能源安全对经济社会发展至关重要。习近平总书记多次对“能源安全”作出重要论述:从 2014 年提出“四个革命、一个合作”的能源安全新战略到 2021 年强调“能源的饭碗必须端在自己手里”。党的二十大报告明确将确保能源资源安全作为维护国家安全能力的重要内容。
目前,我国面临的能源安全形势异常复杂和严峻。“复杂”是指影响能源安全的“新”“旧”因素交织:石油地缘政治仍然是影响能源安全的重要因素,天然气地缘政治对能源安全的影响不断上升,同时气候变化和能源转型对能源安全影响日益凸显。“严峻”是指能源安全冲击越来越呈现出频率增加、程度加深和突发性(不可预测性)特点。而且,地缘政治、气候变化与能源转型影响叠加与相互强化,对能源供应和能源价格的冲击强度上升、持续时间延长。2021 年初开始、且至今仍在发展演变的“全球能源危机”就是当前“复杂”而“严峻”的能源安全形势的体现。
面对能源安全的新形势与新变化,现有的能源安全理论无法满足理论分析与实践要求,需要新的能源安全理论逻辑与分析框架。本文以下内容包括四个部分:首先,分析当前全球能源危机“新特点”与能源安全“新风险”;其次,指出全球能源安全新风险意味着能源安全的逻辑转换,需要新的理论分析框架,即从强调完善能源供应(链)安全转向提升能源系统韧性;第三,基于能源系统韧性的逻辑分析我国能源安全存在的隐患或问题。最后,基于能源系统韧性的逻辑提出了我国能源转型与能源安全协调发展的战略新思路。
一、全球能源危机新特点与能源安全新风险
重大能源安全风险“兑现”通常以“能源危机”的形式呈现。能源危机的传统含义是指“能源供应的重大中断”(Ziagos,J&Wedel,K,2007)。然而,既然能源安全是“以合理的价格不间断地提供能源”,那么当“能源价格大幅上涨”到对经济产生显著影响时也属于“能源危机”。
1. 全球能源危机新特点及其原因
2021 年以来,全球石油、天然气与煤炭价格出现明显上涨态势,并在下半年演变为一场以能源价格暴涨为主的“能源危机”。这次危机与传统“能源危机”的一个突出特点是煤炭和天然气取代石油成为当前能源危机的主角。
(1)煤炭和天然气取代石油成为当前能源危机的主角
石油一直的“能源危机”主角。“二战”后的三次“世界石油危机”都是因为地缘政治冲突导致石油供应中断或产量大幅减少导致。然而,在本次全球能源危机中,天然气与煤炭价格涨幅远超石油。因此,尽管石油价格上涨仍然是当前全球能源危机的组成部分,但天然气和煤炭已经取代石油成为本次能源危机的主角。
2021 年初到 2022 年 5 月间,欧洲和东亚天然气经历了三波大幅上涨,涨幅前所未有(图 1)。与 2021 年 3 月 5 日荷兰 TTF 天然气期货价格每百万英热单位 5.7 美元相比,10 月 5 日,12 月 21 日和 3 月 7 日三次峰值价格分别上涨了 5.9 倍(39.5 美元),9.4 倍(59.6 美元)和 11.7(72.6 美元);普氏东亚 JKM 天然气期货价格三次峰值相对于 3 月 5 日价格(6 美元 / 百万英热单位)分别上涨了 4.9 倍(35.1 美元),7.2 倍(49.4 美元)和 7.6 倍(51.8 美元)。

同期,国际煤炭价格也出现了前所未有的上涨。如图 2 所示,2021 年年初到现在,国际煤炭价格波动分为两个阶段,两个峰值分别出现在 2021 年 10 月和 2022 年 3 月。荷兰鹿特丹煤炭期货价格两次峰值价格与 2021 年 1 月初价格(52.8 美元 / 吨)相比,上涨幅度分别为 4.2 倍(274.5 美元)和 7.3 倍(439 美元);澳大利亚纽卡斯尔煤炭期货价格从 62.5 美元 / 吨分别上探两次价格高点 269.5 美元 / 吨和 440 美元 / 吨,涨幅分别高达 3.3 倍和 6 倍。

相比之下,在此期间的国际原油价格的“表现”要逊色得多:布伦特原油 2021 年 10 月和 2022 年 3 月的两个峰值价格分别为每桶 86.4 美元和 130.2 美元,与 2021 年 1 月初的价格(51.4 美元)相比,分别上涨 57.4% 和 151.8%。
(2)气候变化与能源转型当前能源危机主因,俄乌冲突则强化了“危机”后果
由于经济复苏,2020 年 12 月全球天然气和煤炭需求已经超过疫情之前 2019 年的水平,石油需求恢复到 2019 年的 98%。不过,由经济增长导致的能源供需紧张,还不足以导致全球能源价格上涨数倍,达到能源危机的程度。
我们认为,经济复苏刺激能源需求快速反弹,造成能源供求紧张,是推动 2021 年全球能源价格上涨的一个基础条件。气候变化和能源转型才是导致 2021 年 1 -10 月全球能源供需持续紧张,进而推动全球天然气和煤炭价格持续、大幅上涨,导致能源危机的主要原因,而俄乌冲突作为地缘政治因素从 11 月开始叠加发生作用,加速推动天然气、煤炭和石油大幅震荡上涨,强化了能源危机的后果。
气候变化和能源转型是同时影响能源供给和需求导致能源价格变化。就本次全球能源危机而言,一方面,一连串极端天气导致全球天然气和电力需求持续增加:先是 2020-2021 年全球冬季北半球遭遇极寒,继而 2021 年遭遇异常低温春季和平均气温创新高的夏季,而 2021-2022 年冬季也偏冷。连续的极端天气造成供暖和电力(制冷)需求持续处于高位,推动作为发电和供暖重要燃料的天然气和煤炭需求强劲反弹。
另一方面,能源转型的推进使可再生能源在各国电力生产中份额明显提升。目前,全球发电量中可再生能源发电占比已经达到 29%。其中,欧盟 39%、美国 21%、中国 29%,水电大国巴西的水电占比高达 74%。然而,可再生能源供给很容易受到天气状况的影响。2021 年因干旱少雨,中国、巴西、美国等水电大国都出现了水力发电量明显下降的情况。2021 年中国水力发电量同比下降 2.5%;巴西水力发电量同比下降 8.2%,美国同比下降 8.6%。。根据欧盟风能协会的数据,2021 年上半年,欧盟因长时间静压天气风速下降,导致风能发电量同比下降 7%。可再生能源发电量的下降主要通过燃气和燃煤发电量的增加来弥补,从而引发对天然气和煤炭的全球“争夺”,推动价格上涨。
地缘政治因素一直是石油危机的主要原因。一般来说,如果地缘政治事件导致能源供应大幅减少或中断,则能源价格会快速上涨后在一个平台高位震荡,并持续到能源供应恢复正常。如果地缘政治事件没有真正导致能源供应明显减少,则其对能源价格的影响是短期暴涨后大幅回落。
图 3 显示了布伦特原油价格与美联储编制的地缘政治风险指数的关系。2021 年 10 月之前,地缘政治风险指数(左轴)一直处于近几年的低位区间(70 以下),因而 10 月之前的原油价格上涨应与地缘政治事件无关。2021 年 11 月底俄罗斯屯兵俄乌边境后,地缘政治风险指数大幅飙升,2 月下旬战争爆发后地缘政治风险指数达到顶点,带动布伦特原油短期上冲到近 10 年的新高。因此,俄乌冲突是 2021 年 11 月到目前为止导致原油价格上涨的主因,而 2021 年 1 -10 月,则主要是疫情后经济复苏拉动原油需求回升的影响。

全球天然气(图 1)和煤炭(图 2)2021 年以来的价格变化的特征,充分体现了气候变化与能源转型及地缘政治因素在不同阶段的主导作用。气候变化与能源转型对能源供需的影响是持续发生作用,而非一次性冲击。因此,其导致的能源供需紧张推动能源价格上涨的特点是持续性上涨。这与 2021 年 1 -10 月全球天然气与煤炭价格变化特点相符,而 2021 年 11 月到 2022 年 5 月,全球天然气与煤炭价格呈现震荡式上涨,高低点振幅相当大,符合没有发生实际能源供应中断情况下的地缘政治事件影响能源价格的特点。
二、全球能源安全的新风险
当前全球能源危机是俄乌冲突、气候变化和能源转型共同作用的结果,但俄乌冲突作为地缘政治因素,是导致能源安全风险的短期和阶段性因素,而气候变化与能源转型成为影响全球能源安全新的、持久风险因素。
(1)气候因素与能源转型进一步加大化石能源市场波动
随着能源转型的推进,在气候变化导致的极端天气和各国能源转型政策共同作用下,包括煤炭在内的所有化石能源市场价格波动都将进一步加大,成为新的能源安全风险。
气候因素主要从两个方面提升对化石能源需求,加剧国际化石能源市场波动。一方面,在全球化石能源消费 85% 来自化石能源的条件下,极寒或酷暑等极端天气事件会短期内大幅增加油、气、煤炭需求(由供暖、制冷等能源服务引致),诱发价格暴涨。另一方面,风能、太阳能和水能发电极易受天气影响。如果这些可再生能源发电因天气原因导致发电量减少,就需要增加化石能源发电来弥补,从而增加化石能源的需求,推动价格上涨。
能源转型推进则导致对化石能源的投资不足,抑制煤炭、天然气和石油中长期供应能力增长。2021 年世界石油和天然气上游投资只有 2014 年峰值的一半,不到 5000 亿美元,除了近年来原油和天然气价格较低外,一个重要原因是各国对气候和能源转型的关注和相关政策增加了化石能源项目投资的长期风险。除了以政策手段加快煤炭退出或压减煤炭产能外,各国金融机构将逐渐限制对石油项目给予融资,将进一步减少未来化石能源产能增加。
总之,一方面,随着全球能源转型的加快,气候原因导致太阳能、风能和水能发电量持续大幅增长,相应地会减少对煤炭和天然气的需求量。此外,电动汽车对燃油汽车的持续替代也会大幅减少对石油产品的需求。另一方面,当一段时间内,可再生能源受天气影响而导致“产量”大幅减少而导致对“化石能源”需求暴涨,而受市场抑制和政策压制的化石能源生产能力显然无法对这种需求波动做出灵活反映,从而导致化石能源价格短期“过度”上涨或暴涨。因此,未来化石能源(主要是煤炭和天然气)价格阶段性暴涨暴跌将成为一个新的安全风险。
(2)极端天气事件频发导致能源与电力中断风险趋于上升
21 世纪以来,全球气候变化的一个突出特征是极端天气事件频发。极端天气事件频发对能源与电力供应安全的影响表现在两个方面:
一是强降雨、飓风、暴雪等直接导致能源和电力供应中断。比如,2021 年美国得州遭遇百年一遇的极寒天气,导致核电站、燃气电站和风电站停机,发电能力下降 40%,停电波及 500 万人,持续 6 天才完全恢复。这表明现有的能源系统在极端天气频发趋势下的脆弱性增加,能源中断供应的风险上升。
二是风能、太阳能和水能受天气影响大,特别是风能和太阳能还具有波动性和间歇性。比如,大范围的静风环境造成风力发电机无风驱动;极寒和连续阴雨无太阳辐射给光伏发电带来困难;持续干旱少雨使水力发电大幅下降。而且,极端或异常天气对可再生能源供应的影响程度不确定,难以事先预判。这意味着现有的电力系统容纳的波动性间歇性可再生能源比例越高,在供需发生巨大变化时安全风险越高。
(图片来源:veer 图库)
来源 / 朱彤能源转型