《中国能源》2024年04期
摘 要
能源变革是生产力进步的战略先导，新能源是新质生产力的重要构成。在新一轮科技革命和低碳经济转型的背景下，我国新能源产业成为占领国际技术制高点和绿色低碳发展的重要依托。以新能源技术为代表的能源科技不断突破，推动新能源产业快速发展、催生新业态、融合化石能源生产领域绿色低碳转型并促进能源系统重构，为新质生产力的发展提供产业载体。以新能源促进新质生产力发展，应进一步发挥能源科技创新的引领作用，强化能源技术创新能力，以技术融合带动产业融合和业务融合，加快构建新型能源体系，为新能源发展创造良好的生态环境和制度环境。
关键词
新能源；新质生产力；新型能源体系
基 金
中国社科院研究阐述中华民族现代文明项目《中华民族工业文明的形成演进及驱动力研究》（编号：2023YZD054）；中国社科院学科建设“登峰战略”资助计划（编号：DF202YS24）；中国博士后科学基金面上资助项目（编号：2023M733864）；中国社会科学院博士后创新项目“中国经济绿色低碳转型路径研究：基于产业融合视角”项目。
新
能源技术是新一轮科技革命取得重大突破的新技术，新能源产业是以创新为驱动的战略性新兴产业。新能源产业的发展不仅产业链长，投资带动力和技术扩散能力强，而且是实现“双碳”目标、推动绿色低碳发展的重要产业基础。大力发展新能源有利于抢占全球能源变革先机，塑造产业竞争新优势，形成新质生产力，培育新的经济增长点，为我国经济高质量发展和中国式现代化建设提供安全可靠的能源保障。
一、
能源转型与新能源发展的历史机遇
“生产力”是指人类利用自然、改造自然的能力，它反映人类与自然界的相互关系，也反映了人类社会的发展水平。自工业革命以来，能源的开发利用方式与社会生产力的发展进步紧密地联系在一起。每一次科技革命带动的工业革命都伴随着能源开发利用的变革，二者如影相随。18世纪60年代至80年代，英国人瓦特发明蒸汽机，机器生产极大地提高了生产效率，其中包括采煤的效率和工业生产的效率。与此同时，煤炭生产数量的增长也为蒸汽机的普及应用创造了条件。内燃机的发明与石油天然气替代了煤炭和蒸汽机，但需指出的是，石油天然气资源的开发，除了为人类发展提供高密度能量外，也提供了更多的化工原料，进一步带动了纺织、冶金、交通运输、机械制造等现代工业的发展。现代工业的崛起反过来又巩固了石油天然气在能源供应结构中的地位。到1967年，石油在全球一次能源消费结构中的比例达到40.4%，成为主要能源。随着19世纪末电力的发现和使用，化石能源逐步转化为发电的燃料，电力由于清洁便利成为人类更广泛使用的动力。电力在工业领域中的应用促进了生产自动化，极大地提高了生产效率。20世纪下半叶，原子能、电子计算机和空间技术的发明和使用开启了第三次工业革命，将人类带入信息化时代，电力在终端能源消费中的占比逐步上升。
化石能源是碳基能源，其开发和燃烧产生的二氧化碳、甲烷、氧化亚氮等温室气体正在加快地球气候变暖，使人类生存和发展面临重大挑战。根据IPCC第六次评估报告显示，2011年至2020年全球地表温度比工业革命时期上升了1.09℃，其中约1.07℃的增温由人类活动引起，特别是化石能源的生产和使用。
21世纪以来，全球极端天气事件频发，气候变化风险加剧，积极应对气候变化、绿色低碳发展已成为全球最大公约数，绿色低碳发展成为国际社会的道德制高点。联合国大会第七十届会议通过《2030年可持续发展议程》，将“经济适用的清洁能源”列为可持续发展的17个目标之一，发展清洁能源成为人类社会可持续发展的重要路径。
本世纪以来，风力发电与光伏发电、非常规油气、先进核能、新型储能、氢能等新兴能源加速发展，正在形成第四次能源转型的浪潮。但与前三次能源转型不同，本次能源转型的动力除了来自科技进步外，还有对化石能源环境影响的进一步认识，及发展理念的转换带来的驱动力。
当前，新一轮科技革命和产业变革方兴未艾，以通用人工智能为代表的新一代信息技术在构建人类社会新范式的同时，带来了算力需求的爆炸式增长，引发能源消耗急剧增加。根据中国信息通信研究院公布的数据显示，2022年全球算力总规模达到906EFlops，预计2030年将达到56ZFlops，平均年增速超过65%，以每1EFlops算力年耗电8亿至12亿千瓦时推算，2030年全球计算设备耗电量将达到44.8至67.2万亿千瓦时。算力拉动未来全球电力需求激增，在新能源发电成本持续下降和化石能源环境成本逐步加大的条件下，新能源的竞争力将不断增强。2024年1月国际能源署发布报告指出，以太阳能为代表的可再生能源的迅速发展和核电的回归，是支撑全球快速增长的电力需求的关键；并预计到2025年初，可再生能源发电量将超过燃煤发电量，占总发电量的三分之一以上，率先完成能源绿色低碳转型的国家将获得国际竞争的新优势。在此背景下，世界各国纷纷向低碳经济转型，目前全球已有100多个国家签署了温室气体减排协议。
2023年底召开的中央经济工作会议提出，“要以科技创新推动产业创新，特别是以颠覆性技术和前沿技术催生新产业、新模式、新动能，发展新质生产力”。新能源产业是由技术革命性突破、模式业态创新升级驱动，具有典型的创新趋势发展特质。因此，以光伏、风电、新能源汽车为代表的新兴产业和以氢能、新型储能为代表的未来产业，已成为国际技术竞争的前沿和热点领域，是世界大国战略必争的高新科技产业。大力发展新能源将对新质生产力的发展发挥重要作用。
在马克思生产力理论中，劳动者、劳动资料、劳动对象是构成生产力的三项基本要素，其自身及组合的革新主导着生产力发展。能源是一种特殊的物质资料，既可以作为劳动对象被人类开采、提炼、加工，进而转化为可用于生产或消费的能源产品，也可以作为劳动要素被投入到其他工业生产过程中，以改变或影响其他劳动对象。
作为劳动资料，能源革命在生产力发展过程中发挥了重要的先导作用。英国能够率先发动工业革命的一个重要原因是拥有丰富和廉价的煤炭资源。在能源革命先导作用下，英国通过工业革命实现了交通工具、生产工具等的革命性改变，不仅促进了世界市场的基本形成，推动了社会生产方式由手工作业向机械化演进，而且在此过程中完成了生产力优势的快速积累。随着电力的发现和应用，电力技术的领先使美国和德国抓住第二次工业革命的先发优势，进一步推动工业生产由机械化向自动化演进。电力的广泛应用不仅加快了生产规模扩张，使生产效率大幅提升，而且刺激了工业消费品创新，在积累物质财富的同时创造了丰富的精神财富，改变人类生活方式和社会结构，推动生产力实现新的跃升。当前，人类社会由工业文明向生态文明转变，绿色生产力已成为先进生产力的核心特征之一。未来主导能源由化石能源向新能源转换，将为新质生产力的形成和发展提供新动能。
二、
新能源促进新质生产力发展的路径
（一）新能源技术促进新能源产业快速发展
在能源技术创新驱动下，新能源、非常规油气、先进核能、新型储能、氢能等新兴能源技术的加速迭代，使能源产业发展呈现新格局。
1. 风、光等新能源技术成熟度和技术经济性不断提升，使新能源的利用效率和使用成本均有所改进。从能源利用效率来看，新能源发电与燃煤发电的差距正在缩小。目前国内风力发电能源利用效率为30%～40%；光伏发电超过20%，其中由我国自主研发的晶硅-钙钛矿叠层太阳能电池最高效率已达33.9%，而典型燃煤发电的能源利用效率约30%～40%。从技术经济性来看，新能源发电技术成本在规模效应和“干中学”效应的作用下已实现大幅下降。据美国投资银行Lazard发布的报告显示，2009至2023年，除煤电和核电外，全球新能源发电技术成本均实现大幅下降（见图1），其中光伏发电、陆上风电以及海上风电平准化度电成本降幅分别为83.29%、62.96%和58.88%。
图1
各类能源平准化度电成本变化趋势
资料来源：Lazard Levelized Cost of Energy Analysis，Version 16.0
2. 新能源利用效率的提高和成本下降，大大提升了可再生能源的竞争力，加速了对化石能源的替代。国际能源署公布的数据显示，进入21世纪后，全球化石能源消费占终端能源消费比重由68.63%下降至2021年的64.95%，电力占终端能源消费总量比例从15.5%上升到20.6%，其中可再生能源发电占比从15.5%上升到24.7%。我国在可再生能源技术领域优势明显，截至2023年底，我国电能在终端能源消费占比接近28%，处于国际前列。全国可再生能源发电总装机15.16亿千瓦，占全国发电总装机的51.9%，占全球可再生能源发电总装机约40%，全年新增可再生能源发电装机占全球新增可再生能源发电装机总量的50%以上，可再生能源发展保持全球领先地位。
（二）新能源发展催生新业态
新能源的开发利用改变了能源产业的技术范式和工业范式，牵引劳动者向高素质、高技能的新型劳动者转变，促进了新技术对生产工具的改造，要求能源生产工具、设备、原料进行系统全面地更新换代。与此同时，催生了新的产业和业态，推动能源生产组织形式变革。例如，电池技术的升级换代以及新材料、电子信息、汽车制造、人工智能等新技术的深度融合，带动了新能源汽车产业的快速崛起。2020至2023年，全球新能源汽车销量由331.1万辆快速增长至1465.3万辆，年均增速64.18%。2023年，中国新能源汽车销量949.5万辆，占全球比重接近65%，市场渗透率超过40%，相关企业注册数量达31.33万家。在新能源技术引领下，汽车产业由“链式关系”向跨领域多主体参与的“网状生态”拓展，形成了一条从上游有色金属及化工原材料到中游零部件制造，再到下游整车制造、销售及后市场服务的完整产业链。再如，新能源技术在建筑领域的渗透应用催生了建筑光伏一体化（BIPV），为解决建筑业高能耗问题带来了新的技术路径，逐渐成为绿色建筑的重点发展方向之一。但需指出的是，BIPV在全球范围内尚处于起步阶段，根据IEA数据显示，2020年全球新增BIPV装机约100万千瓦，占全球新增光伏装机比重不足1%。中国光伏行业协会光电建筑专委会的统计数据显示，2020年我国主要光电建筑产品生产企业BIPV装机容量约70.9万千瓦，占当年国内分布式光伏装机量的4.5%。据中国建研院测算，2021年我国新增建筑BIPV市场规模达1503亿元。未来受政策和技术因素影响，BIPV市场有望加速放量。此外，新能源技术向农业渗透催生光伏农业，截至2022年3月，全国已有光伏农业大棚、水产养殖鱼光互补、畜禽养殖光伏大鹏等项目400余个，光伏农业电站装机量达到118.2万千瓦，在缓解新能源土地资源约束的同时，实现了经济与生态的协同发展。
表1
中国新能源汽车产业发展概况
资料来源：中国汽车工业协会、中国乘用车市场信息联席会、企查查
（三）新能源融合化石能源生产领域绿色低碳转型
以传统化石能源产业为基础开发新能源新业务，加强新能源产业与传统化石能源产业融合发展，通过能源替代和需求牵引促进传统化石能源生产领域绿色低碳转型。
在勘探开发环节，化石能源勘探开发与新能源融合有助于形成环境友好、清洁低碳的化石能源生产体系。矿产及油气资源勘探开采过程存在大量的自用能源消耗，不仅影响采收率，而且会产生较多的污染排放。发挥矿山及油气田风能、太阳能资源禀赋优势，推进化石能源勘探开发与新能源融合发展，利用光伏风电替代自用能源，推进太阳能光热、地热能开发实现清洁供热，能够有效推动化石能源上游开采环节实现降碳减污和提质增效。2023年3月，国家能源局发布《加快油气勘探开发与新能源融合发展行动方案（2023～2025年）》，从政策层面加强了对化石能源与新能源融合发展的引导和支持。
在生产运输环节，加快新能源汽车替代，推动化石能源运输向清洁运输方式转变，有助于减少污染排放、降低运营成本。公路交通运输是能源运输的主要方式之一，也是交通运输碳排放的重点领域。交通运输部公布的数据显示，2022年我国交通领域排放中，公路排放占比约为86.8%，其中重型货车排放占比约为54%。以公路方式运输能源具有路途短、线路固定等特点，推广电力、氢燃料等新能源重型货车替代燃油重型货车能够降低中游运输环节的碳排放。进一步在园区内配套换电站甚至可以做到全额自发自用，降低运营成本。2023年12月，国务院印发《空气质量持续改善行动计划》，即对加快提升机动车清洁化水平提出明确要求，“在火电、钢铁、煤炭、焦化、有色、水泥等行业和物流园区推广新能源中重型货车，发展零排放货运车队”。
在产品加工环节，蓝氢带动了化石能源低碳化利用。国家发展和改革委员会发布的《氢能产业发展中长期规划（2021～2035年）》，将氢能确定为未来国家能源体系的重要组成部分和用能终端实现绿色低碳转型的重要载体。根据制氢工艺所产生的碳排放程度不同，氢能分为灰氢、蓝氢和绿氢。其中蓝氢是将天然气通过蒸汽甲烷重整、自热蒸汽重整制成氢气，同时采用碳捕集、利用与封存（CCUS）技术降低生产过程中的二氧化碳排放。在实现灰氢（化石能源制氢）向绿氢（可再生能源制氢）转换的过程中，蓝氢（化石能源制氢+CCUS）是必要技术过渡。国际能源署发布的《全球能源行业2050净零排放路线图》显示，2020年低碳氢中95%来自碳捕获、利用和封存（CCUS）的化石能源，预计到2030年，全球氢气使用量增加到2亿吨以上，全球生产的低碳氢中仍有近50%来自采用CCUS的煤炭和天然气。可以说，蓝氢已经成为化石能源低碳化利用的重要选项。
（四）新能源技术促进能源系统重构
生产力决定生产关系，生产关系反作用于生产力。能源技术突破为生产力进步提供了新的动力，而能源体系的转变则重塑了与生产力发展相适应的生产关系。新能源技术深刻地影响和引领经济社会各个领域的变革，同时，改变了传统的能源体系，构建新的能源体系，推动能源体制和生产关系的变革。我国化石能源地理分布不均衡，70%以上的能源需求集中在中部和东部沿海地区，但能源资源集中分布在远离需求中心的西部和北部地区。受能源资源分布条件的影响，我国形成了跨区域、远距离、大规模的能源输送模式和以化石能源为基础的能源体系，不仅造成能源损耗，而且电力输送能力不足制约了风电和光伏发电的利用率。随着能源结构由以化石能源为主体向以新能源为主体的转变，以化石能源为基础的能源生产关系将发生颠覆性变化。数字技术、互联网技术与分布式电源与储能技术的深度融合，微电网将进入较快的发展阶段。未来以分布式开发和本地化利用为特征的微型电网系统将弥补传统电力系统的不足。与化石能源资源分布相比，风、光等可再生能源在地球上普遍存在，区别只是能量密集高低的问题，因此分布相对均衡，小规模、分散化的微网开发利用方式能够有效提升能源供给能力，推动能源资源分配方式由大范围供需协调向大范围供需协调与小范围自给自足协同转变。新能源技术、新材料技术、电子信息技术、数字技术等新技术的跨界融合，推动特高压输电技术、分布式电源与储能技术等先进能源互联网电网技术进步，有效缓解了能源产业发展的技术约束，从而优化能源配置效率。
三、
加快发展新能源促进新质生产力发展的举措
第一，进一步提高新能源的开发利用水平，完善能源领域科技创新体系，深入实施能源创新驱动发展战略。以国家战略需求为导向，发挥新型举国体制优势，进一步推动国家能源研发创新平台建设，针对能源产业链重点环节和关键技术开展攻关，着力解决关键技术和核心技术的“卡点”和“堵点”问题，提升能源领域基础研究和原始创新能力。打造体系化战略科技力量，增强能源科技持续创新的资金保障，吸引社会资本投资能源科技创新领域。
第二，推动新能源产业跨领域融合，以能源技术与专业技术融合促进能源产业链向能源产业网转变。推动新能源技术与先进制造技术、新材料技术融合，培育壮大高端绿色能源装备制造、新能源汽车、光伏建筑材料等战略性新兴产业的新业态。加快数字技术在能源领域的推广应用，提高能源领域数字资产开发利用水平，发挥数据要素倍增效应，加快能源产业数字化、智能化、绿色化发展。
第三，促进新能源与传统化石能源业务融合，构建多能融合的化石能源清洁生产体系。以分布式电源建设支撑传统化石能源勘探开采电气化改造，以低成本绿电推动化石能源开采效率提升。加快太阳能聚光集热、地热能开发及储能技术在化石能源生产领域的推广应用，实现化石能源生产清洁供热。推动能源公路运输重型货车电动化替代，提升能源产业机动车清洁化水平。推动CCUS规模效益发展，以蓝氢引领传统化石能源低碳化开发利用。
第四，加快完善新型能源体系顶层设计，适度超前制定新型能源体系总体规划，动态优化专项能源规划，做好增量配电网的建设与规划，以满足可再生能源就地消纳的需要。重点研究适应未来高比例可再生能源的电力市场设计，扩大电力现货市场试点范围，加快健全完善电力市场体系，稳步推动可再生能源进入电力市场，加强电力市场与碳市场协同建设。
参考文献从略
请参阅期刊纸质版原文
史 丹
中国社会科学院工业经济研究所
研究员，博士生导师
史可寒
中国社会科学院工业经济研究所
博士后、助理研究员
史丹,史可寒.新能源在发展新质生产力中的作用[J].中国能源,2024,46(04):5-12.
