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      “雙碳”目標(biāo)下能源安全定量評價(jià)方法

      2022-04-12 03:55:36梁金強(qiáng)劉丹竹徐庶亮葉茂劉中民
      化工進(jìn)展 2022年3期
      關(guān)鍵詞:能源安全雙碳能源

      梁金強(qiáng),劉丹竹,徐庶亮,葉茂,劉中民,3

      (1 中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)化學(xué)與材料科學(xué)學(xué)院,安徽 合肥 230026;2 中國科學(xué)院大連化學(xué)物理研究所,遼寧 大連 116023;3 中國科學(xué)院大學(xué),北京 100049)

      隨著我國提出“2030 年碳達(dá)峰、2060 年碳中和”的目標(biāo),以化石資源為主導(dǎo)的能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)亟需轉(zhuǎn)型,而逐步建立以可再生能源為主導(dǎo)的能源體系成為能源革命的主要內(nèi)容。傳統(tǒng)化石資源主要包括煤炭、石油和天然氣,我國的資源稟賦是油氣資源不足而煤炭相對豐富。因此,在以化石資源為主導(dǎo)的能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)中,2020 年煤炭的消費(fèi)占比高達(dá)56.8%,導(dǎo)致碳排放急劇上升,隨著全球能源綠色化的推進(jìn),碳排放等環(huán)境因素必然成為限制我國發(fā)展的重要因素。

      1993年4月6日,我?guī)е?歲的兒子從北京出發(fā),乘坐東航MU583班機(jī)經(jīng)上海飛往美國洛杉磯。那是架麥道MD11型客機(jī)。途中,飛機(jī)飛行一直很平穩(wěn),到高度為10100米時(shí),大家覺得似乎已經(jīng)平安抵達(dá),人人臉色輕松。不料,飛機(jī)忽然抖動了一下,我的頭頂被一巨大的平板狀物體猛拍一記,一瞧,是飛機(jī)天花板!我飄浮在空中,身不由己,處于嚴(yán)重失控失重狀態(tài)。后來才得知,這可能是飛行員起身時(shí),無意中碰到了升降控制按鈕。

      能源安全是國家安全系統(tǒng)中的重要組成部分,在全球氣候變化和碳中和的大背景下,新時(shí)代的能源安全已成為世界各國重要關(guān)注點(diǎn)之一。但是,能源安全是一個(gè)動態(tài)變化的概念,在不同的國家地區(qū)、不同的歷史時(shí)期甚至不同的能源結(jié)構(gòu)下,具有不同的內(nèi)涵。Yergin認(rèn)為,能源消費(fèi)國與能源生產(chǎn)國在能源安全的理解上存在差異。對于能源出口國來說,能源安全是指“需求安全”。相比之下,對于能源消費(fèi)國來說,能源安全是“供應(yīng)安全”,能源供應(yīng)充足可靠,價(jià)格合理。

      隨著全球氣候變化及《巴黎協(xié)定》的簽訂,碳排放等環(huán)境因素被納入能源安全的范疇之內(nèi)。在中國提出“雙碳”目標(biāo)之后,能源安全在我國的內(nèi)涵也將隨之發(fā)生大的變化,特別是在傳統(tǒng)的化石資源為主的能源結(jié)構(gòu)向以可再生能源為主的能源結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)型期,影響能源安全的因素將發(fā)生重大變化。作為能源安全研究的重要方面,“雙碳”目標(biāo)下的能源安全定量評價(jià)也需作出適當(dāng)?shù)恼{(diào)整。

      本文梳理了能源安全研究的歷史演變,總結(jié)了關(guān)于能源安全定量評價(jià)的指標(biāo)以及方法,希望為“雙碳”大背景下中國能源安全評價(jià)提供參考,最后討論了“雙碳”目標(biāo)下能源安全定量評價(jià)面臨的挑戰(zhàn)和機(jī)遇。

      1 能源安全研究進(jìn)展

      二氧化碳的排放已成為各國能源政策中的一個(gè)重要決定因素。Lin等通過應(yīng)用MARKAL模型進(jìn)行能源需求、供應(yīng)和能源安全分析。由于清潔能源的貢獻(xiàn),能源需求多樣化指數(shù)顯示能源資源的多樣化水平提高,石油凈進(jìn)口依賴性和脆弱性指數(shù)呈下降趨勢,有利于能源安全??稍偕茉丛谝淮文茉唇Y(jié)構(gòu)中的比例提高,將有利于減少二氧化碳的排放。

      選取福州市5個(gè)市轄區(qū),分別是鼓樓區(qū)、臺江區(qū)、倉山區(qū)、晉安區(qū)和馬尾區(qū)作為市轄區(qū)研究單元,以及2個(gè)縣級市(福清市和長樂市)和6個(gè)縣(閩侯縣、連江縣、羅源縣、閩清縣、永泰縣和平潭縣)作為縣域研究單位。根據(jù)灰色關(guān)聯(lián)分析理論以及耦合度計(jì)算方法,選取了16個(gè)經(jīng)濟(jì)發(fā)展指標(biāo)(表3)。

      圖1 世界能源結(jié)構(gòu)中主導(dǎo)能源的演變[9]

      城市是能源消費(fèi)中的重要基本單位,Li等基于生態(tài)網(wǎng)絡(luò)分析了城市系統(tǒng)能源安全與可持續(xù)性,以唐山市為研究對象,建立城市能源生態(tài)網(wǎng)絡(luò),分析了唐山的城市能源系統(tǒng)。在網(wǎng)絡(luò)中,節(jié)點(diǎn)是部門,路徑是部門之間的流動。供熱、煉焦、燃?xì)?、煤炭產(chǎn)品等行業(yè)是系統(tǒng)整體能源的提供者,工業(yè)和家庭部門是接收者。研究顯示,隨著系統(tǒng)能源流動的穩(wěn)步增加,對干擾的抵抗力也有所增強(qiáng),該系統(tǒng)更加穩(wěn)定。然而,工業(yè)部門的整體消費(fèi)最高,家庭部門仍然消耗大量熱量。通過引入天然氣、太陽能等低碳排放能源,可以增強(qiáng)城市能源系統(tǒng)的穩(wěn)定性,提高能源安全性。城市能源安全是未來研究的重要方向,生態(tài)網(wǎng)絡(luò)模型可以刻畫能源在區(qū)域或行業(yè)間的流動,與大數(shù)據(jù)相結(jié)合形成智慧能源、智慧城市、智慧交通對未來的城市集群或區(qū)域經(jīng)濟(jì)帶的能源互補(bǔ)和產(chǎn)業(yè)互通有著非常重要的應(yīng)用價(jià)值。

      2 能源安全評價(jià)方法

      Wu 等使用數(shù)據(jù)封裝分析法評價(jià)了全球能源安全,研究數(shù)據(jù)的時(shí)間跨度為1997—2017 年,研究對象為全球125個(gè)國家。結(jié)果表明,歐洲國家在全球能源安全排名中名列前茅,而非洲國家則排在底層。此外,瑞士在能源安全排名中保持了21 年的榜首。澳大利亞、英國和愛爾蘭都屬于進(jìn)步的群體和能源安全最高的群體。相比之下,尼泊爾、厄立特里亞、貝寧、剛果民主共和國、津巴布韋和海地在21 年間的倒退幅度最大,尼泊爾也是最近幾年表現(xiàn)最差的國家之一。該方法應(yīng)用到全球125個(gè)國家,適用范圍較廣,但由于每個(gè)國家能源安全指標(biāo)數(shù)據(jù)的提供有限,能源安全選定的維度和指標(biāo)必然受到限制。因此,得到的評價(jià)結(jié)果或許與客觀實(shí)際存在差異。

      式中,Cost 是指進(jìn)口原油的費(fèi)用占GDP 的比例;GDP per capita是人均GDP;GOPR為地緣政治風(fēng)險(xiǎn);ML 為市場流動性;ODE 為石油依賴性;DIV為美元指數(shù)的波動;UDVI為美元指數(shù)波動率;OPVI 為石油價(jià)格脆弱指數(shù);TR 為運(yùn)輸風(fēng)險(xiǎn);ε 為常數(shù)項(xiàng)。

      表1 能源安全評價(jià)指標(biāo)

      續(xù)表1

      續(xù)表1

      續(xù)表1

      2.1 基于能源供應(yīng)的能源安全評價(jià)

      根據(jù)不同地區(qū)資源稟賦差異,能源安全的定量評價(jià)主要聚焦于主導(dǎo)能源的供應(yīng)。Iqbal等針對石油進(jìn)口國家的能源石油供應(yīng)安全,發(fā)展了石油供應(yīng)脆弱性評估系統(tǒng),用于定量評估能源安全。該系統(tǒng)將石油進(jìn)口費(fèi)用與GDP 比率、市場流動性、人均GDP、地緣政治風(fēng)險(xiǎn)、運(yùn)輸風(fēng)險(xiǎn)、油價(jià)波動和美元波動等作為評價(jià)因子,得到石油脆弱性函數(shù)(OVI)。該函數(shù)可表示為式(1)。

      能源安全評價(jià)方法種類繁多,表1 中列舉了各種不同情景下能源安全評價(jià)指標(biāo)和方法。這些方法大致可分為兩大類:基于能源供應(yīng)的安全評價(jià)和基于國家或區(qū)域的能源安全評價(jià)。在能源安全指標(biāo)評價(jià)中,變量的數(shù)量和類型的選擇對能源安全評價(jià)結(jié)果特別重要,同時(shí),還應(yīng)特別注意評價(jià)所包含變量之間的相關(guān)性,其可能導(dǎo)致能源安全指標(biāo)的重復(fù)或出現(xiàn)誤導(dǎo)性結(jié)果。

      使用該評價(jià)方法可以評估進(jìn)口石油國家的石油供應(yīng)風(fēng)險(xiǎn)。研究發(fā)現(xiàn),各國在石油供應(yīng)脆弱性上存在相當(dāng)大的差異,安全性最高的國家是加拿大、新加坡、英國和法國、意大利、德國和美國。風(fēng)險(xiǎn)最高的國家是阿富汗、巴基斯坦、尼泊爾、不丹、斯里蘭卡和孟加拉國。中國、比利時(shí)、泰國、西班牙、荷蘭、日本、韓國、印度處于風(fēng)險(xiǎn)較低的水平?;趩我荒茉醋酉到y(tǒng)的石油供應(yīng)安全,國內(nèi)外眾多專家和學(xué)者發(fā)展了石油供應(yīng)安全的定量評價(jià)方法,考察了石油進(jìn)口國、歐盟和中國等國家的能源安全水平。第二次工業(yè)革命后,石油作為一個(gè)重要的戰(zhàn)略資源,石油中斷帶來的能源安全危機(jī),對世界各國影響很大,尤其是石油進(jìn)口國。但是,隨著能源多樣化和低碳化發(fā)展,石油在一次能源中的地位逐漸下降,石油供需矛盾向能源低碳化和綠色化利用轉(zhuǎn)變。因此,該評價(jià)方法中各指標(biāo)權(quán)重會隨著時(shí)間發(fā)生變化,石油脆弱性指標(biāo)在整個(gè)能源安全體系中影響也會降低。

      目前,煤炭資源在我國能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)中占主導(dǎo)地位。Yang等發(fā)展了熵重法和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)相結(jié)合的方法,綜合考慮了煤炭儲備、煤炭工業(yè)發(fā)展水平、環(huán)境可持續(xù)性、煤炭供應(yīng)、煤炭需求和煤炭進(jìn)出口等因素,從國家和省級兩個(gè)層面分長期和短期制定不同的評價(jià)指標(biāo)參數(shù),定量評價(jià)了中國各個(gè)省份的煤炭資源供應(yīng)安全。研究發(fā)現(xiàn),東南部沿海省份的煤炭資源安全水平相當(dāng)?shù)停鞑亢捅辈渴》莸拿禾抠Y源安全較高。福建、山東、湖南、廣東等地的煤炭資源安全一直處于較低水平。陶然等基于單一能源(煤炭)子系統(tǒng)的供應(yīng)安全評價(jià)方法,分別考察了中國和波蘭等國家的能源安全水平。單一能源(煤炭)子系統(tǒng)的供應(yīng)安全評價(jià)方法主要用于煤炭消費(fèi)占比較高的少數(shù)幾個(gè)國家或地區(qū),煤炭區(qū)域供應(yīng)安全是研究的一個(gè)方向。在“雙碳”目標(biāo)下,煤炭供應(yīng)安全向煤炭利用的環(huán)境安全方向聚焦。

      天然氣因具有較高的氫碳比,是當(dāng)下全球著力發(fā)展利用的清潔資源,在實(shí)現(xiàn)碳中和的過程中發(fā)揮著重要的作用。Cablu 等建立了氣體強(qiáng)度、進(jìn)口依賴、生產(chǎn)與消費(fèi)比率、地緣政治風(fēng)險(xiǎn)4個(gè)因素關(guān)聯(lián)的天然氣脆弱性指數(shù),考察了2008年亞洲7個(gè)天然氣進(jìn)口國天然氣供應(yīng)中斷的相對脆弱性。因?yàn)閲鴥?nèi)天然氣產(chǎn)量很大,且其在能源結(jié)構(gòu)中所占份額很小,印度和中國相對受到天然氣供應(yīng)中斷的影響較小。此外,Cabalu和Glynn等發(fā)展了基于天然氣供應(yīng),建立了天然氣供應(yīng)安全指數(shù)評價(jià)體系,天然氣進(jìn)口多樣化和能源結(jié)構(gòu)多樣化可以降低天然氣進(jìn)口中斷帶來的影響。政府還可以選擇通過鼓勵(lì)研究和開發(fā)提高天然氣使用效率的技術(shù),從而減少對天然氣的總體依賴。天然氣作為清潔能源,是未來可以大力發(fā)展的重要能源,且天然氣在全球能源消費(fèi)中的占比逐年增加,天然氣供應(yīng)安全評價(jià)方法將是未來一個(gè)重要的能源安全評價(jià)方法。同時(shí),天然氣參與供熱和供電兩大功能將會與可再生能源耦合互補(bǔ),彌補(bǔ)可再生能源在時(shí)空上的不平衡。

      可再生能源作為未來大力發(fā)展的主要替代能源,在脫碳進(jìn)程中發(fā)揮著重要的作用。在新的能源體系下,環(huán)境友好也是能源安全的重要因素,因此,有學(xué)者研究了可再生能源對傳統(tǒng)電力的沖擊和挑戰(zhàn)。可再生能源的投資成本在持續(xù)下降,再加上眾多的激勵(lì)措施,導(dǎo)致可再生能源在能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)中的比例迅速上升。以上這些變化給電力調(diào)控帶來了巨大的挑戰(zhàn)和不確定性,可再生能源的滲透使傳統(tǒng)電力在調(diào)度方面面臨更多的競爭。可再生能源在時(shí)間和空間上存在巨大的不均衡性,當(dāng)光伏發(fā)電在傍晚時(shí)分減少,而且沒有足夠的替代發(fā)電能力來滿足需求時(shí),就會給能源安全帶來負(fù)面影響。能源安全水平不僅取決于可再生能源份額的增加,還取決于各國能源資源綜合體的結(jié)構(gòu)以及各種可再生能源的發(fā)展水平。

      基于能源供應(yīng)的安全評價(jià)方法一般用于評價(jià)單一能源子系統(tǒng),這些安全評價(jià)方法針對性較強(qiáng),能夠準(zhǔn)確的評價(jià)某單一能源子系統(tǒng)的供應(yīng)安全水平,但是用于評價(jià)綜合能源的安全性還存在很大不足。

      但是科學(xué)家希望公眾對新的基因編輯技術(shù)尤其是大名鼎鼎CRISPR和TALENs技術(shù)持稍微友好的態(tài)度,這是因?yàn)檫@些基因編輯技術(shù)對改善食物的口味和營養(yǎng)都非常有價(jià)值。

      2.2 基于國家或區(qū)域的能源安全評價(jià)

      能源安全的定量評價(jià)一直受到國際社會的廣泛關(guān)注,世界各國紛紛開發(fā)了適合本國特點(diǎn)的能源安全定量評價(jià)體系。如世界經(jīng)濟(jì)合作組織建立了能源安全指數(shù)評價(jià)體系,該體系采用4個(gè)維度(可用性、可承受度、能源效率和環(huán)境影響)來評價(jià)經(jīng)合組織內(nèi)各個(gè)國家的能源安全水平(見表2)。通過對經(jīng)合組織內(nèi)22 個(gè)國家1970—2010 年期間的數(shù)據(jù)分析,發(fā)現(xiàn)許多工業(yè)化國家在保障安全、可靠和可負(fù)擔(dān)的能源供應(yīng)以及向低碳能源系統(tǒng)過渡等方面存在一定的問題,這些問題的發(fā)現(xiàn)可為能源政策的制定提供理論依據(jù)。

      兒童后顱窩腫瘤指年齡小于15歲,位于小腦幕下、枕骨大孔上的腫瘤[1]。兒童顱內(nèi)腫瘤50%~60%位于后顱窩[2],常見癥狀為頭痛、嘔吐、癲癇、共濟(jì)失調(diào)、視聽覺障礙等,這些癥狀無特異性,早期易誤診。MRI有優(yōu)良的組織分辨率、無骨偽影及多平面成像的特點(diǎn),是顱腦腫瘤的首選影像學(xué)檢查方法。筆者回顧性總結(jié)25例兒童后顱窩腫瘤患者的臨床資料和MRI表現(xiàn),以提高對該腫瘤的影像診斷水平。

      表2 經(jīng)合組織國家的能源安全性能評價(jià)體系指標(biāo)

      能源安全是一個(gè)隨時(shí)間而不斷豐富的概念,能源安全的研究逐步從定性向定量研究轉(zhuǎn)變,能源安全評價(jià)范圍從單一國家或地區(qū)的能源子系統(tǒng)(煤炭、石油、天然氣等)安全評價(jià)延伸到多個(gè)國家或全球的綜合能源安全評價(jià),從單一因素到經(jīng)濟(jì)、政治、軍事、環(huán)境等多因素綜合評價(jià)分析。隨著能源結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)型、大數(shù)據(jù)信息技術(shù)的發(fā)展,能源安全評價(jià)體系還將會進(jìn)一步擴(kuò)展。

      Gong 等采用熵權(quán)重量法對中國30 個(gè)省份的能源安全進(jìn)行了定量評價(jià)。該方法克服了過程中指標(biāo)權(quán)重的主觀性,避免了主觀權(quán)重引起的數(shù)據(jù)差異。結(jié)果顯示,內(nèi)蒙古、山西和陜西的能源安全水平在2017 年位列全國前三。從2004—2017 年,中國能源安全經(jīng)歷了變革、衰退、波動、下降和改善5個(gè)階段。Geng等針對中國的能源供應(yīng)安全,從能源外部供應(yīng)風(fēng)險(xiǎn)、能源進(jìn)口可負(fù)擔(dān)性、能源技術(shù)與能效發(fā)展、能源資源儲備4 個(gè)維度提出了包括7個(gè)綜合評價(jià)指標(biāo)的定量評價(jià)體系。該體系中將7個(gè)指標(biāo)歸一化處理后,得出了1個(gè)綜合指標(biāo)表征中國能源供應(yīng)安全形勢。上述兩種能源安全評價(jià)方法分別從區(qū)域和時(shí)間上評價(jià)了中國能源安全性,對中國的能源安全和政策的制定具有一定的參考價(jià)值。但是,這兩種方法均沒有考慮可再生能源消費(fèi)數(shù)據(jù),沒有考慮可持續(xù)性對能源安全的影響。因此,在“雙碳”目標(biāo)下,上述兩種能源安全評價(jià)方法在評價(jià)和量化當(dāng)前的能源安全方面具有一定的局限性。

      能源安全的概念由國際能源署在1974 年第一次提出,主要是針對第一次世界石油危機(jī)可能引發(fā)的石油供應(yīng)中斷,其核心是“穩(wěn)定原油供應(yīng)和價(jià)格”。隨后,世界各國不斷擴(kuò)展能源安全定義的內(nèi)涵,將其延伸到生產(chǎn)安全、運(yùn)輸安全、消費(fèi)安全、經(jīng)濟(jì)安全、生態(tài)環(huán)境安全等多個(gè)方面。美國對能源安全的思考起始于1973 年的石油危機(jī),時(shí)任美國總統(tǒng)尼克松提出“美國能源獨(dú)立”口號,研究可再生能源等替代技術(shù),保障美國能源安全。2005 年之前,美國的能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)中煤炭和煤電占比分別維持在24%和50%以上,2005 年以后,隨著美國頁巖氣的大規(guī)模發(fā)展和風(fēng)電、光伏發(fā)電經(jīng)濟(jì)性的不斷提高,煤炭和煤電的占比進(jìn)入快速下降通道。2019 年,美國煤炭地位發(fā)生了歷史性的變化,降至11.3%,而可再生能源占比提高到11.4%,美國首次實(shí)現(xiàn)了能源生產(chǎn)量超過能源消費(fèi)量,由原來的能源進(jìn)口國轉(zhuǎn)變?yōu)槟茉闯隹趪淠茉窗踩稍瓉淼墓?yīng)安全向環(huán)境安全和需求安全轉(zhuǎn)變。2011 年中國一次能源消費(fèi)總量超過美國,成為第一大能源消費(fèi)國,大量的石油和天然氣進(jìn)口,形成極高的油氣對外依存度,國家能源安全存在較大風(fēng)險(xiǎn)。同時(shí),較高的化石能源消費(fèi)比例伴隨著較高的二氧化碳排放量。因此,中國能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型迫在眉睫,需同時(shí)兼顧經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展和環(huán)境友好。根據(jù)國家可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的要求,在《關(guān)于完整準(zhǔn)確全面貫徹新發(fā)展理念做好碳達(dá)峰碳中和工作的意見》中明確提出,到2025 年,中國非化石能源消費(fèi)比重達(dá)到20%左右;到2030 年,非化石能源消費(fèi)比重達(dá)到25%左右,到2060 年,綠色非化石能源消費(fèi)比重達(dá)到80%以上,順利實(shí)現(xiàn)碳中和目標(biāo)。中國的能源安全將從保障化石能源供應(yīng)逐漸過渡到保障可再生能源的穩(wěn)定大規(guī)模供應(yīng),結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型期內(nèi)能源安全的定量評價(jià)具有特別重要的意義。

      民眾的生活水平因?yàn)橹评淇照{(diào)被廣泛應(yīng)用而得到了明顯提高,然而由于空調(diào)節(jié)能相關(guān)技術(shù)的不足導(dǎo)致制冷空調(diào)的耗電量都比較大,這在一定程度上加劇了我國電力資源的壓力,提高了供電系統(tǒng)的運(yùn)營奉仙,從而影響了社會生產(chǎn)與民眾的生命。對于地球生命而言,臭氧層是削弱紫外線傷害的天然屏障,若我們及時(shí)采取相應(yīng)的策略,臭氧層的保護(hù)作用會在氟利昂的破壞下消失殆盡,屆時(shí)人類將面臨巨大的生存危機(jī)。所以,研發(fā)新的空調(diào)制冷技術(shù),實(shí)現(xiàn)節(jié)能環(huán)保是迫在眉睫的問題??偠灾?,研發(fā)先進(jìn)的節(jié)能環(huán)保技術(shù),尋找環(huán)保型能源、保護(hù)大氣層是人類共同的職責(zé)。而制冷空調(diào)應(yīng)用新技術(shù)的研發(fā)意義在于二氧化碳排放量的控制以及能源的節(jié)約。

      本文以我國相關(guān)財(cái)務(wù)部以及證監(jiān)會等其他部門聯(lián)合下發(fā)的《企業(yè)內(nèi)部控制基本規(guī)范》為研究依據(jù),并且根據(jù)某市的2015、2016年企業(yè)內(nèi)部控制實(shí)施規(guī)范的相關(guān)體系情況報(bào)告為依據(jù),以此對企業(yè)的內(nèi)部控制現(xiàn)狀進(jìn)行詳細(xì)探析。

      我國省級能源安全呈現(xiàn)較大差異,Huang 等采用模糊模型和數(shù)據(jù)封裝混合模型評估了我國區(qū)域能源安全水平,東部和南部沿海省份的能源安全等級均優(yōu)于西部和北部地區(qū)。中國東南部的能源供應(yīng)最為多樣化,甚至實(shí)現(xiàn)了能源獨(dú)立。西北地區(qū)也是主要能源生產(chǎn)地之一,但偏遠(yuǎn)惡劣的自然條件阻礙了當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)發(fā)展,導(dǎo)致經(jīng)濟(jì)產(chǎn)出低下。盡管東北地區(qū)在計(jì)劃經(jīng)濟(jì)時(shí)代擁有雄厚的工業(yè)基礎(chǔ)設(shè)施和顯著的經(jīng)濟(jì)成就,但面臨著同樣的形勢。黃河中西部、東北、中游是三大能源安全等級最差的地區(qū),雖然該地區(qū)具有豐富的化石能源和可再生能源,然而,地理偏遠(yuǎn)、工業(yè)結(jié)構(gòu)單一和技術(shù)落后阻礙了礦物燃料的有效利用和可再生能源的發(fā)展。但是,Li等根據(jù)能源的可得性和穩(wěn)定性、能源使用維度的可持續(xù)性和可接受性建立了能源安全評價(jià)體系,卻得出截然不同的結(jié)果,山西、陜西、四川等自然資源豐富的西北和東北省份能源安全水平較高,而浙江、廣西、江西等資源短缺地區(qū)的能源安全水平較低。因此,為了加強(qiáng)省級能源安全,建議根據(jù)各省不同能源安全水平發(fā)展清潔能源,優(yōu)化終端能源消費(fèi)結(jié)構(gòu),提高能效。相同的區(qū)域,因?yàn)檫x擇的模型和參數(shù)的不同,卻得出截然不同的結(jié)果。模型本身沒有好壞之分,模型和參數(shù)的選擇應(yīng)充分考慮區(qū)域特點(diǎn),選擇適合該區(qū)域的模型和參數(shù)才能得出可靠的結(jié)論。同時(shí),模型和參數(shù)也不是適用范圍越廣就越好。

      Zhang等引入模糊分析(AHP)、灰色關(guān)系分析(GRA)和排序優(yōu)選技術(shù)(TOPSIS)混合模型來評估能源安全,將能源安全分為可用性和多樣性、可負(fù)擔(dān)性、社會性和平等性、能源基礎(chǔ)設(shè)施、技術(shù)和效率、環(huán)境可持續(xù)性和治理7個(gè)維度28個(gè)指標(biāo)。首先通過績效分?jǐn)?shù)來評估能源安全,從而確定國家或區(qū)域能源安全績效狀態(tài)。為了進(jìn)一步探究導(dǎo)致能源安全性好或差的原因,通過連續(xù)問為什么進(jìn)行定性分析,最終給出根源的解決方案。這兩種技術(shù)回答了關(guān)于能源安全的不同問題,一種側(cè)重于如何解決,另一種側(cè)重于原因。應(yīng)用該模型對2005—2017 年河南省能源安全進(jìn)行了評價(jià)。結(jié)果表明,這一時(shí)期該省能源安全呈上升趨勢。2005—2010 年,該省的能源安全績效仍然很低,主要原因是能源結(jié)構(gòu)簡單、設(shè)備和基礎(chǔ)設(shè)施陳舊、能源效率和技術(shù)落后、能源產(chǎn)品和服務(wù)不足以及對能源治理和環(huán)境可持續(xù)性的認(rèn)識不足。隨著國家和地方經(jīng)濟(jì)的發(fā)展、科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步,能源效率不斷提高,促進(jìn)了河南省能源安全水平的提高。2010—2015年,河南省能源消費(fèi)量逐步上升到2億多噸標(biāo)準(zhǔn)煤的歷史高位,阻礙了能源安全水平的提高,甚至導(dǎo)致一定程度的下降。隨著中國經(jīng)濟(jì)增長速度放緩,政府開始調(diào)整產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu),減少過剩產(chǎn)能,實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)型。這些都解釋了能源安全性能在2010—2015 年間震蕩和小幅下滑后緩慢而穩(wěn)定的好轉(zhuǎn)??梢灶A(yù)見,當(dāng)中國經(jīng)濟(jì)進(jìn)入“新常態(tài)”階段時(shí),河南省的能源安全性將繼續(xù)上升。但是,河南省要實(shí)現(xiàn)較高水平的能源安全還有很長的路要走,盡管這些年取得了持續(xù)改善,但發(fā)展勢頭依然不強(qiáng)。

      嬰幼兒原發(fā)性甲狀旁腺功能亢進(jìn)所致高鈣血癥的循證治療研究 …………………………………………… 王 琳等(23):3255

      基于國家或區(qū)域的能源安全評價(jià)是一種綜合能源安全評價(jià)方法,評價(jià)模型中的各參數(shù)是根據(jù)國家或區(qū)域的特點(diǎn)選擇,類似于區(qū)域特征參數(shù)。因此,不同的國家或區(qū)域的模型參數(shù)不同,同一個(gè)模型應(yīng)用到不同的國家或區(qū)域效果不同;同一國家或區(qū)域,如果特征參數(shù)選擇不同,得到的結(jié)果也不相同。因此,基于國家或地區(qū)的能源安全評價(jià)具有地域特征,該能源安全評價(jià)方法的普適性略差。

      3 “雙碳”目標(biāo)下能源安全評價(jià)

      能源系統(tǒng)是一個(gè)綜合性的復(fù)雜系統(tǒng),除了考慮能源本身的屬性,越來越多的評價(jià)指標(biāo)中加入了二氧化碳、人均二氧化碳、森林覆蓋率等環(huán)境因素。另外,二氧化硫、大氣顆粒物等也作為環(huán)境指標(biāo)用來評價(jià)能源安全。

      Shittu 等認(rèn)為能源安全與自然資源、生態(tài)環(huán)境之間存在緊密的關(guān)系,以亞洲45 個(gè)國家為研究對象,采用1990—2018 年的相關(guān)數(shù)據(jù),根據(jù)最小二乘和誤差回歸法,得到生態(tài)足跡消耗、自然資源指數(shù)、環(huán)境績效指數(shù)、能源安全、人均GDP 之間的函數(shù)關(guān)系。研究結(jié)果顯示,能源安全和生態(tài)足跡之間呈現(xiàn)負(fù)相關(guān)。生態(tài)足跡和經(jīng)濟(jì)增長之間為非線性關(guān)系,環(huán)境績效指數(shù)促進(jìn)生態(tài)足跡,但人口增長降低了環(huán)境可持續(xù)性。

      人類生存不可或缺的三大物質(zhì)是水、食物和能源,有研究人員將這三者關(guān)聯(lián)起來。Yang 等基于云模型、灰色模型GM(1,1)和相關(guān)性分析方法構(gòu)建了水資源與能源安全風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)模型,定量評價(jià)了30 個(gè)省(區(qū)、市)2020 年的水資源與能源安全風(fēng)險(xiǎn)。能源安全風(fēng)險(xiǎn)與水資源短缺風(fēng)險(xiǎn)的空間分布明顯不一致。例如,新疆、甘肅、寧夏、山西、陜西、內(nèi)蒙古、黑龍江、吉林、遼寧等地的水資源嚴(yán)重短缺,但能源相對豐富,屬于低風(fēng)險(xiǎn)地區(qū);北京、河北、青海、河南、江蘇、湖北、上海、福建、浙江、廣東、廣西、安徽等地的能源行業(yè)用水與能源生產(chǎn)存在緊密的聯(lián)系,能源生產(chǎn)用水大約是能源供應(yīng)用水的三倍,電力和熱能的生產(chǎn)和供應(yīng)對能源生產(chǎn)用水和能源供應(yīng)用水總量的貢獻(xiàn)最大。

      JEV P3株C基因的PCR擴(kuò)增產(chǎn)物經(jīng)瓊脂糖凝膠電泳檢測的結(jié)果如圖1,C基因大小約381 bp,與理論大小相符。

      社會發(fā)展的進(jìn)程伴隨著技術(shù)革命和能源革命,每一次社會的進(jìn)步和重大變革都離不開技術(shù)的突破,技術(shù)的變革帶動能源結(jié)構(gòu)的變化。回顧能源發(fā)展的歷史,每一次工業(yè)化都伴隨著能源脫碳。能源利用方式從早期以木材直接燃燒,發(fā)展到煤炭、石油和天然氣為主。在不久的將來,化石燃料將最終被新能源所取代,能源利用將進(jìn)入清潔、智能化時(shí)代(圖1)。不同的能源結(jié)構(gòu)賦予不同的能源安全內(nèi)涵。

      經(jīng)濟(jì)增長、能源消耗和環(huán)境保護(hù)對各國能源安全政策的規(guī)劃提出了重大挑戰(zhàn)。Huang 等分析了經(jīng)合組織國家的能源安全和經(jīng)濟(jì)增長與CO排放脫鉤的相關(guān)性。結(jié)果顯示,澳大利亞、瑞士、德國、丹麥和瑞典的能源安全和脫鉤表現(xiàn)比經(jīng)合組織其他成員國更穩(wěn)定、更好。因?yàn)檫@些國家已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了碳達(dá)峰,即將實(shí)現(xiàn)碳中和,其經(jīng)濟(jì)發(fā)展與二氧化碳排放之間的相互作用力較弱,實(shí)現(xiàn)碳中和的目標(biāo)更加容易。

      “雙碳”目標(biāo)下的能源安全評價(jià)方法是一種綜合能源安全評價(jià)方法。該方法充分考慮了環(huán)境因素,尤其將二氧化碳排放量和二氧化碳排放強(qiáng)度納入評價(jià)體系。因此,相較于前面兩種評價(jià)方法,該能源安全評價(jià)方法更加全面。但是不同的能源安全評價(jià)模型選擇的因素各不相同,各分項(xiàng)指標(biāo)所占權(quán)重還存在很多爭議。能源安全評價(jià)參數(shù)的選取非常重要,不同的參數(shù)的選擇,能源安全評價(jià)結(jié)果也不盡相同。

      4 能源安全評價(jià)方法對比

      基于能源供應(yīng)的能源安全評價(jià)一般是單一能源子系統(tǒng)的安全評價(jià),比如煤炭、石油、天然氣等的供應(yīng)安全評價(jià),單一能源子系統(tǒng)的安全評價(jià)具有更好的針對性,指標(biāo)參數(shù)更加明確,結(jié)果準(zhǔn)確性更高。但是,用于全面評估能源安全存在片面性。

      案例1:“農(nóng)田”。思考:如果植物全都枯死,請用能量流動的原理來解釋最先受到影響的是哪些生物?其他生物會受到影響嗎?

      基于國家或區(qū)域的能源安全評價(jià)是一類包含多參數(shù)的綜合評價(jià)方法,參數(shù)涵蓋了能源、經(jīng)濟(jì)、政策、技術(shù)、環(huán)境等多因素,能夠比較全面地反應(yīng)影響能源安全的眾多因素發(fā)揮的作用。但是,這類綜合定量評價(jià)方法適用于特定的國家或區(qū)域,對于其他國家或區(qū)域可能不具有普適性。

      元忭曾孫張岱對徐渭十分景仰。其《跋徐青藤小品畫》中對徐渭的畫作了如下高度評價(jià):“唐太宗曰:‘人言魏徵崛強(qiáng),朕視之更覺嫵媚耳。’崛強(qiáng)之與嫵媚,天壤不同,太宗合而言之余蓄疑頗久。今見青藤諸畫,離奇超脫,蒼勁中姿媚躍出,與其書法奇崛略同,太宗之言為不妄矣。故昔人謂‘摩詰之詩,詩中有畫,摩詰之畫,畫中有詩?!嘁嘀^青藤之書,書中有畫,青藤之畫,畫中有書?!盵6]306

      “雙碳”目標(biāo)下的能源安全定量評價(jià)是一種綜合評價(jià)方法,在“雙碳”目標(biāo)下,影響能源安全的因素中需突出考慮環(huán)境因素的影響。加入二氧化碳、人均二氧化碳、森林覆蓋率、二氧化硫、大氣顆粒物等作為環(huán)境中的重要指標(biāo),用來評價(jià)能源安全。二氧化碳排放量與化石能源在能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)中的占比有很大關(guān)系,可再生能源作為環(huán)境友好型新能源,可以有效降低碳排放。因此,可再生能源也是該方法需要考慮的重要因素。同樣的,這類能源安全定量評價(jià)方法也存在一定的地域性。

      5 結(jié)語

      能源安全具有時(shí)間屬性,隨著時(shí)間變化能源結(jié)構(gòu)發(fā)生變化,能源安全的具體內(nèi)涵也隨之變化。能源安全不僅僅是能源本身的安全,還與政治、經(jīng)濟(jì)、文化、環(huán)境、氣候等多種因素相關(guān),能源安全的定量評價(jià)非常重要。

      能源安全定量評價(jià)系統(tǒng)中,能源結(jié)構(gòu)及相應(yīng)的參數(shù)選擇很重要。在以化石資源為主的能源體系中,油氣煤的供應(yīng)與利用是能源安全的核心,與此相關(guān)的參數(shù)選取是定量評價(jià)的基礎(chǔ)。在以可再生能源為主的能源體系中,風(fēng)電、光伏發(fā)電以及生物質(zhì)能源等隨地區(qū)和時(shí)間的波動將是影響能源安全的關(guān)鍵,與此相關(guān)的環(huán)境、生態(tài)、氣象等參數(shù)將顯示出非常重要的作用。在“雙碳”目標(biāo)下,CO、水、糧食等也應(yīng)作為重要的評價(jià)指標(biāo)納入能源安全定量評價(jià)體系。

      中國作為最大的發(fā)展中國家,“雙碳”目標(biāo)下能源轉(zhuǎn)型已經(jīng)成為非常重要的任務(wù)。國家能源安全和經(jīng)濟(jì)發(fā)展、CO減排需要協(xié)同一致,特別是在能源安全前提下如何實(shí)現(xiàn)能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)平穩(wěn)轉(zhuǎn)型是一個(gè)重要挑戰(zhàn)。開展能源安全定量評價(jià),合理規(guī)劃能源結(jié)構(gòu),實(shí)現(xiàn)能源系統(tǒng)平穩(wěn)轉(zhuǎn)型,避免局部地區(qū)出現(xiàn)“電荒、油荒、氣荒”等現(xiàn)象,也是亟需研究的重要方向。

      局部區(qū)域能源安全是未來發(fā)展的一個(gè)方向,每一個(gè)城市或地域在保障經(jīng)濟(jì)高質(zhì)量發(fā)展前提下合理規(guī)劃能源安全,需要充分考慮本地區(qū)資源情況和產(chǎn)業(yè)布局。建立“雙碳”目標(biāo)下,全新的區(qū)域能源安全定量評價(jià)體系,對于實(shí)現(xiàn)區(qū)域與相鄰區(qū)域多能互補(bǔ)和產(chǎn)業(yè)互補(bǔ),保障區(qū)域能源安全具有重大意義。

      對于綜合指標(biāo)的能源安全評價(jià)方法來說,確定指標(biāo)和指標(biāo)權(quán)重是綜合指標(biāo)能源安全評價(jià)的重點(diǎn)。在“雙碳”目標(biāo)和能源結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型的過渡期,建立合理的能源安全評價(jià)體系,為區(qū)域能源安全和國家政策的制定提供參考。

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