处于煤炭时代 迎接石油时代的中国能源

□ 中国石化石油勘探开发研究院 张抗

　　人类的生活和生产离不开能源，以能源为标准所划分的时代与社会和经济发展的时代、阶段划分紧密相联，但在内涵与时限上有相当的差异，各有其独特之处。能源时代如何划分，特别是中国的能源总体上处于什么时代，这对认识中国国情、研究中国能源发展战略有重要意义，目前业界对此也尚有不同认识。笔者愿以此文作引玉之砖，求教于同仁。

 

世界能源——石油时代

　　按起主导作用的能源类型不同，人类经济发展分为薪柴、煤炭、石油（Petroleum，包括液体烃的原油和气态烃的天然气）和后石油时代。表1列出了1900～2010年世界一次能源构成的变化。20世纪二三十年代煤炭占能源的比例降到85%左右，石油占比达到10%左右，第一次、第二次世界大战加深了人们对煤炭、石油优越性的认识。“二战”后，中东石油新发现使世界石油产量有可能快速增加。经过近20年发展，在20世纪60年代初，世界能源构成中煤炭与油气由平分秋色发展到油气占优势，世界能源开始进入石油时代。表1显示，即使在2010年狭义石油（液态烃）在世界能源构成中的比例也仅略高于煤炭，远未占“明显优势”。但从广义概念来说，从上世纪末以来（狭义）石油和天然气所占比例己达60%左右，可以无愧于石油时代的称谓。

 

1能源时代更替要有相当长的过渡期

　　在人类历史上，石油的发现和小规模利用已有很长时间。早在19世纪初已出现蒸馏法炼油。1859年，美国第一口机械钻井打出了工业油流，标志着现代石油工业的开始。此后，经济需求和技术发展促进石油产量加速增长。人类用了100多年的时间完成了向石油时代的过渡，与从薪柴时代向煤炭时代的转变类似。这向我们表达了一个信息：新能源从产生到替代旧能源并居于明显领先的地位需要不短的历史进程，他与社会经济制度的变化进程类似。之所以出现这种现象，是受两方面因素制约：一是生产的发展主要依靠科技进步，而后者是一个长期积累逐渐发展的过程，是在前人基础上继续攀升的过程，绝不可能一蹴而就；二是世界发展有明显的不平衡性，经济发展的巨大差距使有些国家/地区的油气成为能源构成的主力，但另一些国家/地区可能还停留在煤炭甚至薪柴时代，以全球均值计的进入石油时代的时间就可能大为推后。从全球历史发展角度审视，科技发展和不平衡性的减弱两方面因素都有逐渐加速的趋向，似乎可以预言，随着时间的推移，能源时代的更替会有加快之势。

 

2能源构成的变化会有起伏和反复

　　能源构成的实际变化既受全球经济起伏的制约，也受发展不平衡格局改变的影响。第一次、第二次石油危机前后能源构成的变化就是最好的例证。第一次石油危机前的情况可以1970年为代表，油气和煤炭占能源的比例分别为64.2%和29.4%（详见表2）。第一次石油危机的突然到来，使油价大增，使石油消费国经济受到巨大冲击，经济运行混乱、GDP增速明显降低，甚至有的国家呈现负值。但是，能源运行的惯性明显影响了原料构成的变化，仅减缓了能源构成变化的势头，能源构成本身却变化不大，1973、1975、1977年油气和煤炭占能源的比例分别为63.4%和26.0%、65.7%和26.4%、65.7%和26.1%。为了应对石油危机，石油进口国建立了经合组织（OECD），特别是成立了专门应对石油短缺的国际能源署（IEA），采取了以“市场力量战略”为主体的一系列对策。于是当第二次石油危机伴随着猛涨的油价到来时，并没有使经济出现明显的动荡，有效的战略储备和有序的能源切换基本保障了经济的平稳运行和增长。在第二次石油危机后，石油在能源中的比例加速下降、天然气的比例加速上升，在1985年分别为39.4%、20.3%。这使得该年油气占能源的比例(59.7%)比第二次能源危机前的1979年(65.3%)降低了5.6%。在其他能源比例变化不大时，迫使煤炭比例也从1979年的25.8%上升至1985年的28.4%。无独有偶，这种经济困难时期煤炭比例上升的能源构成逆行变化也出现在1998年金融危机后的数年中。这雄辩地说明，能源构成的变化是受市场规律控制的，为了生存和盈利，企业更加垂青于廉价能源和原料。

 表1 1900～2010年世界一次能源构成变化   %

年份     煤炭    石油   天然气   油气   其他

1900    94.2    3.8    1.5    5.3   0.5

1920    86.7    9.5    1.9   11.4   1.9

1940    74.6   17.9    4.6   22.5   2.9

1950    61.1   27.0    9.8   36.8   2.1

1960    52.1   31.2   14.6   45.8   2.1

1970    35.2   42.7   19.9   62.6   2.2

1980    24.7   43.4   17.0   60.4   14.9

1990    25.3   36.7   19.1. 55.8   18.9

2000    22.9   36.5   20.8   57.3   19.8

2010    29.5   33.7   23.7   57.4   13.1

 

表2   1970～1985年第一、第二次石油危机前后世界基础能源消费构成变化 %

年份    石油 天然气 煤炭    其他 年份   石油   天然气 煤炭 其他

1970    48.0   16.2   29.4    6.4 1978   48.6    16.8   25.8  8.8

1971    48.4   16.8   28.2    6.6 1979   48.3    17.0   25.8  8.9

1972    49.3   17.1   26.9    6.7 1980   46.5    17.5   26.5  9.5

1973    50.4   17.0   26.0    6.6 1981   45.1    17.7   27.0 10.2

1974    49.7   16.8   26.0    7.5 1982   43.7    17.9   27.8 10.6

1975    49.0   16.7   26.4    7.9 1983   41.5    19.5   28.2 10.8

1976    48.7   16.9   26.5    7.9 1984   40.5    20.1   28.1 11.3

1977    49.1   16.6   26.1    8.2 1985   39.4    20.3   28.4 11.9

 

后石油时代展望

　　后石油时代是能源发展史上的一个全新时代，不再是某一能源以绝对优势代替另一种能源，而是多种能源并举、因地制宜互补式发展。过去受经济和科技水平的限制，人们在某种程度上是被动地选择能源，有什么用什么，或者不用就会难以生存发展时被迫使用。例如，内燃机时代人们只能选择多用油气，而不能不减少、以致在某些领域淘汰煤炭；丘吉尔为了获得海上优势而决定舰船全部烧当时英国还很稀缺的燃油；现在人们为了更强大持久的动力，大力制造核动力潜艇和破冰船。多能源并举的后石油时代，使人类依托科技发展在能源上获得了相当程度的主动权和自由度，从而可以更快地推动社会发展。

　　后石油时代意味着化石能源将长久地发挥作用，而不是像某些人预料的很快就走下能源舞台。受“峰值论”、“枯竭论”的影响，认为石油产量已经或即将走上减产路，不久就会无油气可用的悲观论调曾多次在许多人心头蒙上阴影，甚至产生“为石油而战”的伪命题。但是，常规油气的不断发展，特别是非常规油气的强势崛起，使人们摈弃了这些观点。保守地说，油气资源完全可以支持人类顺利地走入下个世纪。如果油气产量在本世纪中后期有所下降，并不意味着资源枯竭，而是被更多更高效的能源替代。化石能源中最令人关注的是煤炭。由于煤炭对环境的影响，许多人认为是它是“脏”能源，欲去之而后快。实践证明，煤炭在能源中的比例将会缓慢、有起伏地下降，但会长期存在。这不仅是因为在某些地方煤炭的使用较为方便廉价，更主要的是依托快速发展的科技，可以实现煤炭的清洁化使用。总之，没有所谓的“坏能源”，只有对能源不合理的利用。因地制宜、扬长避短，可以使人们以更小的代价获得更大的收益，这正是市场配置资源的基本原则。从这个角度上说，化石能源的多元化发展是个长期有效的战略。

　　在后石油时代，人们要积极但更加科学地发展新能源。非化石能源是后石油时代日益重要的能源类型，特别是可再生能源的兴起众目所瞩，这是全人类的共识，但是，如何发展新能源却存在一定的分歧。受化石能源枯竭论以及因对策不良而产生的环境负面效应影响，有些人认为必须在短期内完成新能源替代的“革命”，似乎不如此便会陷入无能源可用或环境将崩溃的危机中。在新能源因发展不够成熟而缺乏市场竞争力时，就大量以政府补贴的形式进行扶持。大量且长期的财政输血，使新能源在短期内会有一定的“政绩”，但却削弱了其提高科技水平、降低成本的动力。事实提醒我们，需要反思一下新能源的发展思路，要尊重经济发展的客观规律，让市场而不是政府意愿决定资金流向。在新能源发展水平不够高、缺乏市场竞争力的情况下，把有限财力集中在新能源和能源清洁化的研发上，在大规模生产前以财政支持“放大样”的建设和运行，以取得全周期成本和环境影响的系统数据，在试点成功后再大规模推广，不轻易对生产者和消费者予以直接补贴，特别是长期补贴。承担能源主力的基础能源的长期发展，为新能源的“从容”发展提供了时间，为其初期打好基础以利于后期加速发展创造了条件。

 

中国能源——煤炭时代

1中国整体上处于能源的煤炭时代

　　表3显示，直至上世纪末，煤炭在中国能源构成中仍居绝对优势，所占比例大于70%。在1970～2000年的30年中，我国经济发展不够快且起伏较大，能源消费总量平均年增率为5.49%；2000～2009年的9年间，GDP快速增长且能源消费弹性系数较高，能源消费总量平均年增为率8.11%。能源的紧缺使2005～2009年煤炭所占比例重回70%以上，石油比例也呈略降之势。显然，经济的快速增长在能源上是以煤炭使用量大增为支撑的。2010～2012年的3年间，我国经济发展速度稍降，能源消费量年均增长率也降到5.65%，相应地煤炭占能源比例也略低于70%，2012年仍为67.5%。参考《BP世界能源年鉴》的资料，在能源总量中包括了新能源的情况下，笔者计算，2012年中国煤炭、石油、天然气占能源的比例依次为68.5%、17.7%、4.7%，其余9.1%中核电、水电、新能源分别占0.8%、7.1%、1.2%。相应地，全球煤炭、石油、天然气占能源的比例依次为29.9%、33.1%、23.9%，其余13.1%中核电、水电、新能源分别占4.5%、6.7%、1.9%。无论从油气还是天然气所占比例看，目前中国的能源构成数据与全球上世纪40年代后期的平均数据相似。从这点上看，中国仍处在能源的煤炭时代。

　　对于中国未来的能源构成，我国的系统情景分析以国家发改委能源研究课题组参照2007年前的历史数据作出的预测为代表。对“节能情景”所作的预测值按2010年和2012年的实际值验证，发现计入新能源的能源消费总量预测值偏低，例如2010、2012年预测值分别为31亿吨标煤和33.8亿吨标煤，而实际值为32.5亿吨标煤和36.2亿吨标煤。这说明该预测的一些指标至少在近期仍属偏乐观的。按照该预测，我国2035年的能源构成中煤炭、石油、天然气分别为51.5%、24.8%、16.5%，油气合计值比煤炭低10.2%。按照上文提及的IEA于2013年末的预测，在2035年中国能源构成中，煤炭、石油、天然气的比例依次为53%、18%、12%，油气合计值比煤炭低23%。由此看来，直至本世纪30年代，中国还难以说进入了石油时代。

　　还必须注意到，中国经济和能源消费构成的巨大不平衡性。中东部经济的发展程度明显高于中部，特别是高于西部，加上中西部又是主要产煤区，因而其煤炭在能源中的比例会远高于全国均值。据中国统计年鉴的资料，2009年我国城镇人均生活用能为336千克，而农村仅为184 千克，前者为后者的1.83倍。经济落后、交通不便的许多边远农村地区甚至还停留在薪柴阶段，生活用能靠木柴、秸秆，生产靠畜力、人力。

 

2现阶段的能源战略对策

　　大量事实证明，无论是社会、经济还是能源都有其客观发展规律，有其阶段性和互相依赖性，在一定条件下发展可以加速，但阶段不容易超越。现阶段我国能源战略对策的形成必须要考虑国情和时代的特点。一方面，中国整体上仍处于煤炭时代前半期，即使GDP总量在近期内名列世界前列，也不可能在短期内进入后石油时代；另一方面，要看到中国经济持续快速发展和城镇化水平迅速提高，面临着能源供应和环境保护的巨大压力。因此，中国必须有超越前人的能源发展新思路、新对策。限于篇幅，这里仅就本文所讨论的能源构成方面的问题作些探讨。

　　（1）持续提高石油特别是天然气在能源消费构成中的比例

　　应该说，提高石油，特别是天然气的消费比例，这是各国在能源的煤炭时代后期和石油时代前期都必须采取的战略对策。我国在能源上几乎落后了一个时代，油、气在能源构成中的比例相当低，难以适应石油时代的生产方式和持点，必须加速追赶。否则，能源结构的不合理将明显阻碍经济的合理运行，严重的环境问题会产生影响深远的负面效应，进而导致整个社会发展的不可持续性。因此，必须解放思想，加速油气供应：在生产上，要油气并举、常规与非常规并举、地下油气采出与煤制油气和生物制油气并举；在能源消费上，要把节能放在首位，采用集中式大规模使用与分布式综合利用并举的方式等。

　 （2）重视能源发展产生的环境影响，特别是重视煤炭生产和消费的清洁化

　　众所周知，我国资源禀赋具有（相对）多煤、少油、贫气的特点。即使我国油气产量进入世界前列，仍将在2020年前成为世界第一大原油、天然气进口国。与其他国家相比，中国要更加重现煤炭的清洁化利用：开发上要尽量减少对地表，特别是水资源的负面影响；利用上要大幅度减少乃至消除对环境的污染；注意提高其能源利用效率，这是降低我国能源强度、遏制能源消费总量过快上升的重要保障。

　　许多先进国家在煤炭生产的现代化、大型煤电站的环保高效上已取得令人瞩目的进展。近年来，我国一方面加快引进其他国家的科技成果，另一方面下大力气针对国情开展有创新性的基础性、应用性研究，特别是以逐步放大的规模进行煤制气、煤制油和煤（基）化工的工业化生产实验。应指出：在这方面的许多工艺、设备已达到国际先进水平并获得自主知识产权，部分产品己具备市场竞争力。这给我们两方面的启示：第一，许多待解决的难题要持续加大科技投入，很多实验项目要尽快转为工业化生产。对已投产的项目要逐步降低成本，并通过数年的持续运行判断设备的可靠性、抗风险能力、长期生产的环境影响等，这方面任重而道远。第二，已取得的进展使我们看到了希望，看到了煤炭清洁化、环境友好的可能性，看到了有可能充分利用我国的煤炭资源为经济和社会发展贡献力量，并在煤炭占能源比例较高的情况下，保障能源供应和环境健康，迎接多能源因地制宜发展的后石油时代。

　　（3）积极稳步地发展多种新能源

　　上世纪后期以来，环境保护，特别是能源低碳化已形成了影响巨大的社会思潮，认为水电、核电等非化石能源也会危及环境，把环境保护的希望寄托于可再生的新能源。在期望值很高、重金投入情况下，新能源获得了较快发展，但是也出现了一些发展中的问题和认识上的误区。

　　首先，目前新能源的市场竞争力尚不足，为促进其发展，多数国家采取了直接给生产者或消费者以补贴的政策，其负作用前文已述及。目前应将主要精力（包括补助）用于新能源的基础性研究以及如何降低成本的技术攻关上，而不应过分着力于产量的增长。

　　其次，目前新能源的发展似乎都集中在风能、太阳能的大型发电方面，对其他多种新能源（如地热能、海洋的波浪潮汐和温差能等）的因地制宜发展和互补式利用关注不够，某些新能源类型还处在基础性研究阶段。

　　此外，一些新能源装机容量年增长率很高，使部分人产生了新能源可迅速取代基础能源的错觉。实际上，装机容量不等于实际发电上网量。同时，由于新能源装机容量基数过小，高增长率并不足以形成足够的产量，在相当一段时期内，新能源占能源总量的比例仍停留在相当低的水平。按《BP世界能源年鉴》的资料，2012年中国和世界新能源占能源消费总量的比例仅分别为1.2%和1.9%。

表3   1957～2012年中国一次能源消费构成变化 %

年份    消费总量/              所占比例

        亿吨标煤    煤炭    石油     天然气   其他

1957    0.9644     92.3    4.6       0.1     3.0

1970    2.9291     80.9   14.7       0.9     3.5

1980    6.0275     72.7   20.7       3.1     4.0

1990    9.8703     76.2   16.6       2.1     5.1

2000    14.5531     69.2   22.2       2.2     6.4

2005    23.5997     70.8   19.8       2.6     6.8

2006    25.8676     71.1   19.3       2.9     6.7

2007    28.0508     71.1   18.8       3.3     6.8

2008    29.1448     70.3   18.3       3.7     7.7

2009    30.6647     70.4   17.9       3.9     7.8

2010    32.4939     68.0   19.0       4.4     8.6

2011    34.8002     68.4   18.6       5.0     8.0

2012    36.1574     67.5   19.0       5.3     8.2