摘要：“十四五”期间，我国能源发展不仅面临着新冠肺炎疫情延续和中美贸易摩擦加深的外部影响，还面临着加快推进我国经济高质量发展的内在需要。要建成清洁低碳、安全高效的现代能源体系，必须认清全球产业链重构、科技竞争激烈化、能源转型进程加快等发展趋势，迫切解决建设现代能源体系、增强能源自主创新能力、推进能源低碳转型、完善能源供需体系、增强煤炭清洁低碳保障能力、提升油气储备与调峰能力，提高新型电力系统灵活性的关键问题和挑战。
关键词：碳中和；能源转型；现代能源体系；新能源
基金项目：中国社会科学院登峰战略优势学科（产业经济学）成果（2021）；中国社会科学院青年科研启动项目“经济高质量发展与产业结构调整”成果。
“十三五”时期，我国能源在五大发展理念和能源安全新战略的指引下，深入推进供给侧结构性改革，取得了一系列成就，为经济与社会的稳定发展提供了充足的能源保障。“十四五”时期，我国进入经济高质量发展的新阶段，要建成清洁低碳、安全高效的现代能源体系，必须认清我国能源发展的趋势与挑战。
一、“十四五”时期，我国能源发展的趋势
从国际来看，当今世界正经历“百年未有之大变局”，新一轮科技革命和产业变革深入发展，国际力量对比深刻调整，保护主义、单边主义政策日趋成为西方国家的主要选项；疫情造成的全球供应链、产业链和价值链的断裂，客观上助推了经济民族主义的发展，全球化进程出现放缓甚至倒退的趋势，全球产业链、价值链本土化和区域化趋势凸显。在这种情况下，未来世界经济将面临诸多不稳定与不确定性。但总体看来，“十四五”期间全球经济复苏态势较强劲，4月国际货币基金组织（IMF）发布的《世界经济展望》报告中预测，2021年全球经济将增长6%，2022年增长4.4%。在全球经济复苏的驱动下，全球能源市场有望进入新的增长期。
从国内来看，“十四五”时期，我国进入经济高质量发展的新阶段，深入贯彻新发展理念、构建新发展格局是应对新发展阶段机遇和挑战的战略选择。在供给侧，需要我国尽快建立和完善现代产业体系，从而形成具有更高自主研究能力的创新体系、更绿色低碳的产业体系、更高水平的对外开放、更平衡的区域发展阶段、更公平分配的社会制度。在需求侧，需要通过完善国内经济循环体系来强化国内大循环的主导作用。从我国今年上半年经济形势来看，上半年国内生产总值为53.22万亿元，按可比价格计算，同比增长12.7%，经济稳定恢复，能源需求预计会较快增长。
从行业来看，“十四五”时期，我国能源行业进入了关键发展阶段，一方面要进行能源绿色低碳转型，构建现代能源体系，提高能源效率；另一方面，要平衡国内市场与国际市场的关系，保障能源安全。从今年第一季度我国能源供需发展形势来看，能源生产稳中向好，能源消费快速恢复，能耗强度保持下降。总体看来，“十四五”期间，我国预期会继续控制化石能源消费总量，提升新能源消费比例。
（一）国际政治经济格局动荡，全球产业链重构引发能源供需变化
“十四五”时期，受新冠肺炎疫情持续和中美贸易摩擦加深的影响，世界百年未有之大变局将变得更加错综复杂，结构性“去全球化”可能会加速，这将对能源供应链安全带来严峻挑战。供应链扁平化、分散化、区域化的趋势可能加快，如何避免供应链过长、价值链过度全球化、产业链过分集聚集群，可能导致的断链、断供、断联风险，将成为各国关注的重点。作为国家经济社会民生发展的基础行业，能源高端装备、关键产品、核心技术、复杂系统、重要零部件、先进材料等方面的供应链安全将引发能源供需发生新的变化。一方面，全球各国在恢复生产，能源需求相比2020年会有所增加，但具体幅度还要取决于抗疫成果。受疫情持续影响，能源供应链会缩短，向区域化、本土化方向发展，以中国为代表的亚洲地区预计会成为能源需求增长的领跑者；另一方面，中美贸易摩擦深化加剧全球政治经济格局发生变化，美国为首的西方国家以“中国威胁论”为由头，对中国进行经济制裁、政治干预等多种遏制，使得中国与美国及其盟国、其他国家之间的关系发生了变化，如欧盟取代美国成为中国进出口贸易的第一大合作对象，中国与伊朗建立了25年全面合作关系等。中美贸易摩擦加深势必会促进全球多极化发展，全球能源供需格局也将会随着能源供应链的重构而发生演变。
（二）第四次科技革命方兴未艾，大国博弈助推能源系统科技竞争激烈化
新一轮科技革命方兴未艾，能源产业变革迎来新的机遇期，满足能源需求的消费方式不断创新。随着新一轮工业革命兴起，能源产业成为全球应对气候变化的第一个阵地，而能源技术的研发和创新则会成为引领能源产业变革的内在动力。世界主要国家和地区都会抢占能源技术创新的先机，作为新一轮科技革命和产业革命的突破口，从增强国家国际影响力的战略高度来制定各种能源技术规划和加快能源科技创新。“十四五”期间，大国能源系统科技竞争将更加激烈，主要集中在绿色低碳能源技术、小型模块化反应堆、能源区块链技术、电池储能技术、5G与能源深度融合技术、3D打印技术应用于太阳能电池制造工艺等领域。
（三）全球“碳中和”目标逐渐明确，产业低碳化调整倒逼能源转型进程加快
目前，全球已经有将近130个国家明确了“碳中和”目标的实现节点，在“碳中和”目标的引导下，世界各国将积极调整产业和能源结构，抢占在产业价值链高端、低碳技术等方面的核心竞争力。从目前的发展形势来看，发达国家的再工业化与发展中国家的加快工业化，使得全球正处于工业结构调整的关键期。对于发达国家而言，大多处于已经实现“碳达峰”和即将实现“碳达峰”的阶段，开启探索“碳中和”路径的新征程，工业结构正在朝着数字化、信息化、智能化的高级化方向发展。但从一次能源消费结构来看，化石能源仍然是主导能源，而向可再生能源主导的能源系统转型，要从技术和制度上建立一个与间歇性和波动性的可再生能源完全相容的电力技术体系和电力市场交易制度，这是目前还不能完全实现的。发达国家虽然在这些方面有一些经验，如德国利用“削峰填谷转移需求侧负荷”“挖掘现有化石燃料电厂灵活性”“利用邻国电网间接储能”等方式，来应对风、光发电波动性和间歇性对电网冲击的问题，但并不能快速实现化石能源向可再生能源的能源体系转型。而对于发展中国家来说，正处于加快工业化发展的进程中，在迈向碳达峰的阶段中需要统筹经济发展与碳减排的关系，促进能源转型具有更大的挑战性。“十四五”期间，世界各国将重点进行产业低碳化调整，促进形成绿色低碳可持续的循环经济体系，进而助推能源低碳化转型的进程。
（四）国内经济进入高质量发展阶段，建设现代能源体系需求加强
“十四五”期间，我国进入经济高质量发展阶段，必须加快建设和完善现代产业体系，提升产业链、供应链现代化水平。作为现代产业体系的基础，能源体系的建设和完善迫在眉睫。这就需要我国深化落实“四个革命、一个合作”的能源安全新战略。在供给侧，要加快促进能源体系建设向清洁低碳和安全高效发展，推动能源供应体系实现多能互补和系统整体优化；在需求侧，要通过市场化和智能化的多种手段，以更低的经济和环境成本来满足能源消费需求；在体制改革方面，要深入推进体制机制改革，让市场在能源资源配置中真正发挥决定性作用；在技术创新方面，要加大能源技术自主创新能力的培育，促进ICT技术与能源技术的融合发展，加大对能源重点领域和关键环节的“卡脖子”技术的攻坚力度；对于能源领域的国际合作，要加大与“一带一路”沿线国家的能源合作，特别是与伊朗、沙特等能源资源丰富的国家，提升我国国际能源治理能力，保障我国能源安全。
（五）能源行业新需求新风险增加，产需与城乡协调发展任重道远
“十四五”时期，能源需求不再单独与经济增长挂钩，同时还要兼顾低碳排放、环境友好、降成本、增效率等需求。同时，能源供给也出现新的变化，主要朝着“两高三低”的目标发展。在能源需求和供给都发生变化的情况下，要推动我国经济高质量发展，统筹产需和城乡之间的平衡是具有较大挑战的。一方面，我国的能源资源分布和负荷需求分布存在不匹配的问题，需要巨大的区域调配能力来实现产需平衡。同时，能源需求的绿色低碳性也需要能源供给有足够的技术能力来支撑；另一方面，城乡之间的能源产需很难实现平衡。乡村的能源供给相比城市而言，规模和质量都较弱，主要表现为：电网保障能力较差、停电现象大量存在，天然气供应较少，煤炭使用不清洁，以散煤为主等。
（六）体制机制矛盾突显，能源体制改革进入攻坚阶段
“十四五”期间，要实现能源高质量发展，必须疏通经济发展中的体制机制矛盾，倒逼能源体制改革进入攻坚阶段。改革必须依靠市场来突破，需要在热力、电力、天然气等多种能源的改革中推动市场体系的建立，形成多种能源市场和辅助服务市场为一体的综合能源市场体系。当前，我国现行的能源体制主要存在四方面深层次矛盾：一是能源法制体系过于宽泛，且存在实操性差、惩戒力度不足和执法不严的问题；二是政府能源管理和监管缺位和越位现象大量存在，职责不清，监管体系不健全；三是能源市场体系不完善，市场主体单一，难以让市场发挥资源配置的决定性作用；四是能源价格机制和财税政策不合理，缺乏科学性、系统性、协调性。
（七）绿色低碳目标增强，以新能源为主体的电力系统成为发展趋势
根据习近平总书记在气候雄心峰会上的讲话，我国要实现“双碳”目标，风电、太阳能发电总装机容量到2030年需达到12亿千瓦以上，这意味着未来十年里我国还将至少增加6.66亿千瓦的风电和太阳能发电装机。在中央财经委员会第九次会议中，明确提出了构建以新能源为主体的新型电力系统的发展目标。在“碳达峰、碳中和”目标的大背景下，能源行业的转型发展将快速推进，能源发展要同时兼顾安全可靠、智慧开放、清洁低碳等多个目标，而电力系统的改革将成为首要的突破阵地，因此，以高渗透率的新能源为主体的新一代电力系统的形成，将成为“十四五”时期的主要发展趋势。
二、“十四五”时期，我国能源发展面临的主要挑战
“十四五”时期，新冠疫情和中美贸易摩擦冲击将进一步延续，加之新一轮科技革命使得大国之间的博弈激烈化，造成国际政治经济格局动荡，我国能源产业链、供应链发展面临着重构的挑战。而纵观国内，我国进入经济高质量发展阶段，构建和完善现代产业体系成为未来五年的重要抓手。能源作为重要的基础产业，必须构建与之相匹配的现代能源体系，推进能源体系绿色低碳转型，才能支撑碳达峰目标和生态文明制度建设的有效实施。综合看来，未来五年能源发展还存在一些主要问题和挑战。如现代能源体系构建还存在诸多困难，能源重点领域关键技术卡脖子问题攻关还存在挑战，能源行业碳达峰提前实现的压力巨大，油气对外依存度提升将影响能源安全，煤炭发展面临的约束越来越多，以新能源为主体的电力体系构建还存在技术问题，区域、行业和品种之间的协调仍不平衡。
（一）能源革命深入推进，现代能源体系构建任务艰巨
“十四五”时期，我国推进经济高质量发展、构建新发展格局、实现“碳达峰”、生态文明制度建设等战略目标的同时，构建现代能源体系是非常具有挑战性的工作。从“十三五”的发展基础来看，完成非化石能源占比的目标并不困难，但要有效率、有质量地提高新能源渗透率，是一项很具有挑战性的系统性工程。需要同时推动“四个革命”，即在供给上新增新能源装机容量，在技术和体制上支撑新能源并网接入，并在消费端形成优先使用新能源的激励机制。在供给上，新增新能源装机容量不再是单纯的上项目，而需要综合考虑存量优化、增量布局、环境影响等因素；在技术上，新能源并网接入在技术上需要解决电网稳定性和安全性问题，从现阶段来看，仍是世界性难题；在体制上，新能源并网接入需要强制度安排，而各地区的能源利益与我国能源体系整体利益一致的博弈机制难以形成；在消费端，形成新能源优先使用的激励机制将会增加财政负担，要想真正促进实现新能源电力对化石能源电力的替代或是新能源对化石能源的替代，必须首先协调好能源行业与其他行业的利益分享与成本分摊问题，并推动国有企业完成消费结构低碳化转型，这是相当困难的。终端电气化、电网灵活性和智能性改造以及储能技术商业化的推进，都需要有较高的技术和商业模式创新支撑，目前在技术成熟度和商业运用成本经济性上，仍存在较大的问题。
（二）能源自主创新能力增强，卡脖子技术问题仍是短板
在“十三五”发展的基础上，我国能源行业在创新驱动的发展理念指导下，自主创新能力不断增强。“十四五”期间，我国要进一步加强能源科技创新，在能源重点领域和关键环节进行技术攻坚，聚焦能源清洁化、电气化、智能化、集成化等事关能源转型发展全局的关键领域，推动能源开发、转换、配置、使用全环节技术和装备创新，解决一系列“卡脖子”技术问题，提升能源产业链供应链现代化水平。从当前的发展情况看，我国能源领域的一些核心设备和关键零部件主要依靠进口，一些关键核心技术仍掌握在美国、日本、德国等国家手中，在能源细分产业的多个环节上仍存在“卡脖子”技术问题，严重阻碍我国提升能源自主创新的能力，不利于我国建立自主创新体系。因此，我国“十四五”期间还需在电力基础设施网络安全、智能电网、先进核电、智慧矿山、煤炭清洁利用和新能源核心技术研发等重点领域取得突破，在氢能产业链关键技术和装备、天然气上游勘探开发环节、能源工业软件等方面进行技术攻关，解决“卡脖子”技术问题。
（三）低碳转型已成发展大势，碳达峰如期实现压力巨大
在第七十五届联合国大会一般性辩论上，习近平总书记强调，实现《巴黎协定》的国家承诺，是作为负责任的国家应对气候变化和保护地球，应该采取的最低限度行动，而中国将主动提高国家自主贡献力度，力争实现二氧化碳排放在2030年前达峰、2060年“碳中和”的目标。在2020年底的气候雄心峰会上，习近平总书记对中国国家自主贡献做出了具体的要求，即：在2030年之前碳达峰，碳强度比“十五”末降低65%以上，非化石能源消费在一次能源消费总量中的比重达到25%左右，森林蓄积量比“十五”末增加60亿立方米，风电和太阳能发电总装机容量将增加到12亿千瓦以上。未来40年，低碳转型已成我国的发展大势。而“十四五”期间是我国实现2030年前“碳达峰”、2060年“碳中和”目标的关键五年。目前，中国仍处于城镇化和工业化还未彻底完成阶段，要提前实现“双碳”目标，需要付出巨大的努力。在推进城镇化和工业化进程的过程中，能源消费总量的增长是必然趋势。目前我国工业用能占终端能源消费的比例仍高于60%，而钢铁、煤炭、化工、建材等高能耗行业的比重偏高，且高能耗、高污染、低能效的发展模式还没有从根本上实现转变，要如期实现“碳达峰”目标，我国就必须在“十四五”期间完成能源低碳化转型和产业结构低碳化调整的同时，建立和完善符合高质量发展标准的绿色低碳循环现代经济体系，在约束条件增多收紧情况下，实现多目标均衡的战略实施，挑战和压力倍增。
（四）能源供需不匹配格局显现，不协调系列问题逐渐凸显
总体而言，我国能源资源与负荷需求呈现出明显的逆向分布特征，加之跨区域运输调配能力和电网灵活运行能力不足，各类能源系统壁垒严重，使得我国长期存在能源供需不匹配的问题。“十四五”时期，随着我国能源资源的生产力逐渐向优势资源地高度集中，能源供需不匹配的格局会进一步显化，能源不协调系列问题将逐渐凸显。在能源资源分布上，煤炭产能高度集中在山西、新疆、内蒙古和陕西四个省区，产能占全国总产能的70%以上；油气和煤电、水电资源都集中在西部地区；风光等新能源集中在“三北”地区。在负荷需求上，东部地区能源需求大，经济最发达的沿海地区，包括湖南这样的GDP大省，工业对电煤的需求量都非常高，而这些地区能源资源匮乏，需要北煤南运、西电东送、西气东输这些跨区域的能源资源调配来满足负荷需求。在能源“双控”和煤炭消费总量控制等政策调控下，受运输能力限制，在用能高峰时刻，这些能源资源匮乏且负荷需求高的地区容易出现“拉闸限电”等用能需求不能满足企业和用户的现象，影响企业正常运行。另一方面，各类能源之间存在明显的不协调问题，不利于构建有效的现代能源体系，而协调优化煤炭、油气、电力和新能源等发展存在体制机制和政策支撑问题。
（五）煤炭供需逆向分布格局强化，发展面临着多项硬约束
“十三五”时期，我国煤炭生产力加快向资源禀赋好、开采条件好的“晋陕蒙地区”集中。随着南方小煤矿加快退出，“十四五”期间，煤炭生产会进一步向晋、陕、蒙、新集中，目前四省区产量已占全国的75%以上，供需逆向分布的特征更为明显，对我国煤炭运输和储备提出新的挑战。一方面，煤炭主产地到消费地的运输能力要增强。如晋、陕、蒙、新四省区新增煤炭产量主要通过铁路、公路、水路等方式输往煤炭净调入省份。另一方面，煤炭净调入省份也要加大煤炭储备能力，扩大煤炭消费地、铁路交通枢纽、主要中转港口等多元煤炭储备能力，以应对极端天气或突发事件对地区煤炭供应的影响。同时，在碳达峰和生态文明制度建设的战略要求下，煤炭发展面临的约束条件不仅增多，且逐渐加紧。煤炭作为我国主体能源，在我国能源消费结构中仍占有将近60%的比例，是碳排放的主要来源，其消费量的增长也会成为一种趋势，将进一步加大碳减排的难度。另外，煤炭消费也是环境污染的一大来源，“十四五”期间，蓝天保卫战等环境治理战略将继续实施，煤炭发展的污染物排放治理的约束也将进一步收紧。
（六）油气对外依存度升高，储备和调峰能力发展滞后
油气作为我国相对贫乏的能源资源，尽管近年来生产能力不断上升，但相对于我国较大的需求，缺口仍较大。2019年，我国原油和天然气对外依存度分别超过70%和45%，高度依赖进口的油气成为我国保障能源安全的短板。2020年，受疫情影响，我国油气产量未能达到预期。“十四五”期间，油气的增储上产将成为趋势。总体看来，“十四五”期间，油气发展仍面临油气产供储销、对外依存度升高、储备和调峰能力仍不足等问题。目前我国储气能力约为年消费量的5.7%，远低于12%至15%的世界水平。储气设施仍存在LNG接收站单体规模普遍较小、布局较分散、土地和岸线资源利用率低、配套设施投资和运营成本升高等问题；天然气管道建设能力有限，完成《中长期油气管网规划》中的“到2025年全国油气管网规模要达到24万公里”目标难度很大。
（七）新能源发展成为重点，电力系统灵活性亟待提升
“十四五”期间，新能源发展迈向历史新高度，构建以新能源为主体的电力系统将成为重点工作之一。目前来看，新型电力系统的灵活性仍是难题，面临的主要挑战是：一是风光等新能源渗透率存在经济性和规模限制，且风光渗透率与弃电率正向相关；二是以高渗透率可再生能源为主的电力系统能否高效稳定运行还是一个全球性难题。一方面，大量新能源机组替代常规机组，会降低电力系统抗扰动能力，使得电网调节能力不足，挑战电网的安全运行。另一方面，随着新能源并网接入的大量电力电子设备接入电网，电力系统受电力电子化特征影响，易出现大规模脱网的连锁故障，带来宽频带（5~300 Hz）振荡等新的系统稳定问题，挑战火电机组及主网安全。
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