摘要：“十四五”期间，我国能源发展不仅面临着COVID-19疫情持续、中美贸易摩擦深化等外部影响，更面临着加快高水平发展的内在需要。 ——我国经济高质量发展。 构建清洁低碳、安全高效的现代能源体系，必须认清全球产业链重构、科技竞争加剧、能源转型加速等发展趋势。 我们必须迫切解决建设现代能源体系、增强能源自主创新能力、推动能源创新的问题。 关键问题和挑战包括低碳转型、完善能源供需体系、增强煤炭清洁低碳保障能力、提高油气储备和调峰能力、提高新型电力系统灵活性等。
关键词：碳中和； 能源转型； 现代能源系统； 新能源
基金项目：中国社会科学院登封战略优势学科成果（产业经济学）（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”期间，我国能源在五大发展理念和新能源安全战略指导下，深入推进供给侧结构性改革，取得一系列成果，为发展提供了充足的能源保障。经济社会稳定发展。 “十四五”时期，我国经济进入高质量发展新阶段。 构建清洁低碳、安全高效的现代能源体系，必须清醒认识我国能源发展的趋势和挑战。
一、“十四五”期间我国能源发展趋势
从国际上看，当今世界正在经历“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、单边主义政策日益成为西方国家的主要选择。 疫情对全球供应链、产业链、价值链的扰乱，客观上助长了经济民族主义的发展。 全球化进程呈现放缓甚至倒退趋势，全球产业链、价值链本土化、区域化趋势凸显。 。 在这种情况下，未来世界经济将面临很多不稳定和不确定性。 但总体来看，“十四五”期间全球经济复苏较为强劲。 国际货币基金组织（IMF）4月份发布的《世界经济展望》报告预计，2021年全球经济将增长6%，2022年将增长20%、4.4%。 在全球经济复苏的带动下，全球能源市场有望进入新的增长时期。
从国内看，“十四五”期间，我国经济进入了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，我国需要尽快建立健全现代产业体系，形成自主研发能力较高的创新体系、更加绿色低碳的产业体系、更高水平的对外开放、区域发展阶段更加均衡，社会分配制度更加公平。 需求方面，要通过完善国内经济循环体系，强化国内循环的引领作用。 从今年上半年我国经济形势看，上半年国内生产总值53.22万亿元，按可比价格计算同比增长12.7%。 经济稳步复苏，能源需求预计快速增长。
从行业来看，“十四五”期间，我国能源工业进入关键发展阶段。 一方面要进行能源绿色低碳转型，构建现代能源体系，提高能源利用效率； 另一方面，要平衡好国内市场和国际市场关系，确保能源安全。 从今年一季度我国能源供需发展情况看，能源生产稳中向好，能源消费快速恢复，能源消费强度持续下降。 总体来看，“十四五”期间，我国有望继续控制化石能源消费总量，提高新能源消费比重。
（一）国际政治经济格局动荡，全球产业链重组引发能源供需变化。
“十四五”期间，由于新冠肺炎疫情持续蔓延和中美贸易摩擦深化，世界百年未有之大变局将更加复杂，结构性“逆全球化”可能加速，这将对能源供应产生负面影响。 链安全带来严峻挑战。 供应链扁平化、分散化、区域化的趋势或将加速。 如何避免供应链过长、价值链过度全球化、产业链过度聚集等带来的断链、供应中断、脱节等风险，将成为摆在各国面前的难题。 重点。 作为关系国计民生发展的基础产业，高端能源装备、关键产品、核心技术、复杂系统、重要零部件、先进材料等供应链安全将引发新的变革。能源供应和需求。 一方面，世界各国正在恢复生产，能源需求将比2020年有所增加，但具体幅度将取决于抗击疫情的结果。 受疫情持续影响，能源供应链将缩短，并向区域化、本地化方向发展。 以中国为代表的亚洲有望成为能源需求增长的领头羊； 另一方面，中美贸易摩擦的深化将加剧全球政治经济局势。 情况已经改变了。 以美国为首的西方国家以“中国威胁论”为借口，对中国实施经济制裁、政治干预等各种遏制。 这导致中国与美国、其盟友以及其他国家的关系发生变化，比如欧盟取代美国成为中国最大的进出口贸易伙伴，中国与伊朗建立了为期25年的全面贸易伙伴关系。合作关系。 中美贸易摩擦的深化必然推动全球多极化发展，全球能源供需格局也将随着能源供应链的重构而演变。
（二）第四次科技革命方兴未艾，大国博弈助推能源体系科技竞争加剧。
新一轮科技革命方兴未艾，能源产业转型迎来新机遇，满足能源需求的消费模式不断创新。 随着新一轮工业革命的兴起，能源产业已成为全球应对气候变化的第一前线，能源技术的研发和创新将成为引领能源产业变革的内在驱动力。 世界主要国家和地区将抓住能源技术创新机遇，作为新一轮科技革命和产业革命的突破口。 他们将从提升国家国际影响力的战略高度制定各项能源技术规划，加快能源技术创新。 “十四五”期间，主要国家能源系统技术竞争将更加激烈，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等领域。与能源深度集成技术，以及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，产业低碳调整倒逼能源转型进程加快。
目前，全球已有近130个国家明确了“碳中和”目标的实现节点。 在“碳中和”目标指引下，世界各国将积极调整产业和能源结构，抢占产业价值链高端和低端。 碳技术等方面的核心竞争力。 从当前发展形势看，发达国家再工业化和发展中国家工业化加速，世界正处于产业结构调整的关键时期。 对于发达国家来说，大多处于实现“碳达峰”或即将实现“碳达峰”的阶段，开启探索“碳中和”路径的新征程，产业结构正在向数字化、信息化迈进和智力。 向升级方向发展。 但从一次能源消费结构来看，化石能源仍是主导能源，向可再生能源为主的能源体系转型，需要建立与间歇性、波动性可再生能源完全兼容的电力系统。技术和制度角度。 技术体系和电力市场交易体系目前尚未完全实现。 尽管发达国家在这方面有一些经验，例如德国采用“调峰填谷转移需求侧负荷”、“利用现有化石燃料电厂的灵活性”、“利用邻近电网进行电力输送”等方法。间接储能”来处理风能和太阳能。 发电波动性和间歇性对电网的影响是一个问题，但它无法快速将能源系统从化石能源转变为可再生能源。 对于正处于加速工业化、碳达峰过程中的发展中国家来说，需要协调经济发展与碳减排的关系，推动能源转型更具挑战性。 “十四五”期间，世界各国将以低碳产业调整为重点，推动形成绿色低碳、可持续的循环经济体系，从而推动能源低碳转型进程。
（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大。
“十四五”期间，我国经济进入高质量发展阶段，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。 能源体系作为现代产业体系的基础，建设和完善刻不容缓。 这就要求我国深化实施“四革命一合作”新能源安全战略。 在供给侧，要加快能源体系向清洁低碳、安全高效发展，推动能源供给体系实现多种能源互补和系统整体优化； 在需求侧，要运用各种市场化、智能化手段，以较低的经济和环境成本满足能源消费需求； 在体制改革方面，要深入推进体制改革，让市场在能源资源配置中真正起决定性作用。 技术创新方面，要提高能源技术自主创新能力，培育和促进信息通信技术与能源技术融合发展，加大能源重点领域和关键环节技术“卡脖子”攻坚力度。 能源领域国际合作，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合作，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、新风险增多，产需和城乡协调发展任重而道远。
“十四五”期间，能源需求不再单纯与经济增长挂钩，而是兼顾低碳排放、环境友好、降低成本、提高效率的需求。 与此同时，能源供给也发生新变化，主要朝着“两高三低”的目标迈进。 在能源需求和供给双重变化的背景下，推动我国经济高质量发展、协调产需、城乡平衡面临巨大挑战。 一方面，我国能源资源分布与负荷需求分布不匹配，需要巨大的区域配置能力来实现生产与需求的平衡。 同时，能源需求的绿色低碳性也需要足够的技术能力来支撑能源供应； 另一方面，城乡能源生产与需求难以实现平衡。 与城市相比，农村能源供应规模和质量均较弱。 主要表现是：电网支撑差、大量停电、天然气供应少、煤炭使用不清洁、以散装煤为主。
（六）体制机制矛盾突出，能源体制改革进入关键阶段。
“十四五”期间，实现能源高质量发展，必须化解经济发展体制性矛盾，倒逼能源体制改革进入攻坚阶段。 改革必须依靠市场来实现突破。 要推进热力、电力、天然气等能源改革市场体系建设，形成多元能源市场和辅助服务市场融为一体的综合能源市场体系。 当前，我国现行能源体系主要存在四个深层次矛盾：一是能源法律体系过于宽泛，实用性差，处罚力度不够，执法不严； 二是政府能源管理和监管缺位、越位。 现象多、责任不明、监管体系不完善； 三是能源市场体系不完善，市场主体单一，市场在资源配置中难以发挥决定性作用。 四是能源价格机制和财税政策不合理，缺乏科学性、系统性和协调性。
（七）绿色低碳目标强化，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，我国若要实现“双碳”目标，到2030年风电和太阳能总装机容量需要达到12亿千瓦以上，这意味着未来十年，我国将新增至少6.66亿千瓦风电、太阳能装机容量。 中央财经委员会第九次会议明确提出建设以新能源为主体的新型电力体系的发展目标。 在“碳达峰、碳中和”目标背景下，能源行业转型发展将快速推进。 能源发展必须兼顾安全可靠、智能开放、清洁低碳等多重目标，而电力体制改革将成为首要突破口。 因此，形成以新能源高渗透率为主体的新一代电力体系将成为“十四五”期间的主要发展趋势。
二、“十四五”期间我国能源发展面临的主要挑战
“十四五”期间，COVID-19疫情和中美贸易摩擦的影响仍将持续。 此外，新一轮科技革命将加剧大国博弈，引发国际政治经济格局动荡。 我国能源产业链、供应链发展将面临重构的挑战。 放眼全国，我国经济已进入高质量发展阶段，建设和完善现代产业体系成为未来五年的重要重点。 能源作为重要基础产业，必须建设与之相配套的现代能源体系，推动能源体系绿色低碳转型，才能支撑碳达峰目标有效实施和生态文明体系建设。 综合来看，未来五年能源发展仍面临一些重大问题和挑战。 例如，建设现代能源体系仍面临诸多困难，重点能源领域关键技术瓶颈问题攻克仍面临挑战，能源行业提前实现碳达峰压力巨大，油气对外依赖将影响能源安全，煤炭发展面临越来越多的制约。 以新能源为主体的电力体系建设还存在越来越多的技术难题，区域间、行业间、品种间协调仍不平衡。
（一）能源革命深入推进，建设现代能源体系任务艰巨
“十四五”期间，我国在推动经济高质量发展、构建新发展格局、实现“碳达峰”、建设生态文明体系等战略目标的同时，建设现代能源体系这是一项非常具有挑战性的任务。 从“十三五”的发展基础来看，实现非化石能源比重目标并不难，但高效、有质量地提高新能源渗透率是一项非常具有挑战性的系统工程。 要同时推进“四个革命”，即在供给上增加新能源装机、在技术和制度上支持新能源并网、形成优先发展的激励机制新能源在消费端的利用。 在供给方面，新增新能源装机不再单纯是一个项目，而是需要综合考虑存量优化、增量布局、环境影响等因素； 从技术上来说，新能源并网需要解决并网问题。 稳定安全问题，从现阶段来看，仍然是全球性问题； 从制度上看，新能源并网需要强有力的制度安排，各地区能源利益与我国能源体系整体利益一致。 成型困难； 在消费者方面，形成优先使用新能源的激励机制将增加经济负担。 想要真正推动新能源电力替代化石能源或者新能源替代化石能源，首先要协调能源行业与其他行业之间的利益共享和成本分担，是相当困难的。推动国有企业完成消费结构低碳转型。 终端电气化、电网柔性化和智能化改造的推进、储能技术的商业化都需要高技术和商业模式创新的支撑。 目前，在技术成熟度和商业应用成本经济性方面仍存在重大挑战。 问题。
（二）能源自主创新能力增强，但技术难题仍是短板
在“十三五”发展的基础上，我国能源工业在创新驱动发展理念的指导下不断增强自主创新能力。 “十四五”期间，我国应进一步加强能源科技创新，开展能源重点领域和关键环节技术攻关，重点关注能源清洁化、电动化、智能化、一体化等关键领域统筹能源转型发展，推动能源开发、转换、配置、利用各环节技术装备创新，解决一系列“卡”技术难题，提高能源产业链、供应链现代化水平。 从目前发展情况来看，我国能源领域的一些核心设备和关键零部件主要依赖进口，一些关键核心技术仍然掌握在美国、日本、德国等国家手中。 能源细分行业诸多环节仍存在问题。 “卡脖子”的技术问题严重阻碍我国能源自主创新能力的提升，不利于我国自主创新体系的建立。 因此，“十四五”期间，我国仍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、新能源核心技术等重点领域取得突破研发，并在氢能产业链关键技术和装备、天然气上游勘探开发环节、能源行业软件等方面开展技术攻关，解决“卡脖子”技术难题。
（三）低碳转型已成为发展趋势，碳如期达峰压力巨大。
在第75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》国家承诺是负责任国家应对气候变化、保护地球应采取的最起码行动，中国将积极加大国家自主贡献力度，力争实现2030年前二氧化碳排放达峰、2060年实现“碳中和”的目标。在2020年底气候雄心峰会上，习近平总书记对我国国家自主贡献提出了具体要求贡献，即：2030年之前碳达峰，碳强度较“十五”末降低65%以上，非化石能源消费占一次能源消费总量的比重达到25%左右，森林蓄积量比“十五”末增加60亿立方米，风电、太阳能总装机容量增加到12亿千瓦以上。 未来40年，低碳转型已成为我国发展的大趋势。 “十四五”时期是我国实现2030年之前“碳达峰”和2060年“碳中和”目标的关键五年。目前，我国仍处于城镇化、工业化阶段。还没有完全完成。 提前实现“双碳”目标，需要付出巨大努力。 在推进城镇化、工业化进程中，能源消费总量增长是必然趋势。 目前，工业能源消耗占我国最终能源消费的比重仍高于60%，而钢铁、煤炭、化工、建材等高耗能行业比重较高，发展高能耗、高污染、低能效的模式没有根本改变。 要实现转型，要想如期实现“碳达峰”目标，我国必须在“十四五”期间完成能源低碳转型和产业结构低碳调整，并在同时建立健全符合高质量发展标准的绿色低碳政策。 在循环型现代经济体系中，在约束增多、收紧的情况下，多目标均衡战略实施的挑战和压力倍增。
（四）能源供需矛盾凸显，一系列不协调问题逐步显现。
总体来看，我国能源资源和负荷需求呈现出明显的逆分布特征。 此外，跨区域交通调配能力和电网灵活运行能力不足，各种能源系统壁垒严重，导致我国能源供需长期错配。 “十四五”期间，随着我国能源资源生产力逐步向优势资源地区集中，能源供需错配将进一步显现，一系列能源不协调问题将逐步凸显。 从能源资源分布来看，煤炭产能高度集中在山西、新疆、内蒙古、陕西四省，占全国总产能的70%以上； 石油、天然气、煤电、水电资源集中在西部地区； 风能、太阳能等新能源集中在“三北”地区。 从负荷需求来看，东部地区能源需求较大。 沿海经济最发达的地区，包括湖南等GDP大省，对动力煤的工业需求非常高。 但这些地区能源资源匮乏，需要将煤炭从北运到南。 通过西电东送、西气东输等跨区域能源资源配置，满足负荷需求。 在能源“双控”、煤炭消费总量控制等政策调控下，由于运输能力限制，这些能源资源稀缺、负荷需求高的地区，在用能高峰期容易出现“限电”等能源需求。 不能满足企业和用户需求的现象影响了企业的正常运营。 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。 煤炭、油气、电力、新能源协调优化发展也存在体制机制和政策支持问题。
（五）煤炭供需逆向配置格局强化，发展面临诸多硬约束。
“十三五”期间，我国煤炭生产力加速向资源禀赋好、开采条件好的“晋陕蒙地区”集中。 随着南方小煤矿加速退出，“十四五”期间煤炭生产将进一步向山西、陕西、蒙古、新疆集中。 目前，这四个省份产量占全国总量的75%以上，供需逆向分布较为明显。 ，对我国煤炭运输和储备提出新的挑战。 一方面，煤炭主产区到消费区的运输能力有待增强。 例如，山西、陕西、蒙古、新疆四省新增煤炭产量主要通过铁路、公路、水路等方式运往煤炭净转运省份。另一方面，煤炭净转运省份也必须通过铁路、公路、水路等方式运往煤炭净转运省份。增加煤炭储备能力，扩大煤炭消费地区、铁路运输枢纽、主要中转港口等多元化煤炭储备能力，应对极端天气或突发事件对区域煤炭供应的影响。 At the same time, under the strategic requirements of carbon peaking and ecological civilization system construction, the constraints faced by coal development are not only increasing, but also gradually tightening. As my country’s main energy source, coal still accounts for nearly 60% of my country’s energy consumption structure and is the main source of carbon emissions. The growth of its consumption will also become a trend, which will further increase the difficulty of carbon emission reduction. In addition, coal consumption is also a major source of environmental pollution. During the “14th Five-Year Plan” period, environmental governance strategies such as the Blue Sky Defense War will continue to be implemented, and the constraints on pollutant emission control for coal development will also be further tightened.
(6) Oil and gas dependence on foreign countries has increased, and the development of reserves and peak-shaving capabilities has lagged behind.
Oil and gas are relatively scarce energy resources in my country. Although the production capacity has been rising in recent years, the gap is still large compared to my country’s larger demand. In 2019, my country’s foreign dependence on crude oil and natural gas exceeded 70% and 45% respectively. High reliance on imported oil and gas has become my country’s shortcoming in ensuring energy security. In 2020, affected by the epidemic, my country’s oil and gas production failed to meet expectations. During the “14th Five-Year Plan” period, increasing oil and gas reserves and production will become a trend. Overall, during the “14th Five-Year Plan” period, oil and gas development still faces problems such as oil and gas production, supply, storage and sales, increased dependence on foreign countries, and insufficient reserves and peak-shaving capabilities. At present, my country’s gas storage capacity is about 5.7% of annual consumption, which is far lower than the world level of 12% to 15%. Gas storage facilities still have problems such as the generally small size of LNG receiving stations, scattered layout, low utilization of land and shoreline resources, and rising investment and operating costs in supporting facilities. Natural gas pipeline construction capacity is limited. The goal of “the national oil and gas pipeline network scale will reach 240,000 kilometers by 2025” in the “Network Plan” is very difficult.
(7) The development of new energy has become a focus, and the flexibility of the power system needs to be improved urgently.
During the “14th Five-Year Plan” period, the development of new energy has reached a new historical height, and building a power system with new energy as the main body will become one of the key tasks. At present, the flexibility of new power systems is still a problem. The main challenges are: first, there are economic and scale limitations in the penetration rate of new energy sources such as wind and solar, and the penetration rate of wind and solar is positively related to the power curtailment rate; Whether a power system dominated by highly penetrated renewable energy can operate efficiently and stably is still a global problem. On the one hand, a large number of new energy units replacing conventional units will reduce the anti-disturbance ability of the power system, resulting in insufficient power grid regulation capabilities and challenging the safe operation of the power grid. On the other hand, as a large number of power electronic equipment connected to the grid of new energy sources are connected to the power grid, the power system is affected by the characteristics of power electronics and is prone to large-scale off-grid cascading failures, resulting in wide-band (5~300 Hz) New system stability issues such as oscillation challenge the safety of thermal power units and main grids.
参考
