海平面上升、冰川融化、极端天气事件日趋频繁，这是不争的事实。向清洁能源转型是我们迈向未来的关键。然而，尚有许多问题亟待解决。

西门子能源全球首席执行官克里斯蒂安·布鲁赫（Christian Bruch）在谈到能源转型时说：“我们正在推进的能源转型不仅复杂，而且涉及的领域广、范围大。这其中，有些关键要素仍然尚未具备。”

的确，过去几年间，技术的进步给我们带来了希望。但是，当前的能源转型却充满了不确定性，扑朔迷离，错综复杂。

为此，西门子能源全球CEO克里斯蒂安·布鲁赫（Christian Bruch）和其他一些专家，讲述了他们眼中气候变化背后的事实，并整理出一系列我们需要直面的真相。

人口和电力需求在日益增长。地缘政治的失衡充满风险。电网还无法完全满足交通、供暖、制冷以及工业脱碳所需的广泛电气化需求。采用气候中立燃料所需的基础设施也尚未完善。

如果要将全球变暖控制在1.5摄氏度的温升范围内，我们不仅需要重塑整个能源系统，还必须重新定义作为消费者的我们如何使用能源、看待能源。这些都是我们需要面对和思考的事实。

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能源转型的五个事实

事实之一：化石燃料是个答案

2021年，全球可再生能源占比增加了8%，约占全球电力消费的三分之一。中国、印度、美国和欧盟在可再生能源领域都取得了进展，但是，仍有一些主要障碍使我们无法完全依赖这些能源。

首先，风能和太阳能是间歇性的。目前，我们无法有效储存来自这些能源的剩余电力，用于阴天和无风天的供电。

另一方面，电网设计的初衷是为了防止停电、保障稳定供电。因此，比其它化石燃料更清洁的天然气，作为可再生能源的可靠补充，是解决方案的重要组成部分。

广州作为粤港澳大湾区建设的中心城市，承担着引领区域发展的重任，而安全高效、清洁低碳的能源供应，是支撑其发展的重要一环。

事实上，如果不推广使用一些过渡衔接技术，比如燃氢燃机，就无法推广可再生能源。如果现在每个燃煤电厂都改用天然气发电，二氧化碳排放量就能减少一半。

向“绿色”转型迈进的每一步都好过原地踏步，也好过等待完美解决方案的出现。因此，在越来越多可再生能源接入能源系统的同时，就让我们利用现有手段来改变现状吧。

事实之二：技术其实不是障碍

我们拥有能够大幅减少温室气体排放的能源技术。尽管我们仍然需要不断创新，从而实现这些技术的大规模商业化和更高的经济性，但技术其实并不是障碍。问题的核心在于，我们如何让所有人共同实现可持续发展。

麦肯锡报告称，在欧洲，“在实现向净零排放转型的过程中，将在创造约1100万个工作岗位的同时，减少600万个工作岗位。”失之桑榆，收之东隅，类似的情形遍及全球各地，而那些经济高度依赖煤炭的地区受到的影响会格外严重，极有可能蒙受脱碳化进程所带来的最严峻的冲击。

这是一次大规模的转型。如果我们要避免大面积的落后与失业，就需要为千百万工人提供再培训和支持。

到2040年，全球电力消费总量预计还会翻一番。对于人口不断增长、电力供应依然不足、清洁能源投资缺乏的发展中经济体来说，电力消耗尤其巨大。技术进步应该让人人受益，这些问题需要尽早解决。

所有这些都要求能源转型是一个公正的过程，在气候变化所带来的风险和收益之间实现公平分配，以及在社会进步和经济增长之间达成新的平衡。否则，我们所努力实现的净零排放的未来，就根本谈不上以人为本。

事实之三：可再生能源，其实需要付出代价

人们往往大谈风能和太阳能是免费能源，但是，现实情况却远非如此。更大规模地使用可再生能源，并取代一个基于完全不同模式的能源体系，代价非常高昂。

例如，在将全球变暖控制在1.5摄氏度的温升情景模式下，预计到2050年，对电解槽——将风能和太阳能转化为绿氢的关键部件——的需求将从现在的300兆瓦飙升到5000吉瓦。

但是，要达到这个目标，需要大量投资。欧盟已经投入1500亿欧元，以加快绿色转型，并在非洲开展绿氢生产。但如果要实现全球经济活动净零排放，缓解全球变暖，预计全球将在2050年前投入约54万亿欧元。

即使没有彻底弃用化石燃料，向可再生能源和绿氢转型也会对地缘政治格局产生深远影响，特别是对于世界上那些石油和天然气生产国。

根据“2021年政治风险展望”，对石油出口依赖度最大的国家也是政治不稳定风险最高的国家。这些国家需要对这种现状进行调整，以避免严重的经济后果。

可持续能源系统的原材料供应也是一个棘手的问题。仅举一例：铱是制氢设备所需的一种化学元素，探明储量主要位于南非。如果推进向绿氢转型，那么预计仅在2040年对铱的需求就是当前的五倍。

所有这些变化将构成全新的全球格局，对一部分人来说意味着重大机遇，而对另一部分人来说则是重重顾虑，而我们也才刚刚开始为此付出代价。

事实之四：基础设施是个问题

向电网输送可再生能源，这本身并不能解决气候危机。交通、工业、供暖及制冷的总和占了温室气体排放的最大份额。

如果不把这些行业与电力行业进行耦合，就无法实现我们的气候目标。2019年，全球工业排放总量为360亿吨，接近全球二氧化碳排放量的四分之一。为了继续实现我们的气候目标，仅工业每年就必须减排超过50亿吨二氧化碳。

行业耦合的技术已经成熟，但是，配套的基础设施仍然滞后。此外，能源结构的变化也会对电网稳定性产生影响。目前，电网还不完全具备分布式能源发电上网的能力。电网如果不进行扩建和升级改造，行业耦合就无法实现。这是确保来自可再生能源的电力以低损耗到达电力消费地区的唯一途径。

这需要大量的工作。根据德国联邦经济事务和气候行动部的数据，德国需要升级或新建7500多公里的电网，巴西预计需要新增的输电网约为3.5万公里，而美国则要超过100万公里。

新线路从建设到投入使用需要十年以上的时间，因此这样的建设项目无法一蹴而就，需要大幅增加资本投入，而这部分的成本最终会转嫁到消费者身上。

事实之五：能源转型，其实我们无法独自完成

美国承诺到2030年排放量减半。德国正在逐步淘汰煤炭。中国提出到2060年实现气候中立。欧盟希望到2050年实现净零排放。

超过130个国家已经或者正在制定净零排放目标。但是，实现这样的能源转型任务艰巨，需要商业界、政府和社会都参与其中。能源转型，首先从对气候的贡献实现透明化开始，这样才可以明确责任，帮助我们做出明智的决定。

但是，这还远远不够。企业需要不断创新清洁能源技术，探索清洁能源发展和交易的新模式；在政治层面，需要在全球范围内在地区和国际层面开展工作，制定合适的合作框架，以确保这些技术可行可靠。

例如，制定科学合理的碳价机制将激励企业将气候风险纳入经营成本。改革化石燃料补贴政策将使清洁能源在公平竞争的环境下具备竞争力。

在通往净零排放的道路上，会产生价格上涨，社会不得不面对更加自觉消费的新模式。作为个人，我们可能无法解决这一气候变化问题，但是所做的选择将至为重要。

要解决这一问题，就不能孤军奋战。政府和商业界必须协同努力，满足社会的需求，而消费者需要了解我们为建设更绿色的未来、更健康的地球所要付出的代价。如果这三个方面齐头并进，我们就有机会实现真正的能源转型。

02

能源转型的根本目标

“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”是我国能源转型与优化发展的根本目标，是积极应对资源短缺、环境污染、气候变化等严峻挑战，解决我国面临的能源需求压力大、供给制约多、生态环境影响严重、体制机制不完善等深层次问题与矛盾的核心指引。

1、清洁

能源的生产、传输和消费的全生命周期都是低污染的，要尽可能减少由能源生产和消费引起的各种污染物排放。良好的生态环境已经成为人民生活不可或缺的条件，党的十九大提出要持续实施大气污染防治行动，打赢蓝天保卫战。为推动能源清洁利用，我国提出到2020年，煤炭占能源消费总量比重下降到58％以下，电煤占煤炭消费量比重提高到55％，天然气消费比重提高到10％左右等一系列目标。至2019年底，煤炭占能源消费总量比重已降为57.7％，电煤占煤炭消费量比重为53.61％，天然气消费比重约为8.2％，基本达到预期目标。

2、低碳

低碳指碳排放强度的降低。气候变化是人类发展面临的共同挑战，按照现有政策，到21世纪末全球气温将有可能升高4℃，带来海平面上升、粮食减产、植被退化、极端灾害事件频发等严重影响能源体系是碳排放的最主要部分，低碳无疑是高质量的重要要求。我国政府已经就碳排放向国际社会做出了庄严承诺，将在2030年左右实现碳排放达峰，2020年、2030年单位GDP碳排放比2005年分别下降40％～45％、60％～65％，非化石能源占一次能源消费比重在2020年、2030年、2050年分别达到15％、20％、50％左右。这是我国建设生态文明和美丽家园的内在要求，更是体现大国担当，推进人类命运共同体构建的崇高使命。

3、安全

安全指能源供应来源多样化，对经济发展提供保障程度高的供应，并能有效应对在各种自然灾害或地区动荡等内外部条件变化下的安全供应。能源安全是国家安全的重要组成部分，是关系国家经济社会发展和人民根本利益的全局性、战略性问题。为保障能源供应安全，我国提出2020年能源自给能力保持在80％以上，2030年能源自给能力保持在较高水平的目标。

4、高效

高效是指能源的生产、转化、运输和消费环节都应该充分利用现有技术，做到经济、节约和高效。能效水平提升是世界能源发展的趋势和目标。我国能源强度从1980年以来下降了近80％，能源效率提高了近5倍，但在整体能耗水平和单位产品能耗水平上仍然明显高于美国、欧盟等发达国家和地区，能源利用效率亟待提升。我国提出2020年单位ＧＤＰ能耗将比2015年下降15％、2030年达世界平均水平、2050年达世界先进水平的节能目标，并提出2020年、2030年能源消费总量分别控制在50亿、60亿吨标准煤以内，2050年实现能源消费总量基本稳定。

03

未来多种能源发展前景分析

据路透社报道，日前，中国国家发改委、国家能源局等9部门联合发布《“十四五”可再生能源发展规划》。计划到2025年，其电网约33%的发电量来自可再生能源，明显高于2020年的28.8%。

彭博社称，2022年前4个月，中国对太阳能项目的投资增加了两倍，使中国有望获得创纪录数量的清洁能源产能。

法新社称，中国是世界上最大的可再生能源生产国。中国加快了对太阳能和风能项目的投资，以解决国内污染问题。北京已承诺力争到2030年达到排放峰值，到2060年实现碳中和。中国最新的目标是到2025年将其风能和太阳能装机容量翻一番。

近年来，中国以水能、风能、太阳能、生物质能为代表的可再生能源跨越式发展成效显著。在开发规模上，中国可再生能源装机规模突破10亿千瓦大关，稳居全球首位。其中，水电、风电、光伏发电、生物质发电装机规模更是分别连续17年、12年、7年和4年位列全球第一。在技术水平上，中国不仅有能力自主设计制造百万千瓦级水轮机和全球领先的特高坝和大型地下洞室，更在短短几年内实现了光伏技术的快速迭代，多次刷新电池转换效率世界纪录。在产业链上，中国风电等产业凭借自身“低成本、高技术”的国际竞争优势，逐步占据欧洲高端市场，主导全球产业发展。中国光伏组件产量连续15年居全球首位，多晶硅产量连续11年居全球首位。

中国在可再生能源领域所取得的一系列成就，无不体现出中国对大力发展太阳能、风能、氢能等可再生能源的高度重视和先进的生态文明理念。面对地缘政治冲突带来的能源供应危机，有的国家对能源安全的重视远超能源转型，而中国政府充分认识到“保障能源安全”和“实现双碳目标”并不存在对立和矛盾，更多是短期目标和长期目标的区别，完全可以做到统筹发展。正是这种对可再生能源发展更具长远眼光的理解和认识，促使中国根据可再生能源不同发展阶段的特点，采取了既全面又具有针对性的措施来积极推动能源转型。

根据我国2030年、2050年能源发展展望，我国未来各种能源的发展前景将立足于我国实际资源禀赋与能源优化改革发展目标，逐步推动化石资源清洁化利用，大幅提升可再生能源消费占比，建立形成与我国经济发展相匹配的新型可持续发展能源体系。

1、坚持立足资源禀赋，以煤为主，推动化石能源清洁化利用

随着我国经济进入新常态，经济增速放缓，经济结构更加优化，我国能源发展也进入新常态，能源消费重心由生产领域逐步转向生活领域，对能源的需求也由对量的追求转变为对质的要求。尽管未来化石能源占比下降、可再生能源占比上升，但化石能源为主导的能源结构在今后较长一段时期内仍然不会改变。推动化石能源的清洁利用将是未来能源产业发展的重中之重。

我国是一个“贫油少气富煤”的国家，化石能源总量中绝大部分为煤炭资源，能源消费严重依赖煤炭。这一特点决定了煤炭在我国一次能源生产和消费中的主导地位长期不会发生改变，而煤炭应用带来的生态环境问题同样不容忽视。因此，一方面要加强天然气的国内开采和供应力度，同时在全球加强能源合作，加大国外天然气供应保障力度；另一方面，要充分利用我国富煤资源特点，着力加强煤炭清洁高效利用，突破煤化工关键性技术，推动煤化工产业规模发展水平，推进化石能源清洁化。此外，积极推动化石能源的绿色低碳革命，降低碳排放。既针对化石能源，也要对高污染的传统炼化工业进行产业和技术升级。通过开发绿色低碳技术，推进清洁生产，生产绿色环保产品，实现石油化工行业绿色低碳转型发展。

2、以风能、太阳能为核心，推动绿色可再生能源规模化应用，实现能源结构优化

按照能源转型目标，未来电力发展要坚持绿色低碳发展方向，加快电源结构调整和布局优化，提高能源资源开发利用效率，构建清洁低碳、安全高效的能源体系。风能、太阳能作为可再生能源中的最主要构成，是未来能源结构优化改革的发展重点。未来，我国风能、太阳能开发将总体呈现集中式为主、分布式为辅的局面。从我国资源条件、开发经济性及前景来看，西部北部和近海宜集中式开发、东中部宜分布式开发。虽然不同阶段的开发重点会有不同，但西部北部作为我国风能、太阳能开发主战场的地位不会改变。起步阶段，我国以开发西部北部大型风电、太阳能基地为重点，东中部有序开发分散式风电和分布式光伏，稳妥推进海上风电开发。发展阶段，我国调整西部北部地区风电、太阳能发电建设节奏，加大东中部负荷中心分散式风电、分布式光伏开发力度，沿海地区因地制宜推进海上风电项目建设。成熟阶段，东中部地区风电、太阳能资源充分开发，新能源开发重心回到西部北部。

同时，随着技术进步与规模化发展驱动，风电和光伏发电成本将持续下降，风能、太阳能将在构建清洁低碳、安全高效的能源体系中发挥越来越重要的作用，并步入良性循环。未来，风能和太阳能总量上可以满足需求，但是由于其间歇性的特点，需要另外配以可调节能源。最高效的可调节能源系统，既可以是储能装置、核能、清洁化石能源、生物质能或地热，也可以是它们的组合。评价是否高效，最终看它们调节的灵活性和经济竞争力。

3、持续稳步发展核能，实现低碳能源发展下的基荷替代，保障我国能源安全

核能对于我国的能源发展不可或缺，是我国战略必争的能源支柱之一。作为一种清洁高效的能源形式，核电是一种稳定的基荷发电形式，是替代火电的理想方式。需要进一步加大核电科研投入，提升核科技基础能力，建立科学决策互动机制，赢得民众对核能的战略认同，以核电安全发展为前提，深入开展核电项目研究论证和前期准备工作，促进我国核电装机规模的稳步提升。

为了推动核电发展还需要进一步提高核能利用效率、降低核电建设成本、提升竞争力。增加单机组容量、降低造价和运行成本已经几乎走到极致，进一步提高能效最有效的办法就是进行能源的梯级利用。核能单一用于发电，目前主力的压水堆热电转换效率只有37％左右，通过梯级利用提高效率的空间很大。远距离输热技术逐渐成熟，为核能的梯级利用创造了条件。单一发电的核能系统负荷跟踪需要通过调节反应堆功率来实现。多联供的核能系统则通过调节不同能源品种的产量实现负荷跟踪。由于不需要调节反应堆功率，负荷跟踪的能力大幅度提升，响应时间也更快，同时经济性也得到保证。同时，基于我国核电后发优势，逐步提升核能在小堆供热、海水淡化、轨道交通、航空航天、特殊场合等领域的综合利用程度，促进核能经济价值和环保价值的进一步释放。

在中华民族的伟大复兴进程中，能源是事关中国经济社会发展的一个重要问题。以能源的可持续发展支持经济社会的可持续与快速发展，是一项长期而又艰巨的任务。我国经过70余年的努力，逐步构建了能源形式多样、生产与消费能力强盛的能源结构体系，为国家经济建设与社会发展做出了突出贡献。

本文来源：西门子能源，上海交通大学出版社，人民网