能源结构变迁

     能源的开发利用与人类社会生产力的发展水平密切相关，能源结构可作为衡量人类社会生产力发展水平的最重要指标。

    从能源开发利用角度分析，人类社会至今已经历了三个能源时代!。第一个时代是薪柴能源时代，原因在于在18世纪中期第一次工业革命以前，社会生产力水平低下，人类以自然界广泛分布而又容易获取的可再生能源(即薪柴)为主要能源。蒸汽机的发明揭开了人类社会第一次能源变革的序幕，人类第一次把蕴藏在煤炭中的自然能量转变为具有经济意义的能量，煤炭逐渐替代薪柴，到19世纪70年代，煤炭在一次能源消费结构中的比重已上升到24%,到20世纪初,又进一步上升到 60%从而用了近 150 年时间完成了煤炭取代薪柴的能源转换过程，完成了世界能源消费结构的第一次重大变革，使人类社会进入了第二个能源时代--“煤炭时代”第三个能源时代是“石油”时代。第二次世界大战以后世界上许多发达资本主义国家大力推广使用石油，有些国家开始弃煤用油来生产电力，石油工业开始进入蓬勃发展时期，石油在与煤炭的竞争中地位日渐增强，而煤炭工业因能源效率问题受到很大影响，煤炭一统天下的地位受到严重影响。据联合国统计，石油在能源消费结构中的比重从 1929 年的 14%迅速上升到 1950 年的 27%,而同期煤炭则从 76%下降到 61%,1967 年更是上升到 40.4%，而煤炭却从 1950 年的 61%下降到 38.8%，从而完成了石油替代煤炭能源的所谓第二次能源变革，标志着人类社会开始进入能源的“石油时代”当前化石燃料依然是全球一次能源消耗的主要来源，并且在逐年增加。BP发布的《世界能源统计回顾 2011》数据显示，2010年中国一次能源消费量为 24.32 亿吨油当量，同比增长 11.2%，占世界能源消费总量的 20.3%。美国一次能源消费量为 22.86亿吨油当量，同比增长 3.7%，占世界能源消费总量的19.0%。尽管在国家统计局随后发布的公报中，中国 2010年能源消费总量折算成标准油约为 22.75 亿吨，中国的能源消费总量还未超美国。即便“第一”的帽子花落谁家未定，但中国作为能源消耗大国己是不争之实。

       如图 1-1所示，世界能源结构中原油消耗量占 34%，煤消耗量占 30%，天然气占24%，核能以及其他可再生能源消耗量占12%。不过，虽然石油消耗量在能源总消耗量中所占的比例仍然最大，但其在每年能源消耗量中所占的份额正在逐年降低。2010年，石油消耗量相比于2009年消耗量增长3.1%，在所有化石能源中增长最低。而煤消耗量却相比于 2009 年增加了7.6%，在所有化石能源中增长最大。煤的消耗量占世界能源总消耗量的份额达到了30%，是1970年以来的最高值。事实上，石油消耗量在世界一次能源消耗量中所占比例已经连续十一年下降，而煤和天然气消耗量在世界次能源消耗量中的比值则持续增加。

图1-12010年世界一次能源消费结构

(资料来源:BP公司ReviewofWorld Energy2011)

      尽管目前正经历着第三次能源变革，即从石油、煤炭和天然气等化石能源向着太阳能、风能和氢能等方向发展，进而发展到可再生能源时代。

      化石能源品种间的消耗比例已经根据能源效率和环境因素进入快速调整阶段。但是根据国际能源署(IEA)预测，2007-2030年间全球一次能源需求量将从120亿吨油当量增加到 168亿吨油当量，增幅达40%?，其中3/4以上的能源消耗来自化石燃料，可见能源结构的变革需要相当长时间的积累。尽管石油占整个能源消费的比例会下降，其依然是最大的一次燃料消费品，全球石油需求将增长 24%，即从 2008年的0.85 亿桶·天(1 桶=158.987dm'，下同)上升至 2030 年的 1.05 亿桶·天-4]。另外，随着清洁煤炭技术的应用，煤炭将成为需求增长最快的能源商品，在一次能源中的比例将由 2007年的32亿吨油当量增加到2030年49 亿吨油当量，年均增速达到1.9%，不仅高于油气等传统化石能源，也高于核能、生物能等能源，仅低于由风能引领的新兴可再生能源(年均增速达到 7.3%)[。此外，由于天然气在化石能源中是最清洁的,随着低碳经济的发展,全球天然气的需求将呈现长期增长的趋势,预计到 2030年，全球天然气的需求将增长 41%，即从 2007年的3.0万亿立方米增加到 2030年的4.3 万亿立方米。天然气储量丰富，全球可使用的天然气资源超过 850 万亿立方米,世界探明的天然气储量足以满足全球 58.6年的需求。值得庆幸的是,天然气资源中的45%是非传统气源(包括页岩气、煤源气等)，目前只有 66 万亿立方米的天然气被开采，不到全球总储量的 8%。尽管化石能源在短时期内可满足世界能源需求的增长，但能源枯竭的风险依然如同达摩克利斯之剑(The Sword ofDamocles)高悬在世界能源安全的上空，而且持续的大量能源消耗进一步加重了环境负荷，经常引起极端气候的发生。因此，发展清洁和可持续的能源是世界各国的共识。

      核能作为一个低碳能源开始得到更全面的认识，2010年世界核能发电量比2009年增长了 2%，其中三分之二的增长来自欧洲2。尽管2011年3月日本福岛第一核电站事故使世界各国重新评估核能的安全性，但并未改变中国、印度、俄罗斯和韩国等国的核电政策，实际上为应对化石资源过度消耗所带来的问题，2035年前核电将增加 70%以上四另一方面，太阳能、生物质能、风能和潮汐能、地热能等可再生能源开始进入快速发展通道，但目前仍需要克服一系列瓶颈问题以实现其大规模商业应用。全世界可再生能源预期到 2035 年会增加两倍，届时太阳能发电将占全球总发电量的 2%，生物燃料的使用也将增长4倍多，即从2010年的100万桶·天-增加到2035年的440万桶·天一，占道路运输燃料的比例则从 2010 年的 3%增长到 2035 年的 8%，水力和风力发电为主的可再生资源发电在全球发电量中所占的比例会由2008年的19%上升至接近三分之一。随着化石资源价格的上涨和可再生资源的成熟，可再生资源会越来越显现其独特的竞争力。综上所述，虽然在未来的20年内，化石能源仍然在全球一次能源中占主导地位但石油、煤和天然气所占比例会有变化。而核能和可再生能源等低碳能源在全球一次能源中将发挥越来越重要的作用，这不仅是化石资源的逐渐枯竭所导致的结果，也与化石资源所带来的环境气候等方面的副作用密切相关，其中最重要的一个副作用就是二氧化碳的过度排放。