中國儲能網(wǎng)訊：全球能源消費與資源稟賦之間存在空間的異質性，使得能源的跨國、跨區(qū)域流動成為必然，這為全球能源互聯(lián)網(wǎng)的建設提供了廣闊的發(fā)展空間。
文Ｉ中國科學院地理科學與資源研究所 楊宇劉毅
加快能源變革，優(yōu)化能源結構，是應對可持續(xù)發(fā)展面臨的能源安全、環(huán)境污染以及氣候變化諸多挑戰(zhàn)的主要途徑之一。能源作為一種戰(zhàn)略資源，因地理分布的不平衡性而具有了地緣政治屬性，因此，在全球層面進行能源的統(tǒng)籌合作開發(fā)，面臨著一系列的難題與挑戰(zhàn)。正如電力與能源協(xié)會（IEEE PES）2014年會主題“繪制新的能源未來藍圖”一樣，如何統(tǒng)籌全球能源資源開發(fā)、配置和利用，是一種藍圖式構想。全球能源互聯(lián)網(wǎng)作為以互聯(lián)網(wǎng)技術與新型可再生能源相融合的智能能源體系，可以一定程度上解決全球能源資源分布和市場需求嚴重失衡的問題，是一種值得探索的全球能源配置模式。全球能源互聯(lián)網(wǎng)的構建，其基本前提是對世界能源分布與利用的清晰認識和把握。
從能源整體利用情況來看，2013年，全球石油、天然氣、煤炭、核能、水電以及風能、太陽能和地熱能等新能源共消費約為127.30億噸油當量。石油、天然氣和煤炭仍然是最主要的能源，消耗量分別為41.85億噸、30.20億噸油當量和38.27億噸油當量，分別占世界能源消耗的32.87%，23.72%和30.06%。水電、核能和新能源合計占能源消耗總量的13.34%。從發(fā)展趨勢來看，自1965年以來石油消耗量呈現(xiàn)逐漸降低的趨勢，從40%到50%之間下降到30%左右。煤炭消費量相對較為穩(wěn)定，約占消費量總量的1/3。天然氣消費量呈現(xiàn)穩(wěn)步增長態(tài)勢，從1965年的15.63%增加到2000年的23.30%，2000年以來一直占能源消費總量的1/4左右。
值得注意的是，盡管核能、水電以及新能源在能源消費中所占的比重相對較低，但從其發(fā)展的軌跡來看呈現(xiàn)出質的飛越。尤其20世紀90年代以來，新能源呈現(xiàn)出了多樣化、快速化的發(fā)展態(tài)勢。90年代之前，水電是除傳統(tǒng)能源之外的主要能源形式，占全部能源消費的5%左右。90年代以來，太陽能、風能和地熱能等新能源得到了快速的發(fā)展。1990年太陽能、風能和地熱及生物質能等分別僅為10萬噸油當量、8萬噸油當量以及277萬噸油當量，2013年的統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示，則分別達到2130萬噸油當量、1.18億噸油當量和1.01億噸油當量，其發(fā)展趨勢是驚人的，太陽能和風能的年均增速達到了55.95%和48.62%。在全球氣候變化的大環(huán)境下，新能源發(fā)展的空間不可估量。
能源的分布與利用具有明顯的地域性特征。如石油、天然氣和煤炭等化石資源分布受制于地質構造的約束極為不均勻，而油氣資源的消費能力則與經(jīng)濟發(fā)展水平密切相關，形成了產銷錯位的空間格局特征。以石油資源為例，石油生產國主要集中在中東、俄羅斯、非洲、中亞-里海等地區(qū)，石油日產量超過100萬桶的國家包括沙特阿拉伯、俄羅斯、美國、伊朗、中國、阿聯(lián)酋、墨西哥、科威特、哈薩克斯坦、安哥拉、阿爾及利亞等19國，占世界比重約為85%。而石油消費國則主要集中在北美、歐洲以及亞太地區(qū)，日消費量超過200萬桶的國家主要包括美國、日本、德國、加拿大等發(fā)達國家以及中國、韓國、印度等新興的經(jīng)濟體，美國消費量占全球的20.5%，中國占全球的11.4%，石油日消費量超過200萬桶的國家共11個，共占全球石油日消費量的60.5%。產銷空間的巨大錯位意味著必然存在全球資源的流動與配置規(guī)則，產生了以海運、管道運輸?shù)葹橹鞯娜蛴蜌赓Y源貿易網(wǎng)絡。
能源分布及利用不平衡不僅存在于石油等傳統(tǒng)化石能源中，從全球主要地區(qū)的能源消費結構可以看出不同區(qū)域新能源的開發(fā)和利用情況迥異。傳統(tǒng)化石能源仍然是各區(qū)域的主導能源，所占比重均超過了70%。從新能源來看，北美地區(qū)核能和水電占能源總消費量的7.67%和5.61%，風電為1.48%。中南美洲水電占能源消費量的比重較高，達到23.46%，另外巴西等國的生物質能發(fā)展較好。歐洲的核能、水電、風電、地熱與生物質能分別占8.99%，6.88%，1.91%和1.39%。中東99%的能源消費為石油和天然氣。非洲的新能源以水電為主，占能源消費的6%。亞太地區(qū)新能源主要是核能和水電，分別占1.51%和5.99%。從消費結構可以看出，即使是新能源起步較早、技術先進的歐洲，新能源消費尚不足能源消費的1/5。新能源替代傳統(tǒng)化石能源的過程依然任重而道遠。
新能源的發(fā)展受制于自然條件、經(jīng)濟發(fā)展水平、各國政策的差異，在全球分布也是極為不平衡的。如德國一直是世界能源革命的領袖，但是由于法律限制，德國的能源改革主要是能源改造項目，用風能和太陽能替換核電和煤電，而中國的能源轉型則主要是建設新的發(fā)電站。再如，世界各國對核電站的建設所持態(tài)度不一，尤其是日本福島核電站事故發(fā)生后，引發(fā)了新一輪核電安全的討論，這些因素都在一定程度上決定了世界新能源的分布與發(fā)展?jié)摿Α膰页叨鹊姆植紙D來看，不同類型的新能源呈現(xiàn)出不同的分布格局。
核能主要集中在北美、歐洲、俄羅斯及中國。2013年核能超過2億噸油當量的國家有6個，對核能利用總量最高的國家為美國，消費量為1.88億噸油當量，占世界比重達33.4%，其余5個國家分為是法國（9.59千萬噸油當量，下同）、俄羅斯（3.91）、韓國（3.14）、中國（2.50）和德國（2.2），這些國家核能占世界的比重累計達到75.4%，英國、烏克蘭、瑞典和西班牙的核能消費也均超過1千萬噸。中南美洲、南亞等地區(qū)也有少量核能分布。
水電分布相對廣泛，目前世界上50多個國家和地區(qū)均有一定規(guī)模的水電消費，其中中國是世界上水電消耗量最大的國家，2013年水電消耗2.06億噸油當量，占世界的1/4左右。水電消耗超過5千萬噸油當量的國家有巴西、美國、加拿大等，超過1千萬噸的國家主要包括俄羅斯、印度、委內瑞拉、日本、法國、瑞典、土耳其、越南、意大利和哥倫比亞。
風能目前開發(fā)較好的國家主要包括美國、中國、西班牙和德國，風電消耗量超過1千萬噸，其中美國風能消費接近4千萬噸油當量，占世界比重的27%，中國風電消費3千萬噸油當量，約占世界比重的1/5。其他風能消費較多的國家包括印度、英國、法國、意大利、加拿大、葡萄牙、丹麥和挪威等。
太陽能主要集中在北美、歐洲和亞太地區(qū)，其中消費量超過2百萬噸油當量的國家僅有美國、德國、西班牙、中國和日本，且消費量均低1千萬噸油當量。
總體而言，目前全球新能源的開發(fā)和利用主要集中在發(fā)達國家和新興工業(yè)國家，這些國家面臨著巨大的能源需求以及能源利用的轉型壓力，相比較而言，非洲、中東以及中亞地區(qū)等傳統(tǒng)化石能源豐富的地區(qū)新能源開發(fā)相對比較滯后，所面臨的能源轉型壓力也相對較輕。
全球能源消費與資源稟賦之間存在空間的異質性，使得能源的跨國、跨區(qū)域流動成為必然，這為全球能源互聯(lián)網(wǎng)的建設提供了廣闊的發(fā)展空間。如何克服能源分布的不平衡和稟賦差異，使其更有效率的服務于整個人類社會，形成覆蓋全球的能源供需平衡與調節(jié)體系，是未來世界可持續(xù)發(fā)展面臨的巨大挑戰(zhàn)。顯而易見，電能可以成為溝通不同能源利用的有效媒介，而全球能源互聯(lián)網(wǎng)為這一媒介提供了無限的可能。
（本文屬于國家自然科學基金No.41371141，No.41401132的研究成果）
