摘要:按起主導作用的能源類型不同,將人類經濟發展依次分為薪柴、煤炭、石油(Petroleum,包括油和氣)和后石油時代。其發展史表明,新型能源從誕生到居主導地位要有相當長的過度期,其在能源構成中的比例也可有起伏、有逆行性變化。后石油時代是多種能源并舉因地制宜互補式發展的全新時代。新能源將依靠科技發展獲得市場競爭力而迅速增長。因有更多更便宜高效的多種能源供應,化石能源在能源總量中的比例將逐漸下降。與世界對照,中國能源整體上仍處于煤炭時代。這決定著中國的近中期能源總體戰略:要持續提高石油、特別是天然氣在能源消費構成中的比例,重視能源發展的環境影響、特別是煤炭生產和消費的清潔化,積極穩步地發展多種新能源。
關鍵詞:能源時代 煤炭時代 石油時代 后石油時代 中國的能源時代 中國的能源戰略
在不同的研究領域人們按不同的角度將社會和經濟發展劃分為不同階段、或稱之為時代。人類的生話和生產離不開能源,以能源為標準所劃分的時代與社會和經濟發展與的時代、階段劃分緊密相連,但畢竟在其內涵與時限上有相當的差異,各有其獨特之處。能源時代如何劃分,特別是中國的能源總體上處于什么時代,這對認識中國國情、研究中國能源發展戰略有重要意義。應該說,對此尚有不同認識。筆者愿以此文作引玉之磚,就敎于同仁。
1.從薪柴時代到石油時代
按能源構成的特點,特別是處于明顯優勢和主導地位的能源種類,可將世界/國家的能源發展劃分為不同階段。首先是薪柴時代。人類學會用火,大為改善了其生存條件和營養狀態,明顯加速了人類的進化。這使其有可能從石器時代進入陶器、青銅器、乃至鐵器時代。大致與人類社會的原始公社、奴隸社會,乃至封建社會相應,人類生活、生產所用的能源幾乎全部來自生物質的木材、草料秸桿。對水能的利用(如水磨、水車)及其他能源的利用是罕見的,故能源學家無歧議的稱之為薪柴時代。隨著生產的發展,木柴燒制的木炭啟發人們開始注意煤炭,其單位體積/重量發出的熱量明顯高于薪柴,這對金屬冶煉的意義尤大。隨著蒸汽機的發明,煤炭的使用量明顯上升,他促進了第一次工業革命。社會生產力的發展導致先進國家進入資本主義社會,工業文明以勃勃生超越了著農業文明。煤炭以明顯優勢超越薪柴,居于各類能源之首,能源進入煤炭時代[1],至20世紀初煤炭占一次能源消費總量的95%左右(圖1)。

人們向地下礦產資源的采掘促進了對石油的認識,內燃機的發明和日益廣泛的應用推動著現代石油工業的發展。石油以其超越媒炭的熱載量,特別是高效清潔方便,配合內燃機走向世界。第二次工業革命使人類社會獲得了進一步加速發展的動力。到20世紀20至30年代煤炭占能源的比例降到85%左右,石油達到10%左右。相繼發生的第一、第二次世界大戰加深了人們對其優越性的認識。二戰后中東石油新發現使世界石油產量有快速增加的可能。經過近20年發展的累積,在20世紀60年代初,世界能源構成中煤炭與油氣由平分秋色發展到后者占優勢(表1)。世界能源開始進入石油時代。
表1 1900至2010年世界一次能源構成變化簡表 %

2.石油時代發展歷程剖析
2.1.“石油”之解
Petroleum是由拉丁文Petra(巖石)和Oleum(油)兩詞組成,顯然指液態原油(oil)。但在西方社會和學術界也流行著其廣義含義:可以是地表和地下的氣態(天然氣)、液態(原油)、半固態和固態(重烴、瀝青和地蠟)的碳氫化合物(烴)及其衍生物[2]。在漢語中Petroleum多譯為石油,顯然僅取了其狹義概念;但在學術界(特別在與英文對照的專業性用語中)仍多用其廣義含義。本文中所稱的石油時代恰為廣義的石油。表1的顯示即使在2010年世界石油在能源中的比例也僅是略高于煤炭,遠未達到在能構成中占“明顯優勢”。但從廣義概念來說,從上世紀末以來(狹義)石油和天然氣所占比例己達60%左右,可以無愧石油時代的稱謂。
2.2.能源時代更替要有相當長的過渡期
人類歷史上石油的發現和小規模利用已有很長的時間。早在19世紀初已開始蒸餾法煉油[3]。1859年美國第一口機械鉆井打出了工油流,標志著現代石油工業開始。此后,經濟需求和技術發展促進其產量以加速度增長。他用了約100年的時間才完成了向石油時代的過渡。此實例與從薪柴時代向煤炭時代的轉變類似,向我們表達了一個信息;從新能源的產生到他替代舊能源而居于明顯領先的地位需要一個不短的歷史過程。這與社會經濟制度的變化類似。換言之,舊能源舊體制有著相當大的發展慣性。之所以出現這類現象受兩類因素制約。第一,生產的發展主要依靠科技進步,而后者有個長期積累逐漸發展的過程,有個在前人基礎上繼續攀升的過程,他絕不能一蹴而就。第二,世界發展有明顯的不平衡性,經濟發展的巨大差距使有些國家/地區油氣成為成為能源構成的主力,但另一些國家/地區可能還停留在煤炭、甚至薪柴時代。這樣,以全球均值計的進入石油時代的時間就可大為推后。從全球歷史發展角度審視,科技發展和不平衡性的減弱兩因素都有逐漸加速的趨向。似乎可預言:隨時間推移能源時代的更替會有加快之勢。
2.3.能源構成的變化會有起伏和反復
深入研究發現,能源構成的實際變化并不像圖1那樣圓滑的類正弦曲線,而呈不規則的變化。這種變化受全球經濟起伏制約,也會受發展不平衡格局改變的影響。第一、第二次石油危機的前后就是個明顯的例證。第一次石油危機前的情況可以1970年為代表,按表2油氣和煤炭占能源的比例分別為64.2%和29.4%。第一次石油危機的突然到來,油價大增,使石油消費國經濟受到巨大沖擊,經濟運行混亂、GDP增速明顯降低,甚至有的國家呈現負值。但能源運行的慣性使其來不及明顯改變動力和原料的構成,以致僅降低了能源構成變化的勢頭,構成本身卻變化不大。1973、1975、1977年所對應的上述兩比例數依次為63.4%和26.0%、
65.7%和26.4%、65.7%和26.1%。1970至1980年間石油的比例先升后降、總體降低1.5%,煤炭比例下降趨緩(特別是其中后期),僅降了2.9%。為了應對石油危機,石油進口國建立了經合組織(OECD),特別是成立了專門應對石油短缺的國際能源署(IEA),采取了“市場力量戰略”為主體的一系列準備和對策。于是當第二次石油危機帶著猛漲的油價降臨時沒有使經濟出現明顯的動蕩,有效的戰略戰術儲備和有序的能源切換基本保障了經濟的穩步運行和增長[4]。第二次石油危機后石油在能源中的比例加快下降、天然氣的比例加快上升,他們在1985年分別為39.4%、20.3%。這使得該年油氣占能源的的比例(59.7%)比第二次能源危機前的1979年(65.3%)降低了5.6%。在其他能源比例變化不大時,迫使煤炭比例也1979年的25.8%升高至1985年的28.4%。無獨有偶,這種經濟困難時煤炭比例上升的能源構成逆行性變化也出現在1998年金融危機以后的數年中[5]。他們雄辯地說明,能源構成的變化是受市場規律控制的。為了生存和盈利企業更加垂青廉價的能源和原料。
表2 1970至1985年第一、第二次石油危機前后世界基礎能源消費構成變化 %

2.4.為何不提“天然氣時代”?
前已述及,從廣義角度上看Petroleum包括了石油和天然氣。所以,從漢語表達上石油時代也可稱油氣時代。如僅從狹義的石油來說,即使在的比例最高的上世紀70、80年代也不過45%左右,遠低于居能源構成明顯優勢地位的要求。這更支持了所謂石油時代的石油是廣義的概念。從地下油氣的賦存規律來說液態與氣態烴類基本上相當的,這就是業內人士常說的油氣資源參半。從生產開發上說石油比天然氣更易保存運輸和利用,石油更早更多地被開采。隨著經濟的發展人們對烴類有更大的需求,而氣的儲存運輸技術有了相應發展。特別是天然氣比石油有更好的環保性能,也是更低成本的化工原料,天然氣生產有后發優勢、增長更快些。就這樣,他在上世紀末期才達到占能源消費的20%左右。按照BP世界能源統計年鑒的數據,2012年全球天然氣的能源的比例為23.9%,既使以近年頁巖氣快速增長的美國計也只為29.6%。無論按2011年公布約2030年世界能源展望中的預測,還是按2013年末公布的IEA對2030年的預測,屆時世界能源構成中的石油比例都大于天然氣。進一步看,按2013年末公布的??松梨趯?040年的預測,屆時全球能源消費總量比2010年增加30%,而其中天然氣增加達65%,但此時其所占比例仍低于石油。看來,在新能源有較快增長的背景下,世界能源構成中天然氣所占比例略高于石油的情況可能要到本世紀中后期才能出現。所以提出單獨“天然氣時代”是不夠確切的[6]。如果研究需要可以將石油(Petroleum)時代按油氣誰占比例稍大再劃分為前、后兩個(亞)時期。從學術研究角度上看,強調目前和今后要更加重枧天然氣、加快天然氣發展無須用“時代”這一術語來表達。
3.后石油時代展望
既然不同意天然氣時代的提法,那么在石油時代之后應是什么時代呢?筆者同意后石油時代的稱謂。對此可做如下解讀。
首先,他是能源發展上的一個全新時代,他不再是某一能源以絕對優勢代替另一種能源,而是多種能源并舉、因地制宜互補式發展。過去受經濟發展和科技發展水平的限制,人們在某種程度上是在被動地選擇所使用的能源,有什么就只能用什么,或者當不用什么就會難以生存發展時就使用什么。如以內燃機時代人們只能選擇油氣,而不能不淘汰煤炭:又如當年丘吉爾為了獲得海上優勢而決定艦船全部燒當時英國還很稀缺的燃油[7]。而現在人們為了更強大持久的動力卻又在大力制造核動力潛艇和破冰船。多能源并舉的后石油時代意味著人類依托科技發展的高水平而在能源上獲得了相當程度的主動權、獲得了更高的自由度,從而可以更快地推動社會發展。
第二,他意味著化石能源將長久地發揮作用,而不是像某些人預料的那樣很快就走下能源舞臺。受“峰值論”、“枯竭論”的影響,認為石油產量已經或即將走上減產路、不久就會無油氣可用的悲觀論調曾多次在許多人心頭蒙上陰影,甚至產生些“為石油而戰”的偽命題。而常規油氣的不斷發展,特別是非常規油氣的強勢崛起,使人們擯棄了這些觀點[8]。保守地說,他完全可以支持人類順利地走入下世紀。如果說油氣產量在本世紀中后期有所下降,那并是什么資源枯竭,而是有更多更高效的能源替代,人們無須生產那么多而已?;茉粗凶盍钊岁P注的是煤炭。說到他對環境的影響,許多人認為是“髒”能源,欲去之而后快。實踐證明,他將會緩慢、又起伏的降低在能源中的比例,但會長期存在。這不僅是因為在某些地方使用方便廉價,更主要是依托快速發展的科技可以清潔化使用、可以對癥下藥地使之與環境友好??傊?,沒有“壞能源”,只有對能源不合理的利用。因地制宜揚長避短可以使人們以更小的代價獲得更大的收益,而這恰是市場配置資的基本原則。從這個角度上說化石能源的多元化發展是個長期有效的戰略。
第三,人們要積極但可更加科學地發展新能源。非化石能源是后石油時代的日益重要的能源類型,特別是可再生能源的興起是眾目所矚的問題。這一點可以說是全人類的共識。但在如何發展上卻有一定的分歧。受化石能源枯竭論和其因對策不良而產生的環境負面效應影響,有些人認為必須在短期內完成新能源替代的“革命”,似乎不如此便會陷入無能源可用或環境將崩潰的危機中。在其因發展不夠成熟而缺乏市場競爭力時就大量使用了政府補貼的形式。大量且長期(如德國一開始就應許給20年的上電網補貼)的財政輸血使之在短期內會有一定的“政績”。但這卻降低了其提高科技水平降低成本的動力。溫室的花朶難經受風雨的考驗。在1998年金融危機使經濟運行遇到困難后,不但中國在補貼下躍進式發展的風能、大陽能產業難以為繼,就連經濟和和科技水平較高的OECD國家用煤量也持續反彈[9]。“綠色”喊得最響的歐盟在財政捉襟見肘,紛紛大幅度縮減補貼,而削減補貼受到民眾的反對,以致影響到選戰,“政績”反倒為政敵提供了攻擊的靶子。類似的情況在許多發展中國家也存在。事實教育了我們,需檢點一下新能源的發展思路。要尊重經濟發展的客觀規律,讓市場而不是政府的某種意愿決定資金流向。在新能源發展水平不夠高、缺乏市場競爭力的情況下把有限財力集中在各種新能源和能源清潔化的科技研發上,甚至在過渡到大規模生產前以財政支持“放大樣”(逐步增大年產量級別的工廠)的建設和運行,以取得系統的數據。但不輕易直接對生產品和消費者予以補貼,特別是長期補貼。在充份試點成功后再大規模推廣。承擔能源主力的基礎能源長期發展,恰給新能源的“從容”發展提供了時間,初期著重于打好基礎又給其后少走彎路加速發展創造了條件。
4.中國所處的能源時代及戰略對策
4.1.中國整體上處于能源的煤炭時代
表3形象地顯示直到上世紀末煤炭在中國能源構成中仍居絕對優勢,大于70%。其所對應的1970至2000年的30年中經濟發不夠快且起伏較大,能源消費總量平均年增率為5.49%。2000至2009年的9年期間GDP快速增長且能源消費彈性系數較高,能源消費總量平均年增為率8.11%[10]。能源的緊缺使2005至2009年間煤炭比例重回到大于70%,甚至石油比例也呈略降之勢。顯然,這種經濟的快速增長在能源上是以煤炭使用量大增為支撐的。此后到2012年的3年間經濟發展速度稍降、能源消費量年均增長率也降到5.65%,相應地煤炭占能源比例也略低于70%,2012年仍為67.5%(表3)。還可以參考BP世界能源年鑒的資料,在其能源總量中包括了新能源的條件下,筆者計算2012年中國煤炭、石油、天然氣占能源的比例依次為68.5%、17.7%、4.7%,其余9.1%中核電、水電、新能源分別占0.8%、7.1%、1.2%;作為對比在全球總計中煤炭、石油、天然氣占能源的比例依次為29.9%、33.1%、23.9%,其余13.1%中核電、水電、新能源分別占4.5%、6.7%、1.9%。無論從油氣、還是僅從天然氣所占比例上看,目前中國的能源構成僅只能與上世紀40年代后期的全球的平均數字(表1)相比。從這點上看,中國仍處在能源的煤炭時代。
對于中國未來的能源構成,我國的系統情景分析中可以國家發展和改革委員會能源研課題組依據直到2007年的歷史數據的預測為代表[11]。對其在“節能情景”所作的預測值按2010年和2012年的實際值驗證,發現計入新能源的能源消費總量預測值偏低,如2010、2012年預測為31億噸標煤和33.8億噸標煤,而實際值為32.5億噸標煤和36.2億噸標煤。這說明該預測的一些指標至少在近期仍屬偏樂觀的。按該預測2035年的能源構成中煤炭、石油、天然氣分別為51.5%、24.8%、16.5%,油氣合計值比煤炭低10.2%。按照上面提到的IEA于2013年末的預測,2035年中國能源構成中煤炭、石油、天然氣的比例依次為53%、18%、12%。油氣合計值比煤炭低23%。看來,直到本世紀30年代中國還難以說進入了石油時代。
還必須注意到中國經濟和能源消費抅成的巨大不平衡性。中東部經濟的發展程度明顯高于中部,特別是西部。再加上中、西部又是主要煤產區,因而其煤炭在能源中的比例會遠高于全國均值。據中國統計年鑒資料,2009年人均生活用能城鎮為336kgce,而農村僅為184 kgce,前者為后者的1.83倍。經濟落后交通不便的許多邊遠農村甚至還停留在薪柴階段,生活用能靠木柴秸稈,生產靠畜力、人力。
表3 中國1957至2012年一次能源消費構成變化 %

4.2.中國現階段的能源戰略對策
大量事實證明,無論社會、經濟還是能源都有其客觀發展規律,有其階段性和互相依賴性。在一定條件下他可以加速(尤其是能充分利用后發優勢者),但不容易超越?,F階段的能源戰略對策的形成必須要考慮國情和時代的特點。一方面要立足于中國整體上仍處煤炭時代的前半期,即使可在近期內使GDP總量上名列世界前列也不可能在短期內進入后石油時代;另一方面要看到中國經濟持續快速發展和城鎮化水平迅速提高,使之面臨著能源供應和環境保護的巨大壓力。中國必須有超越前人的能源發展新思路、新對策。限于篇幅,這里僅就本文所討論的能源構成方面的問題作些探討。
4.2.1.持續提高石油,特別是天然氣在能源消費構成中的比例
應該說,這是各國在能源的煤炭時代后期和石油時代前期都必須采取的戰略對策。鑒于我國在能源上幾乎落后了一個時代,油、氣在能源構成中的比例相當低,難以適應石油時代的生產方式持點,我們必須加速追趕。否則,能源結構的不合理將明顯阻礙經濟的合理運作,產生的嚴重環境問題會形成影響深遠的負面效應,他們進而導致整個社會發展的不可持續性。
為此,必須解放思想,加速油氣的供應:在生產上是油氣并舉、常規與非常規并舉、地下油氣采出與煤制油氣和生物制油氣并舉[12];在能源消費上要把節能放在首位,在利用方式上要集中式大規模使用與分布式互補式并舉等。
4.2.2.重視能源發展的環境影響,特別是煤炭生產和消費的清潔化。
眾所周知,我國資源稟賦具有(相對)多煤、少油、貧氣的特點。即使我國油、氣產量可進入世界前列,但我們仍將要在2020年前成為世界第一油、氣進口大國。與其他國家相比中國更加要重現煤炭的清潔化、環?;?。從開發上要盡量減少對地表,特別是水資源的負面影響;從利用上要大幅度減少,乃至消除對環境的污染;還要注意提高其能源利用效率,這是降低我國能源強度遏制能源消費總量過快上升的重要保障。許多先進國家在煤炭生產的現代化、在大型煤電站的環保高效上已取得令人矚目的進展。近年來我國一方面加快引進其他國家的科技成果,另一方面下大力氣針對國情開展有創新性的基礎性、應用性研究,特別是以逐步放大的規模進行煤制氣、煤制油和煤(基)化工的工業化生產實驗。在許多工藝、設備上達到國際先進水平并獲得自生知識產權,部份產品己具備市場競爭力[13]。這些工作給我們兩方面的啟示。第一,面臨著許多待解訣的難題要持續加大其科技投入,要使許多在實驗室里可完成的項目,盡可能快地轉化為工業性生產。對已投產的項目要逐步降低其成本并以數年的持續運行判斷其設備的可靠性、抗風險能力、長期生產的環境影響等。這方面確實是任重道遠。第二,已取得的進展使我看到新的希望,看到煤炭清潔化、與環境友好的可能性。有可能充分利用我國的煤炭資源為經濟和社會發展貢獻力量,在煤炭占能源比例較高的情況下保障能源供應和環境健康,迎接多能源因地制宜發展的后石油時代。
4.2.3.積極穩步地發展多種新能源
上世紀后期以來環境保護,特別是要求能源低碳化已形成了影響巨大的社會思潮。進而認為水電、核電等非化石能源也危及環境,把希望寄于可再生的新能源。在期望值很高、重金投入情況下他獲得了很快的發展,這無疑是好事情。但應注意到也出現了些發展中的問題,出現了認識上的誤區。首先,在目前基礎不牢的情況下新能源的市場競爭力尚不足,為促進發展多數國家采取了直接給生產者或消費者以補貼的政策。對其負作用本文前面已作出了分析,拔苗助長將適得其反??磥?,在目前還是要將主要精力(包括補助)用于基礎性研究和降低成本的實踐性技術攻關上,而不過分著力于產量的增長。這就是小標題中強調穩步發展的含義。其次,目前的發展似乎都集中在風能、太陽能的大型發電上,對多種新能源(如地熱能、海洋的波浪潮汐和溫差能……等)因地制宜發展和互補式利用注意不夠[14],某些新能源類型還處在基礎性研究階段。此外,一些新能源裝機容量年增率頗高長使部份人產生了其可迅速取代基礎能源的誤導。但裝機容不等于實際的發電上網量;也沒有注意到由于其基數過小,高增長率并不足以形成足夠大的產量,以致在相當一段時期內其占能源總量的比例仍停留在相當低的水平上。按BP世界能源年鑒的資料,2012年中國和世界新能源占能源消總量的比例分別為1.2%和1.9%。
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責任編輯: 中國能源網