1.世界正处于化石能源向新能源发展的“ 第3次重大转换期”

　　从时间维度上看, 人类已完成17世纪— 19世纪中叶从木柴到煤炭的第1次转换、19世纪中叶— 20世纪中叶从煤炭到油气的第2次转换。自20世纪中叶起, 已进入从油气向新能源的第3次转换。能源利用展现出由高碳到低碳、无碳的发展规律, 由固态到液态、气态的发展方向。

　　从世界能源生产和消费结构来看, 世界能源呈现“ 四分天下” 新格局。2018年, 世界能源产量138× 10⁸ t油当量, 其中煤炭占28%、石油占32%、天然气占24%、新能源占16%, 与消费格局相当, 已形成煤、油、气、新能源“ 四分天下” 格局, 能源去碳化趋势持续加强。

　　从能源发展未来趋势来看, 全球新能源消费占比不断增加, 世界能源转型革命必将完成可再生的新能源对传统不可再生化石能源的“ 终极革命” 。2018年, 全球新能源消费21× 10⁸ t油当量, 占能源总消费的15.3%, 同比增速5.7%。近10年来, 全球新能源以水电、核电为主, 太阳能、风能等消费增势强劲, 地热、生物质能等缓慢增长, 核电消费呈下降趋势。

　　2. 能源生产和消费的不均衡决定当前世界5种能源发展模式

　　高消费-高产量能源自给型的美国, 能源需求平稳, 化石资源充足, 非常规油气产量增长迅速。2018年, 美国能源生产21.1× 10⁸ t油当量, 消费23.0× 10⁸ t油当量, 对外依存度8.3%。从1973年尼克松政府提出“ 能源独立” 战略, 到2022年美国或将依靠“ 页岩革命” 实现“ 能源独立” , 历经50年, 美国引领全球页岩油气跨越式发展, 重塑全球能源版图, 影响全球政治经济格局。

　　低消费-高产量能源出口型的俄罗斯, 油气资源极其丰富, 油气产量高, 是油气资源的主要出口国, 基本不发展除油气以外的其他能源类型。2018年, 俄罗斯能源产量14.5× 10⁸ t油当量, 消费7.2× 10⁸ t油当量, 出口51%。

　　低资源-部分进口能源平衡型的英国, 化石能源面临枯竭, 可再生能源发展潜力大, 能源消费和产量基本平衡。英国率先提出低碳经济, 实施“ 碳预算” , 实行碳捕捉与封存商业化。2018年, 英国能源生产1.27× 10⁸ t油当量, 消费1.87× 10⁸ t油当量, 对外依存度33%。

　　高消费-极低产量能源进口型的日本, 化石能源严重匮乏, 能源消费长期依赖进口, 新能源快速发展。2018年, 日本能源生产1.4× 10⁸ t油当量, 消费4.5× 10⁸ t油当量, 对外依存度70%。日本福岛核事故后“ 弃核转氢” , 在国内全面发展氢能产业, 或将于2050年前依靠建设“ 氢能社会” 实现“ 能源自主” 。

　　高增长-稳定产量能源部分进口型的中国, 经济快速发展推动能源需求持续增长, 煤炭资源丰富但油气资源相对匮乏, 油气对外依存度不断加大。油气是中国能源生产的“ 短板” , 又是能源消费中影响安全最敏感的战略资源。2018年, 中国能源生产26.4× 10⁸ t油当量, 消费32.7× 10⁸ t油当量, 对外依存度19%, 其中石油和天然气对外依存度分别达到71%和43%。

　　3. 人类生态环境恶化和生活方式转变双重推动新能源加快发展

　　（1）世界局部地区化石能源消费超过环境承载能力

　　二氧化碳等温室气体排放持续增加, 全球变暖趋势加强。2018年, 大气中二氧化碳含量处在过去80万年以来最高值, 浓度达到407.3× 10^-6。大气中另外两种强效温室气体甲烷和一氧化氮的浓度也达到了有记录以来最高值, 分别为1 857.3× 10^-9和330.9× 10^-9。

　　地球正面临气候变化带来的环境危机。珊瑚白化事件反映海水变暖, 珊瑚大量死亡; 永冻带高温导致冻土层解冻向大气释放二氧化碳和甲烷, 加剧全球气候变暖; 北极地区海冰受到变暖影响, 温度持续升高, 超过全球平均水平; 格陵兰冰盖加速融化, 若全部融化将使海平面上升7.2 m。

　　（2）新4次工业革命推动新能源加快发展

　　世界已进入第6次科技革命, 已经发生的2次科学革命与3次技术革命, 引领和推动世界进入第4次工业革命, 能源也进入油气向新能源第3次转化阶段。每次产业技术的革新必将引领新的能源利用方式。18世纪60年代的第1次工业革命得益于力学、热力学理论进步, 以蒸汽机作为动力为标志, 完成了以机器替代手工劳动的生产方式, 开启了煤炭利用的时代, 能源利用进入“ 蒸汽机时代” 。19世纪70年代的第2次工业革命, 电磁学应用于电力领域, 电器开始用于代替机器, 电力成为新的能源, 能源利用进入“ 电气化时代” 。随着以煤气和汽油为燃料的内燃机发明, 推动了石油开采业和石油化工业的发展。20世纪50年代的第3次工业革命, 伴随二进制计算机语言的发明, 数学和通信紧密结合, 构建了全球产业链互联, 能源开发、利用和分享更加紧密, 能源利用进入“ 信息化时代” 。随着生物与计算科学的融合, 量子计算机赋予机器更强算力、更多智慧, 第4次工业革命正在来临, 是以石墨烯、基因技术、量子信息智能技术、可控核聚变、生物技术及清洁能源为技术突破口的工业革命, 社会面临更加激烈的资源整合和产业互联, 能源利用进入“ 智能化新能源时代” 。

　　纵观世界能源发展史, 伴随每次工业化进步, 能源类型呈现从高碳向低碳、无碳的发展趋势, 利用途径从直接一次到多次转换, 为新能源产业带来革命, 为中国“ 能源独立” 战略带来机遇, 传统化石能源必将完成到新能源的终极转换, 能源生产和利用将进入“ 清洁化、智能化” 时代。

　　4. 长期中低油价倒逼油气理论创新与技术进步

　　自1859年世界第1口工业油井在美国宾夕法尼亚州成功开采以来, 石油工业理论、技术发展经历了3个时期：①找油萌芽时期, 以背斜理论为标志, 以使用顿钻和旋转钻井概念提出为技术特点; ②常规油气时期, 以圈闭型“ 油气藏” 理论为指导, 形成旋转钻井发展、喷射钻井、自动化钻井技术序列; ③常规-非常规油气时期, 以连续型“ 甜点区” 为核心的非常规油气地质学理论创新, 以水平井水力压裂、平台式工厂化作业为技术突破, 尤其是美国和中国, 实现了非常规油气勘探开发规模高效发展。

　　全球油价中低位运行, 倒逼石油公司开展理论和技术革新, 降本增效, 形成以非常规油气地质学、深层古老碳酸盐岩油气地质、常规-非常规“ 有序聚集” 、“ 源岩油气” 地质等为特色的理论体系。2000年后, 以风能、太阳能、地热能、生物质能等为代表的新能源消费量在低油价背景下大幅攀升。2018年, 新能源(非化石能源)占一次能源消费比例达15.3%。

　　化石能源资源潜力还很大, 全球化石能源还可以利用100年以上。2018年全球煤炭、石油和天然气储采比分别为132、50和51, 尤其是非常规油气革命后, 石油工业可采资源进一步增加。但化石能源未来面临含碳不清洁、较高开采成本不经济等严峻挑战, 或许等不到化石资源枯竭, “ 新能源革命” 就将提前到来。

来源：《论中国“能源独立”战略的内涵、挑战及意义》