“双碳”背景下突破能源“不可能三角”的约束、问题及对策

魏天磊

能源“不可能三角”理论认为能源的经济性、清洁性、稳定性三种重要属性难以兼顾，但同时兼顾三种属性是我国能源体系的内在需求和必然选择。在我国开启全面建设社会主义现代化国家新征程、向第二个百年奋斗目标进军的关键时期，能源价格变化将不可避免向全行业产业链下游传导，影响全社会消费能力，对经济发展产生深远影响，因此一定时期内，能源的经济性是“不可能三角”中的“必选项”；实现碳达峰、碳中和是我国向世界作出的庄严承诺，为实现经济社会绿色发展转型，能源清洁绿色转型是我国能源体系发展的必由之路和关键一步，因此在“双碳”背景下，能源的清洁性也是“不可能三角”中的“必选项”；当前国际环境严峻复杂，外生冲击不断，给我国能源供应带来风險，因此在可预见的未来，能源的稳定性更是“不可能三角”中的“必选项”。我国需要兼顾三个“必选项”，这与能源“不可能三角”理论发生冲突。“双碳”背景下，要想同时兼顾我国能源体系的经济性、清洁性和稳定性，必须突破能源“不可能三角”的束缚，寻找多重约束条件下的最优解，从而有效维护国家能源安全。

一、能源“不可能三角”的理论基础

能源“不可能三角”理论的诞生受到了开放经济学领域“不可能三角”理论的启发。20世纪90年代，诺贝尔经济学奖得主保罗·克鲁格曼以蒙代尔—弗莱明模型为理论基础，提出一国货币政策独立性、汇率稳定和资本自由流动三个目标难以兼顾，最多只能同时实现其中两个，这就是“永恒的三角形”（The eternal triangle），后来该理论被称为“不可能三角”或“三元悖论”。

受此思路启发，能源经济领域也诞生了“不可能三角”，是指在能源经济体系发展到一定阶段之后，以能源价格低廉、能源清洁环保、能源供应稳定为目标的能源体系不再存在帕累托改进空间，能源的经济性、清洁性、稳定性三种重要属性难以兼顾，三者构成能源“不可能三角”。三种属性之间此消彼长的关系主要体现为：能源价格低廉往往建立在能源生产或进口成本较低的基础之上，这在一定程度上抑制了清洁环保投入，或使得化石能源对外依存度上升，自主可控能力降低；能源清洁环保需要建立在生产设备的改造、生产工艺的提升、新型技术的研发以及外部成本内部化之上，这使得能源系统生产流程变得复杂，既有能源供应模式发生改变，从而伴随着能源成本上升，稳定程度下降；能源供应稳定需要建立在丰富的系统容量、充裕的储备数量以及完善的产供储销体系之上，这就必然提升能源供应成本，抑制包括环保在内的创新投入。基于上述原因，能源“不可能三角”的三种属性难以兼顾。

二、我国能源体系面临三重关键约束

我国能源体系面临三重关键约束，分别为“长期约束”“补充约束”和“刚性约束”。首先，党的二十大报告指出，“发展是党执政兴国的第一要务”。经济增长在一定时期内仍然是我国国民经济发展的重要目标。为维持一定经济增速，需要我国能够以合理的能源价格和稳定的能源供应保障工业、农业等各领域生产。因此经济增长目标构成我国能源体系经济性和稳定性的“长期约束”；其次，经济社会绿色转型是经济高质量发展的必由之路，“双碳”背景下，我国经济增长模式将稳步向绿色、低碳、环保过渡。因此绿色低碳转型目标构成我国能源体系清洁性的“补充约束”；最后，当前国际国内形势严峻复杂，实现能源体系安全可控成为世界各国的优先考量，我国应确保在受到外部冲击时的能源稳定供应。因此国家安全目标构成我国能源体系稳定性的“刚性约束”。

三、我国同时实现三个“必选项”面临的突出问题

在三重关键约束下，我国能源体系同时实现三个“必选项”面临一系列突出问题。

（一）可再生能源对能源消费支撑力不足

我国利用可再生能源较多以风电、光伏、水电的方式进行。国家能源局公布的数据显示，截至2022年5月，我国可再生能源发电装机总量达到11亿千瓦，占总装机比重的45.8%。2021年我国可再生能源发电量为2.49万亿千瓦时，占全社会用电量的29.9%。虽然可再生能源发电取得较大发展，但由于本地消纳不足、外送通道建设滞后、蓄能储能设施不完善等原因，“弃水弃风弃光”等现象仍然客观存在。在我国能源消费结构中，传统化石能源（煤炭、石油和天然气）仍占据绝对主导地位。2012—2021年我国能源消费结构变化如图1所示。由图1可知，化石能源总消费量虽然呈下降趋势，但是总占比在2021年仍然超过八成。相比之下，来源相对自主可控的可再生能源对我国能源消费出力不足，我国能源体系清洁性和稳定性面临挑战。

（二）制造业发展受能源价格波动影响大

制造业往往需要将能源作为燃料或基础原材料，因此许多制造业属于高耗能产业。根据国家统计局的数据，2020年我国制造业能源消费总量达到279651万吨标准煤，占全社会能源消费总量的56.1%。“双碳”背景下，我国能源供应将有序向清洁转型，煤电比例将逐渐降低。但在转型过程中，个别地方和行业曾出现过“运动式减碳”“一刀切”等现象，不切实际压减煤炭生产和消费，导致煤电企业亏损、煤炭供应不足、煤炭价格飙升、多地拉闸限电等。我国许多制造业属于初级制造业，产品附加值不高，习惯于依靠廉价能源压低成本，参与市场竞争，因此对能源价格波动更为敏感。能源价格波动对制造业影响大，我国能源体系经济性和稳定性面临挑战。

（三）对外依存过高给能源安全带来隐患

我国能源体系自身存在总量不足和结构失衡问题。从总量上看，我国是全球位居前列的一次能源消费国和最大的能源净进口国，自身产量严重不足。从结构上看，我国石油、天然气面临巨大消费缺口，只能通过进口来满足消费需求，油气对外依存过高。一旦进口来源或进口渠道发生变化，能源体系将不可避免受到冲击。一方面，我国能源进口来源地较为集中，我国原油进口约一半来自中东地区，液化天然气进口约六成来自澳大利亚、卡塔尔、美国三国，管道天然气进口约七成来自土库曼斯坦和俄罗斯①。另一方面，我国能源进口运输线路较为单一。我国原油进口海上运输主导特征明显，约80%左右的原油进口需要经过马六甲海峡（或龙目海峡、巽他海峡），而管道油气进口则集中于东北、西北、西南三个方向的跨国运输管道。国际安全局势复杂多变，我国进口来源地政治、经济局势易发生变化，进口运输线路同样存在不稳定因素，这些都给我国能源安全带来隐患，我国能源体系稳定性面临挑战。

四、对策建议

约瑟夫·熊彼特的“创造性破坏”理论认为，企业家和企业的创新会淘汰旧的技术和生产体系，从而改变经济结构，推动经济增长。在我国能源体系的既有约束条件下，创新及其伴随的技术进步可拓展一次能源使用范围，推动能源利用方式革命，改变能源经济结构，在减少能耗和污染的同时，实现能源使用效率的提升。因此技术进步是我国能源体系兼顾经济性、清洁性、稳定性的关键，是突破能源“不可能三角”的“敲门砖”。在获取“敲门砖”的同时，为进一步实现突破，有效维护能源安全，我国需进行统筹规划，推动能源体系供需两侧改革，加速关键技术进步，加强管理体系建设，打开国际能源合作新局面。

（一）推动自身能源供给改革

能源体系供给侧结构性改革不应“跳跃式”“运动式”改革，而是需要根据能源资源禀赋，巩固现有基础，有序、渐进调整能源消费结构。一是强化煤炭托底功能。基于我国“富煤贫油少气”的能源禀赋以及“以煤为主”的消费惯性，发挥煤炭资源“压舱石”作用，筑牢煤炭托底根基，稳步推动煤电由主体性电源向基础保障性和系统调节性电源的角色转变。在少风、枯水、阴雨等天气条件导致新能源出力不足时，发挥煤电调峰功能。对现有煤电机组进行灵活性改造，适度增加煤电机组调峰深度。二是开发新型油气资源。针对我国常规油气供给不足，同时非常规油气资源开发潜力较大的现状，加强海上深水油气、页岩油、页岩气、煤层气、致密油气等新型油气资源开发，拓宽油气资源来源，弥补油气消费缺口。三是提升清洁能源供给比例。提高非化石能源和相对清洁的天然气比例，改善能源供给结构。利用新疆、西藏、内蒙古等地区的太阳能，东南沿海岛屿、内蒙古等地区的风能，四川、云南等地的水力等，因地制宜發展光伏、风电、水电等。加强天然气管道、地下储气库、LNG接收站等天然气运输及储存基础设施建设，加强核电基础设施建设，安全有序发展核电。

（二）优化社会能源消费结构

引导低耗能的绿色产业发展的同时，推动高耗能产业绿色转型，引导整个社会绿色低碳消费习惯。一是引导发展绿色消费产业。发展清洁能源交通、绿色建筑、绿色节能家电等新兴业态，推动高附加值的高端制造、高端服务业发展，提升绿色低耗能产业在国民经济结构中的比重，培养全社会绿色消费习惯。二是推动高耗能产业绿色转型。工业是能源消费的“大户”。我国工业体系具有“偏重”的特征，能源密集型产业偏多。需对现有高能耗设施设备进行适应性改造，支持钢铁、化工、电力和热力等能源密集型行业克服转型技术困难，实现低耗能转型。三是逐步淘汰无法转型的高耗能产业。对于高耗能产业设施设备，分批限期实施改造升级，部分产业设施设备无法进行升级改造，或超过改造升级时限仍未完成升级，则予以关停处理，逐步淘汰低效落后产能。

（三）加速关键能源技术进步

在自主可控能源技术、清洁能源技术、能源系统信息技术等方面加强创新，加速推动技术进步。一是强化自主可控能源技术。改进和创新化石能源利用技术，推动煤炭绿色智能开采技术、先进燃煤发电技术发展，加强煤制油气技术储备。开发先进储能技术，加强抽水蓄能、太阳能储热发电、电化学储能、压缩空气储能等技术攻关。二是推动清洁能源技术进步。加强可再生能源发电技术创新及应用，适度推广海上风电、低风速风力发电技术，研制风电光伏发电制氢等先进技术。加强碳排放收集利用，研发碳捕集、碳封存等减碳降碳技术。开发生物质能技术应用场景，探索生活垃圾焚烧发电、农林废弃物气化发电、沼气发电模式，推动清洁能源利用技术多元化。三是拓展能源系统信息技术应用。利用人工智能、大数据、云计算、物联网等先进信息技术，推动特高压输变电线路、智能微电网等智能化电力系统建设，提升油气资源开采储备、能源物流运输、电力调度等设施设备信息化智能化水平，提高能源利用效率。

（四）加强能源管理体系建设

加强配套政策体系建设，完善储备体系，优化风险预案。一是加强配套政策体系建设。优化新能源领域产业政策，通过税收减免、财政补贴、定向贷款、优惠利率等财政和金融政策，以及用地政策等，引导开发新型能源，支持能源企业转型。加速构建碳排放统计核算体系，完善全国碳排放权交易市场，增加碳市场行业覆盖范围，丰富碳市场交易品种。二是加强能源应急储备体系建设。构建地方政府、石油企业、供气企业、管道运输企业、城镇燃气企业等各负其责的多层次储备运输应急体系，为能源保供提供系统性支撑。统筹规划石油储备库、天然气储气库及能源运输系统基础设施建设，适当提高原油、成品油、天然气等能源储备规模。三是加强监管和预案体系建设。加强能源行业监管，建立信息共享、标准统一的长效监管机制，维护能源市场公平交易。充分考虑石油、天然气商品外贸风险，以及电力系统转型风险，针对特殊情况下油气资源开采、石油加工、能源储备、物流运输、电力供应等关键环节，分行业制定相应紧急预案。

（五）打开国际能源合作局面

加强能源国际合作，在技术、投资、绿色发展等领域加深国际交流，参与制定国际规则。一是加强主要能源来源国合作。推动同中东地区、俄罗斯等主要石油来源地国家，澳大利亚等主要液化天然气来源国，以及土库曼斯坦等主要管道天然气来源国等签订长期稳定的合同，巩固双边贸易合作基础。二是多元化能源进口来源。加强与非洲、中亚、拉丁美洲等地区的能源合作，开发新的进口渠道。加快推动中亚—中国天然气管道D线、中蒙俄天然气管道、中俄远东天然气管道、中巴油气管道等项目增容、扩容和新增谈判及建设，使能源进口来源更加多元化。三是合理规划能源企业海外投资。合理制定能源企业海外投资计划，增加优质能源资产投资。综合考虑投资地区政治局势、地缘位置、自然条件、营商环境、汇率风险等客观因素，优化资产配置。四是加强与能源领域国际组织的合作。加强同国际能源署、国际可再生能源署等国际组织的合作，在二十国集团（G20）、金砖国家、上合组织等国际组织框架下，拓宽同成员国的能源领域技术合作范围，参与制定国际规则。

注：

①数据来源：海关统计数据在线查询平台，作者统计得出。

（作者单位：国家发展改革委经济与国防协调发展研究中心）