能源转型：历史、理论与影响

纵观人类能源利用历史，国际上已经发生过多次能源转型。能源转型是一个内涵极其丰富的概念。瓦茨拉夫·斯米尔（Vaclav Smil）认为能源转型是“从一种具体的能源形态转变为另一种能源形态的过程”[1]。布鲁斯·波多布尼克（Bruce Podobnik）则将能源转型定义为“一种借助技术应用将新的一次能源大量运用于人类消费的过程”[2]。朱彤认为人类经历过两次能源转型，即从植物能源依次向化石能源以及可再生能源转型两大阶段，他把能源转型定义为“能量原动机推动的、伴随着能源体系深刻变革的一次能源长期结构变化过程”[3]。舟丹认为能源转型是“能源生产和消费结构发生根本性的改变，并对一国社会经济发展乃至全球地缘政治格局产生深刻影响”[4]。赵宏图认为人类社会发生了“两次大的能源转型和变革，即从柴薪时代过渡到煤炭时代和由煤炭时代过渡到石油时代”[5]。2014年，世界能源理事会将能源转型定义为“一国能源结构的根本性转变，如可再生能源比重的上升、能源效率的提高以及化石能源的逐步淘汰”[6]。当前，能源转型一般被理解为淘汰石油、天然气、煤炭等化石燃料，即能源体系的去碳化，而逐步和大力发展包括核能（铀）和可再生能源（风能、水能、太阳能、地热能、海洋能等）在内的替代能源。比如，何建坤（HeJian-Kun）认为能源转型是指“由新能源和可再生能源主导的低碳能源系统对于由化石能源主导的高碳能源系统的替代”[7]。目前，尽管国内外学术界对“能源转型”和“能源革命”概念有不同理解，但值得注意的是，“能源革命”与“能源转型”在含义上较为相近，在使用的语境上也颇为一致，且有大量混用现象。在这种情况下，朱彤等学者认为广义的“能源革命”与“能源转型”的含义实际上是相同的[8]。

近现代意义上第一次能源转型是指由煤炭取代居主导地位的柴薪的历史进程，以英国为代表。第二次能源转型则是指石油取代煤炭的历史进程，以美国为代表。按照瓦茨拉夫·斯米尔的量化标准，英国能源转型始于1550年，至1619年完成，历时约70年。1550年，煤炭在英国能源消费结构中的比重开始超过5%。1619年，煤炭在英国能源消费结构中的比重超过居主导地位的柴薪，完成了由柴薪向煤炭系统的转型。转型完成后，随着经济的发展及工业革命的推进，煤炭在英国能源消费结构中的比重逐渐增长，1938年时达到97.7%的历史峰值。美国能源转型始于1910年，到1950年完成，历时仅约40年。1950年，石油在美国能源消费结构中的比重达到38.4%，首次超过35.5%的煤炭比重，成为主导能源[9]。

“柴薪能源危机”是推动17世纪英国第一次能源转型的直接原因。在新航路开辟及海外贸易的推动下，16、17世纪英国经济获得了快速发展，人口显著增加，传统手工业如冶炼业、煮盐业、啤酒业、砖瓦烧制、玻璃制造等迅速发展，使得英国原本就紧张的柴薪供应雪上加霜，最终导致森林资源消耗殆尽，引发了“柴薪能源危机”。“从1500年到1630年的130年间，英国木柴价格上涨了7倍。”“1666年伦敦大火之后，伦敦重建所需的木料竟然全部需要进口。”[10]柴薪危机迫使英国人将目光转向了廉价而丰富的煤炭资源。相比之下，推动第二次能源转型的直接原因则不是能源危机，而是技术进步。19世纪末20世纪初，柴油、汽油等石油炼制技术的进步以及内燃机、汽车的发明与改进，是推动石油得以广泛运用并成为主导能源的关键因素。这也解释了从1859年到1910年的60多年中，石油仅是主要作为照明的煤油来使用，而需求量和销售量都非常有限的现象。早在1859年，德雷克就在宾夕法尼亚州的泰特斯维尔打出第一口油井，成为石油大规模商业化开采的开端，但直到1910年以后，随着技术和发明创造的突破，石油的需求量才开始迅速增加。(www.xing528.com)

从历史经验看，能源转型需要具备相应的物质、经济和技术条件。其中，能源资源禀赋对能源转型有着重要影响，有时甚至是决定性的影响。无论是17世纪的英国，还是20世纪的美国，在能源转型初期，两国的能源产量都遥遥领先。1800年前后，英国煤炭产量大于其他所有国家的产量之和；1840年，英国的煤炭产量是美国、法国和德国三国产量总和的四倍多；1860年，英国的煤炭产量仍占全球煤炭总产量的50%[10]。与此类似，1880年，美国石油年产量为250万桶，远高于英国、法国和德国等其他西方国家[11]。1859-1957年间，美国石油产量一直高居世界首位，其产量占世界总产量的比重一直在40%以上[12]。另一方面，经济发展和技术变革对能源转型具有重大影响。1619年英国完成第一次能源转型时，以蒸汽机为代表的工业革命尚未发生。但是，工业革命开始后，技术进步与能源转型相互促进，产生了巨大影响，以至于许多学者经常将能源转型与工业革命挂钩。一方面，蒸汽机产生的机械能代替了人工挖掘，大大提高了煤炭开采的规模和效率；另一方面，煤炭又为蒸汽机等机械能装置提供源源不断的能源动力，推动各行各业实现机械化生产。“充足的煤炭供应使许多工业部门的大规模扩张有了可能”，也为“工业革命首先垂青英国”奠定了基础[13]。

两次国际能源转型的影响是巨大、深远和根本性的。18世纪，国际能源转型与工业革命一起，推动着英国从农业文明进入工业文明时代，并把英国从一个农业小国推到称霸世界的“日不落”工业帝国的巅峰。19世纪，以英国为代表的第一次能源转型向国际社会扩散，其主要动力来自工业革命的全球扩散。德国1815年开始向煤炭能源转型，到1853年转型完成。美国1850年之后开始向煤炭转型，到1885年就很快完成了能源转型[14]。20世纪以来，以美国为代表的第二次能源转型逐渐扩散到国际社会。1910年，与美国的能源转型同步，石油在世界能源消费结构中的比重达到了5%。到1965年，石油在世界能源消费结构中的比重上升至39.4%，首次超过39%的煤炭比重，跃居世界能源消费结构首位，第二次国际能源转型完成。第一次能源转型与第一次工业革命一道，共同推动着世界主要国家从农业文明向工业文明的历史性转变。从国际关系的角度看，两次国际能源转型还成就了英国和美国这两个世界霸主，这不是一种历史巧合。能源不仅是重要的经济资源，更是非常重要的战略资源，是国家权力的重要组成部分。英国、美国能源的成功转型，不仅使英、美两国成为国际能源权力结构的主导力量，而且为两国崛起成为世界霸主提供了巨大的动力来源。