前言：

2019年即將到來(lái)之即，我在清華大學(xué)社會(huì)科學(xué)學(xué)院開始能源革命的新征程。誠(chéng)聘博士后，歡迎加入，推動(dòng)能源轉(zhuǎn)型，促進(jìn)社會(huì)發(fā)展。

10月底在瑞典訪學(xué)期間，為《能源》雜志十周年紀(jì)念刊撰寫中國(guó)能源轉(zhuǎn)型路線圖的思考一文，對(duì)照瑞典作為全球可持續(xù)發(fā)展持續(xù)排名第一國(guó)家的繁榮和環(huán)保，對(duì)照其可再生能源占比高達(dá)54%的事實(shí)，中國(guó)的能源轉(zhuǎn)型前景十分明朗。今將電子版與讀者們分享，也作為我的2019年新年獻(xiàn)辭。

國(guó)際能源轉(zhuǎn)型的愿景

全球能源轉(zhuǎn)型是石油能源、環(huán)境保護(hù)、應(yīng)對(duì)氣候變化等因素不斷迭加的結(jié)果。70年代兩次石油危機(jī)，推動(dòng)了石油依賴型的經(jīng)濟(jì)體思考石油替代的問(wèn)題。英國(guó)、洛杉磯等發(fā)展城市應(yīng)用酸雨、霧霾等環(huán)境問(wèn)題的探索進(jìn)一步推動(dòng)了未來(lái)能源體系去煤化去油化的認(rèn)識(shí)。而90年代全球應(yīng)對(duì)氣候變化的討論最終明確了從化石能源向可再生能源轉(zhuǎn)型的能源轉(zhuǎn)型主旋律。聯(lián)合國(guó)氣候?qū)ｉT委員會(huì)于1995年發(fā)布IPCC第二次評(píng)估報(bào)告，極大地推動(dòng)了世界人民對(duì)氣候變化的關(guān)注，以及對(duì)能源轉(zhuǎn)型的支持。1997年的京都議定書正是在這樣的背景下簽定。

能源轉(zhuǎn)型的先鋒則在政策和實(shí)踐層面開始行動(dòng)。瑞典小城韋克舍認(rèn)為：“我們可以領(lǐng)先一步，不必等全球集體行動(dòng)。”1996年，在京都議定書尚在醞釀過(guò)程中的時(shí)候，市政府在議會(huì)確定了fossil fuel free的愿景，希望未來(lái)成為化石能源零耗地區(qū)，而且能源消耗對(duì)城市不會(huì)有任何負(fù)面影響。具體時(shí)間為2030年零化石能源消耗，并隨后實(shí)現(xiàn)零碳。這可能是最早提出完全不依賴化石能源目標(biāo)的城市。到2013年，從1993年人均碳排放已經(jīng)比1993年降低了47%了，為2.4噸。2014年，韋克舍供應(yīng)的能源中有60%來(lái)自可再生能源。

這樣的愿景逐漸成為瑞典和更多國(guó)家的愿景。如瑞典明確2030年交通能源完全擺脫化石能源，2040年實(shí)現(xiàn)100%可再生能源。丹麥和冰島明確2050年實(shí)現(xiàn)零化石能源。德國(guó)的目標(biāo)是2050年溫室氣體減排80-95%?？稍偕茉凑家淮文茉?0%以上，電力系統(tǒng)中可再生能源超過(guò)80%。在歐洲之外，有很多政府提出很高的能源轉(zhuǎn)型目標(biāo)，如美國(guó)夏維夷州和加利福尼亞州制訂了2045年電力系統(tǒng)100%可再生能源的目標(biāo)。

各國(guó)在能源轉(zhuǎn)型的總目標(biāo)有所不同，各國(guó)的轉(zhuǎn)型策略的重點(diǎn)也有明確差異。如德國(guó)確定了2022年棄核的目標(biāo)，棄煤的時(shí)間表尚未完全確定。法國(guó)高度依賴核電，但已經(jīng)明確2021年就完全擺脫核電。英國(guó)宣布2025年棄用煤電，北歐國(guó)家的電力系統(tǒng)從來(lái)沒(méi)有高度依賴過(guò)煤電。英國(guó)和法國(guó)宣布2040年禁售燃油車，而挪威則明確在2025年就要禁售燃油車。

能源轉(zhuǎn)型是一次全球的技術(shù)創(chuàng)新競(jìng)賽

20多年前，fossil fuel free的目標(biāo)被提出的時(shí)候，并沒(méi)有成形的技術(shù)和方案來(lái)確保這個(gè)目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。那時(shí)候，除了水電等有限的可再生能源技術(shù)，大多數(shù)可再生能源的技術(shù)很昂貴，很不成熟，或者還沒(méi)有被創(chuàng)造出來(lái)。圍繞建立可持續(xù)的能源系統(tǒng)的目標(biāo)，圍繞fossil fuel free的目標(biāo)，世界各國(guó)，各領(lǐng)域的機(jī)構(gòu)和人員啟動(dòng)了一場(chǎng)全球的技術(shù)創(chuàng)新競(jìng)賽。

80年代末，冷戰(zhàn)的結(jié)束宣告了全球軍備技術(shù)競(jìng)賽基本告一段落。國(guó)與國(guó)之間的競(jìng)爭(zhēng)轉(zhuǎn)向到能源轉(zhuǎn)型技術(shù)創(chuàng)新上，無(wú)論如何是人類文明的一件幸事。

二十年來(lái)，能源轉(zhuǎn)型的先行國(guó)家已經(jīng)在在許多技術(shù)領(lǐng)域取得了許多創(chuàng)新成果，可資世界各國(guó)可再生能源借鑒。

冰島的地?zé)崂眉夹g(shù)的創(chuàng)新：成熟的地?zé)岬拈_采技術(shù)，地?zé)岚l(fā)電技術(shù)，地?zé)岬牡蜏毓峒夹g(shù)等技術(shù)使冰島的地?zé)崮茉丛谝淮文茉聪到y(tǒng)中達(dá)到了66%的比例。

瑞典的垃圾變能源技術(shù)。瑞典建立起了完善的垃圾分類制度，可燃垃圾熱電聯(lián)產(chǎn)，有機(jī)垃圾制沼氣供車輛使用?，F(xiàn)在瑞典有

丹麥的風(fēng)電技術(shù)和第四代供熱系統(tǒng)。丹麥的風(fēng)電設(shè)備技術(shù)也帶動(dòng)了全球風(fēng)電技術(shù)的發(fā)展，丹麥的風(fēng)電已經(jīng)占到電力系統(tǒng)的42%以上。丹麥以及北歐各國(guó)推動(dòng)的第四代供熱系統(tǒng)大幅降低了供熱系統(tǒng)的水溫。

挪威和瑞典的交通電動(dòng)化技術(shù)。挪威2017年電動(dòng)汽車(含混合動(dòng)力)在汽車銷售中的比重已經(jīng)超過(guò)36%，雖然挪威自己不怎么生產(chǎn)電動(dòng)汽車，但其在充電基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)方面為全世界積累了經(jīng)驗(yàn)。瑞典由于電和熱的生產(chǎn)中化石能源的比重已經(jīng)很低，在交通能源轉(zhuǎn)型方面正在進(jìn)行積極探索，其探索的燃料電池技術(shù)在交通和住宅領(lǐng)域的應(yīng)用具有領(lǐng)先性。

德國(guó)的技術(shù)創(chuàng)新涉及面比較多。德國(guó)對(duì)世界能源轉(zhuǎn)型最突出的貢獻(xiàn)首推光伏，德國(guó)不僅生產(chǎn)制造光伏產(chǎn)品，而且在光伏服務(wù)業(yè)、光伏建筑一體化、高比例光伏滲透率的電力系統(tǒng)等方面都做出了前沿的實(shí)踐。德國(guó)對(duì)光伏的度電補(bǔ)貼制度，對(duì)全球光伏產(chǎn)業(yè)的發(fā)展起到了重要推動(dòng)作用。德國(guó)的E-ENERGY積極探索通信技術(shù)與能源系統(tǒng)的融合，不斷提升了可再生能源在電力系統(tǒng)中的滲透率。德國(guó)正在探索的電力系統(tǒng)2.0以高比例消納風(fēng)電和光伏等可再生能源為目標(biāo)。2017年，德國(guó)電力系統(tǒng)中風(fēng)電和光伏等可再生能源的比重達(dá)到36.1%。德國(guó)的被動(dòng)房技術(shù)、氫能技術(shù)也具有一定引領(lǐng)性。

美國(guó)的能源技術(shù)的創(chuàng)新點(diǎn)以加利福尼亞州為標(biāo)志。以特斯拉為代表的電動(dòng)汽車引領(lǐng)了車輛能源清潔化的發(fā)展方向。日本的氫燃料電池技術(shù)技術(shù)，加拿大的燃料電池技術(shù)也豐富了全球能源轉(zhuǎn)型技術(shù)庫(kù)。

在這二十多年間，能源技術(shù)的創(chuàng)新不斷涌現(xiàn)，許多當(dāng)年給予寄予厚望的技術(shù)并未取得預(yù)期的成功，如CCS技術(shù)，也有些技術(shù)取得了當(dāng)初未曾設(shè)想過(guò)的成功，比如，風(fēng)電和光伏。風(fēng)電光伏并非是20年前的能源轉(zhuǎn)型所設(shè)定的主要技術(shù)，但在實(shí)踐中，光伏和風(fēng)電成為了這次能源創(chuàng)新競(jìng)賽的勝出者。

中國(guó)能源轉(zhuǎn)型路線圖

把世界各地能源轉(zhuǎn)型的先行者的探索匯集起來(lái)，并與中國(guó)國(guó)情相結(jié)合，中國(guó)能源轉(zhuǎn)型路線圖基本上浮現(xiàn)出輪廓。

能源轉(zhuǎn)型分為四大模塊：電力系統(tǒng)轉(zhuǎn)型、供熱能源轉(zhuǎn)型、交通能源轉(zhuǎn)型、工業(yè)能源轉(zhuǎn)型。

一、電力系統(tǒng)轉(zhuǎn)型。

中國(guó)目前以煤電為主的電力系統(tǒng)將逐步轉(zhuǎn)變?yōu)橐燥L(fēng)電、光伏和水電為的電力系統(tǒng)。

青海、四川和云南，可以率先建成無(wú)化石能源的電力系統(tǒng)，燃煤電廠盡快退出。

遼寧、浙江、山東、廣東、福建、廣西等省有豐富的沿海風(fēng)電資源，又有一定的水電資源和抽水蓄能電站資源，可以建成水風(fēng)光互補(bǔ)的電力系統(tǒng)。

山西、內(nèi)蒙、新疆、甘肅等煤炭資源豐富、煤電裝機(jī)規(guī)模很大的省份，要逐步退役老舊電廠，存量煤電逐步從以發(fā)電為主轉(zhuǎn)變?yōu)樽鳛殪`活性資源備用，直至完全退出。

垃圾發(fā)電還有很大的發(fā)展空間，難點(diǎn)倒不是發(fā)電，而是環(huán)保和選址以及垃圾分類等問(wèn)題。

生物質(zhì)發(fā)電在中國(guó)不宜推廣，尤其是規(guī)模較大的電廠。

核電不宜新增。即使不考慮核電的安全性問(wèn)題，核廢料將給子孫后代造成嚴(yán)重環(huán)保問(wèn)題，是人所共知。而且從電的角度，所有新建核電站，建成之日起其發(fā)電成本就會(huì)高于光伏成本，不如搞光伏，而且核電調(diào)峰能力差，在未來(lái)以光伏風(fēng)電為主的電力系統(tǒng)中提供不了靈活性，反而對(duì)電力系統(tǒng)造成巨大負(fù)擔(dān)。

二、供熱能源轉(zhuǎn)型。

中國(guó)的供熱能源要從目前的以燃煤熱電聯(lián)產(chǎn)和燃煤鍋爐為主轉(zhuǎn)變?yōu)橐怨I(yè)余熱、可再生能源和電供熱為主。中國(guó)目前的工業(yè)余熱資源非常豐富，而且很多資源與大城市并不遠(yuǎn)。50-100公里的熱力輸送管線技術(shù)的發(fā)展將能夠?qū)崿F(xiàn)在更大范圍內(nèi)的熱力資源的統(tǒng)籌和調(diào)用，為中國(guó)的大中型城市提供供熱。

從熱源的角度，主要可用的可再生能源有太陽(yáng)能、生物質(zhì)能源、垃圾、地?zé)岬?。利用這些資源，輔以多種熱泵，可以建設(shè)分布式供熱系統(tǒng)。配建大型儲(chǔ)熱水池項(xiàng)目的太陽(yáng)能供熱系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)跨季節(jié)儲(chǔ)熱，把夏季的太陽(yáng)能儲(chǔ)存到冬季用于供熱。 天然氣屬于化石能源，在中國(guó)的供熱系統(tǒng)中只是個(gè)過(guò)渡角色，不宜大規(guī)模推廣，其它的原因還有天然氣價(jià)格高，進(jìn)口比重過(guò)大影響國(guó)家能源安全等。

長(zhǎng)江流域傳統(tǒng)上不屬于供熱地區(qū)，但隨著經(jīng)濟(jì)水平和消費(fèi)方式的轉(zhuǎn)變，這些地區(qū)也逐步會(huì)采用住宅供熱系統(tǒng)。多種類型的熱泵供熱可以在其中扮演關(guān)鍵角色。沿海地區(qū)的一些城市，因?yàn)殡姀S熱電聯(lián)產(chǎn)的緣故，燃煤電廠目前不得不繼續(xù)保留，這些城市可以通過(guò)發(fā)展海水源熱泵技術(shù)，淘汰燃煤電廠。

隨著新型城鎮(zhèn)化的進(jìn)展，在農(nóng)村，區(qū)域供熱的比重將越來(lái)越大。村鎮(zhèn)級(jí)的區(qū)域供熱采用生物質(zhì)供熱鍋爐或小微型生物質(zhì)熱電聯(lián)產(chǎn)具有很高的可行性。農(nóng)村，獨(dú)立的住宅，采用生物質(zhì)供熱鍋爐、熱泵供熱和太陽(yáng)能供熱均是可行的解決方案。高檔的獨(dú)幢別墅或旅游區(qū)的分散式房屋未來(lái)可以采用氫燃料電池?zé)犭娐?lián)產(chǎn)系統(tǒng)建設(shè)離網(wǎng)的，能源自我平衡型建筑系統(tǒng)。

通過(guò)被動(dòng)房技術(shù)建設(shè)低能耗建筑或近零能耗建筑降低建筑能耗，通過(guò)建筑與光伏的一體化提高建筑自身的能源生產(chǎn)能力，將成為未來(lái)現(xiàn)代化建筑的標(biāo)準(zhǔn)配置。

中國(guó)的南方地區(qū)冬冷夏熱，冬季有供暖需求，夏季有制冷需求，與北歐地區(qū)供冷需求很少的情況有明顯不同，該地區(qū)的房屋不能簡(jiǎn)單套用被動(dòng)房的技術(shù)路線。中國(guó)城市區(qū)域建筑密度大，熱需求強(qiáng)度大，這是中國(guó)供熱能源轉(zhuǎn)型的最大矛盾。

三、交通能源轉(zhuǎn)型。

乘用車用電動(dòng)汽車為主，氫燃料電池為輔的方案可以將內(nèi)燃機(jī)汽車基本替代。目前電動(dòng)汽車使用的電以煤電為主，二氧化碳減排效益不明顯。隨著電源的清潔化，車輛用電的碳排放會(huì)越來(lái)越低。電動(dòng)汽車、無(wú)人駕駛技術(shù)、汽車共享技術(shù)的協(xié)同推進(jìn)將重塑交通系統(tǒng)，公路與光伏技術(shù)的結(jié)合也將推動(dòng)實(shí)現(xiàn)交通系統(tǒng)oil-free和零溫室氣體排放。

大貨車有可能采用以氫燃料電池為主，電動(dòng)汽車為輔的方案。電氣化公路與無(wú)軌電動(dòng)貨車、無(wú)線充電等技術(shù)的組合可以使貨車大幅降低對(duì)燃油的依賴。

鐵路已經(jīng)全部電動(dòng)化，鐵路與光伏的結(jié)合有助于鐵路使用更低碳的電力。

內(nèi)河航運(yùn)將以船用LNG燃料作為過(guò)渡燃料，最終方向是氫燃料電池船舶，電動(dòng)船舶和港口岸電系統(tǒng)的組合。

航空運(yùn)輸?shù)哪茉崔D(zhuǎn)型是巨大的挑戰(zhàn)。中短期內(nèi)可以考慮的是提高生物燃油的比重，中國(guó)大量的地溝量用于制備航空燃油是有必要的引導(dǎo)的方向。長(zhǎng)期來(lái)看，還需要飛機(jī)能源系統(tǒng)的突破性創(chuàng)新，或交通技術(shù)的巨大變革。

四、工業(yè)能源轉(zhuǎn)型。

鋼鐵行業(yè)和水泥行業(yè)等工業(yè)領(lǐng)域的巨大排放對(duì)中國(guó)是能源轉(zhuǎn)型的巨大挑戰(zhàn)。鋼鐵生產(chǎn)流程可以改用氫而不是煤來(lái)做還原劑，可以在根本上擺脫鋼鐵行業(yè)對(duì)煤炭的依賴。這些技術(shù)已經(jīng)接近成熟，只是成本問(wèn)題有待解決。中小型工業(yè)的蒸汽需求可以通過(guò)生物質(zhì)成形燃料來(lái)解決，太陽(yáng)能供蒸汽也將是重要的技術(shù)路線之一。

中國(guó)能源轉(zhuǎn)型的四項(xiàng)基本原則

1、堅(jiān)定目標(biāo)。要在綠色發(fā)展理念下明確能源轉(zhuǎn)型的總目標(biāo)。目標(biāo)設(shè)定的最基本原則是不要把環(huán)境問(wèn)題留給下一代，更不要給下一代增加環(huán)境污染問(wèn)題。在這個(gè)總原則下，要盡快明確2050年中國(guó)可再生能源占比目標(biāo)，以及細(xì)化到電力、供熱、交通等分領(lǐng)域的目標(biāo)。盡快明確100%可再生能源的

2、博采眾長(zhǎng)。中國(guó)要充分吸納世界各國(guó)在推動(dòng)能源轉(zhuǎn)型過(guò)程中的技術(shù)創(chuàng)新、制度創(chuàng)新和社會(huì)創(chuàng)新。

3、自主創(chuàng)新。中國(guó)是世界人口第一大國(guó)，能源消費(fèi)第一大國(guó)，中國(guó)不可能等待其他國(guó)家把能源轉(zhuǎn)型的技術(shù)問(wèn)題全部解決以后，坐享其成。而且中國(guó)除了總量大之外，還有很多問(wèn)題是歐美國(guó)家不具備的情況，比如，中國(guó)城市的大規(guī)模高密度和高能源強(qiáng)度。中國(guó)必須堅(jiān)定的走自主創(chuàng)新的道路，加大能源技術(shù)的創(chuàng)新力度，力圖創(chuàng)造能源轉(zhuǎn)型的中國(guó)解決方案和中國(guó)模式。

4、放眼世界。中國(guó)的能源轉(zhuǎn)型不僅要考慮中國(guó)的問(wèn)題，還要考慮世界各國(guó)的問(wèn)題。歐美在推動(dòng)能源轉(zhuǎn)型，亞非拉國(guó)家也都需要能源轉(zhuǎn)型，這是個(gè)大市場(chǎng)，是中國(guó)發(fā)展的機(jī)遇。中國(guó)要爭(zhēng)取為世界提供能源轉(zhuǎn)型的中國(guó)模式。

中國(guó)將為世界的能源轉(zhuǎn)型創(chuàng)造什么

中國(guó)為世界能源新技術(shù)貢獻(xiàn)試驗(yàn)場(chǎng)和龐大的市場(chǎng)。中國(guó)的光伏、風(fēng)電裝機(jī)量都是世界第一，中國(guó)的電動(dòng)汽車保有量也是世界第一。中國(guó)在很長(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi)將保持新能源投資第一大國(guó)的位置，從而為全世界的新能源技術(shù)提供了市場(chǎng)。

中國(guó)為世界能源轉(zhuǎn)型提供大規(guī)模低成本的產(chǎn)品。中國(guó)通過(guò)擴(kuò)大規(guī)模，工藝改造、集成創(chuàng)新等手段，大幅度降低了光伏產(chǎn)品的價(jià)格，全世界光伏產(chǎn)業(yè)70%以上的產(chǎn)品由中國(guó)生產(chǎn)。中國(guó)持續(xù)增長(zhǎng)的光伏產(chǎn)能將為世界能源轉(zhuǎn)型提供堅(jiān)實(shí)的后盾。中國(guó)的風(fēng)電設(shè)備產(chǎn)業(yè)的發(fā)展也大幅度降低了產(chǎn)品的價(jià)格。在電池，電動(dòng)汽車、氫燃料電池領(lǐng)域，中國(guó)也有望通過(guò)大規(guī)模制造大幅降低其成本。中國(guó)將成為新能源領(lǐng)域的世界工廠為世界能源轉(zhuǎn)型提供廣泛的產(chǎn)品保障。

中國(guó)為世界能源轉(zhuǎn)型創(chuàng)新引領(lǐng)性技術(shù)。中國(guó)的配電網(wǎng)、電力輸送技術(shù)、電網(wǎng)高鐵技術(shù)、能源互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)已經(jīng)處于世界領(lǐng)先水平，能夠以技術(shù)、產(chǎn)品、服務(wù)一體化的方式為發(fā)展中國(guó)家提供整體解決方案，推動(dòng)其能源轉(zhuǎn)型。

中國(guó)的共享單車、互聯(lián)網(wǎng)+正在創(chuàng)造新的低碳社會(huì)形態(tài)和社會(huì)治理模式，并已開始走出國(guó)門，為世界所借鑒。中國(guó)強(qiáng)大的自主創(chuàng)新能力，還將繼續(xù)創(chuàng)造更多的新技術(shù)，貢獻(xiàn)給世界。

放眼全球，中國(guó)能源轉(zhuǎn)型的探索，必將成為人類文明的重要成果，并將為全人類所共享。

中國(guó)將通過(guò)貢獻(xiàn)新產(chǎn)品、新技術(shù)和新治理模式，推動(dòng)世界的能源轉(zhuǎn)型，成為“全球生態(tài)文明的參與者、貢獻(xiàn)者和引領(lǐng)者”，為打造人類命運(yùn)共同體，為人類文明的可持續(xù)發(fā)展做出偉大貢獻(xiàn)。