Question

能源资源与能源安全是什么？

Answer 1

人们可能为能源资源量、可持续利用时间而困惑。要进行预测就必须了解能源资源及其有限性和用途，必须考虑未来的能源资源开发技术、燃料价格变化以及能源消耗的增长率。

化石燃料资源中，煤是最容易做出估计的，因为煤矿床通常在一定区域内大面积展布，且常常出露于地表。对石油和天然气的估计比较困难，因为油气藏分散且保存在地面以下数百米到数千米的深度，只有通过勘探才能发现。以现今的技术可以有效开发利用的资源被称为储量。储量不是一个静态的数字，通过发现新资源和提高利用资源的技术方法可以增加储量。

一、资源术语

用于描述化石燃料资源状况的术语很多是模糊的。例如，储量、证实储量和未发现资源等术语被频繁使用，而且在很多场合被不恰当采用，因此有必要对这些术语加以区别。地下某一种未被利用或未被发现的资源量很难预测。由于资源预测通常基于尚未完成的探查活动，所以，一些资源经常被遗漏。即使一定数量的某种资源被确认存在，但是经济和技术因素经常会影响其采出量。

美国地质调查局关于石油资源的分类可通过McKelvey图解简单表达（图1-1）。矩形表示某个地区所拥有的石油资源。纵轴表示资源的成本消耗，横轴表示资源的不确定性。储量处于矩形的左上角，它被定义为通过地质勘探已经确认，并且在现有经济和技术条件下可供开采的资源。未发现的资源位于图的右侧，而左下角则表示那些已经存在，但由于现阶段成本太高而不能开采的资源。随着新的储量被发现以及开采成本的降低，这些数量关系将不断发生变化，同时储量的规模也将改变。储量有时被分为地质储量、探明储量和可采储量。地质储量是指在某一确定区域内，没有经过证实的预期的资源量。探明储量是指在已知地区内，由勘探工程控制的那部分储量。可采储量是指在现有的经济技术条件下，能够从已知的油藏中采出的那部分储量。

图1-1　McKelvey图：根据地质可靠性和经济可行性对储量和资源量的分类

许多资源分析家认为，地质勘探不可替代，可利用资源的预测不能或者不应该凭借主观臆测，地质问题应该用地质数据来回答。资源的发现和开发过程会伴随技术进步，资源的年产量不仅取决于生产成本和市场需求，还取决于生产技术革命。

二、能源资源

目前，世界能源消费仍旧主要以化石能源为主，其中以石油消费所占比重最大（图1-2）。2015年世界一次能源消费总量为13147.3Mtoe（百万吨油当量），不同能源品种和不同地区存在较大差异：石油、天然气、煤炭三大化石能源消费量分别为4325.5Mtoe、3129.1Mtoe和3839Mtoe，分别占一次能源消费的32.9%、23.8%和29.2%。核能、水电两者尽管近年呈上升趋势，但是在能源总消费中的比重仍然不高，分别只占4.4%和6.8%。

图1-2　20世纪、21世纪世界能源构成及预测（据Edwards, 2001）

能源消费受资源禀赋和能源生产结构的影响。中东地区油气资源最为丰富、开采成本极低，能源消费几乎全部为石油和天然气；亚太地区煤炭资源丰富，煤炭在生产结构中占70.6%，使煤炭在能源消费结构中所占比例也相对较高，而石油和天然气比例明显低于世界平均水平；欧洲地区天然气生产略高于石油，达40.6%，欧洲国家以天然气消费最多，达到41.3%。2015年，中国是世界上能源消费最多的国家，达到3014Mtoe，石油、天然气、煤炭的能源消费量占一次能源消费的18.6%、5.9%和63.7%；相比而言，天然气消费量远低于世界平均水平，煤炭消费量远高于世界平均水平。

石油、天然气和煤炭三大化石能源的全球分布很不均衡。全球石油资源分布差异明显（图1-3）。从东西半球看，约3/4的石油资源量集中于东半球；从南北半球看，石油资源主要集中在北半球。从纬度上看，全球油气资源主要集中在两大纬度带：北纬20°～40°油区，拥有波斯湾及墨西哥湾两大油区和北非产油区，集中了世界51.3%石油储量；北纬50°～70°油区，内有北海油区、伏尔加及西伯利亚油区和阿拉斯加湾油区。从具体国家分布而论，石油探明储量集中分布在少数几个国家。其中储量最多的国家是沙特阿拉伯，达363×108t，占全球的21.9%。储量前10位国家的石油探明储量就占了全球的83%。中国以60×108t石油储量列第9位。从区域角度看，石油分布主要集中在中东地区，储量前5名国家全在中东，包揽了全球61.5%的储量，为“世界油库”。其余产油区按储量依次为：欧洲和原苏联、非洲、中南美、北美和亚太地区。

石油的供应基本上决定于世界少数石油富集的国家，产地分布最主要集中在中东地区，几乎占了世界石油产量的三成。其次是欧洲和原苏联地区，以及北美地区。此外，南美洲、北非也是重要的石油生产地。而亚太地区、非洲大部则是相对的“贫油区”。2011年，产量前10位的国家是俄罗斯、沙特阿拉伯、美国、伊朗、中国、墨西哥、加拿大、委内瑞拉、阿拉伯联合酋长国和科威特，仅此10个国家的石油产量就约占世界的63%。与石油产量布局相比，石油消费的空间布局不同，石油生产消费地区失衡严重。石油生产量仅占世界9.7%的亚太地区，石油消费量竟占世界消费量的29.5%。其次是北美地区（占28.9%）、欧洲和原苏联地区（占24.9%）。这三个地区的消费量总和占世界总量的83.3%。亚太、北美、欧洲是全球最大的三个石油消费地区。

天然气的地域分布主要集中在中东地区、欧洲和原苏联地区，这两个地区占了世界75.8%的天然气储量。其次是亚太地区、北美和北非地区分布较为集中。其他地区储量很少。按国家来说，俄罗斯储量最多，达47.65×1012m3，占世界的26.3%，其次是伊朗和卡塔尔。这3个国家占世界天然气总量的55.8%。储量前10位的国家占76%。天然气产量最丰富的地域主要分布在欧洲和原苏联地区，2015年达17414×108m3，占世界总产量的48.9%；北美地区占世界总产量的28.1%；随后是亚太地区和中东地区；中南美洲、非洲产量极少。天然气消费的布局与生产布局相似。欧洲和原苏联地区拥有丰富天然气资源，2015年天然气消费量占世界的44.5%。

图1-3　2006年世界石油、天然气和煤炭资源分布示意图

（据朱孟珏等，2008）

世界煤炭资源同其他资源一样，在地区分布上也不均衡。其分布集中于北半球，以欧洲、前苏联地区及亚太地区最为丰富，2015年在全球探明储量中分别占34.8%和32.3%。其次是北美，占27.5%。而非洲、中东和中南美洲则储量极少。以国家论，则以美国、俄罗斯、中国探明储量最多，占世界的57%。储量前10位的国家占世界的91%。相对于石油与天然气，煤炭由于运输条件的限制，大部分是自产自销，生产和消费的地域空间分布基本相同。生产和消费重心集中在亚太地区，产量和消费量都占世界总量的近60%。中国煤炭产量和消费量就占到世界总量的40%、亚太地区的近70%。其次是北美，产量、消费量都占到世界总量的1/5强。欧洲和原苏联地区的产量和消费量也分别达到了世界总量的15%和18%。而中南美洲、非洲、中东地区由于煤炭已探明储量少，因而生产和消费量有限。

世界核能与水电的生产消费主要以自产自销为主，2015年消费总量为1476×106t油当量。核能消费空间分布几乎集中在经济发达的欧美地区。北美和欧洲地区占世界总量的82.3%。其次是亚太地区，占世界总量的16.3%。消费最多的是美国，达189.9×106t油当量，占世界32.6%的份额；其次是法国和中国。水电消费的空间分布较为均衡，除非洲和中东地区很少消费量以外，亚太地区最多，占世界的40.5%；其余依次为欧洲及欧亚大陆（21.8%）、中南美洲（17.1%）以及北美（16.9%）。

三、能源消耗

一种特定资源的利用不会持续以指数增长直到其消耗殆尽。一般地，一种资源的开发或利用有一个初始增长阶段；进入矿产资源开发成熟期，产量逐渐达到最大；随后开始下降，直至资源耗尽。产量曲线一般呈钟形（图1-4至图1-6）。当一种资源开始衰竭时，发现和生产变得更加困难，价格上涨，其他资源开始取代其地位。

图1-4　世界煤年产量变化曲线（据Hubbert, 1962）

图1-5　美国石油预测产量和实际产量的对比（据Hubbert, 1962）

图1-6　美国天然气预测产量和实际产量的对比（据Hubbert, 1962）

这些钟形的产量曲线能用作对资源可利用周期进行估计，还能对最大产量年份进行预测。图1-4是世界煤产量的曲线。图中曲线预示煤炭资源足够丰富，可以持续500年以上，在距初始点200年左右尚未达到产量的最高峰。但是对石油和天然气来说，形势完全不同。图1-5表明了美国石油产量的最高峰大致在1970年已经出现过，事实也确实如此。图1-6天然气产量曲线也可得出类似的结论，美国天然气产量在1973年达到了高峰。天然气产量没有像Hubbert曲线所预测的下降得快。先进的钻探技术、海上矿床以及电力利用和对天然气产业的需求使天然气产量由预测曲线向上偏离。然而，消费量超过产量，进口量一直攀升以至达到2006年天然气消费量的1/5。

受经济发展和人口增长的影响，世界一次能源消费量不断增加。世界能源消费总量与人口几乎呈正相关，亚太地区人口规模和消费量都最大。能源消费还与经济发展水平相关，像非洲等地区虽然人口众多，但能源消费量却很小。人均能源消费量高的国家多是相对经济发展水平高的发达国家，而发展中国家人均能源消费量相对较低。这些国家大体分为四类：第一类是高消费的发达国家，如美国、加拿大、澳大利亚；第二类是中低消费的发达国家，如英国、法国等；第三类是中低消费的发展中国家，大部分国家是这种状况；第四类是像中国、印度、巴西这些国家，能源消费总量虽然位于世界前列，但是人均GDP和人均消费量均低于世界平均水平。

四、节能和环境保护

行为能源需求（强度）是完成一次行为所需要的能量，行为发生频率是行为在一定时间内的动作次数。节约能源的途径通常是对其中因素进行调整。任何行为造成的能耗是两个因素的乘积：

总能耗=行为能源需求（强度）×行为发生频率

提升技术意味着更加有效地使用燃料来执行同样的任务。技术提升是节能最有效的方法，它受物理定律（如热力学第一和第二定律）的制约。通过技术提升，节能仍然存在很大挖潜空间，尤其是针对特定作业改善能源利用效率方面。

节能不是单纯的技术问题，能源消耗也取决于“行为发生频率”。对于可采取的措施，存在许多障碍，诸如市场限制（比如不同国家的基本消费状况）。高度强调节能的主要依据是：

（1）相对于其他能源供给技术的研发，节能技术在投资方面最划算。也就是说，多数情况下节约一桶油的成本比另外开采一桶油来替代的成本要低。1987年，国际能源机构指出：“在能源节约方面的投资相对于在供给方面的投资所获得的回报更好。”

（2）节约将延长地球上有限的能源资源的使用寿命。目前全世界有超过一半的发展中国家依靠进口石油来满足其75%或更高的能源需求。节能将为开发可能的可持续性资源（如太阳能和核能）赢得时间。

（3）节能可减少环境污染。使用更少的能源，空气污染、水污染、辐射污染、热污染、全球变暖和酸雨都会减少。

（4）节能技术比增加供给效果更为快捷。开发一个新煤矿需要2～4年，建设一个汽轮机发电站需要2～3年，建设一个燃煤火力发电厂需要5～7年，建设一个核电站则要用9～11年时间。许多现成的节能技术简单易行，现在就可采用，例如建筑物隔热技术。

（5）化石燃料资源的节约对未来尤其重要，因为其作为化工原料（如制药和塑料）的用途与价值远远超出其作为燃料以产生动力的做法。

五、能源安全

传统的能源安全观，强调以能源供应的充足、持续和价格合理为基本内容，反映的是石油、煤等高碳经济的时代特征。直到今天，世界各国仍普遍将高碳能源的供应、需求、价格、运输和使用等问题的合理安排和实施效果作为本国能源安全的评价标准。第二次世界大战以来，石油在全球能源需求增长中充当着主角。1950年，石油在世界能源消费量中占有的比重不到三分之一，而今天几乎已经占到一半。石油低廉的成本和广泛的用途使其在扩张的经济领域成为首选燃料。过去的几十年中，石油给世界能源和经济格局带来的变化极为迅速。对石油价格按时间序列进行考察，这些国际变化事件就会突显出来（图1-7）。

图1-7　1947-2009年反映国际政治事件的世界石油价格变化

（据美国能源信息中心）

假定货币稳定，那么油价真正的下跌发生在20世纪五六十年代，这激发了石油消费的快速增长。在这种扩张的早期，大部分的石油生产被大型跨国公司所垄断，然而产油国逐渐取得了对石油操纵的更多控制权。1960年，产油国联合组织——欧佩克（OPEC）成立，由于世界范围的政局变动和石油需求增长，欧佩克的影响力日益扩大。20世纪70年代早期，欧佩克国家在石油销售市场份额增加，他们开始制定出口油价并且从外国公司手中夺回了对石油的控制权。到70和80年代早期，多起政治事件引起油价连续攀升，政治背景下的油价上涨效应仍然存在。1973年10月，阿拉伯—以色列战争（第四次中东战争）爆发，欧佩克中的阿拉伯成员国减少了产量并对包括美国在内的一些西方国家采取了石油禁运。石油供应的中断导致世界市场油价增至原来的3倍，从8$/bbl上升到25$/bbl以上（据1985年美元面值计算）。1978年和1979年的伊朗革命中断了这个国家几乎每天6×106bbl的石油生产，即使其他国家提高产量并采取了一些平抑措施，仍然造成了世界石油市场大约2×106bbl/d（MBPD）的短缺，同期油价翻了一番，从大约22$/bbl上升到44$/bbl。

世界能源经济对高油价的反应就是减少能源消费，更有效地利用能源以及寻求发展替代能源。美国于1981年对油价解除管制，产量增加，钻探速度创下空前纪录。作为对高油价的市场反应结果之一是世界对欧佩克的依赖，由1980年的大约28×106bbl/d下降到1985年的大约17×106bbl/d。那段时间，世界石油消费下降了14%。1986年油价几乎降低到原来的1/3，因为欧佩克试图通过增产和降低油价夺回他们在世界石油市场中失去的份额。在不到一年的时间内，沙特阿拉伯将其石油日产量增至3倍，几乎达到6×106bbl/d。1990年8月，伊拉克攻打科威特使得石油价格突然上涨，达到了8年来的最高点。此后由于其他国家（如沙特阿拉伯）石油产量开始大幅提高，油价再次开始下降。1991年1月海湾战争后油价再次大幅下降。

1988年以来，油价在1994年曾降到最低点，因为世界市场石油供应量过饱和。由于欧佩克削减产量以及大多数国家正在经历能源需求的增长期，油价在21世纪初又上涨到了1990年以来的最高点（超过30$/bbl）。接下来的若干年中，能源需求方面的大部分增长极可能来自于东欧和中国，在能源供应方面的增长将主要来自于沙特阿拉伯、科威特和阿拉伯联合酋长国。

在经济全球化背景下，围绕能源的国际竞争与合作都在上升。虽然越来越多的国家重视参与国际能源合作，但能源出口国与消费国之间、能源消费大国之间仍存在复杂的利益与矛盾，国际竞争也在不断加剧。加上国际油价长期居高不下、高位震荡，从长远看，产油国和消费国都将面临巨大压力。唯有国际社会进一步对话与合作，才有可能对其加以综合解决。

能源安全是一个老命题，但经济全球化的发展和维护能源安全的实践却总是不断地赋予它新的内涵。为保障全球能源安全，应该树立和落实互利合作、多元发展、协同保障的非常规能源安全观。新的能源安全观是以可持续发展为出发点，强调环境安全是能源安全战略中的重要组成部分，维护能源安全需要超越高碳能源极限，不断进行多元化发展。新型能源安全观不仅需要战略的新高度、新思维，更需要关注新现象，解决新问题。能源安全问题是一个全球性问题。基于人口、发展和环境综合考虑，只有各国政府、民间组织、企业、研究机构携手合作，才有可能应对30年、50年后全人类不断面临的挑战。这种合作首先应该是共同努力提高能源消费效率，降低能源使用量。同时，要在新技术、非常规能源的研究上从国家间的合作扩大到企业间的合作，要扩大对非常规能源、可替代能源、可再生能源的研究和实质性投入。