摘 要：全球能源转型主要趋势包括能源效率的全面提升、现有能源利用系统的变革、可再生能源的大规模开发利用。各国由于资源禀赋、能源战略、技术水平等差异，走上了不同的转型道路。美国在追求能源独立的前提下，以天然气和可再生能源作为过渡能源，推动能源结构清洁化;德国大力削减化石能源消费，废弃核电，率先推进可再生能源规模化应用，在欧洲能源转型中具有代表性;日本立足国情，将技术优势作为能源转型的战略手段;中东国家出于能源政治、经济转型的考虑，也加入全球能源转型发展队伍，开始推进可再生能源应用;中国以控制能源总量消费、加大非化石能源供应、推进节能减排为主要举措，为世界能源转型做出了突出贡献。各国能源转型实践的经验和启示包括：能源转型是一项长期的艰巨任务，中国需立足国情并走好通往低碳未来的过渡阶段;规模经济是新兴能源技术走向产业化的重要推力;交通是各国能源转型的重点和难点领域;能源转型需要在开放的国际合作视野下进行创新。

　　高　慧　 杨　艳 　刘雨虹

　　刘　嘉　 刘月洋　 吴谋远

　　中国石油集团经济技术研究院

　　关键词：能源转型;能源政策;能源效率;可再生能源

1　世界能源转型趋势

　　21世纪以来，为应对全球能源需求增长、油价波动和日益严峻的气候环境问题，许多国家开展了能源生产和消费的转型发展实践。纵观各国能源战略和具体措施，全球能源转型大致包括如下3方面主要路径。

　　第一，能源效率全面提升。20世纪70年代，能效开始作为“隐藏的能源”得到普遍关注并逐渐影响各国能源政策制定。全球能耗强度(单位国内生产总值能耗)持续下降，1970—2010年间，平均每年下降1.3%，2010年以来，平均每年下降2.1%，其中中国能耗强度降速最快、降幅最大(图1)。国际能源署(IEA)提出“能效不仅是隐性的能源，更是第一能源”，其最早的11个成员国提升能效的投资已带来显著的节能效益。2010年，这11个成员国的节能量超过任何一种能源的消费量，与石油和天然气的消费量总和相当。

　　第二，现有能源利用系统变革，电力、氢能等二次能源消费规模不断扩大。电力在终端能源消耗中所占的比例已从2000年的16%，增长到2018年的20%。国际可再生能源署(IRENA)认为，全球电力需求量将持续高速增长，2050年，电力在终端能源消费中所占比例将提高到49%左右。国际能源署认为，全球电力需求的增长在发达国家和发展中国家将表现出两条截然不同的路径：在发达国家，电力需求增长将被数字化和电气化技术进步带来的能效全面提升所抵消;在发展中国家，家庭收入的增长、工业规模的扩大和服务业的发展正在有力地推动电力需求增长，按照既定政策，预计2019—2040年，发展中国家对全球电力需求增长的贡献接近90%(图2)。

　　在20世纪70年代以来几次短暂的“氢能热”之后，近年全球能源清洁低碳化趋势和氢能技术进步共同推动氢能产业步入商业化发展早期。世界各国的支持政策和氢能利用项目数量迅速增加。截至2019年底，全球已建成432 座加氢站，另有226座计划建设。国际氢能委员会(Hydrogen Council)认为：全球将从2030年开始大规模利用氢能，2040年氢能将承担全球终端能源消费量的18%，2050年氢能利用可以贡献全球二氧化碳减排量的20% ;2020—2030年，氢的高压气态、液态及管道运输成本将分别下降60%、59%、63%，氢在合成氨、燃气轮机发电、大客车、重型卡车的应用成本将分别下降45%、35%、45%、50%。

　　第三，可再生能源大规模开发利用。风力发电和太阳能光伏发电成为全球成本下降最快、平均成本最低的可再生能源发电方式。2018年，除海上风电以外，全球各地多种可再生能源发电技术的成本开始具备较强的成本竞争力(图3)。在许多国家和地区，可再生能源已开始了对化石能源发电的存量替代。中国是世界上可再生能源利用规模最大、平均成本最低的国家，从2014年开始，每年的风电和太阳能发电量均超过全社会新增用电量。

2　主要国家能源转型实践

　　在能源转型的漫长过程中，各国由于资源禀赋、能源战略、技术水平、环境承载力等基础条件的不同，走上了不尽相同的实践道路。

　　2.1　美国

　　自1973年第一次石油危机开始，美国历届政府将“能源独立”作为能源政策的核心思想，通过扩大能源供给、以市场调节能源需求、适度开发新能源、支持先进能源技术研发等手段，探索能源独立的道路。2007年，美国能源部成立了先进能源研究计划署(The Advanced Research Projects Agency-Energy，ARPA-E)，2009年以来资助了数百个研究项目，研究领域涉及太阳能、风能、生物燃料、储能技术、灵活输电技术、碳捕集技术、建筑节能技术等，其中多项技术已取得重大进展并走向商业化应用，为世界能源技术进步做出了突出贡献。奥巴马就任总统后签署的《2009年美国清洁能源与安全法》，首次系统提出清洁能源和节能减排发展目标，初步确立了美国能源转型的目标体系，此后部分目标不断调整，联邦政府和各州政府出台了多项支持性政策。

　　与欧洲的高比例可再生能源、激进的碳减排目标政策不同，美国能源转型是在实现“能源独立”的前提下推动能源系统清洁化，以增加清洁能源(包括核电、可再生能源、天然气和洁净煤等)应用比例为主要手段。2000年，美国和德国化石能源占一次能源消费总量的比例分别是85%和88. 6%，从这一角度来看两国能源转型起点相似;2018年，美国和德国可再生能源在一次能源消费量中所占比例分别为11.4%和16.6%，德国略胜一筹。纵观1973年以来美国的能源生产、消费和进出口情况，自2005年起，美国可再生能源和核电产量快速增长，清洁能源消费比例加速上升;2010以来，一次能源产量快速增长，并在2019年实现了“能源独立”(图4)。

　　2.2　德国

　　欧洲发达国家一直走在能源转型和应对气候变化的前列，对可再生能源发展前景最为看好，采取了有力推进措施并且取得显著成效。德国是欧洲能源转型的代表性国家。

　　德国能源资源禀赋不佳，除了煤炭储量相对丰富外，石油和天然气高度依赖进口。德国能源转型实践始于21世纪初，确立了“能源安全、经济效率和环境可承受”的能源政策三大目标，核心思想是可持续发展。2000年，德国出台《可再生能源法》，确定了可再生能源发展的多项激励措施，并分别在2004年、2009年、2012年、2014年针对实际情况做出修订和调整。2014年底，德国颁布《国家能效行动计划》，对能源消费总量、建筑能效和交通能效等提出行动目标。考察2020年之前所完成的半数转型目标，与其他国家相比，德国是能源转型的“优等生”(图5)。

　　德国的能源转型举措主要包括减少能源消费和提高能效、弃用核能、扩大可再生能源利用3个方面。整体而言，德国在减少能源消费、提高能效方面的政策目标完成情况不理想。2018年，德国一次能源消费总量仅比2008年减少了10.3%，难以实现2020年比2008年减少20%的目标。由于德国建筑能耗占全国能源消费量的25%左右，建筑节能被视作节能降耗的重点领域。近年来，德国建筑节能改造比例每年平均为0.9%，没有达到“每年改造2%”的政策目标。电动汽车的推广数量也未达到目标。未来，德国计划加大建筑节能改造和电动汽车、氢燃料电池汽车的支持力度。在弃用核能方面，2011年日本福岛核电站事故之后，德国确立了核电站退出计划，当年关闭了17座核电站中的8座，并计划在2022年之前完全淘汰核电站。截至2019年底，德国已废除11座核电站，其余6座将在2020—2022年按计划全部废除。在扩大可再生能源利用方面，2020年各项政策目标均可实现，其中可再生能源发电量在总发电量中的比例从2000年的7%稳步提升到2019年的45%，已于2018年提前实现目标。