可再生能源替代化石能源的基本途徑及發(fā)展模式研究

安慧昱

(中國(guó)礦業(yè)大學(xué)(北京)管理學(xué)院，北京 100083)

當(dāng)前，我國(guó)經(jīng)濟(jì)進(jìn)入高質(zhì)量發(fā)展階段，強(qiáng)調(diào)提質(zhì)增效、經(jīng)濟(jì)可持續(xù)穩(wěn)定增長(zhǎng)。然而，長(zhǎng)期以來(lái)，由于我國(guó)經(jīng)濟(jì)的持續(xù)快速增長(zhǎng)過(guò)度依賴于傳統(tǒng)化石能源，粗放的發(fā)展方式導(dǎo)致能源消費(fèi)總量多次超過(guò)規(guī)劃預(yù)期，同時(shí)，造成了對(duì)氣候和環(huán)境難以扭轉(zhuǎn)的破壞，為此，我國(guó)提出要控制能源消費(fèi)總量，尤其是化石能源消費(fèi)總量，基于此，可再生能源替代傳統(tǒng)化石能源將成為我國(guó)能源發(fā)展的必然選擇。

1 能源替代的基本途徑

不同種類的能源都以提供動(dòng)力為基本功能屬性，因此在功能上可以實(shí)現(xiàn)相互替代。能源替代的途徑分為擴(kuò)張型和技術(shù)型兩種方式。

擴(kuò)張型替代是從能源消費(fèi)數(shù)量的角度來(lái)區(qū)分能源替代的途徑，分為增量替代和存量替代。增量替代是指在能源消費(fèi)市場(chǎng)中，以能源消費(fèi)數(shù)量的不平衡擴(kuò)張，來(lái)實(shí)現(xiàn)消費(fèi)擴(kuò)張程度更大的能源對(duì)消費(fèi)擴(kuò)張程度不大的能源的替代。存量替代是指在保持能源消費(fèi)總數(shù)量不變的條件下，某一種能源消費(fèi)數(shù)量上升并伴隨著另一種能源消費(fèi)數(shù)量減少而實(shí)現(xiàn)的替代。

技術(shù)型替代是從最終用能的類型的角度來(lái)區(qū)分能源替代的途徑，分為功能替代和轉(zhuǎn)化替代。功能替代是指某種一次能源通過(guò)燃燒或轉(zhuǎn)變成為另一種能源，一般多為電能，由此實(shí)現(xiàn)的該能源對(duì)一次能源的替代。功能替代拓展了能源替代的應(yīng)用空間，是目前階段能源替代的主要途徑，但同時(shí)，功能替代對(duì)用能設(shè)備、技術(shù)要求及配套設(shè)備要求較高。轉(zhuǎn)化替代是某種一次能源通過(guò)工業(yè)轉(zhuǎn)化方式，轉(zhuǎn)變?yōu)榱硪环N一次能源或產(chǎn)品，例如，煤制油、煤制氣等。轉(zhuǎn)化替代的替代針對(duì)性很強(qiáng)，具有直接而良好的替代效果，但是轉(zhuǎn)化替代的轉(zhuǎn)化成本較高，轉(zhuǎn)化過(guò)程中的能源效率損失也無(wú)法避免。

能源替代的兩個(gè)途徑相互獨(dú)立，因此可以組合出4種不同的替代方式：增量-功能型替代、增量-轉(zhuǎn)化型替代、存量-功能型替代、存量-轉(zhuǎn)化型替代，替代成本最小的是增量-功能型，替代成本最大的是存量-轉(zhuǎn)化型，如圖1所示。

圖1 能源替代途徑

2 可再生能源替代化石能源的發(fā)展模式

可再生能源替代化石能源進(jìn)入能源消費(fèi)市場(chǎng)的基本動(dòng)力分為需求誘致型和資源推動(dòng)型，由此推導(dǎo)出的能源發(fā)展模式分為需求誘致型模式和供給推動(dòng)型模式。每種發(fā)展模式包含三個(gè)發(fā)展情景：平穩(wěn)自發(fā)(情景Ⅰ)、政策干預(yù)(情景Ⅱ)以及存在重大技術(shù)突破(情景Ⅲ)。以下以可再生能源作為需求誘致型模式的代表，化石能源作為供給推動(dòng)型模式的代表分別進(jìn)行分析，在此基礎(chǔ)上推導(dǎo)可再生能源替代化石能源的發(fā)展模式。

2.1 可再生能源利用動(dòng)態(tài)發(fā)展模式——需求誘致型

該模式基本假設(shè)為：(1)可再生能源利用受到政策的推動(dòng)與支持；(2)重大技術(shù)突破能夠極大改善經(jīng)濟(jì)條件，包括降低成本、提高利用效率；(3)存在一個(gè)利用凈效果一直不變的參照能源產(chǎn)品；(4)不存在宏觀經(jīng)濟(jì)商業(yè)周期波動(dòng)?？稍偕茉蠢脛?dòng)態(tài)發(fā)展模式如圖2所示。

圖2 可再生能源利用動(dòng)態(tài)發(fā)展模式

在平穩(wěn)自發(fā)情景下，能源需求動(dòng)力充足，但在參照能源的競(jìng)爭(zhēng)和壓制下，可再生能源的利用處于劣勢(shì)，發(fā)展緩慢。在政策干預(yù)情景下，由于政府的支持，可再生能源在短時(shí)間內(nèi)得到迅速發(fā)展，并持續(xù)占有市場(chǎng)，突破參照能源的競(jìng)爭(zhēng)約束，最終進(jìn)入自我發(fā)展的模式。在技術(shù)發(fā)生重大突破的情景下，可再生能源因技術(shù)的進(jìn)步帶來(lái)強(qiáng)有力的競(jìng)爭(zhēng)力，實(shí)現(xiàn)自身的快速發(fā)展。

2.2 化石能源利用動(dòng)態(tài)發(fā)展模式——供給推動(dòng)型

該模式的基本假設(shè)為：(1)化石能源受到政策的抑制；(2)重大技術(shù)突破能夠改善經(jīng)濟(jì)尤其是環(huán)境條件；(3)假設(shè)存在一個(gè)利用凈效果一直不變的參照能源產(chǎn)品；(4)不存在宏觀經(jīng)濟(jì)商業(yè)周期波動(dòng)。化石能源利用動(dòng)態(tài)發(fā)展模式如圖3所示。

圖3 化石能源利用動(dòng)態(tài)發(fā)展模式

在平穩(wěn)自發(fā)情景下，化石能源基本遵循“S”型生命周期成長(zhǎng)曲線，生命周期曲線的變化主要受到化石能源自身稀缺性的影響。在政府干預(yù)情景下，政策主要將化石能源對(duì)環(huán)境產(chǎn)生的負(fù)外部性內(nèi)部化，從而提高了化石能源的價(jià)格，降低了其在能源市場(chǎng)的競(jìng)爭(zhēng)力，加快了化石能源進(jìn)入生命周期后半階段。在突破性技術(shù)情景下，技術(shù)進(jìn)步既能提高化石能源的利用效率，也能改善對(duì)環(huán)境的負(fù)外部性，化石能源利用的生命周期曲線向左上方移動(dòng)。

2.3 可再生能源替代化石能源的發(fā)展模式

通過(guò)以上分析我們知道，可再生能源如果僅依靠自身發(fā)展難以實(shí)現(xiàn)對(duì)化石能源的替代，需要通過(guò)政策支持與自身技術(shù)發(fā)展?；茉闯艘鎸?duì)稀缺性的約束，還要解決環(huán)境負(fù)外部性的影響?？稍偕茉刺娲茉吹陌l(fā)展模式分為三個(gè)階段，分別是：自身發(fā)展階段、政策主導(dǎo)階段、技術(shù)主導(dǎo)階段，如圖4所示。

圖4 可再生能源替代化石能源的發(fā)展模式

自身發(fā)展階段，在這一階段，可再生能源與化石能源基本按照市場(chǎng)供需規(guī)律發(fā)展?；茉匆蚱溟L(zhǎng)期發(fā)展積累，能源利用效率較高，市場(chǎng)占有率高；可再生能源因其間歇性、技術(shù)相對(duì)落后等原因，能源利用效率較低，難以與化石能源形成競(jìng)爭(zhēng)，只能在有限的區(qū)域得到使用。

政策主導(dǎo)階段，在這一階段，可再生能源受到政策的支持，大量資本的進(jìn)入刺激可再生能源技術(shù)的提高，成本逐漸降低；化石能源受到政策的制約，生產(chǎn)成本不斷提升，這一階段可再生能源逐漸逼近化石能源的市場(chǎng)占有率。

技術(shù)主導(dǎo)階段，在這一階段，可再生能源通過(guò)前期的積累，技術(shù)實(shí)現(xiàn)突破性進(jìn)步，進(jìn)入低成本高效率的發(fā)展階段；化石能源雖也有技術(shù)進(jìn)步，但仍舊受困于稀缺性的制約，發(fā)展走向生命周期的下降階段，逐漸失去能源市場(chǎng)的統(tǒng)治地位，最終趨于平穩(wěn)發(fā)展。

3 結(jié)語(yǔ)

本文分析了能源替代的4種基本途徑，同時(shí)，根據(jù)可再生能源和化石能源的特點(diǎn)，分別劃分了兩類能源的發(fā)展模式及可再生能源替代化石能源的發(fā)展模式，為可再生能源逐步替代化石能源的政策制定提供了基礎(chǔ)的理論支持和發(fā)展路徑的參考。