[編者按]轉(zhuǎn)型是全球能源發(fā)展的永恒主題。近年來，應(yīng)對氣候變化推動可再生能源比重穩(wěn)步上升，也促使全球加速從煤炭向天然氣轉(zhuǎn)型；新一代信息技術(shù)與人工智能技術(shù)深度參與能源技術(shù)革命，使得能源轉(zhuǎn)型開始加速。歐盟委員會明確提出，到2020年歐洲可再生能源在電力部門的占比將達21%、2030年將達45%，2050年天然氣、風能、核能將各占歐洲一次能源供應(yīng)比例的25%。這表明世界正進入以清潔低碳化為主要特征的新一輪能源轉(zhuǎn)型時代。

　　然而，能源轉(zhuǎn)型將轉(zhuǎn)向哪里？又有哪些現(xiàn)實的驅(qū)動力？

　　低碳清潔發(fā)展

　　美麗中國呼喚能源替代者陸續(xù)上路

人類文明進步史本身就是一部能源轉(zhuǎn)型和變革的歷史。11月24日在京召開的主題為“油氣化工產(chǎn)業(yè)趨勢、挑戰(zhàn)及前景”的大成第一屆油氣論壇上，中國國際工程咨詢有限公司石化輕紡部總工程師郭琛在《中國石油安全形勢——機遇與挑戰(zhàn)》報告中介紹，國際石油供求格局正在變化，石油在一次能源結(jié)構(gòu)中仍將具有重要地位，世界石油資源足以支撐中長期人類社會需求。中期來看，石油占我國一次能源比例仍將增加。我國石油消費總量規(guī)模擴大的同時，呈現(xiàn)出增速降、強度降、彈性降的“三降”特點。

郭琛認為，資源與消費的空間錯配必然形成全球性的資源再分配，跨國跨域流動導(dǎo)致全球石油貿(mào)易增量及增長速度均超過了石油需求。2035年前后全球石油需求進入峰值平臺期——世界石油需求增速將逐漸放緩。中期來看，世界經(jīng)濟缺少再次走向繁榮的新動力。能效提高、替代能源將抑制石油需求增長，但短期尚難以對全球消費產(chǎn)生大的沖擊。

在中國的對外依存度居高不下的情況下，無論是從能源安全角度考量，還是生態(tài)文明建設(shè)，可再生清潔替代都成為能源轉(zhuǎn)型的現(xiàn)實驅(qū)動力。特別是隨著“氣十條”“水十條”“土十條”等法律法規(guī)相繼出臺，企業(yè)每年需要投入巨額資金更新設(shè)施、采用新技術(shù)新工藝，全面推動能源轉(zhuǎn)型向縱深發(fā)展。

今后，石油作為能源的燃料屬性將日益減弱，作為原料的材料屬性將逐步增強。郭琛認為，我國石油消費結(jié)構(gòu)將顯著調(diào)整——綜合考慮燃油經(jīng)濟性、汽車保有量及限行措施、新能源汽車替代、鐵路及城市公共交通替代等因素，石油的能源(燃料)屬性將日益減弱，原料(材料)屬性將逐漸增強。未來石油可望更多作為化工原料，生產(chǎn)更高附加值的化學品和合成材料，從而整體提高石油加工業(yè)全鏈條的增加值。目前，高度集成、緊密關(guān)聯(lián)的煉化一體化發(fā)展模式已成為主流，我國力爭2020年煉化一體化率將提高到15%，2025年將達到30%，2035年將超過40%。

中國到2035年要基本實現(xiàn)“美麗中國”目標，加快推動能源清潔低碳高質(zhì)量發(fā)展成為最重大最緊迫的任務(wù)之一。

在北京市人民政府和國務(wù)院發(fā)展研究中心主辦的“2019全球能源轉(zhuǎn)型高層論壇”上，天倫燃氣集團主席、十一屆和十二屆全國人大代表張瀛岑介紹，在經(jīng)濟下行的大背景下，天然氣仍保持快速增長，10年內(nèi)，人均天然氣消費量將從目前的200立方米增至400立方米以上，接近世界水平，未來10年在鄉(xiāng)鎮(zhèn)，天然氣將迎來最有發(fā)展機會的黃金十年。

中國能源轉(zhuǎn)型的未來發(fā)展方向，已越來越清晰。2018年我國天然氣表觀消費量2803億立方米，同比增長17.5%。我國天然氣消費雖然增長迅猛，但是天然氣占一次能源的消費比重目前只有7.8%，而歐美發(fā)達國家均在30%左右，可以說我國天然氣行業(yè)的發(fā)展?jié)摿薮蟆?/p>

此外，綠色金融也在蓬勃發(fā)展，將成為重要驅(qū)動力。在2019中國氣候投融資國際研討會上，生態(tài)環(huán)境部應(yīng)對氣候變化司司長、專委會主任委員李高宣布成立中國環(huán)境科學學會氣候投融資專業(yè)委員會，并透露將推動形成國內(nèi)統(tǒng)一、國際接軌、清晰可執(zhí)行的氣候投融資標準和規(guī)范體系，探索多種模式，廣泛調(diào)動各種資源，為綜合利用國內(nèi)國外兩個市場的資源提供有效渠道，推動氣候投融資創(chuàng)新和可持續(xù)發(fā)展。

　　交通能源變遷

　　電池革命能否重新定義新能源汽車

目前，我國新能源汽車市場保有量和增量已經(jīng)成為世界第一，電動汽車的“油箱”電池技術(shù)取得了哪些革命性進展，對汽車帶來哪些影響，不僅關(guān)系電動汽車續(xù)航能否更持久更安全，更將關(guān)系電動汽車替代燃油車的步伐。

交通領(lǐng)域的電池革命特別是液氫燃料電池一直在悄然進行。北京理工大學材料學院教授陳人杰在以“電池革命如何重新‘定義’汽車”為主題的活動中介紹，科學家一直在致力于提升電池“電力”，開發(fā)具有更高能量密度的電池體系。從鉛酸電池、鎳鎘電池再到現(xiàn)在的鋰離子電池，電池材料不斷變化，電池的能量密度不斷提高。

除了利用新材料，還可以通過電池的充放電管理讓電池更持久。北京理工大學機械與車輛學院教授何洪文介紹，動力電池系統(tǒng)的性能不僅取決于單個電池的性能，還取決于電池組，鑒于動力電池組具有的“木桶效應(yīng)”和充放電末期具有的“掃帚效應(yīng)”，加強對動力電池組的能量、安全、耐久性管理也很重要。

車輛電池的安全性也是消費者關(guān)心的問題。“雖然電動汽車暴露出一些安全隱患，但可以從安全的動力電池材料體系、動力電池的安全管理方面解決問題。”何洪文稱，我國已率先建立了新能源汽車的三級監(jiān)管平臺，有了很好的一手數(shù)據(jù)積累。目前行業(yè)內(nèi)也正在從動力電池安全風險在線評估、異常性能單體的預(yù)警管控以及整車的安全防護系統(tǒng)設(shè)計等多方面構(gòu)建安全保障體系，完善電動汽車的安全性能。“大數(shù)據(jù)、云管控、智能化為完善動力電池的安全管理提供了新抓手。”何洪文表示，通過安全的電池材料體系升級再輔以智能化的動力電池管理可以進一步完善動力電池系統(tǒng)的安全性能。

“鋰離子電池易燃主要和電解液有關(guān)。”陳人杰認為，現(xiàn)在電池的制造工藝、生產(chǎn)過程的安全管理等方面已經(jīng)有了很大提升，但是依然使用液態(tài)電解質(zhì)，未來可以研發(fā)固態(tài)的電解質(zhì)體系，提升電池的安全性。改進電池的安全性可以從兩個方面入手，一方面是電池材料的優(yōu)化和改良，另一方面是對電池的結(jié)構(gòu)和制備工藝進行改進。

隨著越來越多的電動汽車投入市場，廢舊電池的處理成為難題。“2018年我國報廢電池達6000噸左右，三年后的數(shù)據(jù)會達到20萬-30萬噸，這對工業(yè)解決方案的要求特別迫切。”全國廢棄化學品處置標準委員會委員林曉介紹，報廢電池留在城市中會有污染和安全風險，必須把報廢電池資源回收。過去的10年中，電池的價格已降至原來的十分之一，這意味著電池的回收，可基本實現(xiàn)盈利，但目前還需探索更加成熟的工業(yè)解決方案。鋰離子電池的回收技術(shù)，在常規(guī)的消費領(lǐng)域已經(jīng)有了，但動力類電池的材料和系統(tǒng)不一樣，需要更多的研發(fā)來解決問題。

在12月5日中國能源研究會年會上，中國能源研究會常務(wù)理事李俊峰表示，當前，全球已經(jīng)把氫能源作為戰(zhàn)略資源。從資源角度，未來趨勢是逐步擺脫對化石能源的依賴；從技術(shù)角度，資源依賴逐步會向技術(shù)依賴轉(zhuǎn)移，通過技術(shù)來找到石油的替代品。未來的資源越來越貴，氫能不僅能夠跨年度儲能、反季節(jié)調(diào)度，還能在煉鋼、水泥等工業(yè)領(lǐng)域減少二氧化碳的排放。

　　生物質(zhì)能蘇醒

　　可再生能源中“被忽視的巨人”加速成長

生物質(zhì)能作為重要的可再生能源，在全球范圍內(nèi)日益受到各國的高度重視。也在全球能源轉(zhuǎn)型的歷史關(guān)口中，生物質(zhì)能扮演著越來越重要的角色。如何加強我國與國際生物質(zhì)能行業(yè)的交流與協(xié)作，建立生物質(zhì)能產(chǎn)業(yè)多邊國際合作機制，成為當務(wù)之急。

11月6日，由中國產(chǎn)業(yè)發(fā)展促進會、國際能源署(IEA)聯(lián)合主辦，中國產(chǎn)業(yè)發(fā)展促進會生物質(zhì)能產(chǎn)業(yè)分會(以下簡稱“生物質(zhì)能產(chǎn)業(yè)促進會”)承辦的“2019全球生物質(zhì)能創(chuàng)新發(fā)展高峰論壇”在北京召開。“我們正處在應(yīng)對氣候變化的關(guān)鍵時刻。氣候變化，關(guān)乎人類前途命運，國際社會和全人類都應(yīng)該攜起手來促進低碳社會和可持續(xù)發(fā)展。”國務(wù)院參事、國家發(fā)改委能源局原局長徐錠明在致辭中表示，全社會應(yīng)對氣候變化的決心不能變，中國應(yīng)對氣候變化的意志不會變，“共同但有區(qū)別的責任”主要原則不應(yīng)變。

徐錠明表示，應(yīng)對氣候變化、應(yīng)對能源環(huán)境的挑戰(zhàn)、實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展是世界各國的共同愿望，也是世界各國的共同責任。加強可再生能源開發(fā)利用，是應(yīng)對日益嚴重的能源和環(huán)境問題的必由之路，也是人類社會實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的必由之路。

生態(tài)環(huán)境部固體廢物與化學品管理技術(shù)中心副主任胡華龍表示，加快開發(fā)利用生物質(zhì)能和可再生能源已經(jīng)成為世界各國的普通共識和一致行動，也是全球能源轉(zhuǎn)型的重大戰(zhàn)略舉措。生物質(zhì)能是一種重要的可再生能源，開發(fā)利用生物質(zhì)能源對推動中國生態(tài)文明建設(shè)、能源革命和低碳經(jīng)濟、美麗鄉(xiāng)村建設(shè)、應(yīng)對全球氣候變化等國家重大戰(zhàn)略落地具有重要意義。

胡華龍認為，在未來，生物質(zhì)能開發(fā)利用將呈現(xiàn)多元化、智能化和網(wǎng)絡(luò)化的發(fā)展態(tài)勢。要加強創(chuàng)新促進生物質(zhì)能綜合利用，加強頂層設(shè)計，踐行系統(tǒng)設(shè)計規(guī)劃，發(fā)展生物質(zhì)能技術(shù)要與美麗鄉(xiāng)村建設(shè)、精準扶貧等國家重大戰(zhàn)略相結(jié)合，要統(tǒng)籌考慮各種需求，協(xié)調(diào)考慮能源、資源、環(huán)境、生產(chǎn)模式、生活方式等進行多元技術(shù)集成。

“生物能源是‘可再生能源中被忽視的巨人’，挖掘出生物質(zhì)能的巨大潛能，可以幫助我們?yōu)楹蟠蛟煲粋€低碳能源體系。”IEA可再生能源中心主任Paolo Frankl在致辭中表示，中國可再生能源有了長足的發(fā)展，但是二氧化碳的排放增長仍然沒有被遏制，這就需要重塑能源體系。

Paolo Frankl表示，在光伏、水電部署上中國都是首屈一指，要更關(guān)注供熱，供熱占到了能源需求的半壁江山。生物質(zhì)能和可再生能源供熱仍有大幅提升空間，通過良好的市場設(shè)計和政府市場支持就可以提升市場應(yīng)用。中國要擴大生物質(zhì)能在政策方面的部署，以提升能源供給的安全，同時也可以解決三農(nóng)問題以及幫助中國解決空氣污染的問題。

中國農(nóng)業(yè)大學原校長石元春認為，生物質(zhì)能既是能源，勝似能源。占天時，據(jù)地利。生物質(zhì)能在中國將進一步發(fā)展，億噸級生物燃油工程、千億立方米生物天然氣工程、百億平方米生物質(zhì)清潔供熱工程等將陸續(xù)出現(xiàn)在華夏大地，中國將為世界生物質(zhì)能的發(fā)展做出自己的貢獻。

不管人類能不能接受，能源轉(zhuǎn)型，已經(jīng)悄然上路。(記者 王巧然)

交通能源轉(zhuǎn)型趨勢

電動車的續(xù)航里程焦慮

氫燃料電池制氫工藝路線

能源轉(zhuǎn)型的可能路徑。資料來源:2019中國新材料產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新發(fā)展大會新能源論壇