他山之石，西方能源結構的演變

查閱西方發達國家歷史我們會發現，各國政府并沒有刻意去推動所謂的經濟或產業的“結構性調整”，但他們的產業結構、經濟結構以至社會結構卻仍在不斷地演進和優化。他們究竟是如何實現變革的？

英國是工業革命的發祥地，從17世紀起就是世界超一流強國，技術和金融的領先曾經使英國成為全球唯一的日不落帝國，殖民地疆域遍布全球，18世紀中后期和整個19世紀英國引領著世界的科技進步和經濟發展。英國的帕潘、薩弗里、紐科門等都致力于“以火力提水”的探索和試驗。1712年托馬斯·紐科門的蒸汽機首先獲得了突破。但這種蒸汽機并不能循環運動做功，還要依賴人力，效率很低。

直到1781年，瓦特改良了蒸汽機的冷凝器，才使威爾士的煤炭實現工業化開發，全面推動了英國的工業革命，世界進入了以煤炭和蒸汽機為動力的早期工業文明時期。1846年，英國實現了以煤為主的能源經濟結構，替代了對于木柴、木炭的依賴，煤炭從此開始推動人類的文明進程。1913年世界煤炭產量13.20億噸，占世界一次能源總產量的92.2%，產量比1860年增加了7倍，全球進入了能源的“煤炭時代”。

1911年，溫斯頓·丘吉爾出任英國海軍大臣，提出了一項驚人的戰略舉措，“將英國海軍的優勢建立在石油之上”。盡管1913年英國煤炭產量高達2.92億噸，但英國還是決定放棄使用威爾士豐富的優質煤炭資源，全面改進海軍戰艦的燃料系統，使用波斯灣的石油，使戰艦騰出了大量空間，增加了作戰航程和載彈量，節省了大量人力，極大地提高了英國海軍的實戰能力。由于英國快速實施了從煤炭轉向石油這一結構性戰略調整，第一次世界大戰爆發之前戰爭的勝負就已成定局。靠波斯灣、美國和里海石油驅動的英、法、美、沙俄為主體的協約國，最終戰勝了靠魯爾煤炭驅動的德意志、奧匈帝國為首的同盟國。

從此世界進入到煤油并舉、石油逐步接替煤炭的現代工業時代。石油推動了從蒸汽機向內燃機的改進，世界也因此發生了翻天覆地的變化，各主要工業國家的社會出現了相應巨變，經濟結構實現了進化與調整。燃油和內燃機可以使動力系統更小、更高效和更適合普及與廣泛應用，人類因此可以制造汽車、拖拉機、坦克、飛機等等，技術變更直接帶來的是社會分工的變化。當社會分工變化了，經濟結構就會自然而然地順應調整。這一變化到第二次世界大戰發展到極致，德、意、日因為石油發動戰爭，最終也是因為石油供應的中斷被打敗。冷戰進一步強化了煤油時代的產業特征，但人類追求高度工業化，追求規模效益，導致石油消費增加，而煤炭消費并未因此減少，大量使用石油和煤炭必然會造成一系列結構性問題、地緣政治沖突和環境代價。

英國沒有選擇法國式的超常規發展核電的道路，把重點放在了發展天然氣工業上，最終英國成為西方發達國家中天然氣消費比例最高的國家，也是人均能源消費量非常低的國家。2011年英國消費了2億噸標準油當量的能源，人均能源消費僅3.22噸標準油，還不及美國的45%。

更值得研究的是英國在過去的45年中，人均GDP（國內生產總值）增長了近25倍。近些年隨著溫室氣體減排和油價攀升等壓力，能耗轉向下降，一次能源消費總量雖然變化不大，但是能源結構變化巨大，特別是天然氣的大幅度增加導致能源利用效率不斷提高，使得二次能源的供應量實際大幅度增加，而污染排放大幅度下降，進一步降低了燃燒煤炭帶來的其他社會代價，比如醫療保險和環境污染治理等。

這種變化在發達國家非常普遍，日本是另一個典型范例。日本作為一個島國，幾乎所有能源都要進口。為保持多元化的能源結構，日本將各種能源按照一個協調的比例進行配置，不偏重任何一種能源，以避免國際局勢變化威脅日本經濟穩定。但即便是得益于這一能源戰略，天然氣對日本經濟也產生了巨大的影響。1965年以前日本就開始使用天然氣，但是比例極低。后來隨著環境意識的提升和液化天然氣技術的發展，日本開始引進液化天然氣，直到1979年天然氣消費比例才升至5%，到1990年達到10%。此后以較慢的增長速率穩步上升，到2009年達到17%。日本石油、煤炭的比例雖然高于天然氣，但是石油和煤炭中很大一部分是用在化工原料生產上。作為燃料，天然氣主要支撐了民用消費和一些工業供熱及小型熱電聯產，以及燃氣蒸汽聯合循環發電設施。

天然氣價值昂貴，但清潔、能源轉換效率高，便于就地“梯級利用”。日本受到美國和歐洲的影響，在石油危機之后將能源的梯級利用作為提高能源效率的關鍵，開始重視小型的熱電聯產。他們通過天然氣管道，在用戶的工廠、辦公大樓地下室建設一套套小型發電機組以直接利用天然氣發電，將發電后排放的廢熱用于向用戶供熱或制冷等，將電力和熱力的輸送損耗降低，使用戶能夠承受這種昂貴的新能源。

這種分布式能源系統的出現大大改變了日本社會的能源轉換、利用和投資的方式以及觀念，從而帶動了日本的經濟結構的調整和優化。1975年日本56%的電力來自石油，但到2002年燃油發電降到了19%，而且全部使用了效率更高的燃氣輪機聯合循環發電系統，且主要擔任調峰任務。在此之后，天然氣被用于燃氣輪機發電，發電效率從傳統蒸汽輪機的40%左右，提高到50%～55%左右。

歷史上，日本是一個極度依賴大企業壟斷市場以保障能源安全的國家，電力工業基本上被東京、關西、中部和西部4大電力公司完全壟斷。長期的經濟滯脹和壟斷割據造成日本國內的“制度疲勞”，大企業在利益“領地”上不求進取，活力日降。天然氣管網的普及，為推進新變革奠定了基礎，近幾年為扭轉頹勢，日本才全面推進能源市場化改革，放松管制，開放市場，鼓勵競爭。此前，日本天然氣也和電力一樣，基本控制在東京煤氣、大阪煤氣、東邦煤氣和西部煤氣4大瓦斯巨頭手中，現在不僅4大瓦斯公司，東京電力、關西電力、中部電力和西部電力4大電力公司及243家大小能源公司都在經營天然氣管道及供氣業務。

目前的市場開放程度已經可以滿足“新能源革命”的需要。在今天的日本，任何一個能源服務商都可以向東京電力公司購買液化天然氣，汽化后通過東京瓦斯公司的管道輸送至能源用戶，用戶圍墻內安裝分布式能源系統提供電力，余熱則用于生產工業蒸汽、熱力、制冷和為建筑空調除濕，靠節能就可獲取豐厚收益。市場全面開放和競爭壓低了價格，改善了服務，也優化了用戶的能源結構，最終實現了節能減排。日本以能源結構的轉型，推動了經濟社會的結構性調整。

德國作為制造業大國，重化工業程度極高，同時還是一個大量出口汽車等高載能產品的國家。1990年東西德國統一，曾對德國經濟沖擊巨大。2012年，德國經濟雖然受歐洲債務危機影響巨大，但GDP仍達到3.366萬億美元，人均GDP仍達到4.1萬美元，是世界第四經濟大國和第二大出口國。但是，歷史上德國是一個真正“缺油、少氣、富煤”的國家，德國人為了石油曾發動兩次世界大戰，造成數千萬人喪命。第二次世界大戰之后，德國從戰爭的廢墟中爬起來，一邊賠償戰勝國，一邊重建，曾長期依賴國內魯爾的優質煤炭資源發展經濟。但是，德國沒有沉迷于優質豐富的煤炭資源，而是銳意改革能源結構。1965年煤炭在德國一次能源結構中占比例為64%，到2012年已降至25.4%；德國的天然氣主要靠進口，自身資源非常有限，1965年天然氣占一次能源比例為1%，到2012年提高到21.7%以上。德國的魯爾地區20世紀50年代以前，曾經也像倫敦一樣煤煙籠罩，今天已經徹底改善。

美國的故事則與眾不同。美國通過能源轉換技術的革命提高了能源的利用效率。美國在1965年天然氣的消費量為4321億立方米，2012年的消費量為7721億立方米，由于起步的基數高，增長的比例沒有其他國家大。但是，在1973年的石油危機之后，特別是1978年卡特政府簽署了著名的《公用事業管制政策法》和《天然氣政策法》，逐步解除了價格管制，刺激生產和統一價格。天然氣價格的上漲，促進了分布式熱電聯產技術的推廣，使用戶能夠承受更高的氣價，同時為天然氣公司注入了活力。

這些改革使更多的能源終端用戶可以參與和投資提高自身能效、自主供應的能源和提高供能安全，不需要依賴電網也能保障用戶自身能源供應，強迫電力公司向能源服務轉型，參與競爭，重構了利益格局和生產關系，推動了市場經濟的進程。天然氣價格的放開使天然氣出現結構性上漲，一度降低了美國的天然氣市場需求，淘汰了低效落后的利用技術。但是由于放開了分布式能源接入電網和改進天然氣利用方式，市場較快地消化了天然氣的漲價因素，提高了天然氣的利用效率，最終提高了用戶的投資效益和天然氣的綜合效益。

美國雖然是全世界人均能源消費最高的國家，單位國內生產總值（GDP）能耗也是發達國家中最高的。但1965年其人均GDP為3664.8美元，到2012年為48147美元，增長13.14倍；而同一時期，美國的總能耗從12.9億噸增長到22.1億噸，僅增長了71%。1965年美國的人口還不到2億，現在已經超過3.15億，這說明美國的能源效率是在不斷提高的。

美國的天然氣消費量一直居于發達國家之首，從20世紀80年代起，在獨立發電企業的推動下，美國大量建設中小型天然氣分布式熱電聯產，大學、工廠、醫院、金融機構等都在安裝自己的分布式能源。新增分布式能源系統的燃料主要是天然氣，使用更先進高效的燃氣輪機和燃氣內燃機熱電聯產替代了鍋爐直接燃燒供熱技術，而且大量應用在能源需要強度高的工業項目和商業項目上。

美國通過支持市場化的獨立發電商（IPP）和能源服務商為用戶提供專業化的能源服務與節能服務，轉變了傳統低效的所謂“規模化”能源生產供應模式，直接對社會分工進行了重構，為未來不斷提高能源利用效率和大量利用可再生能源，推動信息技術與能源系統的整合優化，發展智能化的電網、燃氣、熱力、制冷等智能能源網絡體系和智能電動汽車體系奠定了堅實的基礎。

（摘自石油工業出版社《美麗中國的能源之戰》 作者：韓曉平）（圖片 lu2s.jpg 圖注：上世紀50年代的德國魯爾區霧霾嚴重。）