新結構經濟學視角下的我國能源互聯網結構分析

師俊國

（中共河南省委黨校/河南行政學院 經濟學部，河南 鄭州 450002）

一、引言

能源系統建設事關全球環境與社會的可持續發展，事關我國的國家安全與發展全局，能源互聯網建設預期能夠實現全球范圍內能源的互聯互通，從而實現全球范圍內的能源優化配置與資源共享，提升清潔可再生能源比重。能源互聯網力求通過“互聯網+”思維，協調能源系統的“經濟-環境-安全”，從而引起我國和諸多西方發達國家“產-學-研-用-政-金”等多部門的廣泛關注與重視[1-6]。尤其是在中美貿易摩擦和新冠肺炎疫情疊加影響的背景下，構建我國最優的能源互聯網結構，保障我國的能源安全與經濟發展，推進我國產業結構轉型升級和經濟的高質量發展，至關重要。歐盟理事會副主席Antonio Tajani在布魯塞爾2012年5月名為“成長任務：歐洲領導第三次工業革命”的會上指出，能源互聯網是第三次工業革命的革新，需要加大投入力度。美國國家科學基金會支持建立了FREEDM（Future Renewable Electric Energy Delivery and Management）研究中心，該中心重點研發能源互聯網的核心技術之一——即插即用的分布式電力系統[4]。瑞士研究團隊提出了集成能源轉換、存儲的能源路由器（Energy hub）以及實現不同能源互聯傳輸的能源互聯器。

我國能源供給結構以煤炭、石油為主，尤其是以煤炭資源為主，供給結構單一，消費結構不合理，而且能源分布不均勻、清潔能源分布與需求不匹配、區域間壁壘嚴重、跨區電網建設滯后、市場交易機制有待改善[7]。國家統計局發布的2019年統計公報顯示，煤炭、原油、清潔能源（天然氣、核電、水電、風電等）在我國2018年能源消費結構中的比例分別為57.7%、18.8%、23.4%，其中清潔能源所占比重遠低于2019 年全球清潔能源消費的平均比重39.9%，尤其是在天然氣消費方面[8]。同時，國家發展和改革委員會能源研究課題組預測2035 年我國能源結構仍然以煤炭為主導，能源占比為51.5%，而石油和天然氣比例僅為24.8%和16.5%[9]。同樣，2013年末IEA 預測，我國2035 年的能源結構也是以煤炭為主，能源占比為53%，而石油和天然氣比例僅為18%和12%[10]。

為改變這種不合理的能源結構，國家推出了各項政策措施，例如國家能源局發布的《能源生產和消費革命戰略（2016—2030）》提出2030年天然氣提高到15%，其他能源占比提高到20%[10]。2014 年6月，習近平總書記在中央財經領導小組第六次會議上提出，“面對能源供需格局新變化、國際能源發展新趨勢，保障國家能源安全，必須推動能源生產和消費革命”[11]。與此相關，習近平總書記于2013年9月和10月先后提出共建“絲綢之路經濟帶”和“21世紀海上絲綢之路”（“一帶一路”）的建設構想，其中包含了促進我國與周邊國家實現能源基礎設施互聯互通，以實現互利共贏，推動能源技術進步與經濟、社會和環境效益提升[12]。2015年3月，李克強總理在十二屆全國人民代表大會第三次會議中提出：“制定‘互聯網+’行動計劃，推動移動互聯網、云計算、大數據、物聯網等與現代制造業結合，促進電子商務、工業互聯網和互聯網金融健康發展。”[13]在這一背景下，我國“互聯網+能源”行動應運而生。

我國能源互聯網處于快速發展的初級階段。截至2018 年12 月，滬深股市能源互聯網概念板塊共有股票287只，總市值達3.37萬億元，主要分布在全產業鏈技術支持及系統集成、新能源及分布式能源開發運營、儲能系統解決方案、綜合能源服務等四大領域[14]。也不難看出，對不同形態能源轉化系統、大小電網相互轉化系統、能源消費形態等領域的研究與實踐還比較落后。能源互聯網發展結構的不均衡不僅會導致能源資源的浪費，更會影響到我國的能源結構升級甚至威脅到我國的能源安全。最優能源互聯網結構能夠最有效地搭建起能源互聯網的框架，實現國內外能源、各種形式能源、各地區能源網絡之間能源的最優配置，并基于此推進能源結構與產業結構的優化升級。那么如何才能構建最優能源互聯網結構？傳統基于技術導向的能源互聯網結構忽略了一國經濟發展的特殊性，難以快速實現最優能源互聯網結構的目標。而新結構經濟學倡導一國的能源制度安排應該與該國的要素稟賦結構及其所決定的產業結構相匹配，非常適合探討我國最優能源互聯網結構系統的建設問題。因此，本文基于新結構經濟學視角探討了我國的最優能源結構和最優能源互聯網結構，從而為能源互聯網體系的完善提供決策支持。

本文的創新點在于首次將新結構經濟學理論引入能源互聯網建設領域。首先，能夠為優化我國現有的能源互聯網結構提供思路參考，明確我國能源互聯網發展趨勢，提高資源配置效率；其次，可為我國能源互聯網技術創新與國家政策導向提供決策參考，為提升創新針對性與改進政策效率提供智力支持；再次，能夠為以發展中國家為主的“一帶一路”沿線國家提供一個基于自身稟賦結構和產業結構發展能源互聯網的良好的示范，避免能源互聯網的發展因忽略經濟發展階段和產業結構而流產。

二、最優能源互聯網結構的研究綜述

2008 年，美國首次提出能源互聯網的概念，并啟動了“未來可再生電能傳輸與管理系統”（the Future Renewable Electric Energy Delivery and Management System，FREEDM）計劃，研發將電力電子技術、信息通信技術引入傳統電力系統中，實現分布式設備即插即用的新一代電力系統，該電力系統具有高滲透率的分布式可再生能源接入和分布式儲能能力。Rifkin 是能源互聯網研究的集大成者，認為化石燃料終將因為存量有限和環境污染而走向終結，可再生能源逐步成為主導。Rifkin 定義的能源互聯網有以下幾個特征：以可再生能源為主要一次能源；支持超大規模分布式發電系統與分布式儲能系統自由接入網絡，支持產消一體的新型能源生產與消費形態；以能源互聯推動能源共享；交通系統電氣化[2]。由于Rifkin本人的影響力，觀點一經拋出，就引起了政府、學界和企業界的巨大反響。學界和企業開始在能源互聯網的研發領域大量投入資源，能源互聯網也因而成為近年能源領域的討論焦點。當前直接研究最優能源互聯網結構的文獻較少，相關文獻主要集中在最優能源互聯網結構的影響因素上。

大部分學者認為技術創新是能源互聯網發展的關鍵，從而影響了最優能源互聯網的結構。鄭春滿等認為能源儲存是制約能源互聯網發展的核心技術[15]；李建林等認為儲能技術可能成為未來能源互聯網變革的基礎[16]；韓董鐸和余貽鑫認為發展能源互聯網需要大力發展與能源互聯網相關的高新技術和相關產業，如電力系統技術、清潔能源開發技術、新能源產業等[17]；李琰和胡素雅認為智能配網控制、特高壓輸電等技術已足以讓我國建成全球能源互聯網框架，當前技術難題在于如何經濟性地解決跨出與不發達國家的能源互聯問題[18]；劉振亞認為發展能源互聯網是推動我國能源轉型的根本途徑，甚至直接提出能源互聯網的實質就是“智能電網+特高壓電網+清潔能源”[19]；丁玉賢等認為發展能源互聯網需要技術創新，尤其是需要企業層面能源技術和能源產業的創新[20]。

也有學者研究了產業結構對最優能源互聯網結構的影響。史丹發現我國的工業化及其帶來的產業結構變動是影響我國短期能源消費的主要因素[21]。進一步，史丹發現產業結構變動是我國能源消費增長較緩的重要原因[22]，產業結構變動對能源消費的負面影響由弱變強[23]。董鋒等通過分析我國產業結構變動與能源消費結構的關系，提出積極發展第三產業、減少重工業的建議[24]。曾勝和李仁清從經濟、結構、技術、政策等四個維度分析了能源消費結構的影響因素，發現能源價格影響最大，產業結構次之[25]。各個產業能耗強度不同，例如輕工業能源消費強度低，重工業能源消費強度高，會引起能源消費的非均衡增長[26-27]，即產業結構變動會引起能源結構變動，各產業能耗技術的改進會引起能耗強度變化進而推動能源結構的改變[28]，并直接影響到能源需求及能源消費結構[29]。徐博和劉芳認為第一產業和第二產業比重關系是產業結構影響能源消費結構的主要原因，產業結構的演變最終導致電力成為我國的主要能源消費形式[30]。因此，產業結構高級化是影響區域能源結構變動的重要因素[31]。第三產業（服務業）增加值占當年GDP比重越大，清潔型能源的消費占比也越大[32]；當技術水平短期內難以迅速改變時，調整產業結構可以改善能源消耗結構和強度[33]。

在地方樣本的實證分析方面，李玲等基于河北省1995—2005 年的樣本，發現能耗技術水平是能耗強度下降的首要原因，并通過對各個產業對能耗強度影響的實證分析，從產業視角提出了降低能耗的對策建議[34]。李星洲等以山東省為樣本，探索了產業結構與能耗變動之間的關系，并用能源消費彈性系數分析了能源消費與經濟增長的關系，發現山東省能源消費彈性趨緩甚至有所下降，經濟增長趨向能源消費節約型，提出面向未來，需要堅持能源多元化[35]。焦文獻等基于甘肅樣本，實證發現能耗變動的原因是產業結構調整和能耗效率提高[36]。

我國以煤炭為主的能源消費結構，存在嚴重的環境污染和資源浪費問題，而且能源資源豐富但生態環境脆弱的“一帶一路”沿線也存在較高的潛在環境風險[37]，這些都需要能源互聯網革命帶動能源及其相關產業的轉型升級[38]。王文舉和陳真玲認為我國能源戰略的取向包括從化石能源向清潔能源轉變、從傳統能源技術向智慧能源技術轉變、由國內供給體系向國際供給體系轉變等[39]。馬君華等所構建的能源互聯網評價指標體系包括8 個維度，如安全可靠性、經濟性、能源結構優化等[40]。應雯棋提出信息物理的深度融合和從大電網、大電廠、大電源向集中和分布式協調發展是能源互聯網未來發展的重要趨勢[41]。徐錠明認為能源互聯網是確保未來能源安全、能源資源優化配置和人類社會可持續發展的重要途徑[42]。楊秀媛等認為在當前大量電子設備接入電網、新能源消納能力不足的背景下，建設兼顧經濟性與安全性的電力物聯網是大勢所趨，并可在確保電力系統安全穩定的同時，催生新的產業業態和盈利模式[43]。

縱觀當前的研究，盡管也有學者討論了一個國家的產業結構、經濟安全等因素在能源互聯網發展中的重要作用，但絕大多數文獻更多地還是強調技術創新在能源互聯網發展中的決定性作用。本文認為，站在一國的視角，技術創新具有外生性和偶然性。因此，技術創新對于一國固然重要，但更重要的是能源互聯網的發展需要與該國的產業結構相匹配，畢竟能源產業關系到國民經濟中的諸多部門，其他產業對能源的需求會直接影響到能源互聯網的結構與布局。更重要的是，能源互聯網的發展能否與產業結構相匹配，決定了產業結構的轉型升級程度與資本積累的速度。

三、新結構經濟學視角下的最優能源結構

“新結構經濟學”由林毅夫提出并倡導，主張采用新古典經濟學的方法研究經濟結構的決定因素及其變遷。要素稟賦結構決定最優的產業結構和創新結構，因此產業結構和創新結構相匹配的最優能源結構和最優能源互聯網結構也內生決定于要素稟賦結構[44]，例如金融結構需要與要素稟賦結構決定的產業結構相適應[45-46]。要實現產業結構和創新結構升級，需要更先進的技術、更廣闊的市場、更多資本和更匹配的軟硬基礎設施。因此，軟硬基礎設施結構的改進，是實現產業結構和技術結構升級的必備條件，是提高生產率和要素稟賦積累的重要途徑[47]。能源互聯網結構是能源制度安排中最具活力的組成部分，其是否與經濟體所處的經濟發展階段及產業結構相匹配，直接影響到能源產業的效率與經濟發展的質量[47]。而尋找最優能源結構的過程，就是不斷改進能源結構、不斷提高能源結構與產業結構和創新結構匹配程度的過程，最終目的是為了打破軟硬基礎設施的瓶頸約束，推進產業結構和創新結構升級，促進經濟增長。

（一）最優能源流程結構

由于能源可探測儲量變化是恒定的，主要受技術影響，尤其在石油、天然氣、煤炭儲量上表現明顯，因此這部分著重探討能源生產、儲存、運輸和消費等四個流程的最優結構。經濟發展越高級，能源生產技術就越先進；來源結構越多元化，儲存技術就越成熟；產業結構所需能源結構越清潔化，能源運輸、交易和消費流程在能源互聯網中的作用也就越突出，能源生產在互聯網中的作用就越弱。例如中美兩國都處于以化石燃料為主的能源結構階段，我國深度依賴煤炭，而美國則傾向于石油和天然氣。美國能源安全的最大壓力是長期來自對中東石油的依賴，而頁巖氣（油）革命扭轉了這一局面，使其國內石油生產能力迅速提升。我國能源安全的壓力則更多來自煤炭的高污染和日益加深的石油對外依存度，來自能源安全的體制機制與經濟增長、經濟結構的匹配速度和程度。

對于處于較高經濟發展階段的發達國家而言，由于具備較高的能源開采技術以及其產業結構對于清潔可再生能源的需求，往往更加注重儲備技術和消費技術創新。例如美國自決定建立石油儲備以來，增值迅猛，長期處于高水平戰略儲備狀態，其原油儲備比例很高。與此同時，美國還要求企業進行商業石油儲備。目前，美國具備國家戰略石油儲備和商業儲備雙重石油戰略體系。但這并非意味著處于較高經濟發展階段的國家不重視能源的生產與運輸，相反，恰恰是其能源的生產與運輸已經發展到全球較高階段。由于投入更多精力到這兩個流程邊際收益較低，因而美國更加重視能源儲備與消費技術創新。這會為國家產業發展和經濟安全帶來更大收益。

對于處于較低經濟發展階段的發展中國家而言，受到能源開采技術、產業結構以及能源資源約束，并不具備豐富的能源資源來源，不具備開采多樣性能源的技術基礎，其能源互聯網往往重視生產和運輸環節。例如拉丁美洲諸多國家，能源來源結構以水電為主，但是水電存在雨季供給過剩、旱季供給不足的問題，即使像巴西這種坐擁豐富水能的大國，也常在旱季遭遇全國性缺電危機，需要進口電力來補足缺口。各國通過電力互聯，可以利用季節差和地區差，實現不同地區清潔電能的互補互濟。在天然氣方面，盡管拉美地區的資源儲量僅占全球總儲量的4%，但是區域內有些國家（如委內瑞拉、玻利維亞）無法消納自身資源。這并不意味著經濟發展階段較低的國家不注重能源儲備與消費創新，而是一方面，其產業結構和技術發展水平難以支撐起具有較高市場價值的能源儲備和消費技術創新，另一方面，其投入更多精力到能源生產和運輸能夠帶來更高回報。

而對于創新能力較強的發展中國家，例如我國，首先應該積極利用自身的創新能力去追求能源儲存和消費技術的創新。比如在不同能源系統之間的轉化技術以及提高煤炭資源利用率的使用技術；其次，仍然應當對能源生產和運輸環節給予足夠的重視，積極推動新能源創新技術的發展和全球以及區域能源互聯網的建設，因為無論在能源生產上還是在運輸上，我國的技術創新能力都有待提高，能源運輸系統的穩健性有待完善；再次，隨著我國石油對外依存度的提高以及煤炭資源的減少及其所帶來的環境問題，提高煤炭的利用率和清潔度、加強能源互聯網建設以及加大對新能源開發技術的創新支持力度愈加重要。

而對于要素稟賦結構和生產結構供給極低的經濟發展階段的國家，例如非洲，土地等自然資源相對豐富，資本極為稀缺，尤其是缺乏啟動規模化生產產業所需的工業基礎，不能盲目推行實現規模化生產等違背自身比較優勢的現代企業和公共基礎設施建設，而應該充分發揮勞動力資源豐富等比較優勢，側重于發展勞動密集型產業，積極吸引包括我國企業在內的外資企業投資建廠，將比較優勢變成競爭優勢。這類國家經濟基礎薄弱，不具備進行能源儲備、消費創新的技術優勢，也不具備建立大規模能源運輸系統的工業基礎，因此其能源系統工作重點應是借助于外來的先進技術，加強本國能源生產，并逐步通過產業結構轉型升級建立能源連通系統，逐步融入區域和世界能源互聯網。

（二）最優大小能源系統結構

最優大小能源系統結構即大小能源系統之間的最優結構，就是集中綜合式能源系統與分布式能源系統之間的最優結構。分散單一式能源系統的價格優勢和綜合能源利用率要低于集中綜合式能源系統，集中綜合式能源系統因為規模經濟效應而變得更加經濟。各種集中綜合式、分散單一式能源系統相互連接、有機協同，就形成了能源互聯網。不同地區、不同形態能源供給價格、規模，要求存在差異，不同稟賦差異個體之間存在能源流動和資金流動，能源互聯網范圍越大，能夠匹配的供給和需求就越多，這是能源互聯網產生的實踐基礎。通過能源互聯網，可以實現能源資源的優化配置，改善國民經濟和增進社會福利。但是處于不同經濟發展階段的國家，開發能源所需要的技術、資本、人力結構存在差異，而且產業結構對能源的需求也存在差異，對大小能源系統的分布狀況與結構也會有不同要求。因此，需要根據經濟體的要素稟賦結構、產業結構、創新結構，對經濟體的大小能源系統做最優布局，從而最大化能源資源配置效率，最大化促進產業結構轉型升級和國民經濟增長。

在經濟發展初期，能源需求較少，負荷負擔不夠明顯，集中綜合式能源系統能夠有效負擔經濟體范圍內的能源需求；但隨著經濟發展水平的提高，能源需求多樣性增加，以及差異化負荷負擔的加重，單靠集中綜合式能源系統的能源供給體系遠不足以滿足日常生產生活的個性化、差異化、安全性需求，因此分散單一式能源系統應運而生。經濟發展階段越高，能源開發技術也就越高級化和創新化，能源供給方式和規模也就越豐富，同時行政干預在能源供給上也就越少，能源的商品化屬性越明顯。這個時候市場分工也就越明確，越傾向于通過市場方式配置能源資源，相應的分散單一式能源系統也就越發達，通過集中綜合式能源系統的全國互聯以及分散單一式能源系統的能源資源調度就越能夠實現資源的優化配置。例如美國作為世界上最先廣泛使用電力的國家，其電網的產權結構非常分散，分別在超過500家的公司與組織手中[48]。相反，經濟發展階段越低，能源開發技術也就越低級化和落后，能源供給方式和規模也就越短缺，就越需要政府干預，越傾向于通過行政命令方式配置能源，從而通過調度能源系統的配置滿足政策需求，相應地，集中綜合式能源系統地位也就越突出。例如我國形成了國網、南網為核心的統一大電網，從而解決煤炭資源集中分布在華北、西北地區，而主要用電負荷中心集中分布在東部沿海的人口密集區的矛盾。

（三）最優能源類型結構

能源類型結構即指煤炭、石油、天然氣、水能、核能、風能及生物質能之間的現實存在狀態的比例結構。經濟發展階段越高，一方面國內民眾對生態環境的要求也就越高，國內產業結構也就越偏向于生態友好型，所需能源結構也就越以清潔能源為主，清潔能源在能源供給結構中所占比重也就越高；另一方面，創新結構也就越高，進行清潔能源開發成本也就越低，商業化開發的可能性也就越大，因此其優化能源供給結構、發展清潔能源的動力就越強烈。美國發起的“頁巖氣革命”，讓美國成為第一個也是唯一能夠將頁巖氣商業化運用的國家。之所以頁巖氣商業化運用能夠在美國成功而沒有在其他國家誕生，是由美國所處的經濟發展階段決定的。美國處于稟賦供給的高級化階段，其稟賦結構、產業結構以及創新結構足以使美國進行頁巖氣商業開發的成本低于市場可接受的成本，從而獲得成功；反觀其他國家的稟賦結構、產業結構以及創新結構尚不足以達到讓頁巖氣商業開發的成本低于市場可接受成本的水平。需要注意，人均GDP只是經濟發展階段的一個大致衡量因素，經濟發展階段的衡量還需要考慮到一個國家的經濟實力、技術實力、創新能力等其他因素。只是因為人均GDP對于衡量經濟發展階段最為重要，才被用作大致衡量指標，但并不是說其他的指標不重要。這也是為什么盧森堡、瑞士、挪威等國盡管人均GDP高于美國，但卻無法實現頁巖氣商業化開發的原因。

最優能源類型結構存在的前提和基礎是不同類型能源之間能夠實現互聯互通，現在這一前提在電能作為“交換媒介”的體制下已取得實質性突破”①，P2X技術的出現已經實現了電能與其他再生能源之間的相互轉換，例如電到熱、冷、氫、氣之間已實現能源轉化。由于電能的廣泛應用，以及電能與其他能源之間的廣泛聯系，而且多數的水能、核能、風能及生物質能只有化為電能才能使用，所以我們可以將現有的能源結構分為煤炭、石油、天然氣。在要素稟賦結構供給的較低階段，產業結構中附加值較低的產業占比較大，因為這些產業對自然資源和能源依賴度較高，且能源利用率低、消耗量少，此時的能源供給就需以煤炭、石油等不可再生能源為主；而在稟賦供給的較高階段，產業結構中附加值較高的產業占比較大，因為這些產業對自然資源和能源依賴度較低，且能源利用率高、消耗量少，此時的能源供給就需以電能為主，包括核能、太陽能、水能等多種形式的清潔能源。

最優能源類型結構隨產業結構變遷而演變的規律也得到了學術界的大力支持。隨著經濟社會發展和產業結構的升級，對能源的需求量越來越大，尤其是對可再生清潔能源的需求與日俱增。以化石能源為主的能源消費結構帶來的嚴重環境污染問題[49]，已經嚴重掣肘我國經濟發展。因此當前改善能源結構、發展清潔能源已成為解決經濟發展與環境保護問題的主要途徑和政策導向。史丹[21]認為隨著我國產業結構的調整升級，產業結構的變動將使我國的能源消費結構由以煤炭為主向以電力、石油消費為主轉化[22]，電力在我國能源消費結構中的占比將逐步提升。在我國工業化發展初期，以豐富易采的煤炭為主的能源結構促進了我國經濟的快速發展并積累了資本，并打下了良好的工業基礎[50]。梁育填等發現家庭能源消費結構受到家庭人均收入的顯著影響，人均收入越高，非商品性能源消費比例越低，商品性能源（煤電）消費比例越高[51]。隨著我國經濟發展水平的提高，以煤炭為主的能源結構帶來嚴重的生態環境問題，加上化石能源的不可持續以及市民環保意識的逐漸增強，能源結構逐漸向“清潔型”模式轉型。例如曾經的英國霧都倫敦、震驚全球的日本東京水俁病事件，以及曾經肆虐我國北京的沙塵暴，這些事件都讓人類對環境的重視程度前所未有。此時產業結構升級的外在限制之一就變成了化石能源的過度消費及其消費結構的過度單一性。因此，如果想要更好地推動產業結構轉型升級，就需要驅動能源類型結構轉型。

四、新結構經濟學視角下的我國最優能源互聯網結構

要素稟賦結構和產業結構所決定的是最優能源結構。最優能源互聯網結構則既需要考慮最優能源結構，又需要考慮一國的具體情況。

（一）最優能源互聯網結構應充分考慮我國產業結構

最優能源互聯網結構會受到產業結構的影響，不同產業所需的能源結構的最優結構（包括流程結構、大小系統、能源類型等）不同，最優能源互聯網的結構也會有所不同。而且最優能源互聯網結構不僅受到當前產業結構的影響，而且需要充分考慮到未來產業結構的轉型升級趨勢，從而更好推進產業結構轉型升級。習近平總書記強調，利用互聯網新技術新應用對傳統產業進行全方位、全角度、全鏈條的改造，提高全要素生產率[52]。最優能源互聯網結構要考慮我國產業結構，就是在現有能源技術的約束下，能源互聯網結構應當如何安排，才能以最小的成本、最高的效率配置到我國各個產業，推動產業結構轉型升級和經濟持續增長。王坤宇以TCI 作為國家發展戰略的度量指標，檢驗了產業結構對能源效率的影響，發現產業結構與要素稟賦結構的不匹配會弱化能源價格在能源市場的反應功能，降低能源效率[53]。

一方面，我國的產業發展現狀及未來升級趨勢要求能源互聯網向智能化和創新驅動方向轉變，要求電力裝備制造業等能源互聯網相關產業必須向質量效益型轉變。第一，通過能源互聯網的建設，優化傳統制造業的能源供給結構，提高能源使用效率和水平，尤其是加大對傳統中小制造業企業的節能減排改造力度，實現傳統制造業企業的轉型升級。第二，通過能源互聯網建設，加強對我國新興戰略產業的能源供給保障，尤其新興戰略產業對大小能源系統布局、能源種類、現代能源自動化控制技術以及能源儲備消費方面的保障，為我國建設高質量制造業強國保駕護航。第三，能源互聯網建設將促進全國的能源供需平衡，促進產業均衡發展，促進東部發達地區產業轉移以及中西部地區符合比價優勢和潛在比較優勢的產業發展。另一方面，對最優能源互聯網的建設和追求能夠帶動能源相關產業的轉型升級。能源互聯網的發展衍生出新的商業模式，不僅能夠大量消化鋼鐵、水泥、風電、光伏等過剩產能，并將有力帶動高端裝備制造、新能源、新材料、電動汽車、新一代信息技術等新興產業發展，還必須全面與能源技術和產業融合，即打造真正的“智能能源系統”，不斷推動技術、業務、模式創新，促進能源資源替代，節約資源，提高可循環性、虛擬化，實現物理、信息維度的價值創造，培養用戶低碳、綠色的用能習慣，大力促進實體經濟融合發展，賦能廣大中小企業，催生新產業、新經濟，帶動能源產業的轉型升級。

與產業結構不匹配的能源互聯網結構，不僅會造成資源的浪費，而且會導致各個產業結構所需的能源供給得不到保證，無法順利地實現產業結構轉型升級。許多發展中國家就是受制于能源約束導致產業轉型升級遲遲無法推進，最終錯失了良好的經濟發展機遇，最終既產生了資源浪費與環境污染，又沒有換來經濟的高速發展。當然這里所講的與產業結構的匹配，需要更深刻地去理解。這里面固然包含第三部分所講的國民經濟各個具體行業與能源互聯網結構之間的匹配，更多地還有經濟體內部不同類型能源相互之間以及產業結構內部之間的匹配，甚至包括能源設備制造技術與能源互聯網之間的匹配。只有深刻認識到能源互聯網結構與產業結構的匹配，才能夠真正解決能源互聯網最優結構的基礎性問題。

那么如何實現能源互聯網與產業結構的匹配呢？本文在Lin & Monga[54]提出的“增長甄別與因勢利導”（GIFF）理論框架的基礎上，特提出如下的解決方案：第一步，將人均GDP 為本地大約2—3 倍的國內經濟發達省份或國外經濟體作為追趕對象，研究其近20年的產業結構變遷狀況，尤其是其逐步失去比較優勢的產業，確定可供一國或經濟體發展的新興產業領域；第二步，基于傳統產業結構的發展現狀確定需改造升級的重點傳統產業；第三步，確定這些國家已經連續增長20 年但逐步失去比較優勢的產業；第四步，在第三步的基礎上挑選出市場前景廣闊且符合該國或經濟體政府政策的產業；第五步，在第四步基礎上挑選出該國或經濟體具有一定產業基礎的產業；第六步，找到上述已確定的產業和傳統支柱產業的能源需求結構，并將上述能源需求結構與該國或經濟體內外部的能源供給結構現狀以及能源互聯網技術發展前沿相結合，確定在技術前沿背景下實現能源資源最優配置和滿足各個產業能源需求的能源互聯網結構。

（二）最優能源互聯網結構應充分考慮我國能源分布

不同產業所需的能源結構的最優結構（包括流程結構、大小系統、能源類型等）不同，產業結構會影響最優能源互聯網的結構，但這個結構并非最終形態，因為還會受到能源分布狀況的制約，這個能源分布狀況不僅指我國的能源分布地理形態以及能源種類構成形態，還包括與我國相關聯的國際能源地理分布以及種類分布狀況。能源分布狀況不同，會對能源生產、運輸、儲存成本產生影響，也會對能源消費結構和大小能源系統的最優構成產生影響，從而引起最優能源互聯網結構發生變化。最優能源互聯網結構要考慮我國能源分布，就是在現有能源技術的約束下，能源互聯網結構應當如何安排，才能實現各地區之間、各種類型能源以及大小能源系統之間能源生產運輸的邊際投入相等且達到最優水準，最大化提高能源利用效率。

（三）最優能源互聯網結構應充分考慮國家經濟安全

最優能源互聯網結構必須對國家經濟安全給予充分的考慮。能源在當今一國經濟發展中所起到的作用舉足輕重，能源互聯網的建設與國家經濟安全直接相關。魯剛認為缺乏長遠的能源政策制定規劃是我國能源政策發展的基本現狀[55]，所以未來我國最優能源互聯網結構的建設需要站在能源安全的高度縱深突破。盡管我國煤炭資源豐富，新能源開發方面在很多領域也是位居世界前沿，但仍然無法擺脫大量使用油氣資源的現實。面臨風云多變的國際局勢，能否保障能源的及時有效供給事關我國發展全局，所以一定要把國家經濟安全戰略布局充分納入能源互聯網結構的建設中去，換言之，只有能足夠保證國家經濟安全的能源互聯網結構才有可能是最優能源互聯網結構。最優能源互聯網結構要考慮我國能源經濟安全。在現有能源技術的約束下，能源互聯網結構應當如何安排能源結構搭配、大小能源系統建設以及能源流程結構，才能夠以最小的投入保障我國足夠的能源經濟安全成為當下重中之重的問題。

能源問題事關國計民生，能源生產、交換、運輸和消費一直活躍在人類的歷史舞臺上。兩伊戰爭、海灣戰爭、阿富汗戰爭、伊拉克戰爭等的爆發，以及最近的伊核危機，都與美國、歐洲和亞洲各國參與石油生產、石油供給等密切相關。我國現在石油對外依存度為70.7%，天然氣為43.5%[56]。盡管近年我國拓展了俄羅斯、中南美洲、西非、北非等石油進口市場，對中東地區依賴度有所下降，但除俄羅斯等少數國家與我國陸上接壤外，大部分石油進口依賴海上運輸，存在很大風險。此外，我國的石油進口價格受國際市場波動影響較大，國際市場石油供求變動引起的油價變動很容易影響到我國，從而給國民日常生產生活帶來極大不確定性。同時國內對石油的需求又屬剛性需求，交通需求消耗占70%，且考慮到技術更新短期內難以替代[57]，如何通過能源互聯網保障石油資源的平穩安全供給、提高石油供給網絡的彈性和韌性，至關重要。

（四）最優能源互聯網結構應充分考慮技術發展

最優能源互聯網結構會受到最新技術的影響，能源相關技術包括開采（新能源開發）、運輸、儲存和消費（例如更高效能源利用技術、以能源為導向的新產品生產技術等）技術，也包括大小能源系統發展技術，以及不同類型能源之間的轉化技術。每一次能源相關技術的創新，或者影響能源的分布狀況，或者影響能源的種類結構，或者影響能源的流程結構，或者直接影響能源互聯網的發展，通過這些影響最終影響到能源互聯網的最優結構。因此最優能源互聯網結構的建設需要考慮到最新技術的發展，充分考慮到當前變革性創新以及未來可能的重大創新對最優能源互聯網結構的影響。最優能源互聯網結構要考慮技術發展，就是如何充分利用現有的能源相關技術以及如何布局能源技術創新，充分發揮能源互聯網對我國產業結構的提升作用、充分利用我國的能源分布狀況來保障國家能源經濟安全。全球能源互聯網發展合作組織主席劉振亞認為構建全球能源互聯網的技術發展核心任務就是基于各國電網，依托特高壓交流、直流輸電技術，暢通跨國跨洲電力輸送渠道，連接全球主要電力生產中心、調節中心和消費中心，力求全球范圍內生產、配置和使用清潔能源，實現全球多能互補、跨時區互濟、跨季節互調等效果[58]。

（五）確定最優能源互聯網結構的方法

我國最優能源互聯網結構應在充分考慮我國產業結構、能源分布、能源安全的基礎上，一方面，盡可能使用世界先進的能源互聯網關鍵技術，包括先進的可再生能源開發利用技術、特高壓輸電技術、自動化控制技術、分布式能源技術、區域供能技術及負荷預測技術等；另一方面，應基于我國產業結構、能源分布以及能源經濟安全推動能源相關技術創新。本文認為我國應因地制宜，創新發展煤清潔利用技術、中低品位熱能高效利用技術、高效低成本儲能技術、低壓交直流配電技術、需求側響應技術，借助“云大物移智”技術，挖掘“互聯網+”技術對能源系統的改造潛力。

本文提出如下確定最優能源互聯網結構的方法。第一步，依據要素稟賦結構及比較優勢，推導出經濟體產業結構轉型升級的安排，稟賦結構以全要素生產率為核心，考慮綜合國力、技術創新等因素確定；第二步，根據第一步確定的產業結構轉型升級安排，結合經濟體當前的產業結構安排，確定實現經濟體產業結構轉型升級安排所需要的最優能源結構安排；第三步，根據第二步中所確定的最優能源結構安排，結合經濟體的能源分布狀況、對外能源合作、技術發展等因素，確定最優能源互聯網結構；第四步，將國家安全、社會平等等因素納入第三步所確定的最優能源互聯網結構。

五、小結

能源系統建設事關經濟社會發展全局，引起了國內外政府和業界的廣泛重視，各國相繼推出了自己的能源互聯網發展方案。但各國所提的能源互聯網發展方案，往往以追求技術創新為重要導向，而忽略了其所處的經濟發展階段和產業布局。這樣的做法對于經濟發展水平較高的以自主創新為主的發達國家而言問題不大，但對處于較低經濟發展階段的廣大發展中國家而言則存在巨大的問題。忽略經濟發展階段和產業結構的能源互聯網結構往往會導致能源資源低效利用和大量浪費，從而最終導致能源企業喪失自生能力而使這一戰略流產。

本文基于總結眾多發展中國家成功、失敗經驗的新結構經濟學，從軟硬基礎設施安排需要與要素稟賦結構及其所決定的產業結構理論出發，同時綜合考慮國內能源狀況、對外能源合作以及國家經濟安全等因素，給出了一種確定最優能源互聯網結構的方法。該方法預期能夠在能源資源和國家公共資本有限的前提下，通過能源互聯網的調度和安排，提高能源資源配置效率，最有效地促進我國產業結構轉型升級及經濟增長。本文的不足在于尚未對該方法進行數理建模和實證分析，這也是筆者準備在未來進一步研究的方向。

注釋：

①之所以對電能的需求越來越多，因為一方面在電氣時代，升級后的產業對電能的需求遠遠超過對煤炭和石油的需求；另一方面，電能也是清潔能源，而且電能可以通過核能、水能、熱能、太陽能、生物質能及其他可再生能源轉化而來，所以電能作為能量中樞的作用越來越突出，需求量越來越大。