基于能源三难困境指数的中国能源发展选择

导 读

能源是全球繁荣和福祉的关键，是人类生活和工业活动的基础。世界能源理事会通过分析各国能源，评估各国管理平衡“能源三难困境”问题的能力和能源系统的绩效。中国作为世界上最大的能源生产国和消费国，面临着在保持经济增长的同时减少煤炭污染和控制温室气体排放的挑战。近年来，中国环境可持续性持续向好，但能源安全形势依然严峻，能源结构亟需优化。因此，应坚持绿水青山就是金山银山的理念，持续推进环境可持续性；构建多元化国际能源合作体系，拓展能源来源确保能源安全；加强清洁能源需求领域创新合作，优化能源结构。

本文引用信息

张所续.基于能源三难困境指数的中国能源发展选择[J].中国国土资源经济,2020,33（5）:16-23.

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能源是全球繁荣和福祉的关键，是人类生活和工业活动的基础，社会发展依赖于获得安全、可靠、可负担和可持续的能源。但全球能源系统的温室气体排放量持续上升，导致一系列严重后果。为了更好的生活和健康的地球，成功管理全球能源转型，通过防止和减少能源生产和使用产生的温室气体排放，加速能源部门脱碳成为当前一项紧迫的挑战。在减缓气候变化和创造经济繁荣的推动下，全球能源利用类型正从碳密集型化石燃料向低碳、可再生能源过渡。在数字化、脱碳和去中心化的推动下，储能技术、替代交通和可再生能源等技术创新和融合步伐加快。在此背景下，如何构建可持续的能源系统，保持能源安全、能源公平和环境可持续性三者之间的动态平衡，成为各国面临的重大挑战。

1 能源三难困境指数

1.1 能源三难困境

世界能源理事会认为可持续的能源系统包括能源安全、能源公平和环境可持续性，三者共同构成“三难困境”。每个国家都面临处理三者之间平衡关系的三难困境（图1），要在这三个方面都取得高绩效，就必须在公共和个人，政府和监管机构，经济和社会因素，国家资源、环境问题和个人消费者行为之间建立复杂的相互联系。

2010年以来，世界能源理事会(WEC)通过对能源安全、能源公平和环境可持续性三个维度的量化，评估当前和过去各国能源绩效的表现。在此基础上，从4个维度编制了“能源三难困境指数”，根据全球和各国数据，测算分析各国是否有能力开发一个安全、负担得起的、符合时代要求的可持续能源系统，重点是通过评估各国管理平衡“能源三难困境”问题的能力和能源系统的绩效，提出建议以改善政策的连贯性和综合的政策创新，为决策者和利益相关者寻求可持续能源系统的解决方案，提供战略决策支持，从而帮助其建立良好的能源体系。

1.2 能源三难困境指数的指标体系

在能源三难困境理念的基础上，世界能源理事会从4个维度编制了指数。①能源安全（Energy Security）：指一个国家满足当前和未来能源需求，能够承受系统冲击并迅速恢复，将破坏降到最低的能力。该维度涵盖了国内和外部能源管理的有效性，以及能源基础设施的可靠性和弹性。②能源公平（Energy Equity）：主要评估一个国家是否有能力为国内民用和商业用途提供普遍可获得的、价格公道和丰富的能源。该维度涵盖了电力、清洁烹饪燃料和技术的基本使用，实现繁荣的能源消耗水平，以及电力、天然气和燃料的可负担性。③环境可持续性（Environmental Sustainability）：主要代表一个国家的能源系统向减轻和避免潜在的环境危害和气候变化影响的转变。该维度关注发电、输电和配电、脱碳和空气质量的生产力和效率。④国家背景（Country Context）：侧重于关注使各国能够有效制定和执行能源政策并实现能源目标的因素。该维度描述了基本的宏观经济和治理条件，统计了国家经济和政府的实力和稳定性，对投资者的吸引力，以及创新能力。

按照可比性、相关性、差异性、稳定性和平衡性等原则，选择11个二级指标和32个三级指标。主要包括能源供应和需求、能源的可负担性和可获得性、能源使用的强度和效率以及与能源系统有关的排放等。国家背景维度考虑了更广泛的能源绩效情况，包括一个国家提供连贯、可预测和稳定的政策，监管框架、启动研发和创新，以及吸引投资的能力等（详见表1）。

能源三难困境指数将能源安全、能源公平、环境可持续性的得分划分为四个等级：A、B、C和D，每一个字母都反映了能源三难困境指数的一个维度。通过计算各维度得分的平均值和标准偏差，分配各维度的平衡分数。得分最高的AAA级国家一般经济稳定，能源政策目标明确。“ABC”或“CBD”等一系列等级表示一个国家能源绩效的平衡或不平衡，表明该国能源政策目前或未来面临的挑战。

2 全球能源三难困境概况

《2019年能源三难困境指数报告》对128个国家的能源系统数据进行了分析、并排序（参见表2）。综合排名前十的国家分别是瑞士、瑞典、丹麦、英国、芬兰、法国、奥地利、卢森堡、德国和新西兰。能源安全指标排名前十的国家分别是瑞典、丹麦、芬兰、拉脱维亚、加拿大、安哥拉、乌克兰、罗马尼亚、斯洛文尼亚和捷克；能源公平指标排名前十的国家分别是卢森堡、巴林、卡塔尔、科威特、阿联酋、阿曼、沙特、荷兰、冰岛和新加坡；能源环境可持续性指标排名前十的国家分别是瑞士、丹麦、瑞典、法国、挪威、英国、哥斯达黎加、卢森堡、纳米比亚和斯洛伐克。全球综合排名前10的国家，都是发展良好的发达经济体，能源获取的挑战已经得到解决，因此其三难困境指数图形显示能源公平为最强维度。虽然有许多国家在整体的能源三难平衡中表现良好，但没有哪个国家能在任何方面都持续改善。随着能源转型的加速，正三难困境的表现也在加速：自2015年以来，有50%的国家三难困境整体得分呈现持续上升趋势。

下面对北美、欧洲、亚洲、非洲和拉丁美洲等地区的能源三难困境指数得分进行具体分析。

2.1 北美地区面临能源转型的机遇，需进一步关注环境可持续性

能源被广泛认为是北美经济中极为重要和价值极高的组成部分，因此向清洁能源的转型既带来了巨大的挑战，也带来了重大的机遇。北美在开发丰富多样的能源资源方面有着悠久的历史，拥有强大的能源安全保障。各国之间大量的能源贸易流动使供应多样化，并使各国之间的输电网络具有冗余性，进一步增强了能源安全。北美地区能源管理和政策体系存在多样性，在美国和加拿大，能源责任由国家和州或省政府分担，而在墨西哥，能源责任由联邦政府承担。美国电力行业在减排方面取得了显著进展。美国一些州也采取了不同的能源政策方向，在全球范围内确立了领导地位，制定了积极的气候目标，并大举投资于太阳能和风能。加拿大良好的自然资源禀赋为其能源安全提供了坚实的基础，在能源体系多样化建设和保持经济多样化方面的持续努力是其排名前十的主要原因。《清洁增长和气候变化泛加拿大框架》是一项国家计划，旨在实现加拿大的减排目标，促进经济增长，增强应对气候变化的能力。墨西哥政府通过减少能源进口、提供丰富和廉价的能源来实现能源自给，采取了增加石油和天然气产量，增加炼油能力，使水力发电厂现代化，用天然气替代柴油或燃油发电等能源政策，以帮助实现经济增长和能源强度脱钩。北美地区多样化的政策表明，能源转型正以多种方式向前推进。尽管政策协调程度不同，但每个国家的行动都为目前正在进行的能源转型指明了一条可行的道路。

2.2 欧洲地区面临能源转型的三难困境挑战，需关注能源可承受能力以提高能源安全

欧洲国家在综合指数排名前50名中占据主导地位，反映了各国在改善能源政策方面的共同努力，但也说明了保持和进一步改进的难度更大。在能源供应安全方面，由于欧洲大多数国家没有丰富的石油和天然气资源，因此注重通过增加能源来源和供应的多样性来改善其能源安全。北欧在整体安全方面的影响力居前十，主要依赖于大力实现能源和发电组合的多样化，并积极致力于脱碳，以实现气候目标。瑞典一直依赖核能和水力发电，但自2000年以来，不断开发生物能、风能和太阳能发电，发电方式进一步多样化。丹麦是风力发电的先驱，风力发电的份额占50%以上，到2017年，丹麦生物燃料的份额提高到20%以上，化石燃料发电减少到27%。芬兰还通过减少化石燃料的使用，引进太阳能和风能，增加发电的多样性。虽然欧洲在能源转型道路上取得了实质性进展，但仍面临多项政策挑战。欧盟(EU)制定了雄心勃勃的应对气候变化的目标，但减排承诺不足以实现2℃的目标。欧洲具有特殊的气候、经济、社会、环境和政治环境，导致部分地区能源利用效率低下，能源成本不断上升，能源供应不可持续和难以负担。欧洲部分地区的居民用电价格居世界前列，这对欧洲电力供应的公平性和安全性方面是一个挑战。欧洲国家的重点是增加能源来源和供应的多样性，加强能源的互联互通，关注能源可承受能力以提高能源安全。需要各方协同努力确保财政政策的技术中立、公平竞争，允许对碳减排和其他技术进行投资，对化石能源基础设施进行现代化和优化，并与新的可再生能源基础设施相整合，以实现环境可持续发展。

2.3 拉美和加勒比地区需加强区域互联，应对极端天气对能源安全的挑战

拉丁美洲和加勒比地区有11个国家在环境可持续性方面进入前50名，并呈上升趋势。在能源安全方面，该地区20个国家中有8个进入前50名。但由于该地区高度依赖水力发电，厄尔尼诺和拉尼娜现象以及该地区的极端天气事件和地震，都对能源安全构成了挑战。分布式发电可以在改善拉美和加勒比地区能源公平方面发挥关键作用，但能源安全仍然是该地区面临的一个关键挑战。目前该地区仍有3000万人无法获得电力。该地区还面临着能源多样化程度低、财富分配不均、网络和电网基础设施利用率有限等挑战。预计到2060年，该地区用电量将增长2.3至2.7倍，这意味着仍迫切需要大规模的基础设施建设，迫切需要区域一体化。哥斯达黎加通过增加对非水电可再生能源的投资来实现能源生产的多样化。水力发电是哥斯达黎加的主要能源来源，2016年占该国发电量的74%。该国也很重视风电发展，在风力发电场上投入了大量资金，其风力发电占比从2009年的2.1%提高到2018年的15.6%。此外，哥斯达黎加2016年的地热能发电量占到了全国发电量的12.8%。为提高能源安全和抗风险能力，平衡能源三难选择，拉美和加勒比地区国家必须努力提高能源对极端天气事件的适应能力，并寻求通过使用分散的和/或低碳的发电资源实现能源结构多样化；还须继续注重为基础设施的大规模投资设计有吸引力的能源市场，使能源结构多样化，同时要鼓励区域合作，以便释放各国之间进一步整合电力系统可能带来的长期惠益。

2.4 亚洲地区需加强区域一体化建设，满足不断增长的能源需求

亚洲乃至更广泛的亚太地区，是世界上最大、最多样化的地区之一，拥有多种语言、宗教、经济发展阶段、政府形式和能源体系。能源三难困境指数综合排名反映了地区多样性，亚太地区国家中有9个国家排前50名。自2000年以来，只有新西兰一直排在前10名。该地区将成为2040年及以后全球经济增长的重点，不仅会对地区的能源形势产生影响，也会对全球能源形势产生影响。尽管在能源公平方面取得了重大进展，但作为全球最大的能源进口市场，该地区面临着能源安全和能源可持续性问题。亚洲在能源公平方面的得分继续提高，而且在全面获取能源方面进展良好，但仍需要关注的不仅是提供基本的能源获取，而且要把重点转向提供成本负担得起的高质量的能源获取，作为实现能源公平的下一步。许多亚洲国家拥有丰富的水力、太阳能或生物资源，各国政府也认识到可再生能源必须在未来的能源结构中发挥作用，成为帮助减少碳排放和改善供应安全的一种方式。但目前不断增长的能源需求，超出了依靠可再生能源减排的能力。为了改善三难困境，许多国家正在制定能源计划，其中包括重点关注可再生能源。但是挑战仍然存在，包括基础设施陈旧、缺乏协调统一的国家能源政策、有限的区域一体化、贸易模式、资源分配不均和不确定的全球经济形势等。为了应对亚洲国家能源供应安全的挑战，区域一体化将是未来几年的主要发展方向。可以利用区域一体化来共享不同规模的化石和可再生资源、基础设施和系统，例如“亚洲超级电网”包括“东盟电网”项目和中国的“一带一路”倡议等。

2.5 中东和海湾地区需关注能源多样化，提高能源系统环境可持续性

中东和海湾地区国家经济多样化，拥有丰富的能源资源，具有较强的能源获取和支付能力，但面临着包括极端天气、荒漠化和水资源紧张在内的环境挑战。由于该地区的能源密集型经济体严重依赖化石燃料，其收入、发电和出口收入都与化石燃料有关，导致了城市中心的温室气体排放和颗粒物浓度较高，因此在能源安全和环境可持续性方面得分不高。一些国家也正在探索在石油和工业部门使用碳捕获、利用和储存(CCUS)的可能性，沙特和阿联酋在探索氢生产的可能性。未来将在整个区域部署可再生能源和核能，以改善能源安全、系统恢复能力和环境可持续性。沙特宣布从2023年开始部署可再生能源的宏伟计划，根据沙特2030年远景经济改革计划，30%的发电将来自可再生能源和核能。阿联酋修订了到2021年清洁能源占27%的目标，并制定了到2050年可再生能源占50%的长期目标。阿联酋正引领着地区能源供应向核能领域进军，巴拉卡核电站的第一个机组将于2019年底或2020年初投入运行。石油生产国仍然受到油价波动的严重影响，需要采取一种更可持续的经济模式，并使其收入来源多样化，以便为未来几十年不可避免的化石燃料需求高峰做好准备。与世界其他地区相比，该地区可再生能源在发电中所占的份额最低，需要采取更多的能源生产多样化和创新解决方案，以满足不断增长的能源需求和提高能源可持续性。展望未来，可再生能源和核能项目将越来越多地在整个中东地区部署，使能源来源多样化，减少温室气体排放，提高系统弹性。

2.6 非洲地区需改进体制机制，促进能源公平

非洲地区经济发展水平较低，在人口结构和消费模式上与其它地区存在巨大差异，大多数非洲国家的安全得分往往为C或D，使其在三难困境指数综合排名中垫底。在能源公平方面，非洲面临的挑战是电力供应水平低，总体水平为52%，撒哈拉以南非洲为43%，非洲仍有6亿多人得不到电力供应。在环境可持续性方面，纳米比亚名列前十。虽然纳米比亚是个小国，但其能源系统低碳且高效清洁，以水力发电为主(58%)。许多非洲国家在能源供应方面取得了实质性进展，但长期存在的电网稳定性和供电可靠性等问题依然存在。冲突或政治不稳定会导致政府功能失调，破坏能源供应的可靠性和安全性，延误或阻碍重要基础设施的投资。能源支付能力仍然是几乎所有非洲国家严重关切的问题，高电价和高连接费影响了低收入家庭的用电，限制了电力供应的延长。通过提高现代能源服务的可获得性，可将电力带给更大比例的人口，更实惠的电价将提高生活水平。应对非洲的能源公平挑战需要改善基础设施结构，提高发电能力和更好的输电、配电能力。经济有效地开发该地区丰富的能源资源，扩大分散式电网的使用和分布式发电，将使能源供应更加可靠，能源安全可以得到改善。在非洲大陆，能源效率方案和可再生能源的使用正在加速。缩小地区能源基础设施差距，采取更好的项目管理政策，是非洲可持续发展的关键。而电网稳定性的改善和普遍接入，将有助于非洲改善其能源三难困境。

3 中国能源三难困境

2019年，中国能源三难困境指数能源安全得分63分，能源公平得分79分，环境可持续性得分49分，综合得分63.7，综合评定为BBD等级，在全球排名第72位。2018年，中国能源消费总量为46.4亿吨标准煤，与2017年相比增长3.3%。其中煤炭消费量增长1.0%，原油消费量增长6.5%，天然气消费量增长17.7%，电力消费量增长8.5%。一次能源生产总量为37.7亿吨标准煤，增长5%。中国作为世界上最大的能源生产国和消费国，面临着在保持经济增长的同时减少煤炭污染和控制温室气体排放的挑战。

3.1 环境可持续性持续向好，但形势依然不容乐观

自2006年《可再生能源法》颁布以来，中国一直积极实施促进可持续发展的政策，积极寻求低成本清洁能源替代方案。中国“十三五”规划将“绿色增长”作为主要目标之一，大力推进生态环境保护，推动经济绿色低碳转型。中国目前是清洁能源的最大投资者，光伏、风电、水电装机均稳居世界第一，成长为全球节能和利用可再生能源第一大国。2018年，中国可再生能源供应量占全球总量的30%，较2017年增长2个百分点。可再生能源装机容量7.3亿千瓦，增长12%；可再生能源发电量1.87万亿千瓦时，占全部发电量比重为26.7%。中国拥有全球最大的水电容量，2018年水电装机容量占全球总量的27%，同比增长2.5%。中国太阳能电池板产量占全球总产量的三分之一以上，也是世界上主要风力涡轮机制造商之一，在全球市场上的竞争力日益增强。2018年，中国水电、风电、太阳能光伏发电装机容量分别为3.5亿千瓦、1.8亿千瓦、1.7亿千瓦，发电量同比增长3.2%、20%、50%。中国天然气、水电、核电、风电等清洁能源在一次能源结构中的份额为22.1%，清洁能源消费占能源消费总量的比重同比增长1.3个百分点。随着中国一系列鼓励可持续发展政策的实施，水电、风电、太阳能发电等绿色能源的发展，有力促进了能源脱碳转型，能源生产效率不断提高，单位能耗不断降低。2018年，中国万元国内生产总值能耗比2017年下降3.1%，万元国内生产总值二氧化碳排放下降4.0%，吨钢综合能耗下降3.3%，单位铜冶炼综合能耗下降4.7%。自2010年以来，中国环境可持续性大大改善（参见图2），但由于中国仍然处于工业化、城镇化、农业现代化历史进程中，各类环境污染呈高发态势，污染物新增量依然处于高位，环境可持续性任务依然艰巨。2018年中国能源产生的二氧化碳排放量增长2.5%，达到94.8亿吨；能源强度降低2.9%。此外，弃水、弃风、弃光现象依然突出。弃水电量约691亿千瓦时，平均弃水率5%；弃风电量约277亿千瓦时，平均弃风率7%；弃光电量约54.9亿千瓦时，平均弃光率3%。

3.2 能源对外依存度过高，消费结构不平衡，能源安全形势依然严峻

2018年，中国原煤进口量为28123万吨，增长3.9%；原油进口量为46190万吨，增长10.1%；天然气进口量为9039万吨，增长31.9%。海关总署统计数据显示，2018年中国石油进口主要来自俄罗斯、沙特阿拉伯、安哥拉，分别占15.5%、12.3%、10.3%；天然气进口主要来自土库曼斯坦、澳大利亚、卡塔尔，分别占28.0%、26.0%、10.2%。2018年，中国能源自给率为81%，中国油气对外依存度双创新高，天然气对外依存度攀升至45.3%，原油对外依存度69.8%。预计2019年，中国天然气进口量为1430亿立方米，天然气对外依存度增至46.4%。BP预测，2040年中国石油和天然气的对外依存度分别为76%和43%。《能源发展“十三五”规划》强调，到2020年中国的能源自给率目标为80%以上。从一次能源消费结构来看，虽然清洁能源所占比重稳步提高，但化石能源的核心地位依然没变。近十年来，中国化石能源占比平均为83.4%，煤炭占比逐步下降，石油占比稳中有升（详见图3）。从消费结构看，煤炭作为中国的重要能源，2018年煤炭消费总量达到39亿吨，同比增长1.0%。虽然煤炭消费量所占比重下降了1.4%，但仍占能源消费总量的59.0%。石油、天然气分别占18.8%、7.8%，非化石能源的消费比重达到14.3%（详见图4）。受资源禀赋影响，中国电力结构仍以煤电为主，2018年中国电力装机容量约19.0亿千瓦，同比增长6.5%。其中煤电装机占比为53%，煤电发电量占比为63.7%。较高的进口集中度、对外依赖度和较单一的能源供给结构，以及持续的工业化和城市化导致的能源需求增加，使能源安全成为中国面临的主要问题。此外，对煤炭高度依赖的电力供给格局，进一步对能源系统的弹性造成影响。

 

4 中国应对能源三难困境的建议

4.1 坚持绿水青山就是金山银山的理念，持续增强环境可持续性

中国在快速发展中积累了大量生态环境问题，资源环境承载力逼近极限，必须贯彻落实习近平生态文明思想，坚持生态优先、绿色发展，大力推进生态保护治理，不断推动经济绿色低碳转型。绿色发展是构建高质量现代化经济体系的必然要求，必须加强技术革新，推广应用高效节能技术产品，改变高投入、高消耗、高污染的粗放发展方式，推动形成节约资源和保护环境的空间格局、产业结构、生产方式、生活方式。进一步加大可再生能源的利用，积极推进风电、光伏发电无补贴平价上网项目建设，全面推行风电、光伏电站项目竞争配置工作机制，建立健全可再生能源电力消纳新机制，逐步降低弃水率、弃风率、弃光率，扩大可再生能源分布式发电、微电网、清洁供暖等终端利用。坚持“节约、清洁、安全”的能源战略方针，大力发展清洁能源，加快构建清洁、高效、可持续的现代能源体系，全面推动可再生能源高质量发展。

4.2 构建多元化国际能源合作体系，降低对外依存度，确保能源安全

能源安全主要涉及能源消费与供给安全、能源系统弹性，因此在提高能源安全方面，要重点关注一次能源供给多样性、对外依存度以及储能技术的研发。在全球能源治理体系加速重构和中国能源合作迈入“引进来”和“走出去”并举的重要历史时期，依托“一带一路”倡议，进一步深化与沿线国家间的能源合作，着力打造国际能源合作的利益共同体、责任共同体和命运共同体，拓展能源来源渠道，降低能源进口集中度。扩大和深化国际能源合作，不仅仅是发展建立以资源贸易为基础的双边关系，更应加强建立涵盖不同层次的经济往来和人文交流等全面互利的双边关系，以创造建立在牢固信任关系基础上的资源交易环境，夯实资源采购基础，拓展资源采购渠道，降低能源的进口集中度。立足国内挖潜，在稳步推进常规油气勘查的基础上，加强附近海域可燃冰等能源资源的勘查，逐步降低能源对外依存度。

4.3 加强清洁能源需求领域创新合作，优化能源结构，提高能源安全

当前世界各国都在发展水能、风能、太阳能等可再生能源。加快全球能源转型，实现绿色低碳发展，已经成为国际社会的共同使命。中国在可再生能源技术创新，特别是太阳能、风能技术创新等方面具有优势，应深入推进清洁能源生产领域创新合作，大力推进能源的消费和供给革命，推动清洁能源成为能源增量主体，构建低碳清洁的能源供应体系。通过推进整体煤气化联合循环发电系统（IGCC）、煤气化燃料电池系统（IGFC）等清洁高效的新一代发电技术的应用，加快碳捕获、利用与封存技术（CCUS）的开发，加大新一代核电、燃料电池研发力度等，进一步做好煤炭清洁利用，不断优化能源结构。

作者信息

张所续（1978—），男，山东省青岛市人，中国自然资源经济研究院副研究员，工学学士，主要从事自然资源经济政策研究工作。

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