我国能源消费现状及发展趋势优化

（一）能源的分类与历史演变

1.能源的定义

能源(Energy Source)，顾名思义是指含有能量的资源。实质上能源是可被人类利用并由此获得能量的自然资源和利用这些自然资源所生产的产品的统称。《中华人民共和国节约能源法》第二条规定，本法所称能源，是指煤炭、石油、天然气、生物质能和电力、热力以及其他直接或者通过加工、转换而取得有用能的各种资源。

2.能源的分类

根据不同的分类标准，能源可以被分成不同类型。

(1)根据能源获得方式的分类

根据能源的获得方式是直接获得还是加工转化获得，可以将能源分为一次能源和二次能源。一次能源主要是指自然存在，不改变其基本形态即可直接获得的能源，如原煤、原油、天然气、核能、太阳能、水能、风能、波浪能、潮汐能、地热、生物质能和海洋温差能等。二次能源是指由一次能源经过加工转换以后得到的能源，例如，电能、蒸汽、煤气、汽油、柴油、重油、液化石油气、酒精、沼气、氢气和焦炭等。目前，绝大多数一次能源需要被加工转化为二次能源才能被方便地运输、分配和使用。

(2)根据能源能否再生恢复的分类

根据能否在短期内再生恢复，能源可以被分为可再生能源与不可再生能源。可再生能源是指在自然界中通过一定的循环过程不断再生，可定期补充的能源，如太阳能、风能、水能、生物质能等。不可再生能源是指需要经历数十亿年地质变化形成，与人类历史相比时间很长，不可能在短期内恢复的能源。目前，世界主要的能源消费以煤炭、石油、天然气等化石能源居多，国际能源市场的主要交易品种通常是不可再生的化石能源。由于化石能源的储量有限，加上日益严重的环境污染等问题，近年来风能、太阳能等可再生能源的利用越来越受到世界各国的重视，并取得了快速的发展。

(3)根据是否排放污染物的分类

根据是否排放污染物，能源可以被分为清洁能源与非清洁能源。清洁能源，又称绿色能源，是指使用时不排放污染物(或排放污染物较少)，可直接用于生产和生活的能源。狭义的清洁能源主要是指可再生能源，如水能、生物能、太阳能、风能、地热能和海洋能。这些能源消耗之后可以恢复补充，不产生污染或很少产生污染。广义的清洁能源则包括在能源的生产及其消费过程中，选用对生态环境低污染或无污染的能源，如天然气、清洁煤和核能等。其他在使用中对环境污染较大的能源，如煤炭、石油等则统称为非清洁能源。

(4)根据能源使用方式的分类

按照能源的使用方式，能源可以被分为燃料能源和非燃料能源。燃料能源是指用于燃烧发热并做功的能源，主要包括化石燃料(煤炭、石油、天然气)、生物燃料(木材、沼气、有机物)、化学燃料(甲醇、乙醇、烷烃)和核燃料(铀、钚、氘、氚等)。非燃料能源是指不通过燃烧来获得热量和功的能源，如风能、水能、潮汐能、地热能、太阳能等。

能源的分类方式多种多样，但也并非绝对，分类的目的只是为了便于人们识别。在实践中，我们通常采取一次能源与二次能源的分类方式，在一次能源中，又根据能源的可再生性再划分为不可再生能源与可再生能源(见图1-1)。

图1-1　能源主要种类划分示意图

3.能源的历史演变

到目前为止，人类能源利用经历了“火与柴草”“煤炭与蒸汽机”“石油与内燃机”“新能源与可持续发展”四个阶段。前三个阶段已经完成，第四阶段正在进行中。在世界能源消费总量不断增长的同时，能源结构也在不断变化。能源时代的每一次变革都伴随着生产力的巨大飞跃，极大地推动了人类经济和社会的快速发展。

(1)火与柴草时代

火的利用促使古代生产力诸要素发生了巨大变化。火与柴草的能源体系促进了原始社会工人、劳动工具和原材料的快速发展。首先，火的使用改变了人类的饮食习惯，扩大了食物的来源和种类。这对改善人类健康和大脑发育有着不可估量的作用。其次，火与柴草相结合的能源体系也在劳动工具的发展中发挥了重要作用，弓、箭、陶瓷和金属工具的制造离不开火。火的大规模使用也引起了古代生产力布局的重大转变，扩大了人类生产活动的空间，从而改变了全球原始社会生产力的结构布局。恩格斯在《反杜林论》中曾高度评价说“就世界性的解放作用而言，摩擦生火还是超过了蒸汽机，因为摩擦生火第一次使人支配了一种自然力，从而最终把人同动物分开。”^[1]

(2)煤炭与蒸汽机时代

1776年，英国科学家詹姆斯·瓦特制造出第一台有实用价值的蒸汽机。以后又经过一系列重大改进，使之成为“万能的原动机”，在工业上得到广泛应用。他开辟了人类利用能源的新时代，使人类进入“蒸汽时代”。随着蒸汽机的广泛应用，人类对煤的需求越来越大。1700年，英国煤产量260万吨。1815年，英国煤炭年产量已达到1 600万吨。19世纪以煤炭能源为基础的工业革命迅速改变了全球经济，全球力量平衡也随之重新定位。煤炭和蒸汽机是第一次工业革命的关键，推动人类进入能源历史的第二阶段。

(3)石油与内燃机时代

石油的应用和内燃机的发明给交通运输领域带来了革命性的变化。19世纪80年代，德国卡尔·本茨成功地制造了第一辆由内燃机驱动的汽车。与此同时，许多国家已经开始建立汽车工业。随后，机车、远洋轮船和内燃机飞机出现。内燃机的发明促进了石化工业的发展。1870年，全世界只有80万吨石油被开采出来，到1900年，这个数字上升到了2 000万吨。依靠石油、内燃机和电力的应用，世界从“蒸汽时代”进入了“电气时代”。

(4)新能源与可持续发展时代

随着社会对能源需求的不断增长和低碳社会的到来，从传统化石能源向非化石新能源的重大转变是不可避免的。近年来，煤炭、石油等化石能源带来的生态环境问题日益突出。20世纪初英国伦敦“雾都”的形成以及目前中国大规模雾霾天气，其主要原因均是煤炭、石油等非清洁化石能源的大规模使用。随着人类对绿色生态环境需求的增加，新能源在能源结构中的比重将逐步增加。全球一次能源正在迈入石油、天然气、煤炭和新能源“四分天下”的格局。^[2]

（二）常规能源储量及我国的能源需求变化

1.石油、天然气和煤炭等常规能源的状况

根据英国石油公司(以下简称BP)公布的《世界能源统计年鉴2019》，截至2018年底，全世界已探明石油储量为2 441亿吨，其中中东地区^[3]储量占到48.3%，占比最大。中国已探明石油储量占全世界比例约为1.5%^[4](见图1-2)。

图1-2　2018年全世界已探明石油储量各地区占比

全世界已探明天然气储量为196.9万亿立方米，其中中东地区占比为38.4%，独联体国家^[5]占比为31.9%。中国已探明天然气储量为6.1万亿立方米，占全世界比例约为3.1%(见图1-3)。

图1-3　2018年全世界已探明天然气储量各地区占比(www.xing528.com)

全世界已探明煤炭储量为10 547.82亿吨，其中亚太地区占比最高，为42.2%，美国是储量最高的国家，占比为23.7%。中国已探明煤炭储量为1 388.19亿吨，占比约为13.2%^[6](见图1-4)。

图1-4　2018年全世界已探明煤炭储量各地区占比

2.我国能源的消费和需求变化

(1)能源消费总量和人均能源消费量均快速增加

近年来，我国的能源消费总量和人均能源消费量均增加较快。国务院发布的《能源发展“十二五”规划》显示，2005年我国一次能源消费总量为23.6亿吨标准煤，《能源发展“十三五”规划》中2015年我国一次能源消费总量已增加到43亿吨标准煤，十年间几乎翻了一倍。而根据国家统计局的数据，从2005年到2015年，十年间我国人口总量仅增加了5.1%，因此能源消费量的增加主要来自人均能源消费量的快速增长。

(2)能源消费的地区差异突出

2012年，我国能源消费总量最大的省份是山东省，达到38 899万吨标准煤。能源消费总量最低的省份是海南省，只有1 688万吨标准煤，前者的数值大约是后者的23倍。能源消费总量高的省份集中在东部沿海发达地区或人口多的省份，能源消耗较低的省份大多是较偏远的西部省份。从我国一次能源的分布来看，煤炭资源主要分布在华北、西北地区，水力资源主要分布在西南地区，风能和太阳能资源也以西部地区为主，而我国的能源消费却主要集中在东部的沿海省份，能源分布与消费的地区差异严重影响了能源的合理配置和有效利用。

(3)能源消费结构持续改进

近年来，中国的能源结构持续改进，尽管煤炭仍是中国能源消费中的最主要燃料，但比例正不断下降。国家统计局发布的《2018年国民经济和社会发展统计公报》显示，经初步核算，全年能源消费总量为46.4亿吨标准煤，比上年增长3.3%。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%。煤炭消费量占能源消费总量的59.0%，比上年下降1.4个百分点；天然气、水电、核电、风电、光伏等清洁能源消费量占能源消费总量的22.1%，比上年上升1.3个百分点。

（三）化石能源与环境污染

化石能源是指煤炭、石油、天然气等储藏在地下并且不能回收利用的燃料能源。人类对化石能源的开发利用对大气圈、水圈和生物圈产生了各种影响，成为环境污染的主要来源。化石能源对环境的污染主要表现在以下几方面：

1.温室效应

地球表面的温度直接受到大气中二氧化碳和甲烷等温室气体含量的影响。大气层内大部分的二氧化碳和甲烷来自化石燃料的燃烧。由于实际排放量已经超过了自然固碳和吸收的自然速率，大气中的二氧化碳含量开始上升，地球成了一个温室。学者认为，甲烷的温室效应是二氧化碳的20多倍。^[7]由温室效应所带来的全球气候变暖受到全世界的关注。

2.破坏臭氧层

化石燃料燃烧产生的氮氧化物是造成臭氧层破坏的主要原因之一。研究结果表明，臭氧浓度每降低10%，地面受到的紫外线辐射强度将增加20%，这必然给地球的生态环境造成较大影响，例如皮肤癌患者数量大量增加等。目前，大气中的氮氧化物含量正在迅速增长，这将不可避免地导致臭氧层变薄，给自然环境带来巨大的负面影响。

3.空气污染

严重的雾霾与能源结构有很大的关系。目前，中国已成为世界能源消费第一大国。数据显示，我国煤炭燃烧产生的二氧化硫、氮氧化物、烟尘等有害物质排放分别占全国总量的86%、56%、74%左右，产生的PM2.5占总量的50%～60%。^[8]直燃煤烟尘排放加上化石能源消费，是雾霾产生的最主要原因之一。中国社科院、中国气象局联合发布《气候变化绿皮书：应对气候变化报告(2013)》指出：我国持续性雾霾显著增加，主要原因是社会化石能源消费增多造成的大气污染物排放逐年增加，影响健康，提高死亡率，恶化呼吸及心脏系统，改变肺功能及结构，影响生育能力等。

除此之外，化石能源还会带来酸雨、地表塌陷、生态恶化等诸多环境问题。由于当前我国化石能源仍然占能源消耗总量的大部分，由此造成的环境问题必须从源头上加以解决。

（四）能源发展趋势

1.国际能源发展趋势

(1)石油发展进入“稳定期”

总体来看，全球石油储量较为充足，储采比一直保持在50以上，特别是中南美、中东地区储采比分别高达120、78，发展潜力还很大。全球石油产量持续保持稳定增长，近10年平均增长率为8.1%，已迈入发展的“稳定期”。^[9]

(2)天然气发展步入“鼎盛期”

天然气作为最清洁的化石能源，已进入快速发展阶段，是化石能源向新能源转型的桥梁，将在全球能源可持续发展中发挥支撑作用。天然气是一种非常现实、成本低廉、清洁环保的“三A能源”(Available可获取的、Affordable可承受的、Acceptable可接受的)。在过去50年时间里，其在全球一次能源消费结构中占比快速提升，是全球能源结构中增长最快的化石能源。

(3)煤炭发展走向“转型期”

煤炭在世界一次能源消费结构中的比例将进一步缩小，煤炭利用也将趋于清洁化。世界三大产煤区中的北美、欧洲及欧亚大陆，煤炭产量及消费量均呈下降趋势。煤炭作为最廉价的化石能源，将在世界能源结构中继续发挥重要作用，但是随着人类生态环境保护需求的增加，对煤炭的利用将向高效清洁的方向转型。

(4)新能源发展渐入“黄金期”

发展新能源是低碳发展的关键。新能源开发利用步伐加快，已成为全球能源增长的新动力。加强新能源科技攻关已成共识，“新能源革命”到来的速度有可能会超过预期，特别是新能源发电成本降低和电池储能技术的突破将强力推动“新能源时代”的到来。

2.国内能源发展趋势

(1)能源结构将逐步调整

当前，中国已发展成为世界能源生产和消费大国，并已形成了由煤炭、电力、石油、天然气、新能源和可再生能源组成的综合能源供应体系。但是，中国的能源结构仍以化石能源为主导，煤炭的利用仍然是第一位。长期广泛开采和利用煤炭所造成的环境污染和资源浪费已严重超过了中国环境的承受能力。与此同时，中国对外界的石油依赖在增加，面对国际能源价格飞涨、资源紧缩和其他不利条件，中国已经失去使用廉价石油的机会。中国再也不能依靠大规模的国际资源用石油和天然气代替煤炭，并重复发达国家曾经采取的石油化道路。党的十九大报告指出，要“推进能源生产和消费革命，构建清洁低碳、安全高效的能源体系”。因此，进行能源结构调整是未来我国能源发展的必然趋势。

(2)发展新能源和可再生能源将成为主流

国务院在《能源发展“十三五”规划》中将“清洁低碳，绿色发展”作为“十三五”期间能源发展的基本原则之一。规划指出，“把发展清洁低碳能源作为调整能源结构的主攻方向，坚持发展非化石能源与清洁高效利用化石能源并举。逐步降低煤炭消费比重，提高天然气和非化石能源消费比重，大幅降低二氧化碳排放强度和污染物排放水平，优化能源生产布局和结构，促进生态文明建设。”为实现2020年和2030年非化石能源分别占一次能源消费比重15%和20%的目标，国家在“十三五”期间加快了新能源和可再生能源的发展步伐。国家能源局在《可再生能源发展“十三五”规划》中明确提出，到2020年全部可再生能源年利用量要达到7.3亿吨标准煤，可再生能源发电装机要达到6.8亿k W，发电量占全部发电量的27%。