中國(guó)儲(chǔ)能網(wǎng)訊：全球能源消費(fèi)與資源稟賦之間存在空間的異質(zhì)性，使得能源的跨國(guó)、跨區(qū)域流動(dòng)成為必然，這為全球能源互聯(lián)網(wǎng)的建設(shè)提供了廣闊的發(fā)展空間。
文Ｉ中國(guó)科學(xué)院地理科學(xué)與資源研究所 楊宇劉毅
加快能源變革，優(yōu)化能源結(jié)構(gòu)，是應(yīng)對(duì)可持續(xù)發(fā)展面臨的能源安全、環(huán)境污染以及氣候變化諸多挑戰(zhàn)的主要途徑之一。能源作為一種戰(zhàn)略資源，因地理分布的不平衡性而具有了地緣政治屬性，因此，在全球?qū)用孢M(jìn)行能源的統(tǒng)籌合作開(kāi)發(fā)，面臨著一系列的難題與挑戰(zhàn)。正如電力與能源協(xié)會(huì)（IEEE PES）2014年會(huì)主題“繪制新的能源未來(lái)藍(lán)圖”一樣，如何統(tǒng)籌全球能源資源開(kāi)發(fā)、配置和利用，是一種藍(lán)圖式構(gòu)想。全球能源互聯(lián)網(wǎng)作為以互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與新型可再生能源相融合的智能能源體系，可以一定程度上解決全球能源資源分布和市場(chǎng)需求嚴(yán)重失衡的問(wèn)題，是一種值得探索的全球能源配置模式。全球能源互聯(lián)網(wǎng)的構(gòu)建，其基本前提是對(duì)世界能源分布與利用的清晰認(rèn)識(shí)和把握。
從能源整體利用情況來(lái)看，2013年，全球石油、天然氣、煤炭、核能、水電以及風(fēng)能、太陽(yáng)能和地?zé)崮艿刃履茉垂蚕M(fèi)約為127.30億噸油當(dāng)量。石油、天然氣和煤炭仍然是最主要的能源，消耗量分別為41.85億噸、30.20億噸油當(dāng)量和38.27億噸油當(dāng)量，分別占世界能源消耗的32.87%，23.72%和30.06%。水電、核能和新能源合計(jì)占能源消耗總量的13.34%。從發(fā)展趨勢(shì)來(lái)看，自1965年以來(lái)石油消耗量呈現(xiàn)逐漸降低的趨勢(shì)，從40%到50%之間下降到30%左右。煤炭消費(fèi)量相對(duì)較為穩(wěn)定，約占消費(fèi)量總量的1/3。天然氣消費(fèi)量呈現(xiàn)穩(wěn)步增長(zhǎng)態(tài)勢(shì)，從1965年的15.63%增加到2000年的23.30%，2000年以來(lái)一直占能源消費(fèi)總量的1/4左右。
值得注意的是，盡管核能、水電以及新能源在能源消費(fèi)中所占的比重相對(duì)較低，但從其發(fā)展的軌跡來(lái)看呈現(xiàn)出質(zhì)的飛越。尤其20世紀(jì)90年代以來(lái)，新能源呈現(xiàn)出了多樣化、快速化的發(fā)展態(tài)勢(shì)。90年代之前，水電是除傳統(tǒng)能源之外的主要能源形式，占全部能源消費(fèi)的5%左右。90年代以來(lái)，太陽(yáng)能、風(fēng)能和地?zé)崮艿刃履茉吹玫搅丝焖俚陌l(fā)展。1990年太陽(yáng)能、風(fēng)能和地?zé)峒吧镔|(zhì)能等分別僅為10萬(wàn)噸油當(dāng)量、8萬(wàn)噸油當(dāng)量以及277萬(wàn)噸油當(dāng)量，2013年的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示，則分別達(dá)到2130萬(wàn)噸油當(dāng)量、1.18億噸油當(dāng)量和1.01億噸油當(dāng)量，其發(fā)展趨勢(shì)是驚人的，太陽(yáng)能和風(fēng)能的年均增速達(dá)到了55.95%和48.62%。在全球氣候變化的大環(huán)境下，新能源發(fā)展的空間不可估量。
能源的分布與利用具有明顯的地域性特征。如石油、天然氣和煤炭等化石資源分布受制于地質(zhì)構(gòu)造的約束極為不均勻，而油氣資源的消費(fèi)能力則與經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平密切相關(guān)，形成了產(chǎn)銷(xiāo)錯(cuò)位的空間格局特征。以石油資源為例，石油生產(chǎn)國(guó)主要集中在中東、俄羅斯、非洲、中亞-里海等地區(qū)，石油日產(chǎn)量超過(guò)100萬(wàn)桶的國(guó)家包括沙特阿拉伯、俄羅斯、美國(guó)、伊朗、中國(guó)、阿聯(lián)酋、墨西哥、科威特、哈薩克斯坦、安哥拉、阿爾及利亞等19國(guó)，占世界比重約為85%。而石油消費(fèi)國(guó)則主要集中在北美、歐洲以及亞太地區(qū)，日消費(fèi)量超過(guò)200萬(wàn)桶的國(guó)家主要包括美國(guó)、日本、德國(guó)、加拿大等發(fā)達(dá)國(guó)家以及中國(guó)、韓國(guó)、印度等新興的經(jīng)濟(jì)體，美國(guó)消費(fèi)量占全球的20.5%，中國(guó)占全球的11.4%，石油日消費(fèi)量超過(guò)200萬(wàn)桶的國(guó)家共11個(gè)，共占全球石油日消費(fèi)量的60.5%。產(chǎn)銷(xiāo)空間的巨大錯(cuò)位意味著必然存在全球資源的流動(dòng)與配置規(guī)則，產(chǎn)生了以海運(yùn)、管道運(yùn)輸?shù)葹橹鞯娜蛴蜌赓Y源貿(mào)易網(wǎng)絡(luò)。
能源分布及利用不平衡不僅存在于石油等傳統(tǒng)化石能源中，從全球主要地區(qū)的能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)可以看出不同區(qū)域新能源的開(kāi)發(fā)和利用情況迥異。傳統(tǒng)化石能源仍然是各區(qū)域的主導(dǎo)能源，所占比重均超過(guò)了70%。從新能源來(lái)看，北美地區(qū)核能和水電占能源總消費(fèi)量的7.67%和5.61%，風(fēng)電為1.48%。中南美洲水電占能源消費(fèi)量的比重較高，達(dá)到23.46%，另外巴西等國(guó)的生物質(zhì)能發(fā)展較好。歐洲的核能、水電、風(fēng)電、地?zé)崤c生物質(zhì)能分別占8.99%，6.88%，1.91%和1.39%。中東99%的能源消費(fèi)為石油和天然氣。非洲的新能源以水電為主，占能源消費(fèi)的6%。亞太地區(qū)新能源主要是核能和水電，分別占1.51%和5.99%。從消費(fèi)結(jié)構(gòu)可以看出，即使是新能源起步較早、技術(shù)先進(jìn)的歐洲，新能源消費(fèi)尚不足能源消費(fèi)的1/5。新能源替代傳統(tǒng)化石能源的過(guò)程依然任重而道遠(yuǎn)。
新能源的發(fā)展受制于自然條件、經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平、各國(guó)政策的差異，在全球分布也是極為不平衡的。如德國(guó)一直是世界能源革命的領(lǐng)袖，但是由于法律限制，德國(guó)的能源改革主要是能源改造項(xiàng)目，用風(fēng)能和太陽(yáng)能替換核電和煤電，而中國(guó)的能源轉(zhuǎn)型則主要是建設(shè)新的發(fā)電站。再如，世界各國(guó)對(duì)核電站的建設(shè)所持態(tài)度不一，尤其是日本福島核電站事故發(fā)生后，引發(fā)了新一輪核電安全的討論，這些因素都在一定程度上決定了世界新能源的分布與發(fā)展?jié)摿?。從?guó)家尺度的分布圖來(lái)看，不同類(lèi)型的新能源呈現(xiàn)出不同的分布格局。
核能主要集中在北美、歐洲、俄羅斯及中國(guó)。2013年核能超過(guò)2億噸油當(dāng)量的國(guó)家有6個(gè)，對(duì)核能利用總量最高的國(guó)家為美國(guó)，消費(fèi)量為1.88億噸油當(dāng)量，占世界比重達(dá)33.4%，其余5個(gè)國(guó)家分為是法國(guó)（9.59千萬(wàn)噸油當(dāng)量，下同）、俄羅斯（3.91）、韓國(guó)（3.14）、中國(guó)（2.50）和德國(guó)（2.2），這些國(guó)家核能占世界的比重累計(jì)達(dá)到75.4%，英國(guó)、烏克蘭、瑞典和西班牙的核能消費(fèi)也均超過(guò)1千萬(wàn)噸。中南美洲、南亞等地區(qū)也有少量核能分布。
水電分布相對(duì)廣泛，目前世界上50多個(gè)國(guó)家和地區(qū)均有一定規(guī)模的水電消費(fèi)，其中中國(guó)是世界上水電消耗量最大的國(guó)家，2013年水電消耗2.06億噸油當(dāng)量，占世界的1/4左右。水電消耗超過(guò)5千萬(wàn)噸油當(dāng)量的國(guó)家有巴西、美國(guó)、加拿大等，超過(guò)1千萬(wàn)噸的國(guó)家主要包括俄羅斯、印度、委內(nèi)瑞拉、日本、法國(guó)、瑞典、土耳其、越南、意大利和哥倫比亞。
風(fēng)能目前開(kāi)發(fā)較好的國(guó)家主要包括美國(guó)、中國(guó)、西班牙和德國(guó)，風(fēng)電消耗量超過(guò)1千萬(wàn)噸，其中美國(guó)風(fēng)能消費(fèi)接近4千萬(wàn)噸油當(dāng)量，占世界比重的27%，中國(guó)風(fēng)電消費(fèi)3千萬(wàn)噸油當(dāng)量，約占世界比重的1/5。其他風(fēng)能消費(fèi)較多的國(guó)家包括印度、英國(guó)、法國(guó)、意大利、加拿大、葡萄牙、丹麥和挪威等。
太陽(yáng)能主要集中在北美、歐洲和亞太地區(qū)，其中消費(fèi)量超過(guò)2百萬(wàn)噸油當(dāng)量的國(guó)家僅有美國(guó)、德國(guó)、西班牙、中國(guó)和日本，且消費(fèi)量均低1千萬(wàn)噸油當(dāng)量。
總體而言，目前全球新能源的開(kāi)發(fā)和利用主要集中在發(fā)達(dá)國(guó)家和新興工業(yè)國(guó)家，這些國(guó)家面臨著巨大的能源需求以及能源利用的轉(zhuǎn)型壓力，相比較而言，非洲、中東以及中亞地區(qū)等傳統(tǒng)化石能源豐富的地區(qū)新能源開(kāi)發(fā)相對(duì)比較滯后，所面臨的能源轉(zhuǎn)型壓力也相對(duì)較輕。
全球能源消費(fèi)與資源稟賦之間存在空間的異質(zhì)性，使得能源的跨國(guó)、跨區(qū)域流動(dòng)成為必然，這為全球能源互聯(lián)網(wǎng)的建設(shè)提供了廣闊的發(fā)展空間。如何克服能源分布的不平衡和稟賦差異，使其更有效率的服務(wù)于整個(gè)人類(lèi)社會(huì)，形成覆蓋全球的能源供需平衡與調(diào)節(jié)體系，是未來(lái)世界可持續(xù)發(fā)展面臨的巨大挑戰(zhàn)。顯而易見(jiàn)，電能可以成為溝通不同能源利用的有效媒介，而全球能源互聯(lián)網(wǎng)為這一媒介提供了無(wú)限的可能。
（本文屬于國(guó)家自然科學(xué)基金No.41371141，No.41401132的研究成果）
