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《工人之声》从能源技中国能源安全问题,上海浦

时间:2022/09/15    点击量:

中国能源安全问题,上海浦城热电能源有限公司安全,我国能源与环境问题《工人之声》从能源技中国能源安全问题,上海浦城热电能源有限公司安全,我国能源与环境问题术角度探讨能源安全问题

作者

王雷佩庆兵

中国能源安全问题,上海浦城热电能源有限公司安全,我国能源与环境问题发表于《中国能源》2019年第10期

总结

传统的能源安全理念侧重于能源供应的持续充足保障。随着能源技术的发展,以化石能源为基础的传统大规模生产和长途运输能源系统正在逐步向新能源系统过渡。在这个过程中,能源技术对能源安全的影响越来越重要,也将影响到世界能源新格局的形成。本文阐述了能源技术视角对保障能源安全的意义,并对能源技术发展趋势和我国能源技术现状进行了分析和评价。提出能源安全战略应以能源技术为核心内容,关注能源系统转型中出现的新安全问题;加强能源领域技术创新,提高关键技术自主化水平,突破前沿技术;坚持以目标为导向的能源科技产业,加强创新技术应用等政策建议。

中国能源安全问题,上海浦城热电能源有限公司安全,我国能源与环境问题关键词

能源技术;能源系统改造;能源安全

1 基于能源技术视角的能源安全内涵

中国能源安全问题,上海浦城热电能源有限公司安全,我国能源与环境问题传统观点认为,能源安全是指能源供应可持续、数量安全、价格基本稳定的状态。近年来,环境、气候变化等问题日益突出,以供应安全为目标的传统能源安全观正在逐步向以低碳、清洁、可持续为目标的新能源安全观转变。变革的背后,是决定能源安全的现实环境正在发生变化,这将对未来世界能源体系产生深远影响。在从以化石能源为基础的传统大规模生产和长途运输能源体系向新能源体系转变的过程中,基于各国能源战略需求(包括能源安全战略),世界新能源格局将在主要国家。在他们之间的博弈中逐渐形成。有别于传统能源安全,在新的世界能源格局下,能源安全不仅依赖于军事、金融、外交等传统手段,能源技术将成为各国布局世界能源版图、保障能源安全的重要手段。能源安全。

1.1 传统能源安全概念的局限

传统能源安全主要是指保障石油供应,这是在以化石能源为核心的世界能源格局下形成的。一个国家在世界能源格局中的地位决定了它所面临的能源形势。因此,在传统能源体系下,国际地位、资源禀赋、军事实力、金融优势等因素客观上决定了一个国家的能源安全状况。

中国能源安全问题,上海浦城热电能源有限公司安全,我国能源与环境问题1970年代第一次石油危机后,为解决石油供应中断问题,以美国为代表的主要石油消费国成立了国际能源署(IEA),旨在控制石油需求,确保成员国石油供应安全。 通过有目的的对话和其他形式的合作,促进与石油生产国(主要是石油输出国组织,即欧佩克国家)和其他石油消费国的合作关系是IEA的宗旨之一。同时,发达国家为了控制石油供应,保障自身能源安全,获取最大经济效益,通过强大的军事实力和政治影响力构建世界能源格局。这一格局具有鲜明的特点:一是基于油气资源的地理分布形成,中东、俄罗斯、中亚、南美已成为世界主要的石油供应地区;第二,以国际能源署和欧佩克为代表的组织已成为全球领先的能源结构。重要力量。此前国际石油市场动荡到最终平衡,多是两大组织博弈的结果。

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随着全球气候变化和大气污染问题的突出,环境保护和可持续发展逐渐在世界范围内达成共识。世界上大多数国家都在积极推进能源转型实践,向清洁低碳能源体系转型。因此,在能源转型不断推进的背景下,只强调以保障能源供应为核心的传统能源安全将失去现实基础。如果传统的能源安全理念继续指导未来的能源安全战略,其政策逻辑仍将是在大国主导的世界能源格局中,通过对外投资、能源外交等手段,争取话语权和一统天下。比如美国。事实证明,中国这样的发展中大国中国能源安全问题,虽然是能源消费大国和进口大国,但目前没有美国那样的能源格局影响能力,也没有控制国际原油市场的能力。油价。例如,由于原油市场缺乏定价权而导致的亚洲溢价,每年给中国造成数百亿元人民币的损失。随着我国油气进口依存度不断提高,在不改变传统能源格局的情况下,我国能源安全仍将长期受到外部因素的挑战,这意味着能源安全战略要继续聚焦传统地缘政治这些因素不利于从根本上改变中国的能源安全形势。

1.2技术视角下的能源安全及其现实意义

随着可再生能源技术的发展和智能电网、储能等重点领域的不断突破,传统化石能源体系受到挑战,正处于向新能源体系过渡的过程中。虽然在总量中的比重还比较有限,但可再生能源已经成为增量部分的主角。 2017年可再生能源发电量已占全球发电量增量的70%(REN21, 2018)。在逐步进入平价时代后,风能、太阳能等非化石能源规模能源将进一步扩大,能源转型过程或将出现意想不到的发展,形成以风电、光伏发电等新能源为基础的新能源体系。

新能源体系将改变世界能源格局。传统能源系统以化石能源为基础。化石能源分布具有明显的区域特征,受地理因素影响较大。新能源系统将减少对化石能源的依赖。风电、光伏发电、核能、氢能等新能源在新能源体系中占有重要地位。由于这类新兴能源分布广泛,受地域因素影响较小,新能源体系将冲击并逐步改变世界传统能源格局。世界各国的能源安全形势不再仅仅依赖于(甚至不依赖于)对油气资源的控制能力,而是将大大突破地缘因素,更多地取决于技术水平和开发能力新能源利用。例如,依托风电、光伏发电等新能源利用技术,可再生能源发电在德国总用电量中的比重迅速提高到30%左右,风电、光伏发电、生物质能发电、垃圾发电等发电量已达到60%。 %以上,长期依赖油气进口的局面在较短时间内扭转,德国面临的能源安全形势发生根本性变化。再比如,美国的页岩气技术革命虽然没有改变以化石能源为主导的能源体系,但也让美国在短时间内从能源进口国转变为能源出口国,改变了世界能源格局。国家能源安全形势中国能源安全问题,直接推动美国能源战略。调整。

当今世界正处于新兴能源技术的高潮。为应对气候变化,许多国家利用自身优势技术开发低碳能源,摆脱高碳化石能源。尽管这一过程不断重复,但向低碳能源体系转型的大势已不可逆转。世界能源格局将在能源转型过程中发生根本性变化:掌握化石能源不再是决定世界能源格局的最重要因素,掌握关键能源技术将决定未来世界能源格局。从这个角度看,能源安全不再仅仅强调能源的供给,而更强调能源关键技术的掌握。因此,基于传统能源安全的能源战略制定也应相应调整。

首先,掌握核心新能源技术可以减少对外部能源的依赖。在传统化石能源体系下,由于资源的地域分布,掌握化石能源开发利用技术并不是保障能源安全的必要条件。发达国家之所以能够以先进的技术在全球范围内部署能源格局,与强大的政治、军事和经济能力以及地缘政治等因素密不可分。新能源体系对化石能源的依赖程度较低,而大多数国家拥有丰富的风能、太阳能、生物质能等可再生能源资源,适合发展。掌握新能源开发利用技术,可以在一定程度上跳出化石能源。能源系统构建的世界能源格局,从而减少能源对外依存度。许多化石能源资源禀赋较差的国家也在积极通过掌握能源技术提高能源安全水平。例如,以色列自然资源严重匮乏,大部分能源来自进口。政府长期以来一直鼓励技术创新。通过开发替代能源,减少了对石油的依赖,缓解了国家能源安全压力。其中,发展煤制甲醇、植物生物燃料替代石油、发展电动汽车智能基础设施替代燃油汽车等举措取得积极成效。另一个例子是煤炭丰富而石油含量低的南非。依托煤制油技术,克服了国际社会长期石油禁运带来的困难,在一定程度上提高了能源供应的安全性。目前,南非的煤制油技术处于世界领先地位。级别。

第二,控制新兴能源技术可以在新的世界能源格局中占据重要位置。 1970年代石油危机后,以欧佩克和国际能源署为代表的石油生产国组织和石油消费国组织经历了多次博弈,形成了世界能源格局的基本框架。此后,俄罗斯在国际能源结构中的话语权大大提高,也成为世界能源结构中不可忽视的重要一极。进入新世纪以来,全球能源需求增长的重心逐渐向发展中经济体特别是亚洲转移。但由于缺乏控制油气资源和影响市场的有效手段,亚洲在国际能源市场上缺乏话语权。当前世界能源格局仍以发达国家和以美国为代表的主要油气生产国为主。长期以来,中国试图通过外交、对外投资、金融市场等方式在现有能源格局中获得话语权,但与预期结果仍有差距。从当前全球能源技术发展和能源转型趋势来看,太阳能、风能、生物质能等新能源的开发成本将持续下降。占能量增量的主要部分。与此同时,储能、氢能等前沿能源技术也得到了发展。世界能源体系正在从传统的大规模集中生产、远距离输送的模式转变为多种能源利用方式(如小规模、分布式、就近优先利用方式)并存的新能源体系。这种转变的不断发生,将对传统能源格局产生冲击,极有可能在全球范围内形成以能源技术能力为核心、全球布局新能源的多极新能源格局产业链战略。

三是能源技术推动能源体系转型,重塑产业体系。从广义上讲,能源安全就是经济安全。能源系统的变革可能比信息革命更加深刻和深远,是21世纪最大的经济、社会和环境革命。能源系统本身就是工业系统的一部分。从能源体制改革和产业转型的内在逻辑来看,能源安全也是经济安全。很久以前,有学者将工业系统与能源系统相结合,从能源层面来解释工业转型或工业革命。他们认为,工业革命本质上是“能源革命”或“能源转型”,而能源转型是工业革命的核心和动力。 .

回顾工业革命的历程,不难发现,能源的核心和动力已经在几大变革中得到了清晰的体现。例如,由于技术突破,以煤炭为代表的化石能源体系取代了以薪柴为代表的能源体系,英国工业重新获得了竞争优势。发电机的发明和使用推动了能源向“电气化”的转变,不仅改变了企业使用能源的方式,还涌现出大量以电为驱动的工业产品,最终形成了以电为驱动的工业生产体系。 .

在新产业体系形成初期,产业转型对能源体系提出了新要求。例如,当前工业绿色低碳转型需要更清洁、低碳的能源。当能源系统发生根本性变化时(如以可再生能源为代表的清洁能源系统取代化石能源系统),产业系统与能源系统的关系发生变化,能源将成为未来的发展方向产业转型。具有能源系统特征的产业业态将出现,形成未来产业体系,推动整个产业发展进入新阶段。因此,从产业体系和能源转型的内在逻辑来看,掌控未来的能源前沿技术,可以建立起国内相对独立的能源体系,进而在推动全面转型和转型的过程中获得强大的产业竞争力。国内产业体系升级。 .

2能源技术发展趋势

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考虑到中国的资源禀赋和单一可再生能源不足以成为主导能源的技术特点,未来中国的新能源体系将是化石能源与多种可再生能源的有机结合。决定中国能源安全的技术不仅包括以风能、光伏发电为代表的相对成熟的可再生能源技术,还包括以智能电网、储能、氢能为代表的前沿技术,如超超临界燃煤发电、现代煤化工等传统化石能源清洁利用技术,以及对不同类型能源进行渗透和有机整合的能源系统集成技术。从能源转型趋势看,能源技术发展趋势将呈现以下特点。

2.1 低碳能源技术

首先,核电、风电、光伏发电等清洁能源利用技术的成熟,将大大降低能源系统的碳含量。发展清洁能源技术可以大大减少能源生产过程中的污染排放,提高能源系统的清洁度,为减少环境影响和应对气候变化做出重大贡献。我国核电技术发展日趋成熟,已达到世界先进水平。风能、太阳能、生物质能、地热能、海洋能等可再生能源利用技术近年来发展迅速,其中风能和太阳能利用技术最具代表性。成本方向。

二是节能技术进步带来的能效持续提升,仍有提升空间。这种对能源安全的贡献不容忽视。 《BP 技术展望(2018)》是指对全球 35 种技术使用情况的考察。该研究认为,具有巨大节能潜力的领域包括汽车、供暖、烹饪、洗涤和发电厂。如果实现最大程度的节能减排,煤炭、石油、天然气和生物质能的需求将分别减少31%、47%、40%和40%。

2.2 智能能源技术

根据 BP Technology Outlook 2018 估计,作为数字工具(包括传感器、超级计算、数据分析、自动化、人工智能等)的一次能源需求和成本将降低 20% 至 30%。信息化、智能化技术渗透到能源开发利用的各个领域。能源智能化在工业、建筑、交通、生活、智能电网、能源互联网、分布式能源等领域的应用中国能源安全问题,与信息化、智能化的发展息息相关。 在工业领域,建立能源管理与计量的数字化系统,可以帮助企业更好地管理流程,达到提效降耗的目的。在电力生产中的应用可以提高电厂的智能化,提高电厂的效率。智能电网的发展可以促进可再生能源的本地消费,提高终端能源效率。

例如,智能电厂的本质是信息技术和智能技术在发电领域的高度发展和深度融合,其主要特征是泛在感知、自适应、智能融合和交互。再比如,能源互联网的发展离不开大数据、云计算、人工智能等先进信息技术和智能技术的支撑。智能电网与能源一体化模式也将呈现三种不同的形式:以智能电网的广域互联为载体,实现可再生能源集中消纳和跨区域能源资源配置;以区域和用户级综合能源系统为载体,实现可再生能源就地消纳和终端能效提升;以智能装备和泛在能源网络为载体,构建零边际成本能源网络,实现能源生产和消费的新业态和新模式。

2.3 能源技术集成

不同类型能源技术的不断融合,能源综合利用协同作用的增强,能源系统集成的优化,将使不同能源形式的相互转换成为可能。通过能量的储存和转换,电能、热能、化学能等可以相互作用。例如,太阳能热电站与其他能源形式(包括风电、生物质能等)的整合与整合;天然气系统通过耦合设备与电力系统相互作用;热系统通过耦合和存储技术和设备与电力系统相结合。

3 我国能源技术现状评价

目前,我国可再生能源、核能、氢能、节能等方面普遍接近国际先进水平,智能电网、洁净煤领域基本达到国际先进水平,甚至领先其他国家一些技术。经过多年的科技研发,在许多关键技术方面取得了突破。但在大型或尖端能源装备、材料、新能源系统关键技术如重型燃气轮机、新型高效光伏技术与装备等方面,与先进国家相比仍有差距。 、大型风电设备、耐压或耐高温特殊材料等,需要进口或从国外采购等。

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3.1 总体状态

随着能源科技的进步,我国在能源领域的多项关键技术取得重大突破,能源产业的国际竞争力显着提升。

从技术产业化程度来看,常规能源和可再生能源领域的大部分技术已经处于产业化阶段。但储能、氢能及可再生能源配套技术(如能源互联网)产业化水平不高,尚有一定比例处于实验室或中试阶段。在中国,能源领域处于工业化阶段的技术比例普遍低于国际水平。例如,在氢能等新兴能源领域,即便是在常规能源清洁利用和可再生能源等相对成熟且竞争激烈的领域,国内技术在产业化阶段的占比也低于国际水平。从技术产业化的角度看,中国的能源技术还处于降低能源对外依存度的水平,尚不具备在全球布局产业链的能力。

从技术水平来看,可再生能源领域整体技术水平最接近世界先进水平,但该领域优秀的前沿技术主要集中在美国、欧洲和日本。常规能源清洁利用和可再生能源配套领域(如能源互联网)近半数技术与世界主要发达国家同步。从技术水平现状来看,我国能源技术总体上仍处于与世界水平并驾齐驱的阶段,在某些方面处于世界领先水平,但并不具备绝对优势。

3.2 各种能源技术的评估

如本文所述,我们将能源技术对能源安全的影响分为三个层次,即降低国家对外依存度、布局世界新能源格局、引领世界工业革命。综合这三个水平,我国在常规能源清洁利用方面的技术水平普遍接近或达到世界先进水平。但在全球能源体系向清洁低碳能源体系转型的趋势下中国能源安全问题,常规能源的清洁利用只能减少中国对油气进口的依赖。保证我国能源供应安全的第一层次还不足以提供第二层次。能源安全。

可再生能源技术在很多方面处于世界领先水平,尤其是光伏发电和风力发电技术,已形成成熟完整的产业体系。从装机容量增速来看,我国风电和光伏发电有很大比例替代燃煤发电的潜力,但在大型或尖端的可再生能源设备和材料方面,相比跟工业发达的国家差距很大。

在支撑可再生能源规模化发展的配套能源技术中,高效大容量远距离输电技术是我国智能电网的重要研究领域,也是最大的特点我国智能电网研发与国外智能电网不同。但我国在大规模电网运行技术方面与国际先进水平仍有差距。国外智能电网建设的重点和核心是智能配电技术领域。电动汽车充换电技术、分布式电力接入与微电网技术、智能用电技术均领先于我国。

从自身属性来看,核能具备成为基础能源的能力,但由于难以形成一致的安全概念,加之当前世界多国采取的无核化行动,这使得核能成为未来能源系统的一部分。状态有很多不确定性。

氢能及其利用技术的发展,很可能带来未来能源系统的变革。 “十一五”以来,我国初步形成了氢能及燃料电池技术研发体系,制氢量居世界第一中国能源安全问题,氢能利用产业也起步。包括我国在内的大多数国家,在氢燃料电池技术领域的商业化应用仍面临瓶颈,尤其是在成本和寿命方面。目前,我国对氢能的能源利用还比较少,主要用在工业领域。氢燃料汽车可以提供与传统燃料汽车大致相同的性能,并且可以达到与纯电动汽车相近的环保效果。未来能源利用潜力巨大,特别是在重型交通领域。欧盟和日本已将氢能利用规划为国家能源体系的重要组成部分。如果氢能的应用变得成熟,将直接有助于降低我国对石油进口的依赖,也将对能源体系和能源格局产生重大影响。

目前,中国的各种能源技术主要集中在第一层,即降低国家能源对外依存度。未来,如果技术能力能够不断提升,随着能源体制改革的不断演进,先进的能源技术水平将转化为影响世界新能源格局甚至引领世界产业变革的能力。

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图1中国的各种能源技术

能源安全影响简图

4提高能源科技水平,保障能源安全

政策建议

随着世界能源转型,能源技术先进的国家将在新能源格局中占据主动。在构建新能源格局的过程中,中国要准确定位符合中国国情、顺应世界能源发展趋势的能源技术领域,争取在国际能源市场上的话语权,从而掌握主动权能源安全。

First, the energy security strategy should take energy technology as the core content, and at the same time pay attention to new security issues arising from the transformation of the energy system. The formulation and adjustment of the national energy security strategy should be in line with the development of energy technology at home and abroad. While attaching importance to traditional energy security, the development of energy technology and the mastery of cutting-edge technologies are regarded as a core content of ensuring energy security. Organize experts to evaluate the level of energy technology, clarify the development stage and distribution pattern of energy technology in the world, evaluate technology gaps in key areas, and make long-term plans and layouts for technologies that are in line with energy transition trends and China's actual conditions. Pay attention to and attach importance to new energy security issues arising in the transition to a new energy system, such as information security, network security and other issues that have become increasingly prominent after the degree of energy interconnection is deepening, and establish a preventive mechanism for possible new energy security issues.

The second is to strengthen technological innovation in the energy field, improve the level of autonomy of key technologies, and strive to achieve breakthroughs in cutting-edge technology research and development. Improve the energy technology innovation system and mechanism, and stimulate the enthusiasm of enterprises for scientific and technological innovation. Concentrate scientific research and focus on breakthroughs in key technologies with a low degree of autonomy. Basic research should be strengthened for cutting-edge technologies that may have transformative impacts in the evolution of the energy system. For example, for key technologies in energy storage, hydrogen energy and other fields, major scientific and technological projects can be deployed to make key breakthroughs, and the innovation capability of cutting-edge basic science can be continuously improved.

The third is to adhere to the industrial target orientation of energy technology and strengthen the application of innovative technologies. For areas where innovative technologies have a certain application basis, such as renewable energy, energy Internet, etc., it is necessary to actively promote the efficient collaboration and transformation between "production-academia-research", and promote the iterative upgrading of technological development and industrial development. Give play to the role of the market mechanism, speed up the industrialization process of energy technology, and enhance the international competitiveness of related energy industries.

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王磊

《工人之声》从能源技中国能源安全问题,上海浦城热电能源有限公司安全,我国能源与环境问题术角度探讨能源安全问题

Ph.D., Associate Researcher, Institute of Industrial Economics, Chinese Academy of Social Sciences, research direction

For energy system, energy efficiency.

Pei Qingbing

National Development and Reform Commission Energy Research Institute.

中国能源安全问题,上海浦城热电能源有限公司安全,我国能源与环境问题Wang Lei, Pei Qingbing. Discussion on energy security from the perspective of energy technology [J]. China Energy, 2019, 41(10):38-43.

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