以大力發(fā)展可再生能源替代化石能源、降低碳排放為主要內(nèi)容的“能源轉(zhuǎn)型”，已經(jīng)成為很多國家能源政策的重要內(nèi)容。全球有164個國家制定了可再生能源發(fā)展目標，約145個國家頒布了可再生能源支持政策。
然而，可再生能源發(fā)展“必要性”與“經(jīng)濟可行性”之間存在的反差，傳統(tǒng)能源利益集團對可再生能源發(fā)展的阻撓，對發(fā)展路徑有意或無意的曲解，決定了可再生能源替代化石能源之路必將是曲折、艱難和反復(fù)的。
在我國，一個更為強烈的反差是：一方面，我們“極端重視”可再生能源發(fā)展，不斷出臺支持可再生能源發(fā)展的政策；另一方面，對現(xiàn)有能源系統(tǒng)以何種恰當方式轉(zhuǎn)向一個以“可再生能源為主導(dǎo)”的能源系統(tǒng)方面的研究“高度忽視”。對可再生能源“如何轉(zhuǎn)型”缺乏基礎(chǔ)性研究與系統(tǒng)性思考，導(dǎo)致本應(yīng)是系統(tǒng)推動能源轉(zhuǎn)型的政策在實踐中“各自為政”，并演變?yōu)閱渭円詫崿F(xiàn)某個“既定份額”為目標。
將可再生能源發(fā)展置于人類能源轉(zhuǎn)型歷史進程之中，探討能源轉(zhuǎn)型的基本內(nèi)涵與動因，梳理能源轉(zhuǎn)型的邏輯，系統(tǒng)分析可再生能源轉(zhuǎn)型與歷史上能源轉(zhuǎn)型的異同，對于正確認識我國可再生能源發(fā)展中的問題和轉(zhuǎn)型方式，不僅有理論必要性，也有實踐重要性。
一問：能源轉(zhuǎn)型如何發(fā)生
很多報告和論文將“能源轉(zhuǎn)型”（energytransition）一詞等同于“向可再生能源轉(zhuǎn)型”或“低碳轉(zhuǎn)型”來理解。這一含義最早可能來自1980年德國科學(xué)院出版的一份報告：《能源轉(zhuǎn)型：沒有石油與鈾的增長與繁榮》。該報告當時呼吁徹底放棄核電和石油能源的觀點受到強烈反對，但在進入21世紀后逐漸演變成為德國能源政策的基本內(nèi)容。相應(yīng)的，德國“能源轉(zhuǎn)型”的含義逐漸演變?yōu)椤稗D(zhuǎn)向分布式可再生能源和提高能源效率”，并宣稱最終目標是建立百分之百基于可再生能源的能源體系。
能源轉(zhuǎn)型的含義當然不僅僅是可再生能源發(fā)展。在更一般意義上，能源轉(zhuǎn)型通常被理解為一個國家或社會主導(dǎo)能源的轉(zhuǎn)換或更替過程。比如，煤炭替代薪柴并成為主導(dǎo)能源，石油替代煤炭成為主導(dǎo)能源。不過，對能源轉(zhuǎn)型的這種描述性的理解，以及基于這一理解的相關(guān)研究難以適應(yīng)復(fù)雜、豐富的能源轉(zhuǎn)型實踐的需要，無法對認識當前能源轉(zhuǎn)型提供洞見。
美國天然氣專家羅伯特·海夫納三世試圖另辟蹊徑。在其2009年出版的著作《能源大轉(zhuǎn)型》中，羅伯特·海夫納三世從能源存在的三種物理形態(tài)，即固體（木材、煤炭等）、液體（石油）和氣體（天然氣、風能、太陽能、氫能等）出發(fā)，把人類能源利用的歷史與未來概括為兩次能源轉(zhuǎn)型：第一次能源轉(zhuǎn)型是固體能源向液體能源的轉(zhuǎn)型，第二次能源轉(zhuǎn)型是液體能源向氣體能源的轉(zhuǎn)型。這一觀點具有理論抽象性和邏輯一致性，為我們認識能源轉(zhuǎn)型方向提供了有價值的觀察視角；但這一理論對于能源轉(zhuǎn)型判斷標準過于抽象，對能源轉(zhuǎn)型的內(nèi)涵和特征等問題缺乏深入研究，對理解能源“如何轉(zhuǎn)型”作用有限。
加拿大的瓦茨拉夫·斯米爾（VaclavSmil）教授認為，能源轉(zhuǎn)型是各種能源利用“原動機”（primemovers）驅(qū)動下的能源結(jié)構(gòu)不斷變化過程。“每當效率更高的新能量‘原動機’出現(xiàn)取代舊的原動機，顯著提高了人類所能利用的能源的量級，能源轉(zhuǎn)型就會發(fā)生?！?/p>
斯米爾教授根據(jù)“原動機標準”將人類能源利用劃分為四次能源轉(zhuǎn)型：第一能源轉(zhuǎn)型發(fā)生在距今1萬年到5000年，人類通過馴養(yǎng)役畜來替代部分人力；第二次能源轉(zhuǎn)型發(fā)生在公元前1000年風車和水車的出現(xiàn)，進一步替代人和動物的肌肉力；第三次能源轉(zhuǎn)型隨著1765年瓦特改良后的蒸汽機的擴散和進一步改進，啟動了煤炭替代薪柴的能源轉(zhuǎn)型進程。第四次能源轉(zhuǎn)型的發(fā)生則伴隨著發(fā)電機的發(fā)明使用，以及1882年世界第一座中心發(fā)電站在紐約和倫敦投入使用，人類進入電氣化時代而出現(xiàn)。
斯米爾教授所提出的“原動力發(fā)明、改進和擴散”邏輯為我們認識歷史上的能源轉(zhuǎn)型“何時發(fā)生”、“如何發(fā)生”提供了非常有啟發(fā)性的見解。然而，回顧人類能源利用史就會發(fā)現(xiàn)，以“原動機”單一標準來判斷能源轉(zhuǎn)型至少存在兩個問題：
一是從原動機標準所劃分的一些能源轉(zhuǎn)型并未真正導(dǎo)致該種最終能源成為“主導(dǎo)能源”，從而不構(gòu)成人類社會或者國家層面上的能源轉(zhuǎn)型。比如公元前1000年伴隨風車和水車的出現(xiàn)，除了在小范圍外，風能和水能并沒有在普遍范圍成為主導(dǎo)能源，更不用說全球了。這是風能和水能的自身局限所致，與原動機效率高低無關(guān)。二是以“發(fā)電機”出現(xiàn)而引發(fā)的第四次能源轉(zhuǎn)型，偏離了“一次能源”的邏輯進入二次能源（電氣化），這一轉(zhuǎn)型與當前清潔化低碳化發(fā)展存在矛盾和沖突。這是因為，化石燃料發(fā)電的“原動機”效率和能級的提升將進一步增強化石燃料的競爭力，不利于向清潔燃料過渡。因此，任何非一次能源技術(shù)革命對于“能源轉(zhuǎn)型”的價值和意義，必須回歸到其所依賴的一次能源的“源頭”來評價。
為了更好描述歷史上能源轉(zhuǎn)型的邏輯和解釋未來的能源轉(zhuǎn)型，筆者對能源轉(zhuǎn)型的定義是：能源轉(zhuǎn)型是由原動機推動的，伴隨著能源系統(tǒng)深刻變革的，一次能源結(jié)構(gòu)長期變化過程。能源轉(zhuǎn)型的發(fā)生與深化，是隨著一種足以推動國家，乃至全球?qū)用娴哪茉崔D(zhuǎn)型得以發(fā)生“原動機”發(fā)明、擴散而發(fā)生、發(fā)展的，正如歷史上的蒸汽機之于煤炭，內(nèi)燃機之于石油一樣。
二問：中國能源轉(zhuǎn)型處于哪個階段？
中國處于能源轉(zhuǎn)型的哪一個階段，下一次能源轉(zhuǎn)型是第幾次轉(zhuǎn)型？判斷能源轉(zhuǎn)型的標準不同，答案也不相同?；谀茉崔D(zhuǎn)型的上述新定義，就國家層面而言，能源轉(zhuǎn)型應(yīng)符合三個判斷標準：
一是要有導(dǎo)致能源利用方式重大變化的“技術(shù)創(chuàng)新”或“原動機”出現(xiàn)。能源轉(zhuǎn)型不是“新”能源品種使用數(shù)量的簡單“累積”，中世紀英國城市用煤非常普遍，到18世紀初，英國不僅家庭住宅取暖，很多工業(yè)行業(yè)生產(chǎn)中都使用煤炭。煤炭的利用方式依然是沿用過去的燃燒方式，沒有出現(xiàn)用煤技術(shù)的重大創(chuàng)新。1765年，瓦特蒸汽機作為煤炭原動機的出現(xiàn)，英國才真正啟動了向煤炭的轉(zhuǎn)型，隨后擴散到歐洲大陸和美國。
二是要有基于能源技術(shù)創(chuàng)新的一次能源結(jié)構(gòu)變化，即新“原動機”出現(xiàn)后，所利用的一次能源逐漸替代原有能源，并最終成為主導(dǎo)能源。換句話說，替代能源需要有成為主導(dǎo)能源的潛質(zhì)。從這個判斷標準看，瓦茨拉夫·斯米爾所說的風車和水車發(fā)明所引發(fā)的能源轉(zhuǎn)型，并不構(gòu)成國家層面的能源轉(zhuǎn)型。
三是要有能源系統(tǒng)的深刻變革。也就是說，基于新的能源利用方式（原動機），一次能源的替代與轉(zhuǎn)換的展開，必須同時構(gòu)建與這種能源特性相匹配的能源生產(chǎn)、消費和輸送體系，否則能源轉(zhuǎn)型難以順利和有效推進。因此，就當前的可再生能源轉(zhuǎn)型而言，能否建立起與可再生能源特性相匹配的能源系統(tǒng)對于轉(zhuǎn)型成功至關(guān)重要。
根據(jù)這些標準來梳理人類能源利用的歷史，可以發(fā)現(xiàn)：從原動機標準和一次能源結(jié)構(gòu)變化標準看，歷史上的能源轉(zhuǎn)型可以劃分為三次，即薪柴向煤炭轉(zhuǎn)型、煤炭向石油轉(zhuǎn)型、石油向天然氣轉(zhuǎn)型。目前正處于第三次能源轉(zhuǎn)型階段，即石油向天然氣轉(zhuǎn)型階段。
如果結(jié)合能源系統(tǒng)變革（第三個標準）來看，就會發(fā)現(xiàn)：煤炭、石油和天然氣同屬于化石能源，其能源生產(chǎn)和消費系統(tǒng)的共同特征是：大規(guī)模生產(chǎn)、輸送和消費。也就是說，它們均屬于“能源系統(tǒng)”特征相同的一次重大能源轉(zhuǎn)型。
人類能源利用可以劃分為兩次大的能源轉(zhuǎn)型。第一次能源轉(zhuǎn)型是植物能源向化石能源的轉(zhuǎn)型，第二次能源轉(zhuǎn)型是化石能源向可再生能源轉(zhuǎn)型。兩次大能源轉(zhuǎn)型期間存在著一些亞轉(zhuǎn)型（如向煤炭轉(zhuǎn)型，向風力發(fā)電轉(zhuǎn)型等）。特別值得指出的是，天然氣是向第二次能源轉(zhuǎn)型的重要過渡能源，這不僅是因為它比煤炭和石油更加清潔，而且因為從能源系統(tǒng)看，它兼具集中式和分布式的特點。
三問：向可再生能源轉(zhuǎn)型難在何處？
向可再生能源轉(zhuǎn)型有多難，難在何處？相信任何一個相關(guān)的政府官員、學(xué)者和產(chǎn)業(yè)人士都可以從不同角度加以概括，我認為向可再生能源轉(zhuǎn)型至少有如下“三難”：
一是發(fā)展可再生能源的必要性、迫切性與經(jīng)濟可行性存在巨大反差。化石能源對植物能源的替代，不僅是高密度能源對低密度能源的替代，而且是高競爭力能源對低競爭力能源的替代，主要是市場競爭的產(chǎn)物。當前各國正在發(fā)生的可再生能源轉(zhuǎn)型，是在“應(yīng)對氣候變化”成為國際主流價值觀的背景下發(fā)生的，是碳減排政策驅(qū)動下的能源轉(zhuǎn)型。因此，可再生能源對化石能源的替代，是在化石能源自身效率還有較大提升潛力情況下，為實現(xiàn)經(jīng)濟增長的“脫碳”而發(fā)生的低密度能源對高密度能源的替代，同時也是低競爭力能源對高競爭力能源的替代。這一轉(zhuǎn)型的迫切性、必要性與經(jīng)濟可行性之間的巨大反差，是導(dǎo)致可再生能源發(fā)展中問題的基本根源。
二是與可再生能源特點相匹配的“新”能源系統(tǒng)無法通過現(xiàn)有能源系統(tǒng)的“外推式發(fā)展”而得到。一個與化石燃料的大規(guī)模生產(chǎn)、消費和輸送體系及其高能量密度、可儲存、分布不均衡等特性密切相關(guān)，而風能、太陽能的廣泛分布性、低能量密度和不可存儲性決定了本地生產(chǎn)本地消費模式是較好的選擇，現(xiàn)有能源系統(tǒng)必須變革以適應(yīng)可再生能源的新特征。然而，與化石能源特性完全耦合的現(xiàn)有能源系統(tǒng)并不會自覺向適應(yīng)可再生能源特點的能源系統(tǒng)轉(zhuǎn)型，因為傳統(tǒng)能源企業(yè)從自身短期利益出發(fā)，往往會自覺阻礙這一進程。
三是可再生能源的單一品種，無論是水能、風能、太陽能，還是生物質(zhì)能，都不具有成為單一主導(dǎo)能源的潛質(zhì)。因此，向可再生能源轉(zhuǎn)型是就多個品種集合整體而言的。這些不同可再生能源品種的技術(shù)特性不完全相同：水電基本與現(xiàn)有能源系統(tǒng)兼容，風能和太陽能更適合分布式、小功率，生物質(zhì)能則分布式、集中式均可。要將這些能源利用技術(shù)整合為一個有機“新”能源體系，將面臨更多的技術(shù)、組織和制度方面的復(fù)雜性。
上述“三難”，也可以說是能源轉(zhuǎn)型的新特征和新變化。這就給能源轉(zhuǎn)型政策提出了更高的要求：一方面轉(zhuǎn)型政策要更具系統(tǒng)性和前瞻性；另一方面能源體制與政策實施方式也要做出相應(yīng)調(diào)整，以適應(yīng)這些新特征與新變化，減輕能源轉(zhuǎn)型的成本與陣痛。
四問：從德國能源轉(zhuǎn)型實踐學(xué)到什么？
德國是當前全球能源轉(zhuǎn)型的典范，其發(fā)展可再生能源的做法也被作為“經(jīng)驗”為各國所借鑒。比如，可再生能源全額上網(wǎng)、固定電價（FIT）、投資補貼等政策已經(jīng)成為包括中國在內(nèi)的很多國家可再生能源發(fā)展政策的標準選項。對此，無需多言。這里我將特別指出兩個很少被提及，但實際上對我國更有價值的德國能源轉(zhuǎn)型“經(jīng)驗”：
一是增強電力市場靈活性是應(yīng)對可再生電力波動性最重要的制度條件。德國電力改革始于1998年，但在短短幾年時間就實現(xiàn)了“放開兩頭，管住中間”電力市場制度架構(gòu)，確立了電力供應(yīng)側(cè)和需求側(cè)競爭性市場。其核心要素包括：電力零售側(cè)放開，終端用戶可以自由選擇售電商；開放電網(wǎng)使用權(quán)，電網(wǎng)運營商不參與市場競爭；日前、日內(nèi)現(xiàn)貨市場與多級調(diào)頻輔助服務(wù)市場協(xié)同合作的市場結(jié)構(gòu)，等等。德國可再生能源轉(zhuǎn)型到目前為止能夠較為順利地推進，競爭性電力市場及其配套機制所決定的市場靈活性是基本制度條件。從經(jīng)驗借鑒看，構(gòu)建這一制度是中國等很多國家推進可再生能源轉(zhuǎn)型的必備條件。
近年來，隨著可再生能源電力份額上升，德國又設(shè)計了一些新的市場制度以期進一步提高市場靈活性：一是建立了以平衡結(jié)算單元為主體的電量平衡機制，以及與之配套的獨立調(diào)頻市場。凡是不能維持區(qū)域內(nèi)發(fā)電和用電平衡的平衡發(fā)電運營商（結(jié)算單元）都必須從電網(wǎng)公司那里購買調(diào)頻調(diào)峰電量，同時允許調(diào)頻供需獨立進行拍賣；二是在2015年底發(fā)布的《能源變革白皮書》中提出了一系列提高電力市場靈活性措施，主要包括：允許短時間內(nèi)的超高電價和負電價，允許更多類型的技術(shù)參與到調(diào)頻輔助服務(wù)市場中，等等。更為靈活的電力市場制度，能夠更為精確地反映電力的時間和空間價值，市場參與者能夠及時反應(yīng)。
二是從發(fā)電、電網(wǎng)和用電各個環(huán)節(jié)入手，提高電力系統(tǒng)運行的整體靈活度以應(yīng)對可再生電力波動性挑戰(zhàn)。具體做法包括：進一步提高化石能源發(fā)電廠的靈活度，以提高其調(diào)峰能力，而不是擴大規(guī)模降低能耗；改變熱點聯(lián)產(chǎn)電廠和生物質(zhì)發(fā)電廠運行方式提高其靈活性；發(fā)揮歐洲互聯(lián)電網(wǎng)的“間接儲能系統(tǒng)”作用，提高德國輸電網(wǎng)的靈活度；綜合運用儲能、熱泵、電動汽車、智能電表等技術(shù)手段提高負荷的可調(diào)節(jié)性，增加電力需求側(cè)靈活性，等等。
五問：什么是中國可再生能源轉(zhuǎn)型的當務(wù)之急？
中國可再生能源轉(zhuǎn)型面臨的問題是什么？可再生能源比重太低？補貼力度不夠？并網(wǎng)得不到保證？這些問題不是“當務(wù)之急”。當前應(yīng)優(yōu)先落實如下事項或原則：
一是確立我國可再生能源轉(zhuǎn)型的國家戰(zhàn)略?？稍偕茉崔D(zhuǎn)型的國家戰(zhàn)略既要反映可再生能源的特點，也要充分考慮我國基本國情。各國能源轉(zhuǎn)型方向雖然相似，但能源資源稟賦與治理結(jié)構(gòu)不同，決定了能源轉(zhuǎn)型的國別差異。
我國的能源轉(zhuǎn)型遠未上升的“國家戰(zhàn)略”層面。首先，我國能源轉(zhuǎn)型處于各個部委各自為政階段，每個部門就自己主管的領(lǐng)域自行決定重點、方向和速度。其次，我國能源轉(zhuǎn)型缺乏清晰的戰(zhàn)略安排，實施路徑和推進速度也缺乏統(tǒng)籌考慮。最后，能源轉(zhuǎn)型進展和政策實施效果也無科學(xué)評估和考核。政策出臺了很多，能源轉(zhuǎn)型的問題也很多，但鮮有部門能夠出面糾正和完善。這些問題的解決，有賴于我國能源轉(zhuǎn)型“國家戰(zhàn)略”的確立和落實。
二是當前能源體制改革應(yīng)充分反映能源轉(zhuǎn)型的方向和要求。我國能源體制抑制市場作用導(dǎo)致配置效率低下問題非常突出。大力推動能源市場化改革已經(jīng)成為能源體制改革的方向和要求。不僅如此，德國能源轉(zhuǎn)型的經(jīng)驗告訴我們，競爭性電力市場和靈活的交易機制是可再生能源轉(zhuǎn)型最重要的制度條件。因此，能源市場化改革的遲緩不僅會影響能源配置效率，而且還會阻礙我國可再生能源轉(zhuǎn)型的進程，增加轉(zhuǎn)型成本。
三是我國能源轉(zhuǎn)型的進展與步驟不應(yīng)由傳統(tǒng)能源巨頭決定。傳統(tǒng)能源巨頭一定是能源轉(zhuǎn)型的主要參與者，但能源轉(zhuǎn)型的方向和進展不能由電力公司等傳統(tǒng)化石能源巨頭主導(dǎo)。因為它們可以從放緩能源轉(zhuǎn)型速度和進程中獲得經(jīng)濟利益。正如赫爾曼·希爾在其《能源變革：最終的挑戰(zhàn)》一書所指出的，“客觀上，在向可再生能源的轉(zhuǎn)型中是不可能實現(xiàn)共贏的。百分之百轉(zhuǎn)向可再生能源是工業(yè)時代以來最廣泛的經(jīng)濟轉(zhuǎn)型。如果這個進程沒有勝利者和失敗者，是不可思議的。失敗者將不可避免地是傳統(tǒng)電力工業(yè)，其損失程度取決于其洞察力、決心和能力，以及進行徹頭徹尾的重組、直面迅速衰減的市場份額、發(fā)現(xiàn)新的業(yè)務(wù)領(lǐng)域?！?/p>
如果想讓我國能源系統(tǒng)能夠按照能源轉(zhuǎn)型的方向和邏輯來實現(xiàn)轉(zhuǎn)型，必須要在確立能源轉(zhuǎn)型國家戰(zhàn)略基礎(chǔ)上，配套以推動能源轉(zhuǎn)型的系統(tǒng)法律和政策框架，由國家來主導(dǎo)和推動轉(zhuǎn)型，方有可能避免能源轉(zhuǎn)型進展和節(jié)奏由傳統(tǒng)化石能源巨頭主導(dǎo)的局面出現(xiàn)。
四是基于能源轉(zhuǎn)型方向調(diào)整當前投資以避免鎖定效應(yīng)。未來30年－50年的能源系統(tǒng)是由當前投資決定的。當前的能源投資要符合能源轉(zhuǎn)型要求，否則將導(dǎo)致我國未來能源系統(tǒng)（電力系統(tǒng)）鎖定在既定道路上，加大未來能源系統(tǒng)轉(zhuǎn)型的成本。
中國當前能源投資重點，應(yīng)該是有利于可再生能源和清潔能源的“新業(yè)務(wù)”和市場“新參與者”發(fā)展的能源基礎(chǔ)設(shè)施投資，包括配電和用電側(cè)的智能雙向改造，以可再生能源為主體的微電網(wǎng)建設(shè)，以及有利于提高電力系統(tǒng)靈活性的技術(shù)與設(shè)施投資等，而不是為實現(xiàn)遠距離輸送電力而建設(shè)“特高壓骨干網(wǎng)”，甚至“全球能源互聯(lián)網(wǎng)”。
