法》、《荒芜土地法》等法案,大批移民向西拓植,来自国内外的移民不断增加。从1862年到1926年,联邦政府共颁发了139万公顷土地所有权证,面积约为2.3亿英亩。美国农业耕地面积从1870年的4.07亿英亩增加到1914年的9.1亿英亩(图9)
主要工业国家近现代工业史。
。据世界银行数据统计,2005年美国的耕地面积减少到0.43亿英亩,仍为世界上耕地面积最多的国家。图9 美国农用地随着国民生产总值的变化情况
(道格拉斯·诺斯(North,D.).美国的工业化,载于波斯坦、哈巴库克(Postan,M.M.,Habakkuk,H.J.):剑桥欧洲经济史(第六卷).北京:经济科学出版社.2002)
日本工业化时耕地面积变化表现为数量先不断减少而后减少变慢的特点(图10)。在1960、1970和1980年的耕地减少量分别为5000公顷、36000公顷和53000公顷,1980年后每年的减少约13000公顷,反映工业化完成与建设占地减少的一致性。日本经历了一个耕地开发、保护和控制的过程,耕地减少与国土面积小、人均耕地少密切相关。1959年日本农林水产省颁布《日本农用地转用标准》,目的在于确保优良农地,维持农业生产力,适当限制农地转用。
图10 1960年以来日本国民生产总值和可耕地面积的变化
(南亮进.日本的经济发展.北京:经济管理出版社.1992.108)
根据美国学者莱斯特·布朗的研究,在日本、韩国和我国台湾省的工业化过程中,损失了三分之一以上的可耕地,这一点尤其需要引起我国决策者的特别重视。
五、经济发展与环境保护
研究表明,人均收入与污染物排放之间呈倒U型关系(库兹涅茨曲线)。如果经济增长最终能带来环境质量改善,就不必减缓经济增长来保护环境。正因为如此,环境学家和经济学家不断对库兹涅茨曲线揭示的规律进行验证。下面引用其中的一些研究结果。
作为1992年世界发展报告背景研究(IBRD,1992)的一部分,一些专家估计了10个环境指标与人均收入之间的关系。这些指标是:缺乏干净水、缺乏城市卫生设施、城区悬浮颗粒物水平、二氧化硫浓度、1961年到1986年森林面积的变化和年采伐率、河水中溶解氧和大肠杆菌、人均市政废物、人均二氧化碳排放量等。研究结果表明,部分指标确实与库兹涅茨曲线吻合,包括:缺乏干净水和城市卫生设施的状况随收入升高而逐步改善,但收入的升高带来水质的恶化,引起全球气候变化的温室气体明显地随收入而升高;市政废物的产生和排放也是如此。以一个国家的人均排放量表示的二氧化硫(SO2)、氧化氮(NOX)以及悬浮颗粒物(SPM),它们与人均收入水平的关系符合倒U形曲线揭示的规律。
还有一些专家利用该报告中世界经济增长和人口增长的资料,评估森林采伐和SO2排放之间的关系,并对1990年到2025年的全球变化趋势进行预测。对SO2的研究表明,拐点出现在人均GDP3000美元。全球SO2排放总量将从1990年的3.83亿吨增加到2025年的11.81亿吨;人均SO2排放量从1990年的73千克增加到2025年的142千克。森林覆盖从1990年的4040万平方千米,降到2016年的最低值3720万平方千米,2025年又增加到3760万平方千米。因为森林砍伐导致生物多样性的损失,在生物演化尺度上,这一过程是不可逆的
罗杰·珀曼著,侯元兆等译.自然资源与环境经济学.北京:中国经济出版社.2002
。六、世界经济增长与资源环境关系的启示
1.没有一个国家能依赖本土资源实现工业化
由于自然资源地理分布的不均匀性,没有一个国家能依赖本土资源实现工业化。一般地,一些国家某些矿产相对丰富,而另一些国家则相当贫乏;一个国家内的差异也可以表现得淋漓尽致。如盛产石油的科威特,除油气资源外,其他矿产的经济利用价值不大。只有幅员辽阔的国家才有可能资源总量丰富、矿产种类齐全,如美国、俄罗斯、中国、印度、澳大利亚、加拿大和巴西等。即使这些资源大国,也可能存在结构不理想,甚至结构性短缺问题。
以石油为例。世界石油资源丰富,但分布极不均匀。据2000年美国地质调查局(USGS)的评估,在现有经济技术条件下,世界石油最终可采储量约3567.45亿吨,主要分布于中东,可采石油资源1356.78亿吨,占全球石油总资源的38%;其次是前苏联和北美地区,分别为617.27和590.29亿吨,占17.3%和16.5%;欧洲地区最少,仅141.33亿吨,不足全球最终可采石油资源的4%。迄今,全球尚有1280亿吨左右的石油资源有待发现。
根据英国石油公司(BP)2009年6月发布的全球能源统计报告,如果扣除加拿大油砂储量不计,截至2008年底,全球已探明石油储量为12580亿桶,主要分布在中东,剩余探明可采储量为7541亿桶,占全球总剩余可采储量的59.9%;其他几个地区的剩余探明可采储量,均不足全球总剩余可采储量的10%(表2)。
表2 全球石油剩余探明储量 单位:10亿桶
又如固体矿产资源。全球矿产资源的分布非常不均匀。有关研究表明,金属矿产资源总储量的46%集中在矿产地仅占0.25%的极少数大矿中,且集中在少数国家。具体说,大约25种矿产主要集中在3~5个国家。例如,煤炭储量的76.2%集中在美国、德国、俄罗斯、南非、澳大利亚、中国和印度。铁矿90%的储量分布在俄罗斯、美国、巴西、澳大利亚、加拿大、印度、南非、瑞典、法国、委内瑞拉和利比亚,前5国的储量占80%。锰矿资源储量的94%集中分布在南非、俄罗斯、墨西哥、加蓬、澳大利亚、巴西和印度等国,其中南非和俄罗斯共占储量的88%;南非、哈萨克斯坦、津巴布韦、芬兰、印度、巴西、土耳其和菲律宾8国占有世界铬铁矿储量的96%,而前4国则占91.6%。
世界上大多数铁、锰、铬等矿产资源集中分布在少数大型或特大型矿床中。如超大型铁矿有俄罗斯的库尔斯克,探明储量426亿吨,其中富矿储量为261亿吨;富矿石探明及预测储量约820亿吨,600m深度以浅的资源量估计有2900亿吨。乌克兰的克里沃罗格铁矿盆地,保有储量201亿吨;巴西米纳斯—吉斯拉“铁四边形”地区,有100个铁矿床,储量220亿吨;巴西卡拉贾斯铁矿区,富铁矿石探明储量达177亿吨。澳大利亚哈默斯利铁矿区,赤铁矿、赤铁矿-针铁矿矿石品位高,含铁54%~62%,褐铁矿矿石含铁50%~54%,储量共计320亿吨,品位54%~64%的有249亿吨,可露天开采。10亿吨以上的超大型锰矿有加蓬莫安达含锰层,南非卡拉哈里马马特旺型矿石,墨西哥莫兰哥含锰层和加拿大拉皮德—克里克铁-锰层。在加蓬,莫安达含锰层已探明储量2.2亿吨,平均品位50%;卡拉哈里锰矿田马马特旺型矿石储量约132.04亿吨,其中可采储量4.74亿吨,平均品位约39%,如加上卡塞尔斯型矿床的3.4亿吨可采储量,平均品位48%,卡拉哈里锰矿田合计拥有136.13亿吨估计储量,其中可采储量8.13亿吨。
资源产地的持续勘探、开发才能保证全球资源的稳定供应;生产地和消费地的错位并不影响矿产资源的勘探、开发、加工等矿业发展;特别是像我国这样的发展中大国,将资源供应完全寄托在国外市场,既不现实也不可能。所谓不现实是因为资源供应存在不安全因素,所谓不可能是因为没有一个国家能满足中国这么大的市场需求。摸清家底、立足国内应成为我国保障矿产品供应安全的指导方针和立足点。
2.资源强度呈现倒U型或反S型特征
实证研究表明,资源强度(单位GDP的金属消费量)一般呈倒U型曲线特征,人均金属消费量与人均GDP之间呈“S”型曲线的增长关系(图11)。在人均GDP达到1000美元后,一国或一地在工业化过程中进入一个能源资源消费的“爬坡”阶段。
图11 矿产资源单位GDP消耗的倒U型模式和人均消费的S型模式
人均金属消费量与人均GDP之间呈“S”型曲线的增长关系。具体原因主要有:第一,随着经济增长,经济结构特别是产业结构的变化使资源消耗弹性先增后降。在一国经济进入工业化快速增长之前,以农业和轻纺工业为主的“温饱型”产业往往是经济增长的主导行业,资源消耗强度较低。进入工业化后,资源消费开始持续增长,并在重化工业主导的工业化中后期达到历史最高水平。此后,随着重化工业增速放慢,比重减小,服务业增长速度加快,单位产出的资源消耗强度持续回落,并保持较长时间的稳定状态。第二,经济持续增长背景下,不可再生资源价格具有长期的上涨趋势,需求增长和生产成本提高是主要原因。价格上涨将刺激各种资源替代技术的快速发展,如塑料等新材料对钢铁的替代,也将对传统资源的消费强度产生直接影响。第三,随着人均收入的增长,无论是人均钢铁生产和消费量的增加,还是人均住房面积的扩大,都需要消耗大量的实物;即使进入信息化社会,如果没有实物投入,也无法建设高楼大厦和各种基础设施。
不同金属矿产“S”型曲线波长不同,与其性能和工业化中经济结构的演变有关;曲线的起点和形状也因各国的经济结构、资源禀赋、资源政策等不同而异。以美国为例,近百年来美国矿产品及相关产品生产消费呈明显的变化规律。从铁矿石和钢的生产、消费看,美国铁矿石产量1952年达到1.2亿吨的历史最高水平,1954年铁矿石消费量达到1.45亿吨,此后保持在7100万~5600万吨之间。1900~1949年期间多数年份铁矿石视消费量大于产量,铁矿石净进口量不超过500万吨(只有8年净出口,数量不超过200万吨)。1954~1990年铁矿石表观消费量大于产量,差值1200~7000万吨,1991~2007年缩小到1580万~400万吨。1900~2007年铁矿石累计产量70.45亿吨,累计表观消费量82.53亿吨。钢产量1973年达到历史最高水平1.37亿吨,表观消费量2006年达到历史最高水平1.2亿吨。据美国商务部数据、布鲁塞尔报纸对2008年世界粗钢产量及排名报道,2008年美国钢产量为9150万吨。1914~1958年钢为净出口,1959~2008年为净进口。
3.工业化与技术革命相互促进
工业革命以来,机器生产体系逐渐形成。工业化带动了一系列的技术发明(图12),每一项技术发明的出现需要一个过程,从技术发明到生产实践又需要一个过程。当生产发展到一定新的阶段,又对技术发明提出新的要求,如此不断循环,逐渐推进。换句话说,工业革命和技术进步相互促进,共同提高。
图12 英国城市化进程与重要技术发展的关系
在这一过程中,新技术研发和扩散遵循“新技术产业革新点——新技术产业链——新技术产业体系”的“从点到线再到面”式的扩散路径:技术发明首先是在产业体系的一、两个关键点取得突破,然后沿着产业的上下游方向扩散形成新技术产业链,再进一步,向关联产业扩散形成新技术产业体系(网),由此带动城市化逐渐、缓慢前行。
4.循环再生成为原料的重要来源
无论是矿产、能源还是其他生产资料,消费“零增长”至今并未出现。以美国最为典型。美国已进入后工业时代,但仍然是世界上矿产品的最大生产国,许多矿产品产量居世界首位;是世界最大的矿产品消费国,人均消费20多吨,是我国的5倍;也是最大的矿产品贸易国,许多矿产品进出口居世界第一;非燃料矿物的来料加工产值约占美国国内生产总值的5%。
后工业化国家依靠知识和技术创新来发展经济,矿产资源消费增长速率远低于GDP的增长,单位GDP的资源消耗强度大幅度下降;非金属矿产资源消费量,随着人均收入水平的提高明显增加;废旧物资的大量产生和积累,为其回收和再生利用创造了条件,并逐渐成为原料供应的重要补充。钢、铝、铜等大宗废旧金属的回收和再生利用占资源投入的比重不断提高,非金属和各类新型合金的消费量剧增,新型材料和替代品不断出现,应用领域不断拓展,并支撑着社会进步和经济的可持续发展。德国、日本等依赖再生资源发展“静脉产业”就是例证。
尽管地层中的石油和天然气的蕴藏量不可能十分准确地估算出来,但据石油专家们的粗略估计:人类自1973年至1997年间向地球索取了大约5000亿—8000亿桶石油,占当时探明储量的85%。自那时以后,新发现的油田几乎使储量翻了一番。法国专家贾内西尼认为,“就目前已知的石油储量,这个数字约为1万亿桶,够人类消费36—40年(按目前的石油消费速度计算)”。除了这1万亿桶以外,有待发现的石油大约也有1万亿桶。这就是说,地下总共还有2万亿桶石油可供开采利用,可供人类消费近80年。
联合国国际能源局指出,目前已探明的石油储量开采到2020年不会有任何问题。世界最大的石油公司埃克森美孚公司认为,就目前探明的储量来看,即使再开采70年也不会到达底线。随着新油田的发现和勘探及开采技术的提高,人类使用石油的时间可能还会延长。
二、煤与天然气:天然气65年,煤169年
中国除了水能的可开发装机容量和年发电量均居世界首位之外,太阳能、风能和生物质能等各种可再生能源资源也都非常丰富。中国太阳能较丰富的区域占国土面积的2/3以上,年辐射量超过6000MJ/㎡,每年地表吸收的太阳能大约相当于1.7万亿tce的能量;风能资源量约为32亿kW,初步估算可开发利用的风能资源约10亿kW,按德国、西班牙,丹麦等风电发展迅速的国家的经验进行类比分析,中国可供开发的风能资源量可能超过30亿kW;海洋能资源技术上可利用的资源量估计约为4亿-5亿kW;地热资源的远景储量为1353亿tce,探明储量为31.6亿tce;现有生物质能源包括:秸秆、薪柴、有机垃圾和工业有机废物等,资源总量达7亿tce,通过品种改良和扩大种植,生物能的资源量可以在此水平再翻一番。总之中国可再生能源资源丰富,具有大规模开发的资源条件和技术潜力,可以为未来社会和经济发展提供足够的能源,开发利用可再生能源大有可为。
2006年底,中国可再生能源年利用量总计为2亿吨标准煤,(不包括传统方式利用的生物质能),约占中国一次能源消费总量的8%,比2005年上升了0.5个百分点,这为2010年可再生能源占全国一次性能源10%的目标迈出了坚实的一步。
随着越来越多的国家采取鼓励可再生能源的政策和措施,可再生能源的生产规模和使用范围正在不断扩大,2007年全球可再生能源发电能力达到了24万兆瓦,比2004年增加了50%。
2007年至少有60多个国家制订了促进可持续能源发展的相关政策,欧盟已建立了到2020年实现可持续能源占所有能源20%的目标,而中国也确立了到2020年使可再生能源占总能源的比重达到15%的目标。2007年,全球并网太阳能发电能力增加了52%,风能发电能力增加了28%。全球大约有5000万个家庭使用安放在屋顶的太阳能热水器获取热水,250万个家庭使用太阳能照明,2500万个家庭利用沼气做饭和照明。
可再生能源比重的提升传递着“绿色经济”正在兴起的信息,2012年《京都议定书》到期后新的温室气体减排机制将进一步促进绿色经济的全面发展。
根据中国中长期能源规划,2020年之前,中国基本上可以依赖常规能源满足国民经济发展和人民生活水平提高的能源需要,到2020年,可再生能源的战略地位将日益突出,届时需要可再生能源提供数亿吨乃至十多亿吨标准煤的能源。因此,中国发展可再生能源的战略目的将是:最大限度地提高能源供给能力,改善能源结构,实现能源多样化,切实保障能源供应的安全。