保障我国能源安全的关键是保障能源资源安全

能源是工业的粮食，是国家运转与发展最重要的物质基础，能源安全是国家安全的重要组成部分，而确保能源资源安全是确保能源安全的关键。
 
一我国能源安全受制于能源资源安全
 
和美国、俄罗斯这些能源资源富集国家不同，我国能源供应一直受制于能源资源短缺。在过去经济快速发展、能源消费快速增长的绝大多数时间里，我国能源供应处于紧平衡或者严重紧缺状态，在一定程度上制约我国经济社会的发展，根源就在于资源短缺。随着经济的高速发展，以及气候变化因素制约、环境因素制约，在实现“双碳”目标的能源转型过程中，能源资源制约的影响将更加突出。
 
（一）传统能源资源禀赋制约我国能源安全
 
第一，我国化石能源资源总储量不高，人均更少。
我们常说我国化石能源资源禀赋的特点是“富煤、贫油、少气”，实际上，我国煤炭总储量在全球仅排名第四，占比只有美国的一半多一点。我国人口基数大，占全球人口接近两成，但是已知化石能源资源储量只有不到全球已知量的一成，人均拥有化石能源资源储量只有全球平均水平的约45%，而美国人均拥有量是全球平均水平的3.6倍，英国是全球平均水平的2.2倍，俄罗斯为全球平均水平的7.2倍。
 
第二，我国能源资源结构不佳。
 
按照统一标准计算，我国三种化石能源资源储量，煤炭占比超过九成，石油和天然气明显不足。能源资源的空间分布结构也不合理，化石能源资源主要集中在内蒙古、新疆、山西和陕西等西部、北部地区，四省化石能源资源储量占全国近八成。水电资源主要集中在西部的川、滇、藏等省份。我国能源需求主要集中在东部南部地区，资源和消费在空间错配，需要能源大规模远距离输送，为能源可靠安全稳定供应带来潜在的风险。
 
第三，我国能源资源消耗速度快，开发新型能源资源及进行能源转型的需求急迫。
 
第三，我国能源资源消耗速度快，开发新型能源资源及进行能源转型的需求急迫。我国煤炭和天然气资源的储采比都在四十年左右，石油的储采比不足二十年。这就意味着，目前占我国能源消费超过50%（2022年为56%）的煤炭将在2060年左右耗尽，在此之前必须不断获得新的能源资源填补这部分空间，否则没有足够的能源资源支撑能源消费需求，经济和社会发展将面临严峻的挑战。
 
 
（二）新型能源资源依旧制约我国能源安全
 
一是风电能和太阳能资源储量有限，并不能满足未来能源需求。
近年来我国风电能、太阳能资源发展迅速，截至今年4月底，两者合计并网装机容量已经达到8.2亿千瓦，其比重已经超过总装机容量的30%。但是从全球角度看，我国风电能资源和太阳能资源并不算得上丰富，其中，陆上风电资源70米高度可开发的装机容量大概在26亿千瓦左右，太阳能可开发装机容量22亿千瓦左右。我国近海风电资源不丰富。即使将这些可开发装机容量完全利用，加上水电能开发程度达到80%，亦不能满足四十年后的能源需求，需要比较多的核电装机承载基本负荷，以及必要的（天然或人工）化石能源作为能源供应的补充。
 
从空间分布看，陆上风电资源主要集中区域包括河北张家口、内蒙古东部和西部、吉林中西部、甘肃河西走廊的瓜州、玉门等地区、新疆哈密以及江苏、山东沿海地区等。太阳能资源丰富的一类区域、二类区域也都集中在西部和北部，如宁夏、甘肃、新疆、西藏、河北北部、山西北部、内蒙古南部等地区。风电能和太阳能也存在能源分布集中并和需求错配的问题，需要建设大型能源基地集约开发，并远距离大容量输送到需求中心。
 
 
 
二是在风电能和太阳能开发过程中，还存在一些重要问题需要在发展过程中逐步解决。
风电能资源开发，第一，风力的能源密度低，要建设大功率的风力发电机，需要建设大直径的风轮以增大风轮机的扫风面积。单机容量超过3000千瓦的风力发电机组，其风轮直径需要达到100多米。建设风力发电系统，也需要占有大量土地空间，消耗大量资源。第二，并网型的风力发电与电网相互作用，其间歇性、波动性和随机性以及大量电力电子元件接入等，也会给电力系统安全稳定运行带来一系列问题。
 
太阳能资源开发，从节能环保看，虽然太阳能本身是洁净、零排放的能源，但是在生产太阳能电池板过程中，要消耗大量的能源，同时给环境带来污染，排放二氧化碳。而一些新型太阳能电池生产会使用到有毒元素和稀有元素，需要做好有毒物质的回收和再利用，研究寻找稀有元素的替代者等等。从整体经济性看，由于其能量密度低，建筑光伏利用虽可以节省大量空间，但所得能量不足以满足较大的用能需求。利用沙漠、戈壁等无价值空间建设太阳能发电基地，可以生产较大规模的电能，但是离负荷中心远，高压输电线路输送，需巨大投资并占用大量土地作为线路走廊。从性能特点看，太阳能发电系统利用小时数低，受天气因素影响大。大型太阳能发电基地作为发电厂接入电力系统，将对电力系统安全稳定运行带来不利影响。微型太阳能系统需要与其他能源及电力的主系统配合，才能确保满足用户所有用能需求。这些都是阻碍太阳能发电成为重要替代能源的问题，需要在将来逐步解决。
 
三是氢能不是一次能源资源，相关技术发展还存在很大的不确定性。
 
最近一段时期，各方面对氢能的讨论比较多，不少专家看好氢能的发展，国家也出台了相应的规划。在此强调几点：首先，氢能不是一次能源资源，当其作为终端能源消费的时候，是二次能源；当其再转换为其他能源形式消费的时候，是储能载体。绿氢作为储能可以提高风光等新能源的利用率，但并不增加能源资源。其次，绿氢就技术本身而言距大规模使用还有相当的距离。目前全球绿氢比例不足1%，且绿氢连续生产过程还存在很多需要解决的实际问题。第三，氢能终端消费市场的发展如燃料电池、氢能汽车等技术发展还存在很多不确定性。最后，绿氢生产还面临水资源问题。从目前看，绿氢生产最可能通过电解水技术生产，大规模生产氢，需要足够的水资源支撑。一套1吉瓦的大型电解装置以75%的效率每年运行8000小时（约11个月），每年生产15吨氢，将消耗300万吨水，这相当于一座7万人口小城的用水量。中国淡水资源稀缺，总量只占全球水资源的6%，人均只有2200吨，是世界平均水平的四分之一、美国的五分之一，属于缺水严重的国家。我国淡水资源的地区分布极不均匀，大量淡水资源集中在南方，北方淡水资源只有南方淡水资源的四分之一，与风光等新能源资源分布形成错配。而我国能源消费的重心在较长时期内依旧在中部和东部地区，利用处于西部的新能源电解水制氢，将氢输送到中部和东部消费，从水足迹看，是将水资源从缺水区域输送到富水区域，将加剧水资源分布的区域不平衡。
 
（三）巨大的能源需求需要充足可靠的能源资源支撑
 
党的二十大报告提出，要在本世纪中叶全面建成社会主义现代化强国。从强国经济指标看，也就是在2050年代，我国的经济总量指标、人均指标都要进入世界发达国家行列。以我国的人口基数，按照发达国家人均水平估算总量指标，将是一个巨大的规模。经济的持续发展需要持续有力的能源支撑，巨大的经济规模需要巨大的能源消费总量支撑。以十四亿规模人口、以人均GDP大约4万美元、以欧盟国家当前人均能耗水平和能源强度简单折算，这个能源消费规模大概在60亿吨标准油以上，相当于2022年我国能源消费总量的1.7倍。如此规模的能源消费，不仅需要大量可靠的一次能源资源开发生产加工能力支撑，也需要大规模的可保障长时期持续开发的能源资源支撑。
二、破解能源资源的制约，是保障我国能源安全的关键
 
能源安全最初的涵义，是指确保以合理的价格保证能源的持续供应，支撑经济和社会正常运转。随着气候问题、环保问题日渐突出，其内涵扩展到环境安全、气候安全。当前俄乌冲突外溢效应，再次将能源安全的概念延伸至能源供应链和能源基础设施的安全。能源安全是国家安全的重要组成部分，也是国家安全的基础领域。其中，能源资源的安全，是能源供应链的起点和核心，是能源安全的基础和重要组成部分，并在一定程度上影响其供应链后续安全问题。所以，确保我国能源转型过程中的能源安全，首先要破解能源资源的掣肘和约束。

（一）保障能源资源以确保能源安全的对策
 
一是充分利用现有资源。
煤炭能量密度高，技术成熟，经济性好，是非常优质的能源资源。我国化石能源资源以煤为主，当前和今后相当长一段时间，煤炭是我国能源安全保障的压舱石。立足自产煤炭为主，抓好煤炭集约高效和洁净利用。确保安全和应急产能的情况下，可适当增加煤炭进口比例，为安全构建新型能源体系争取更多时间。我国石油和天然气资源储量不大，石油对外依存度已经超过70%，在尽可能寻找新资源同时，要加强进口渠道多元化，同时强化应急储备。我国天然气对外依存度已超过40%，要注意拓宽渠道来源。积极发展可燃冰开发利用技术，以补充天然气气源不足问题。目前我国水电能资源开发程度只有40%左右，还有潜力。以我国水电技术可开发容量计算，平均每年可以提供相当于2.6亿吨标准油（接近4亿吨标准煤）的能源。中国风能资源、光伏资源的特点是比较集中，可以建设大型风电基地，同时也要重视离散型风电、光伏资源的开发，加强风光结合、微电网开发，充分利用自然资源。
 
二是努力开发潜在资源。
化石能源储量是动态的，随着能源勘探和开采技术的进步，会不断发现新的化石能源资源，同时资源采收率也会不断提高。随着化石能源逐步耗尽，必须找到合适的替代能源。目前全球公认的替代能源，包括核能、水能、风能、太阳能、海洋能等。水电能是成熟的技术，已经成为目前能源供应的重要组成部分。水电能和风、光能源一样，每年可提供的能源基本上就在多年平均水平上下波动。未来能够作为主体增量能源供应的，一是核能，二是海洋能。由于水资源、可耕土地等资源的限制，生物质能不太可能在中国有太大规模的发展。
 
三是大力做好能源节约利用。
 
我国能源强度高，是全球平均水平的1.5倍，是美国的2.3倍，欧盟的2.7倍。在提高能源效率和附加价值方面，还有很大的空间。能源节约，既是技术问题，也是管理问题；既涉及能源供给结构，也涉及能源需求结构即经济结构；既与能源空间分布密切相关，也很大程度上受经济整体布局的影响。节能既是节约成本，本质上也是增加能源供应能力，要花大力气、综合施策。既需要制定节能规划和鼓励政策，也要通过市场机制引入竞争和激励；既要树立民间的节能意识，培养节能文化，也要将节能和经济效益紧密勾连，增强内在激励；既要随着经济发展，不断推动产业升级，也要通过供能模式转换，建立高效能源供应系统。
 
四是高度重视能源技术。
 
我国面临的能源安全挑战除了来自能源资源的稀缺，也来自于技术能力不足。这两个方面是相互影响的：技术能力提高自然可以增加可用资源，技术能力不足，资源稀缺问题将更加严重。其中，与新的能源资源开发相关的技术，如核聚变、海洋能开发等，以及发展与能源储存、转换、运输和综合集成相关的新技术，如CCUS、人造天然气、大规模储能、碳—能循环系统等等，都有十分重要的意义。
 
五是抓紧布局海洋能源开发。
 
海洋能是未来能源资源的蓝海，具有近乎无限的发展空间。对于比较成熟的海洋能开发利用技术如潮汐能，逐步实现产业化、规模化，积极推进波浪能、海流能利用实用化，加强盐差能、温差能研究实验。为实现风光等能源充分开发利用，以及远海深海的海洋能、海上风能、海上太阳能等能源资源综合开发，大规模储能技术、电转甲烷技术、海水制氢技术等都应予以重点关注。成功突破海洋能源资源开发的技术约束，就可以成功突破能源资源的约束。海洋能源技术将是未来能源领域竞争的一个重要领域，和航空航天技术一样，海洋能源技术的进展，将引导我们进入远海，从而为我们寻找到源源不断的可用能源，为国家安全提供源源不断的动力，并促进国家安全水平大幅度提升。
 
在千方百计保障能源资源总量的同时，还要做好能源资源转换过程中新型能源和传统能源的无缝衔接，充分挖掘利用好各种能源的互补特性，以确保整个过程中能源安全稳定供应及其应具备的弹性。
 
（二）构建新型能源体系保障能源安全转型的路线图
 
要抓好战略规划。研究制定未来三十年乃至更长时期的能源战略，根据自身的资源禀赋和能源需求，确定不同时期的替代主力能源和辅助能源，明确需要攻克的技术难关、需要突破的制度障碍、需要投入的成本资源。制定实施的路线图，描绘能源替代过渡过程，定期对能源规划进行检验和调整，以确保实现能源稳定可靠和安全供应。
 
明确能源资源的主次梯次。各个时期，替代能源的主次是不一样的。在近期，考虑三十年左右，核电能应该成为煤炭的替代能源。有序降低煤炭比例，逐步提高核能份额。同时，继续大力开发水电能、太阳能和风能，提高其在能源生产中的比例，增加其在保障能源供应中的作用。加大海洋能开发技术投入，力争经过三十年的努力，在技术进展和商业化运营方面取得进步，其中海洋潮汐能、洋流能、波浪能发电技术较为成熟，并结合储能技术成为重要的补充能源。储电技术取得革命性进步，交通消耗石油将逐步由电能替代，石油将主要应用于化工行业。综合以上因素，电能在终端的消费比例将逐步上升。
 
经过三十年或更长时间以后，水电能、太阳能、风电能资源将基本实现较高程度或者完全的开发利用，除太阳能电池光伏转换效率提高增加产能外，年度产能量基本稳定。此后能源供应的增加部分，主要依靠海洋能技术进步及产业化，包括波浪能完全产业化，温差能和盐差能技术逐渐成熟，并开始产业化。核聚变技术经过三十年发展，应该基本具备试运行甚至产业化的条件，到那时，海洋能和核聚能将逐步成为主力增量能源，太阳能、风电能、水电能成为重要的辅助能源。碳—能循环技术基本成熟，利用海洋能生产人造天然气和淡化海水成为重要产业。人造天然气一方面和储电一样，成为可输送、可储存的高密度能源，具有很好的适应性和调节性，因此天然气在未来仍是主力能源之一，同时是调节大气碳循环的重要一环。
 
（注：本文仅代表作者个人观点）