复旦智库:2024能源强国目标下提升产业链现代化水平的实现路径研究报告(95页).pdf

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1、VOLUME.104 2024(15)能源强国目标下提升产业链 现代化水平的实现路径研究汤维祺 吴力波 著复旦大学发展研究院能源强国目标下能源强国目标下提升产业链现代化水平的实现路径研究提升产业链现代化水平的实现路径研究复旦大学发展研究院复旦大学发展研究院2024 年年 3 月月报告作者:报告作者:汤维祺汤维祺复旦大学发展研究院副研究员复旦大学发展研究院副研究员吴力波吴力波复旦大学大数据学院、经济学院教授,博导复旦大学大数据学院、经济学院教授,博导复旦大学大数据研究院副院长复旦大学大数据研究院副院长上海能源与碳中和战略研究院院长上海能源与碳中和战略研究院院长目目录录一、研究背景与战略意义一、研

2、究背景与战略意义.2(一)能源强国与产业链现代化的内在关联.2(二)全球能源产业链的运行特征与发展趋势.41.全球油气产业链运行特征与演变趋势.52.全球煤炭产业链运行特征与演变趋势.93.全球电力产业链运行特征与演变趋势.134.全球可再生能源产业链运行特征与变化趋势.17(三)现代化能源产业支撑能源强国的国际经验.221.美国:多元化保障传统能源供应,支撑能源强国.222.德国:市场与政策共同推动,可再生能源与电力产业链协同发展.253.日本:坚持技术与装备高端化发展,提升国际话语权 27(四)我国新发展阶段能源供需特征及其对产业链的新要求30二、我国能源产业链现代化水平现状与问题二、我国

3、能源产业链现代化水平现状与问题.36(一)产业链现代化的内涵与评价方法.361.产业链完整性.362.供应链安全性.373.产业基础高级化.404.价值链高端化.41(二)我国分品种能源产业链现代化水平评价.431.煤炭:产业链发展成熟,但低效低端问题突出.432.油气:供应链脆弱性和装备能力不足掣肘现代化发展 453.电力:重硬件、轻软件的格局亟待扭转.494.新能源:现代化具基础,但结构性短板限制长期发展 52(三)我国能源产业链现代化水平的总体评价.56三、我国能源产业链现代化发展的定位与目标三、我国能源产业链现代化发展的定位与目标.63(一)能源强国目标下产业链现代化的总体要求.631

4、.构建健全高效的产供销储体系.632.形成科学灵活的能源结构.643.建立强大的技术储备与创新能力.654.具备较强的国际市场话语权.655.形成完善的能源管理体制机制.65(二)提升我国能源产业链现代化水平的阶段目标.661.第一阶段发展目标与任务举措(20222035 年).662.第二阶段发展目标与任务举措(20352050 年):.683.第三阶段发展目标与任务举措(20502060 年):.69四、提升我国能源产业链现代化水平的任务举措四、提升我国能源产业链现代化水平的任务举措.71(一)煤炭产业链优化转型发展.71(二)油气产业链多措并举保供给,优化结构提效益.721.拓展多元化能

5、源供应渠道.732.优化国内油气供应链体系.74(三)以电力产业链为中枢,推进多能互补.76(四)新能源产业链精准补链、协同发展.771.引导企业精准“补链”,保障能源产业链自主可控.772.推动产业协同“增链”,打造完整闭环的能源产业链.783.由点及面稳步推进多种能源协同耦合.81五、提升我国能源产业链现代化水平的体制机制保障五、提升我国能源产业链现代化水平的体制机制保障.83(一)完善顶层设计,优化政策牵引.83(二)加快建设电力市场,优化电价形成机制.83(三)依托试点与重大工程提升关键技术装备水平.84(四)构建开放的创新环境,推动数字化智能化发展.85(五)构建“政产学研”协同一体

6、的公共研发平台.86(六)发展绿色金融,优化市场机制作用.87(七)开拓能源合作新模式,提升产业链全球竞争力.8712021 年中央经济工作会议上,习近平总书记对能源工作做出了明确部署,提出要“正确认识和把握碳达峰和碳中和,立足以煤为主的基本国情,科学考核,确保能源供应,深入推动能源革命,加快建设能源强国”。建设能源强国是党中央站在保障国家能源供应安全,稳步实施“碳达峰、碳中和”任务的高度,聚焦加速推动能源绿色低碳转型而作出的重大战略部署,是中国特色强国目标体系的重要一环。能源产业链是能源系统运行的支撑载体,提升能源产业链现代化水平是推动能源强国建设的基础和抓手,也是能源强国建设成果的集中体现

7、。在全球能源技术革命和低碳转型的推动下,国内外能源发展的趋势和产业链的运行规律出现了新的特征,能源产业链的现代化也有了新的内涵。结合能源强国建设目标、推动构建新发展格局和支撑现代化经济体系建设等要求,借鉴国际经验、立足发挥比较优势,研究我国在全球能源产业链中的定位目标,提出提升我国能源产业链现代化水平、增强产业链弹性韧性的阶段目标和任务举措,对于推动能源强国建设,打造安全、绿色、经济的能源体系有着重要的意义。本研究以“四个革命、一个合作”能源战略思想为引领,聚焦重点领域,甄别我国在主导能源供应、新兴能源替代和未来能2源开发等领域的产业布局和竞争优势,开展能源产业链全球竞争力的比较分析。结合“三

8、新一高”发展格局下我国经济高质量发展对能源产业的需求、国际能源供需格局深度变革的挑战、全球经济贸易规则变化对能源产业链的冲击等,提出以建设能源强国为目标的产业链现代化提升路径和对策建议。一、一、研究背景与战略意义研究背景与战略意义能源强国目标为能源产业链的现代化发展提出了五方面的要求,为能源产业链现代化指明了方向。同时,国际国内能源发展趋势的变化,也使能源产业链的形态格局和运行特征悄然发生着变化。梳理国内外能源体系和产业链发展新趋势,是理解产业链运行规律进而提出优化措施,推动能源强国目标更好实现的基础。本节在揭示能源强国目标与产业链现代化内在关联的基础上,通过梳理全球能源产业链发展新趋势,结合

9、对国际经验的分析,明确能源强国目标下,产业链现代化发展的总体目标。(一)(一)能源强国与产业链现代化的内在关联能源强国与产业链现代化的内在关联提升产业链现代化水平是建设能源强国的基础和抓手。提升产业链现代化水平是建设能源强国的基础和抓手。能源产业链是能源产品生产、储运、销售使用全过程依据前后向投入产出关联关系,以及横向的配套协同关系形成的链条,包括从研发设计、装备制造、原料加工、中间品生产、制成品组装到流通、销售、消费、回收处置等多个环节。能源产业链是整合技术、装备、企业和人员,形成能源及相关产品以满足社会需要,并产生3经济价值的载体,是支撑能源系统运行的基础。能源强国建设的各项举措需要作用于

10、能源产业链的各个环节,通过产业链的传导内化在生产过程和最终产品中。在这个过程中,产业链上下游之间、生产链与配套体系之间的协同,决定了最终的效果。因此研究推动能源强国建设需要构建起产业链的系统性视角。能源强国的目标为能源产业链的现代化建设指明了方向。能能源强国的目标为能源产业链的现代化建设指明了方向。能源强国目标源强国目标提出了五方面的具体要求:一是构建健全高效的产供销储体系。自主保证经济社会发展对高品质能源的需求,时刻把能源的饭碗牢牢端在自己手里;二是形成科学灵活的能源结构。立足国家资源禀赋,坚持先立后破,通盘谋划,优化能源结构,持续提升清洁低碳能源供应占比,促进绿色能源消费;三是形成强大的技

11、术储备与创新能力。拥有强大能源技术创新能力,掌握先进能源资源开发利用技术以及必要战略储备技术,引领能源各领域发展方向;四是具备较强的国际市场话语权。保障国际市场资源供应平稳,提升能源产品和装备国际市场竞争力,引领能源技术标准、竞争规则的制定;五是建立完善的能源管理体制机制。形成运转高效、共享平等的现代能源运行体系,完善能源政策、市场、监管、保障等各项机制。这五项标准都需要全产业链协同合作,共同推进,为能源产业链的整体发展指明了方向。产业链的现代化水平是能源强国建设成果的核心体现。产业链的现代化水平是能源强国建设成果的核心体现。2022年 1 月 25 日,习总书记在主持中央政治局第 36 次集

12、体学习时指4出,推动能源革命、建设能源强国有三方面的内涵:一是推动能源系统低碳转型,立足资源禀赋,坚持先立后破、通盘谋划,优化能源结构,控制化石能源消费,促进新能源和可再生能源发展;二是保障能源供应,夯实能源生产基础,保障供应安全,加强储备能力;三是提升能源产业竞争力,推动能源技术与现代信息、新材料和先进制造技术深度融合,探索能源生产和消费新模式。按照 2019 年 8 月中央财经委第五次会议,产业链现代化包含产业链完整性、供应链安全性、产业基础高级化、价值链高端化四个方面。完整的能源产业链保障了能源结构的多元化,是低碳转型的必要条件;供应链安全则是能源安全的保障;而产业基础高级、价值链高端则

13、是国际竞争力的体现。由此可见,产业链的现代化与能源强国目标具有内在一致性,是能源强国建设成果的核心体现。(二)(二)全球能源产业链的运行特征与发展趋势全球能源产业链的运行特征与发展趋势能源产业链包括生产链、价值链、供应链、空间链和企业链等多个维度。生产链涵盖能源装备生产、一次能源开采、二次能源加工、能源资源与产品储运各环节;能源价值链上,上游资源开采和加工企业、中游输配企业、下游批发企业往往具有天然垄断特征而处于价值链高端,但各国管制情况不同又限制了一些能源部门获取垄断利润、成为公用事业部门,能源装备制造业具有与一般制造业类似的价值链特征;全球能源供应链与化石能源的5空间分布高度相关,与空间链

14、具有一致性;企业链则经历了由国家能源集团、国际能源集团到多元资源投资的演化。能源产业链特征与能源品种高度相关,全球能源产业链主要包括油气产业链、煤炭产业链、电力产业链、可再生能源产业链,以及基于多种能源协同的多能融合产业链。能源产业链的具体形态受技术特征、资源分布、供需分布、市场结构等多方面因素影响,具有时空变异性。随着国内外能源供需特征、经济社会发展实际需要,以及能源技术的发展路径的发展,能源产业链现代化的内涵也在不断变化。1.全球油气产业链运行特征与演变趋势全球油气产业链运行特征与演变趋势油气产业链从生产过程看,包含上游的油气资源勘探与开采、中游的储运以及下游的炼化和分销。从供应链看,中游

15、储运主要以管道和海运等大宗渠道输送原油和天然气,而下游分销则主要依赖海陆散运渠道输送成品油及石化产品。从价值链的角度看,上游勘探开采附加值较高,产品从原油、粗加工、精加工,到产出成品油和各类石化产品,附加值逐级提升,但末端产品随品质和技术含量不同,附加值差异巨大。产业价值链总体呈现“微笑曲线”形态。6图图 1:国际油气产业链形态:国际油气产业链形态在地缘政治不确定性和交通电气化同时影响下,油气产业链在地缘政治不确定性和交通电气化同时影响下,油气产业链智能化升级提升开采效率。智能化升级提升开采效率。全球油气资源分布的集中性及其产品在全球应用的广泛性,决定了油气产业链成为全球化程度最高,也是对地缘

16、政治最为敏感的能源产业链。目前全球石油探明储量62%分布于中东和俄罗斯等政治敏感区;全球石油消费量的 74%需要通过进口,而其中近 70%需要通过霍尔木兹海峡、马六甲海峡、苏伊士运河等海运要塞,渠道高度集中,一旦出现突发情况导致断航将会对全球石油供应造成严重冲击,供应链风险巨大。72021 年 3 月“长赐”轮堵塞苏伊士运河、2022 年俄乌冲突等事件,都对国际油气价格造成冲击。随着逆全球化浪潮下国际地缘政治不确定性提升,供应保障受到高度关注。但交通等领域的电气化趋势导致石油消费在全球一次能源中的占比持续下降,2020 年约为 31%,比 2000 年下降近 10 个百分点,削弱了石油资源的长

17、期价值。在这样的背景下,国际油气企业普遍加大了上游勘探开采环节数字化智能化升级的投入,以最低的成本提升资源回采效率,扩充可用的资源。图图 2:全球一次能源消费占比:全球一次能源消费占比8图图 3:油公司风险投资技术领域分布:油公司风险投资技术领域分布油气产业链上的主要企业包括以“七姐妹”为代表的一体化跨国石油公司(IOC)、各国政府主导的国家石油公司(NOC)、参与产业链部分环节的专业化企业,以及提供各个环节设备和服务的配套企业。这些企业的国际竞争力和国别分布,决定了一国油气产业的整体竞争力。分国别看,美国的油气产业链发展成熟度领先全球,是现代美国的油气产业链发展成熟度领先全球,是现代化产业链

18、的标杆。化产业链的标杆。美国油气产业链上游的能源开采公司包括埃克森美孚、雪佛龙、康菲石油等;油服公司包括斯伦贝谢、哈里伯顿、贝克休斯等;下游炼化行业包括瓦莱罗能源、马拉松石化、菲利普 66 等。二次甚至三次开采技术应用普及,平均采收率达到60-80%远高于全球平均采收率约 34%。此外,美国非常规油气勘探开采技术的发展使美国石油储量翻番,成为全球最大储量国,解决了能源对外依赖的问题。下游石油炼化加工企业在全球市场9竞争力较高,2020 年成品油出口 607 亿美元,占全球成品油总贸易量的 14%,位列全球第一。石化技术和工程公司包括 UOP、KBR、Bechtel、Fluor 等;新材料和精细

19、化工公司包括陶氏、杜邦、伊斯曼、亨斯曼等,为石化产业多元化、高端化发展提供了有力支撑。此外,美国还有大量中小型的创新型公司,在工程技术、管道、页岩气开发、能源输出等领域均聚集有全球最顶级的公司。2.全球煤炭产业链运行特征与演变趋势全球煤炭产业链运行特征与演变趋势煤炭是蕴藏量最丰富、分布最广泛的化石能源,分布在美国、俄罗斯、澳大利亚、中国和印度,合计占全球探明储量的 76%,其中美国占 23%。煤炭埋藏浅、开采技术相对简单,各国煤炭产业链技术普遍较成熟,相对于油气产业链独立性较高。2020 年全球煤炭产量 76 亿吨,而国际贸易规模约 13 亿吨,占比约 17%。我国煤炭生产和消费规模均为全球最

20、高,比第二名印度高约 5 倍。10图图 4:国际煤炭产业链形态:国际煤炭产业链形态从生产过程看,煤炭产业链包含上游资源勘探开采以及洗选,中游储运,以及下游的煤化工或直接应用于电力、工业等部门。从供应链看,煤炭国际贸易以干散货海运为主,内陆短距离运输则以铁路为主。由于地中海周边及中东地区资源分布较少,海运航道开阔畅通,同时贸易占比较低,因此供应链风险远低于油气产业链。从价值链的角度看,煤炭能源使用的附加值由热值等品味决定,但投入石油化工产出气态、液态燃料及工业品后,附加11值明显提升。行业总体价值链呈以下特点:上游勘探开采附加值较高;生产过程中,从原煤、洗煤、粗加工、精加工,到产出各类煤化工产品

21、,附加值逐级提升;末端产品随品质和技术含量不同,附加值差异巨大。价值链总体呈前低后高的“微笑曲线”形态。煤炭产业在清洁化煤炭产业在清洁化、智能化生产转型的要求下智能化生产转型的要求下,正在形成正在形成“两两头翘起头翘起”的价值链形态,煤炭粗放开采、洗选、直接燃烧的传统的价值链形态,煤炭粗放开采、洗选、直接燃烧的传统模式面临变革。模式面临变革。煤炭是目前全球消费规模最大的能源,同时也是最高碳的能源。在低碳转型的持续深化下,各国普遍下调煤炭在一次能源中的占比,加大煤炭高效利用的技术装备投入。这给煤炭产业注入了全新的动力,推动产业链向两端发展。一是上游煤炭机械装备的研发投入力度加大,国外领先企业技术

22、优势逐渐凸显,市占率明显提升;同时下游高效燃煤技术和煤化工产能也较快增长。IPCC 报告显示,未来十年,化石能源仍将占据一次能源供给的 70%以上,优化传统能源使用效率、实现清洁高效利用,有望为全球碳减排目标贡献 30%。此外,顺应能源结构的转变,煤化工,尤其是精加工制油、气以及非能源化原料的产业链不断延伸,煤炭产业非能化利用占比提升。12图图 5:代表性国家煤炭退出时间表:代表性国家煤炭退出时间表分国别看,美国煤炭产业链发展均衡成熟,资源开采与利用美国煤炭产业链发展均衡成熟,资源开采与利用效率均领先全球效率均领先全球。2020 年美国煤炭产销量分别为 4.9 亿吨和 9.24EJ,均位列全球

23、第三。产业链上游勘探开采环节技术领先,综合回采率达到 8090%,而相比之下我国大型煤矿平均回采率约 50%1。较高的回采率极大地扩充了美国可利用的煤炭资源,加强资源保障。下游煤炭清洁高校燃烧技术同样领先。美国 GE 公司最先掌握超(超)临界燃煤技术,目前美国投运超临界及以上机组 170 余台,平均效率位于世界前列。1数据来源:煤矿工业协会13图图 6:主要国家平均发电煤耗对比:主要国家平均发电煤耗对比3.全球电力产业链运行特征与演变趋势全球电力产业链运行特征与演变趋势电力供应具有很强的公共服务属性,同时电网系统与国家安全有着密切联系,目前全球电力供应以本土化发展为主,2020 年全球跨国输电

24、量占总发电量的 5.7%。分国别看,中、美、印、俄、日是全球前五大电力生产和消费国。从生产过程看,电力产业链包含发、输、配、售、用五个环节,其中发电和售电可引入市场竞争,而输配环节具有自然垄断属性,各国普遍以政府垄断经营为主。随着可再生能源的发展,发电端多元化、市场化运营比例不断提升;用电端综合能源服务行业也在全球快速发展。从供应链的角度看,电力供应主要由电网稳健性决定。关键的决定因素包括发电端稳定性(可再生能源占比)、电网调峰能力、电网调度灵活性以及电力市场有效性等多重因素。电力价值链主要体现在各生产过程的高效性和稳健性,14这也意味着装备和软件水平决定着一国电力产业链国际竞争力。图图 7:

25、国际电力产业链形态:国际电力产业链形态可再生能源高比例并网条件下,保障电网稳健安全,是电力可再生能源高比例并网条件下,保障电网稳健安全,是电力产业面临的最大挑战。产业面临的最大挑战。全球能源电气化程度不断加深,2020 年终端能源消费结构中,电力占比升至 20%,IRENA 预计到 2050 年将达到 45%。电力系统受到越来越多关注的同时,也因可再生能源的大比例接入而承受着越来越大的压力。2020 年全球非水可再生15能源发电占比达到了12%,EIA预测到2050年这一比例将超过60%。可再生能源具有波动性的特征,高比例可再生能源并网发电对电力产业发输配售用各个环节的灵活性与韧性都提出了挑战

26、。提升智能化、灵活性和弹性,是电力产业链现代化发展的方向。图图 8:全球可再生能源发电占比(:全球可再生能源发电占比(EIA)受电力体制机制影响,各国电力产业的企业链形态存在较大差异。美国发电端市场化程度较高,因此形成了庞大的私营发电企业集群,涉及核电、煤电、气电等多种电源;欧洲和日本依托强大的工业基础和科技实力,以及较严格的环境标准,培育出全球领先的发电装备、电气设备企业,形成了强大的产业集群;而中国在主干电网建设方面长期重点投入,构建起全球最大、硬件水平最为领先的电网系统的同时,也培育出领先全球的电网设备产业集群。但是在自动化控制、调度等软件和管理技术上仍存在16较明显的短板。分国别看,德

27、国可再生能源和电力产业链的发展,以及两者德国可再生能源和电力产业链的发展,以及两者的协同方面均领先全球,科技装备国际竞争力强,产业链现代化的协同方面均领先全球,科技装备国际竞争力强,产业链现代化程度高程度高。2020 年德国非水可再生能源发电占比 37%,远高于全球平均的 11%,在主要经济体中名列前茅。但值得注意的是,德国在电力消费持续增长和可再生能源发电占比持续提升的情况下,20092020 年用于调峰的装机规模下降约 40%,电网供需平衡能力与效率不断提升。灵活高效的市场体系推动电力和可再生能源产业链协同优化,也培育了电力供需预测产业和技术。目前德国市场主流的 5 家电力预测服务公司向全

28、球提供预测服务,市场份额合计超过 50%。据德国电网运营商 NEXT 统计,目前德国风电预测的误差约 2-4%,光伏误差 5-7%,大大减少了可再生能源引起的系统平衡费用。图图 9:德国电网调峰机组装机规模(数据来源:德国电网调峰机组装机规模(数据来源:NEXT)174.全球可再生能源产业链运行特征与变化趋势全球可再生能源产业链运行特征与变化趋势现有技术下,可实现大规模产业化应用的可再生能源主要包括太阳能、风能、水能、生物质能、海洋能、潮汐能、地热能等。IEA可再生能源市场报告 2021指出,2020 年全球可再生能源装机增长约 280GW,比 2019 年增长 45%,占新增总量的 80%。

29、分地区看,中国占比超 80%以上;分品种看,风电占比超 90%。可再生能源最主要的应用场景为并网或离网发电,发电成本是决定可再生能源发展规模的核心因素,目前全球生物质、地热、水电、光伏和陆上风电都可实现平价发电,实际成本受资源条件、技术装备和运维技术影响,差异较大(图 10)。从生产过程看,可再生能源发电的生产过程短,很大程度上可以视为电力产业链的上游发电环节。但其自身产业链应包含装备制造、系统集成、工程建设和运维。这决定了可再生能源产业可再生能源产业链形态接近装备制造业链形态接近装备制造业,即专业细分即专业细分、全球化布局全球化布局。从供应链看,可再生能源生产具有较强的属地性,通过并网或就地

30、消纳的形式输出。但装备制造环节的供应链全球化程度较高。从价值链的角度看,可再生能源产品高度标准化,国际竞争力与全球价值链定位很大程度上取决于核心技术装备、软件系统及管理运营水平。18图图 10:主要新能源技术发电机应用成本变化趋势:主要新能源技术发电机应用成本变化趋势产业链上的主要企业分布与可再生能源开发利用的空间分布耦合,形成了三个主要集群:欧洲具备全产业链,从组件、整机,到后端开发,都有较大的技术优势;中国产业集群聚焦装备整机和开发利用;美国产业集群则侧重开发端。19图图 11:国际可再生能源产业链形态:国际可再生能源产业链形态随着可再生能源技术创新进入活跃期,全球技术竞争全面升随着可再生

31、能源技术创新进入活跃期,全球技术竞争全面升级。级。从新增国际专利数看,2010 年以来全球能源技术创新进入旺盛期,新增专利数显著高于其他门类。相比于传统化石能源产业,新能源产业链结构更接近制造业:产业链高度细分、拉长,全球化、一体化程度加深;科技装备在产业链上的地位明显提升。随着新能源、新技术的推广应用,国际技术博弈和技术本身的不确20定性都会对产业链稳健性造成新的冲击。为此,各国能源企业均加大创新投入,竞争技术高地,提升对产业链的掌控能力。发达经济体为保持领先地位,能源技术垄断、出口限制频发。尽管以中国为代表的发展中经济体在低碳能源技术的应用规模上领先全球,但是在基础科技的原发创新方面,依然

32、与主要发达经济体存在较大的差距。全球低碳能源技术 PCE专利申请数位列前 15 的申请人,均为欧、美、日、韩企业(图 13)。图图 12:新增国际专利合作条约(:新增国际专利合作条约(PCE)专利数)专利数21图图 13:2000-2019 年低碳能源领域年低碳能源领域 PCE 专利申请数专利申请数(Top15 申请申请人)人)总体而言,随着能源科技革命和低碳转型的持续深化,全球能源产业以“资源驱动”和“市场驱动”为主导的基本形态正在受到根本性的挑战,传统化石能源的资源供给、供应链等问题在逆全球化和地缘政治风险中持续凸显,与全球气候治理目标的矛盾也日益尖锐,各主要经济体“碳中和”愿景目标的提出

33、,为化石能源文明的最终终结敲响了警钟。来自技术创新的驱动力正在推动能源产业的突破性变革,分布式、可再生能源叠加数字智能技术的新型能源系统快速发展,在提升能源多样性、减缓气候影响的同时,也给全球能源产业链的重塑带来了更多可能。在能源供需从集中走向分散,从单一能源形态走向多能融合的变革过程中,能源产业链的形态必须适应新的能源供需体系特征,从全球化到区域化、从板块化到一体化的重塑将是我国提升能源产业链现代化水平的新的着力点。对我国而言,能源系统要达到安全可控、绿色低碳、经济高效的三重目标,仍然面临地缘政治风险加剧、技术竞争日趋激烈、双碳目标压力巨大、可再生能源消纳瓶颈等一系列问题,在能源系统转型的长

34、期进程中,需要在推动主导能源供应链坚强可靠的同时,逐渐向价值链高端升级,突破关键技术创新和产业链缺环、打造多能协同的新兴能源产业链。22(三)(三)现代化能源产业支撑能源强国的国际经验现代化能源产业支撑能源强国的国际经验能源产业链具有特殊的区域性特征、技术性约束和资源性分割。在不同的资源禀赋、产业结构、技术水平下,各国各地区的能源产业链发展方向和路径也相应有所差异。在能源危机和气候变化成为国际主流议题的背景下,主要发达经济体普遍积极推动中长期能源战略转型,依据自身资源禀赋、技术能力、市场规模等特征,选择能源产业链现代化建设的战略切入点,通过产业链的传导与协同,以点带面推动能源产业链整体的现代化

35、水平,形成传统资源的保障性供给与可再生能源扩大应用的逻辑闭环。主要经济体在加强能源保障、优化能源供需、强化国家竞争力和保持科技领先地位等方面,已经为我国提供了可供借鉴的经验。对我国而言,加强能源供应的多元化保障,提升能源开发、转化、使用效率,掌握核心能源科技装备并突破颠覆性新技术,以及完善能源贸易和金融服务体系全球资源配置与定价能力,是建设能源强国的核心抓手。1.美国:多元化保障传统能源供应,支撑能源强国美国:多元化保障传统能源供应,支撑能源强国美国自然资源并非得天独厚,煤炭、石油、天然气储量均位列全球前茅。但美国并未形成“资源诅咒”,反而是在探寻能源独立的路上,对内推动节能、优化能源结构;对

36、外利用自身国际地位提升能源话语权,推动能源产业全面发展,最终将美国打造成全方位的能源强国。23在传统能源的消费上,美国经历了从自给自足,到高度依赖海外进口,再到能源独立的发展轨迹。第二次世界大战结束前,美国石油产量基本可以满足国内需求,实现自给自足。从上世纪50 年代开始,石油消费量迅速上升,国内开采难以满足快速上升的需求量。1950 年,美国进口石油 2000 万吨,到 70 年代,美国石油进口量突破至 1 亿吨。石油进口水平在接下来数十年内继续攀升,到 2003 年,美国石油进口达到创纪录的 6.1 亿吨。为解决能源对外依存度过高,能源产业链安全难以抵御国际风险的问题,美国在近 30 年中

37、,美国政府出台了一系列有关非常规油气的产业扶持政策,旨在通过开发非常规资源,推进多能协同,实现能源独立。“页岩气革命”为美国带来了充足的天然气资源,使美国在2017 年首次成为了天然气净出口国。进入 21 世纪以来,随着“页岩气革命”的成功为页岩油产业发展积累宝贵经验、技术装备创新和丰富的原材料的开采,全美范围内掀起了页岩油开发的热潮,并取得了重大突破,实现了原油产量的爆发性增长。页岩气革命为美国能源结构转型提供了更多的选择。从 2014年奥巴马政府的全面能源战略到 2017 年特朗普政府的美国优先能源计划,均大力推动页岩气革命,鼓励以天然气替代煤炭,优化能源结构、推动低碳转型,实现了预期的效

38、果。但客观上也导致可再生能源发展的政策推动不足:2020 年美国可再生能源消24费量和发电量占比分别为 7%和 12.6%,仅略高于全球平均的 5.7%和 11%。2但美国在高效开放的电力市场下,培育形成了完整的可再生能源发电产业集群,在技术储备和国际竞争力方面实现领先。拜登政府能源战略已经提出更加积极的可再生能源发展战略,有望推动美国可再生能源的较快发展。EIA 统计数据显示,2021 年美国可再生额能源发电同比增长 5.4%,进入快速增长通道。图图 14:天然气逐步替代煤矿,推动能源清洁化转型:天然气逐步替代煤矿,推动能源清洁化转型尽管获得了能源自主,但能源保障始终是美国的国家战略核心诉求

39、。美国一方面加强对全球主要油气供应国和能源运输通道的政治、经济、军事干预,巩固其能源地缘主导权;同时依托美元特殊地位,把控全球能源市场定价权。在可再生能源方面,拜登政府着力重塑光伏和锂电池供应链,包括推动产业链核心技术创新和装备制造环节本土化、加强与盟友协同通过贸易壁垒和技术壁垒限制中国等潜在竞争对手、加大海外锂矿等关键矿产资源2数据来源于BP 能源统计 202125获取力度、以及推动新的气候、能源合作框架,提升天然气地位等政策。这将使得国际能源产业链和供应链变得更加敏感和不确定,技术竞争和博弈加剧。2.德国德国:市场与政策共同推动市场与政策共同推动,可再生能源与电力产业链协同可再生能源与电力

40、产业链协同发展发展化石燃料资源的枯竭,以及民众超强的环保意识,推动以德国为代表的欧洲国家依仗可再生能源保障能源供应。在政策与市场的共同推动下,德国可再生能源与电力产业链获得了全面发展,形成了多元灵活、清洁绿色的能源结构,也形成了强大的技术储备和领先的国际市场竞争力。但是传统化石能源短缺的客观限制,导致德国在实现了能源低碳和安全的同时,不得不在经济性上做出妥协。即便如此,德国在推动可再生能源能源与电力系统协同发展方面的经验,依然值得学习借鉴。德国能源气候政策的大力推行德国能源气候政策的大力推行,为产业发展提供了基础动力为产业发展提供了基础动力。2010 年,德国推出“能源转型(Energiewe

41、nde)”,要求提高全行业能效、大幅提升可再生能源、以可再生能源发电满足增量能源需求。2014、2016、2019 年先后发布的气候行动计划 2020、气候行动计划 2050、气候行动计划 2030重申,到 2050 年基本实现碳中和,并提出一系列具体措施,包括逐步退出煤炭、核能、大力发展可再生能源、加强可再生电力系统集成、持续提高能效等。相关政策以法律的形式颁布,具有很强的执行效力。按照政26策目标,2030、40 和 50 年德国可再生能源发电占比将要达到 30%、45%和 60%。激进的目标为可再生能源发展提供了巨大的市场。随着电网与可再生能源的快速发展,德国已成为一个电力净出口国。20

42、17年德国向荷兰、奥地利、波兰等国净输送电力达到峰值55GWh,2020 年达到 17.5GWh。图图 15:德国能源和气候目标:德国能源和气候目标灵活高效的市场体系推动电力和可再生能源产业链协同优化。灵活高效的市场体系推动电力和可再生能源产业链协同优化。德国电力市场采取两阶段平衡机制,先由 2700 个细分区域的虚拟市场单元(基团)预测能源供需及调剂缺口上报电网,电网公司据此调度电力输配。当预测发生偏差时,基团须承担系统的平衡费用。这一机制为德国电网带来了稳定性,但平衡基团的局部平衡需求导致电价波动剧烈,负电价和超过 1 欧元/kWh 的极端情况并存。此外,德国 2000 年-2020 年间

43、为了推进能源转型,斥资 243027亿欧元提供可再生能源补贴,通过税费、电价转嫁给消费者。最后,为了消纳高比例可再生能源并网,需储备大量的备用调峰机组,这也推高了平均发电成本。综合以上各因素,德国成为全球电价最贵的国家之一,对经济竞争力造成了一定的冲击。图图 16:2000-2018 年德国与国际能源署部分成员国电价年德国与国际能源署部分成员国电价尽管可再生能源快速发展,但由于资源限制,德国能源对外依存度仍高达 63%,且进口来源单一,供应链较为脆弱。一方面,德国一次能源消费中油气占比 60.5%,其中有 35%的石油和 52%的天然气从俄罗斯进口3。俄乌冲突发生后,德国及欧洲能源价格剧烈波动

44、,亟待开拓新的能源供应渠道。3.日本:坚持技术与装备高端化发展,提升国际话语权日本:坚持技术与装备高端化发展,提升国际话语权受限于资源匮乏、地域狭小、人口密度高等因素,日本在传3BP 数据,为 2021 年俄乌冲突前数据。28统化石能源需求中始终高度依赖于进口解决。高度依赖海外资源供应给日本经济带来了明显的隐患,使其难以抵御国际市场波动所带来的冲击。第一次石油危机期间,日本工业生产下降了 20%以上。1974 年,日本经济增长率仅为-3.25%。这一结果直接暴露出日本能源结构过于死板,在国际市场中缺乏话语权的问题。为改善这一状况,保障传统能源供应安全,日本主要通过对外投资提高传统能源的控制力,

45、以抵御国际市场波动所产生的影响。同时,为改善石油、煤炭等化石能源进口国过于集中的海外供应结构,分散和化解风险,日本广泛开拓新的市场,促进能源进口和海外投资多元化。在战略选择上,经历第一次石油危机的重创后,日本能源战略从以煤炭、石油等化石能源为主的策略,开始转变为以节能和加强能源多元化供应为基础的能源战略。近年来,日本先后出台第五期能源基本计划 2050 能源环境技术创新战略 氢能基本战略等规划,提出加快发展可再生能源,全面系统建设“氢能社会”。但日本能源状况并没有在转向可再生能源后,得到彻底的改善。就可再生能源资源丰富度而言,日本的禀赋同样并不理想。人口密度过高使得日本没有充足的国土面积支撑光

46、伏产业发展,在全球光伏市场中,日本市场份额曾在 2004 年达到 50%,但 2018年时只占 1.2%。风力发电情况同样不容乐观,风力资源的匮乏同29样使得风电难以满足庞大的用电需求,截止 2020 年,日本风电装机容量仅为 4.37GW,仅为德国的 6.9%。在这一情况下,日本只能依赖于饱受质疑的核能,以提高清洁能源的发电份额,从而形成了核能加氢能的能源发展路径。可再生能源禀赋较差,并不意味着日本完全放弃在光伏、风电等领域的发展机会。凭借良好的科研基础与研发能力,日本已经多个能源科技领域领先全球,将重点放在产业链上游的高端技术,以提高日本能源技术装备市占率,抢占产业链主导权。在新能源汽车领

47、域,日本企业凭借先进能源技术在全球市场中占据了重要的份额。从全球动力电池出货份额来看,在 2017 年,仅松下电池一家厂商就占据了全球锂电池市场 16%的份额。并且在接下来两年,这一比例接连提升至 21%和 24%。同样在这一领域,日本企业在高压继电器市场份额中遥遥领先,欧姆龙和松下两家企业占据了 43%的份额,从而保障了日本在这一领域的话语权。在风电轴承市场中,日本尽管在风电装机容量上明显落后于世界先进水平,但日本企业在全球风电轴承市场中仍然占据了超过 20%的份额,同时具备高端轴承的生产能力,成为风电产业链中的重要参与者。受益于掌握多项新能源核心技术,日本成功嵌入新能源制造中的上游产业链,

48、在产业链内部拥有一定的话语权。通过广阔的30国际市场,日本成功摆脱了国内可再生资源禀赋不足,应用场景较少的限制。借助于国际市场扩大应用规模,成功实现了提高技术成熟度、降低成本的目标,从而反哺国内市场,推动可再生能源技术在日本国内以更可靠、更经济、更安全的方式实现落地应用。(四)(四)我国新发展阶段能源供需特征及其对产业链的新要求我国新发展阶段能源供需特征及其对产业链的新要求结合能源强国目标、全球能源产业链发展趋势以及国际经验,我国能源产业链提升现代化水平需要从强化供应链、优化传统能源产业链形态、提升基础技术创新能力,以及提升装备国际竞争力等角度入手,推动系统性的优化。能源安全形势更加严峻,油气

49、供应链需加快完善强化。能源安全形势更加严峻,油气供应链需加快完善强化。我国油气受制于人成为中国军事和外交的软肋,必须树立危机意识、底线思维。近年来随着我国经济结构转型和可再生能源的大力发展,我国能源对外依存度见顶回落,但分品种看,油气对外依存度继续逐年攀升,2020 年分别达到 73%和 44%。我国海外石油资源供应主要石油出口国中,伊拉克、苏丹、委内瑞拉、伊朗等多国和地区政治不稳定,地缘政治因素严重威胁供应安全;我国 70%进口原油经马六甲海峡,台湾问题、南海争端、钓鱼岛争端都有可能造成供应链受阻(图 17)。此外,天然气对外依存度如果进一步提升,也会导致外部市场价格波动向国内传导。欧洲对俄

50、天然气需求占比高达 45%,2022 年俄乌冲突下气源紧张、气价暴涨31是前车之鉴。因此,需要积极协调国内和国外两个市场、两种资源,实现多渠道“开源”。图图 17:我国能源对外依存度及进口渠道脆弱性示意图:我国能源对外依存度及进口渠道脆弱性示意图双碳目标下能源低碳转型压力巨大,要加快煤炭产业链清洁双碳目标下能源低碳转型压力巨大,要加快煤炭产业链清洁绿色高效转型。绿色高效转型。我国提出 2030 和 2060 年实现碳达峰和碳中和目标。目前作出碳中和承诺的国家中,半数已实现碳达峰。对比这些国家,我国预计达峰时的人均收入和排放水平均有明显差异(图18),“双碳”目标任务艰巨、挑战严峻。实现双碳目标

51、关键在能源系统深度脱碳。现阶段我国电力部门直接碳排放占比接近 50%,是最主要的排放部门。32图图 18:世界主要国家:世界主要国家 1960-2018 人均人均 GDP 与人均与人均 CO2 排放量排放量来源:作者根据 WDI 数据库制作,中国未来排放路径预测按 2050年达到中等发达国家收入水平计算人均收入增速(按年插值并平滑),以及 NDC 文件设定 2030 排放强度和 2060 实现碳中和目标推算人均排放量(按年插值并平滑)。但煤炭仍将长期占据我国一次能源结构中的重要地位。目前我国一次能源中煤炭占比近 30%,预计到 2035 年降至 20%,深化煤炭清洁高效利用是实现能源系统低碳转

52、型的关键。但我国煤炭产业链前端自动化高效绿色开采技术与国际先进水平仍有较大差距;后端清洁燃烧技术取得一定突破,但仍面临关键部件装备进口依赖的问题。此外,煤化工产业规模增长较快,但高端产能和技术储备不足。“双碳”目标要求下,煤炭产业链亟待推动全面的清洁化、低碳化、高端化转型。33图图 19:中国能源消费结构现状及预测:中国能源消费结构现状及预测数据来源:EDRI我国可再生能源长足发展但消纳瓶颈渐显,需推动多能产业我国可再生能源长足发展但消纳瓶颈渐显,需推动多能产业链协同发展,构建更高维度的完整产业链链协同发展,构建更高维度的完整产业链。2016 年以来,我国可再生能源替代取得了长足的进步,风电、

53、光伏和生物质新增装机合计 20 亿千瓦,年均增长 25%;弃风、弃光率也从 1020%降至23%(图 20)。通过化石能源利用方式的转变,优化发电调峰能力建设,以及提升电网智能化调度技术、培育储能技术和产业,优化可再生能源多元模式开发,推动离网应用、多能耦合等方式,实现多种能源产业链的协同,提升可再生能源消纳能力。34图图 20:非水可再生能源装机及弃风弃光率:非水可再生能源装机及弃风弃光率全球技术博弈加剧,能源产业基础创新能力亟待加强。全球技术博弈加剧,能源产业基础创新能力亟待加强。能源竞争历来是国家战略的重要内容,可再生能源的发展有望突破资源约束,影响未来数十乃至数百年的国际格局,因而受到

54、全球各国普遍关注,而新能源领域竞争的核心便是科技竞争。以中美竞争为例,近 5 年美国国会、政府及重要智库共发布 450 份对华政策文件和研究报告,以科技竞争和封锁为主题的占比过半,且逐年上升(图 21)。其中,能源技术则是美国对华技术封锁管制的重点领域之一。我国关键技术、组件、装备和原材料面临国外“卡脖子”问题,如长期不解决,潜在风险将会随着可再生能源应用规模的扩大而迅速膨胀,威胁能源转型路径的可持续性以及能源系统整体的安全性。35图图 21:美国对华科技封锁管制政策数量及重点领域:美国对华科技封锁管制政策数量及重点领域36二、二、我国能源产业链现代化水平现状与问题我国能源产业链现代化水平现状

55、与问题产业链现代化包含产业链完整性、供应链安全性、产业基础高级化、价值链高端化四个方面。对比主要发达经济体,我国能源产业链完整性较高,上中下游各环节以及配套产业和基础设施相对完备,为保障能源安全、推动低碳转型提供了坚实的基础。综合来看,我国正在从能源大国向能源强国转型的过程中,能源强国建设已初具基础。但部分关键原料和技术装备尚未实现自主可控,国内能源供应链韧性不足,以及基础创新能力存在明显短板,限制了能源系统绿色转型,给能源安全造成隐患,也削弱了我国在国际市场的竞争力和话语权。需通过突破关键技术,引导产业链上游开源、中游补链、下游提效,以及优化体制机制,实现点、线、面结合,系统性地提升我国能源

56、产业链现代化水平,助力能源强国建设目标。(一)(一)产业链现代化的内涵与评价方法产业链现代化的内涵与评价方法按照 2019 年 8 月中央财经委第五次会议,“产业链现代化”包含产业链完整性、供应链安全性、产业基础高级化、价值链高端化四个方面。1.产业链完整性产业链完整性能源产业链的完整性有两层含义:从能源系统整体角度,指能源结构丰富多元,各种能源品种齐全,产业链体系完备;分能源品种看,则指能源产品生产链、供应链、价值链各个环节自主37可控,以及装备和生产性服务等配套产业健全。在梳理煤炭、油气和风电、光伏、新能源车等各个产业链上细分产品的基础上,我们从 UN Comtrade 数据库匹配并获取各

57、产品进出口贸易数据,按照一国某个产业环节(目前指数计算未对上下游区分)的出口与总贸易额比值作为该环节的强度,通过该环节全球贸易额占所有产业环节全球贸易额的比重表示权重,乘积求和得到产业链指数,并进一步构建综合评判指标。产业链完整性指数=i 个产业环节出口(进口+出口)?第 i 个产业链环节全球贸易额所有产业环节全球贸易额综合指数=0.6 新能源产业链完整性指数+0.4 传统能源产业链完整性指数2.供应链安全性供应链安全性能源供应链的安全性,指能源产品产运储销各个环节吸收地缘政治、突发事件和技术风险等国内外冲击,维持平稳有效供应的能力。逆全球化潮流下国际博弈激化,地缘政治不稳定、不确定因素增多,

58、使得我国外部环境风险加剧;全球气候变暖使得可再生能源波动性加大;以及新能源技术快速发展带来的技术不确定性,都对能源供应链安全造成威胁。供应链安全可以从暴露性、38敏感性和恢复性三个方面进行评价。暴露性主要考虑能源供应安全相关指标。我国能源自给率维持约 80%,可再生能源相关矿产资源禀赋优异,稀土、钨、锑、锗、金属硅、萤石、铍等产量主导全球市场,为能源供应安全提供了基本保障。但石油和天然气对外依存度超过 70%和 40%,且石油运输路线单一、天然气进口来源较为集中;新能源产业所需镍、锂、钴、钾等资源主要依赖进口,存在长期供应风险。敏感性主要从能源系统弹性的角度考虑能源安全。我国能源供需空间布局分

59、离,煤炭、油气以及可再生电力等均依赖远距离储运和输送体系。而我国油气储备规模较小,新型蓄能技术和产业刚刚起步。总体看,我国能源供应链弹性和韧性不足,对冲击的敏感性较强。图图 22:中国能源与负荷分布及电力输送流向:中国能源与负荷分布及电力输送流向资料来源:国家电网恢复性指能源系统遭遇供应风险后的恢复能力。我国能源产39业链完整性和产业基础的完备性,为我国能源供应链在遭遇冲击后的恢复提供了重要的保障。较高能源信息透明度和能源行业专业人才占比也将提高能源供应链的恢复能力。基于上述分析,本研究从暴露性,敏感性和恢复性三个维度 7个指标构建了能源供应链安全评价指标体系,并对中国,美国,欧盟,日本四个国

60、家(地区)进行评价。为了克服指标的不同计量单位,我们使用“分段法”对各项指标进行归一化,即对每个选定指标创建等级(或分段)以反映安全或不安全水平,定义 5个范围,其中 0 是最不安全的,4 是最安全的。设定范围综合考虑了世界各国的平均情况。最后,按照等权重对各项指标进行加权,构建综合指标。表表 1:能源供应链安全指标:能源供应链安全指标指标类别指标类别指标指标指标说明(来源)指标说明(来源)暴露性能源对外依存度石油进口依存度%(各国统计局)能源进口来源多样化根据石油进口来源地计算 HHI 指数*进口来源政治风险权重(行业报告,美国能源信息署,欧盟统计局等)敏感性能源基础设施建设能源管道长度/国

61、家面积(中国石油管道科技研究中心)可再生能源核心设备国产化率国产化率百分比%(行业报告,新闻)能源战略储备国家 SPR 天数(日本自然资源与能源厅,美国IEA)恢复性能源信息透明度能源数据完成度(An international assessment ofenergy security performance)40能源行业专业人才比例能源专业人才数/全国人口(行业报告,新闻)3.产业基础高级化产业基础高级化产业基础是产业链的核心和支撑,按照中国制造 2025的定义,包含基础技术、基础工艺、基础材料和基础部件,即“四基”。此外,基础平台、基础创新体系、新型基础工业设施、基础文化、基础教育和人才、

62、基础政策措施也是支撑产业基础的广义能力。相比发达经济体,我国在能源基础创新方面短板明显,高级化发展目标仍待实现。本研究通过构建“能源产业基础高级化指标体系”以系统评估我国能源产业基础高级化的发展现状和努力方向,并进行国际比较。本研究提出的“能源产业基础高级化指标体系”主要可分为如下模块:1)实现能源产业基础高级化的激励机制;2)能源产业基础研发投入;3)能源产业基础新技术产出;4)能源产业基础整体发展水平。指数选取瑞士、中国、德国、英国、日本、美国六个主要国家,各指标以最高(能耗指标为最低)的国家记 10 分,其他国家按比例依次赋分,最后根据权重加总。表表 2:能源产业基础高级化指数分项权重:

63、能源产业基础高级化指数分项权重分项指标权重次权重数据来源能源产业基础创新激励能源产业基础创新激励10%有效碳价33%OECD新能源 FIT 补贴33%OECDCleantech 商业化创新指数33%Cleantech能源产业基础研发投入能源产业基础研发投入40%41R&D 投入总额40%OECDR&D 投入-能效20%OECDR&D 投入-化石能源20%OECDR&D 投入-可再生20%OECD能源产业基础新技术产出能源产业基础新技术产出40%产出数量10%能源环境专利数全球份额33%OECD能源环境国际专利数4全球份额33%OECD能源环境领域论文发表数33%欧盟委员会产出质量30%OECD

64、人均专利数16.7%OECD能源环境专利占专利总数比例16.7%OECD能源环境国际专利占国际专利总数比例16.7%OECD能源环境专利比较优势指数16.7%OECD能源环境专利国际合作占比16.7%OECD能源专利国际合作占国际合作专利总数比例16.7%OECD能源产业基础整体创新发展水平能源产业基础整体创新发展水平10%环境调整全要素生产率50%OECD单位产出能耗50%OECD4.价值链高端化价值链高端化能源价值链的高端化,是指具备高质高效的能源以及能源设备生产性企业,具备良好的全球能源贸易竞争力以及转化增值水平,具备较高的能源产业链绿色低碳价值。本研究基于 OECD、WTO、世界银行等

65、组织所公布的数据,从高价值能源企业强度比、主要能源设备企业价值比、高载能产4国际专利,指在两个及以上国家生效的专利。42业出口全球占比、高载能产业出口价值增长、能源转型投资比和终端能源低碳化六个方面,共同评估了以中国、美国、欧盟和日本为代表的国家/地区的能源价值链水平,并综合构建了能源价值链指数。该指数可进一步细分为包含煤炭、油气、可再生能源等分能源类型的价值链指数。高价值能源企业强度比=全球百强能源企业营收国家能源消费规模主要能源设备企业价值比=主要能源设备企业平均市值全球能源设备公司最高市值高载能产业出口全球占比=高载能产业出口总量全球高载能产业出口总量高载能产业出口价值增长=高载能产业出

66、口价值增长量全球高载能产业出口价值增长总量能源转型投资比=能源转型投资额国家总人口终端能源低碳化=能源 CO2 最高排放量 能源 CO2 排放量能源 CO2 最高排放量 能源 CO2 最低排放量其中,高价值能源企业强度比、主要能源设备企业价值比、高载能产业出口全球占比、高载能产业出口价值增长、能源转型43投资比需要进行 0-1 标准化处理,再纳入价值链总指数计算:价值链指数=高价值能源企业强度比+主要能源设备企业价值比+高载能产业出口全球占比+高载能产业出口价值增长+能源转型投资比+终端能源低碳化16(二)(二)我国分品种能源产业链现代化水平评价我国分品种能源产业链现代化水平评价根据能源产业链

67、现代化的四个内涵,分别选取分能源品种细指标,对各主要能源产业链现代化水平进行评价。1.煤炭:产业链发展成熟,但低效低端问题突出煤炭:产业链发展成熟,但低效低端问题突出我国煤炭产业链规模大、完整性高,但高端化发展不足。我国煤炭产业链规模大、完整性高,但高端化发展不足。作为储量最大,也是发展历史最久的能源品种,我国煤炭产业链从勘探、开采、加工到利用全链条经过 70 年的建设,已经发展成熟,产业规模全球领先,装备和服务配套完备,供应链运储销体系成熟。从细分产品看,上游煤炭产品净进口进行品种调剂,总体对外依存度 7%。但是下游煤化工精加工产品存在较大的进口依赖。对比代表性经济体,我国煤化工产业链完整性

68、处于中上游水平,美、日、韩煤化工环节发展水平相对我国发展优势明显。44图图 23:煤炭产业链各环节产品净出口情况与产业链完整性国际比煤炭产业链各环节产品净出口情况与产业链完整性国际比较较煤炭供应链安全性较高。煤炭供应链安全性较高。我国煤炭依赖度较小,煤矿数量较多,核心设备国产化率高,战略储备量达到世界平均水平,产业链完整度较高,专业人才储备较充裕。这些因素决定了我国煤炭供应链对风险的暴露性、敏感性较低,遭遇突发事件冲击后,能够较快恢复。相比于欧美日等主要发达经济体,我国煤炭产业供应链安全性较强。图图 24:煤炭供应链安全性分项及综合指标国际对比:煤炭供应链安全性分项及综合指标国际对比煤炭产业基

69、础的主要特征是煤炭产业基础的主要特征是“重硬件重硬件,轻软件轻软件”,机械设备产机械设备产业链相对完整,工程设备技术相对成熟,但软件平台建设和智能业链相对完整,工程设备技术相对成熟,但软件平台建设和智能45化水平有待提升。化水平有待提升。作为煤炭、石油消费大国,我国在煤炭、石油领域拥有较强的技术基础和较多的研发投入。2020 年,根据 OECD公布的主要国家能源领域研发投入情况,我国在化石能源领域研发总额达到 13.68 亿美元,占我国能源领域研发投入总额的 36.46%。不论是金额还是比重,都远高于发达国家。但数字化智能化基础平台建设投入较低,不利于提升资源利用效率和产品质量,这是我国煤炭产

70、业与国际先进国家差距最大的领域。我国煤炭产业在全球价值链中处于较低端。我国煤炭产业在全球价值链中处于较低端。2021 年我国原煤产量突破 40 亿吨,领先全球,但出口较少,以中低端产品为主。由于煤炭产品全球能源贸易竞争力不足,以及转化增值水平较低,中国煤炭产业的价值链指数远低于美欧日等三个主要发达经济体。图图 25:煤炭产业价值链:煤炭产业价值链2.油气:供应链脆弱性和装备能力不足掣肘现代化发展油气:供应链脆弱性和装备能力不足掣肘现代化发展我国油气产业链规模较大,但下游高端产品供给缺失。我国油气产业链规模较大,但下游高端产品供给缺失。目前三大国有一体化集团在开采、炼化环节国际排名较高,但以满足

71、46国内需求为主。装备制造、上游油服,以及下游的高端产品国际竞争力不足。从产业链上产品净出口情况看,我国油气资源以及下游炼化高端产品对外依赖高,拖累了我国油气产业链的完整性评分。对比典型发达经济体,我国下游产业链完整性差距较大,整体评分位于中下游。图图 26:油气产业链各环节产品净出口情况与产业链完整性国际比油气产业链各环节产品净出口情况与产业链完整性国际比较较石油供应链基本安全,对外依赖较大构成主要挑战。石油供应链基本安全,对外依赖较大构成主要挑战。我国石油进口来源的多样性相对较好,与主要进口国家的政治关系可控,国内储运基础设施建设水平位居国际中游,为供应链安全提供了基本保障。但上游开采技术

72、装备国产化率较低,战略储备不足 IEA推荐水平的一半,对供应链的稳健性造成挑战。47天然气供应链目前较安全,但考虑到未来需求激增,供应链天然气供应链目前较安全,但考虑到未来需求激增,供应链也亟待扩容。也亟待扩容。我国天然气进口来源的多样性相对较好,与主要进口国家的政治关系可控,国内管输设施建设处国际中游水平,战略储备量达到世界平均水平。但值得注意的是,在绿色低碳转型的推动下,我国天然气需求持续较快增长,将对天然气供应链提出更大的挑战。图图 27:油气供应链安全性分项及综合指标国际对比:油气供应链安全性分项及综合指标国际对比油气产业创新基础较好,研发强度高、研发效益好。但非常油气产业创新基础较好

73、,研发强度高、研发效益好。但非常规油气投入不足,交叉技术研发有待提升。规油气投入不足,交叉技术研发有待提升。根据国家统计局工业企业科技活动统计年鉴,我国油气和石化产业链 2020 年研发投资总额达到 269 亿元,研发强度分别达到 1.20 和 0.45。在研发48产出方面,根据国家统计局每年发布的新产品销售数据,石油加工、炼焦和核燃料加工业连续多年成为我国新产品销售收入最高的能源部门。油气领域实现产业基础高级化拥有良好的基础和巨大的潜力。然而上游非常规油气(页岩气、煤层气)开采程度远不及我国实际储量,在非常规油气高端装备的自主化水平上还有较大发展空间。页岩气专用钻机、钻井设备、高精度地质导向

74、系统、大型压裂设备以及煤层气抽采成套装备是我国在非常规油气领域实现产业基础关键突破的攻关方向。下游利用和消费环节,我国对油气在具体行业中实现清洁利用相关交叉技术的重视程度还不足。在“能源+建筑”、“能源+交通”等方面,研发成果在数量和质量上同发达国家差距明显。图图 28:我国主要能源产业研发强度及新产品销售收入我国主要能源产业研发强度及新产品销售收入(%,十亿十亿元)元)资料来源:国家统计局中国的油气产业链在国际上具有较为良好的价值水平。中国的油气产业链在国际上具有较为良好的价值水平。这得49益于国家放开油气勘查开采市场准入,改变过去主要由几家国有公司专营的局面,有利于激发市场活力,多渠道筹集

75、开发资金,加大油气勘查开采力度,稳步提高油气产量。近年来,作为油气大港的舟山港、青岛港和惠州港通过不断调整、规划油气交易与目标,油气贸易增长迅速,形成了新的油气港口竞争格局。同时,发挥上海期货交易所市场辐射优势,以制度创新降本增效。但我国油气装备配套产业发展程度并不匹配,大型油服企业较少,排名第一的中海油服市值不到国际龙头斯伦贝谢的三分之一。图图 29:油气产业价值链指数:油气产业价值链指数3.电力:重硬件、轻软件的格局亟待扭转电力:重硬件、轻软件的格局亟待扭转电力产业链完整性领先全球。电力产业链完整性领先全球。我国在主干电网建设方面长期重点投入,构建起全球最大、硬件水平最为领先的电网系统的同

76、时,也培育出领先全球的电网设备产业集群。但值得注意的是,在电网自动化控制、调度等软件和管理技术上仍存在较明显的短板。50图图 30:电力产业链各环节产品净出口情况与产业链完整性国际比电力产业链各环节产品净出口情况与产业链完整性国际比较较电力供应链稳健性与主要发达经济体仍有差距,核心设备国电力供应链稳健性与主要发达经济体仍有差距,核心设备国产化率和调峰能力不足是主要短板。产化率和调峰能力不足是主要短板。我国电源结构中煤炭占比较大,多样性不足。电网硬件建设已经位居世界先进水平,但是发电核心设备的国产化水平较低,调峰能力方面较弱,电力系统的可靠性也逊于欧盟和日本。在恢复性方面,中国电力产业的完整度较

77、高,但专业人员储备较少。综合来看,中国的电力安全指数离发达国家仍有一定的距离,特别是发电技术多样性、系统稳定性、电力设备的国产化程度以及调峰能力等方面有较为显著的差距。51电力产业基础较好,科技研发投入和产出均领先全球,以特电力产业基础较好,科技研发投入和产出均领先全球,以特高压输电为代表的电力技术关键领域已取得较大技术进展。但同高压输电为代表的电力技术关键领域已取得较大技术进展。但同样存在样存在“重硬件重硬件,轻软件轻软件”、“重单项重单项,轻平台轻平台”的产业基础短板的产业基础短板,调度平台、工程软件等重要基础领域存在较大提升空间。调度平台、工程软件等重要基础领域存在较大提升空间。我国对用

78、于解决远距离跨省份电力传输的特高压直流输电线路建设需求长期保持高位,但输电相关的机器人巡检、智能监测和继电保护等输电领域基础性软件技术投入较少。在配电端,基础平台建设仍存短板。此外,我国在电力系统设计、仿真等环节对国外工程软件依赖程度还较高,对我国能源的自主性也构成隐患。图图 31:我国电力投资额分板块统计(来源:中电联):我国电力投资额分板块统计(来源:中电联)电力产业价值链分工距高端仍有很大差距。电力产业价值链分工距高端仍有很大差距。中国电力产业价值链指数仅为 0.37;相较之下,美、日、欧等发达国家/地区价值链指数均超过 0.44,其中美国价值链指数水平最高,为 0.628。同时,本研究

79、对比了这 4 个国家/地区的电力高价值能源企业与消费规模强度比,可以看出中国的电力高价值能源企业国际化发展水52平较低。在另一方面,我国电力能源装备制造业持续快速发展,产业规模、技术水平大幅提升,如表 3 所示,我国主要的上市能源设备企业都储备有数量可观的专利与技术。尤其是随着“新基建”的发展,我国电网改造加速推进,特高压工程相继投入建设。图图 32:电力产业价值链高端化评估指标:电力产业价值链高端化评估指标表表 3:国内电力能源设备行业主要企业累计专利数量:国内电力能源设备行业主要企业累计专利数量总数量发明专利实用新型外观设计国电南瑞39742756113385许继电气20471009944

80、94中航光电21869411048197亨通光电237710421321144.新能源:现代化具基础,但结构性短板限制长期发展新能源:现代化具基础,但结构性短板限制长期发展新能源产业链完整性领先全球。新能源产业链完整性领先全球。我国布局品种多元,水电、风电、光伏、生物质发电规模连续多年稳居全球首位;地热能、新型储能、氢能等也都进入了产业化发展阶段。此外,我国已形成较为完备的可再生能源技术产业体系。风电、光伏发电技术水平具有国际竞争力,装备在全球市场占据主导地位。但从细分产53品看,新能源产业链中上游细分产品存在对外依赖较高的问题,如光伏产业链上游银浆、银粉,以及跟踪支架、PVF、PVDF 薄膜

81、、芯片和光伏角膜等原料和组件;风机装备制造中游的主轴承、齿轮箱等关键部件。图图 33:新能源产业链各环节产品净出口情况与产业链完整性国际新能源产业链各环节产品净出口情况与产业链完整性国际比较比较光伏供应链安全性较高、风能较低,核心装备光伏供应链安全性较高、风能较低,核心装备“卡脖子卡脖子”是是54最大风险。最大风险。我国在新能源领域的发展较快,风光资源禀赋较为丰富,光伏、风电装机容量遥遥领先其他主要经济体,但部分原材料和高端核心装备组件依赖进口,面临“卡脖子”风险,对我国可再生能源进一步大规模发展带来了巨大的隐患。图图 34:新能源供应链安全性分项及综合指标国际对比:新能源供应链安全性分项及综

82、合指标国际对比可再生能源产业基础较好,在技术装备研发,整机制造,重可再生能源产业基础较好,在技术装备研发,整机制造,重大工程等指标上成绩突出大工程等指标上成绩突出,但关键部件对单一技术路线依赖性强但关键部件对单一技术路线依赖性强、新技术量产潜力有待提升、平台化程度不足是共性的问题。新技术量产潜力有待提升、平台化程度不足是共性的问题。可再生能源多能协同和一体化管理和调节平台的研发力度不足,试点项目推进较少。氢能产业链基础较薄弱,发展程度也和发达经济体有较大差距。2020 年我国在氢能领域的研发投入(1814 万美元)为美国(1.7 亿美元)的近十分之一,日本(3 亿美元)的十七分55之一,仅占我

83、国能源研发总投入的不到 0.5%。由于前一时期政策和研发方面关注力度不足,氢能领域已成我国能源产业基础高计划过程中的主要“补短板”领域。图图 35:2020 年主要国家氢能研发投资计划比较(来源:年主要国家氢能研发投资计划比较(来源:OECD)中国新能源产业处在全球价值链中游中国新能源产业处在全球价值链中游,与领先国家仍有差距与领先国家仍有差距。相比海外企业能够凭借技术优势能够在海上风电等技术要求更高的场景占有市场,中国国内企业业务大多集中于国内。中国海外新能源开发投资偏重于装备以及产品输出。中国对太阳能和风能供应链有着巨大的影响,随着中国各个环节的核心厂商进行扩产计划,2019 年中国硅片、

84、电池片、组件产能全球占比约为 97%、79%、71%,但在背板 PET 基膜等产品上,依然由美、日等国企业垄断。而我国风电产业链上下游不匹配,上游生产能力和研发水平在全球处于较低水平,对外技术依赖性强;而下游的风电建设能力却位居世界前列。上下游发展速度和规模明显不能衔接,这约束了我国风电全产业的国际化进程。另一方面,美国和欧洲的56投资增长强劲,且具有较为完整的产业链整体输出。图图 36:新能源产业价值链指数:新能源产业价值链指数(三)(三)我国能源产业链现代化水平的总体评价我国能源产业链现代化水平的总体评价通过对能源产业链现代化四个维度综合指标按极值法标准化后进行的分段(1-5 分)打分,构

85、建综合评价指标,显示我国能源产业链现代化发展已经初具基础,我国正在从能源大国向能源强国转型的过程中。但能源产业链存在结构性缺失、供应链弹性韧性不足、产业基础创新能力较弱,以及价值链高端化水平较低等问题,是能源强国建设过程中,亟待解决的问题。产业链完整性较高,但存在结构性短板产业链完整性较高,但存在结构性短板。完备的工业门类为能源产业链提供了完整的配套;而巨大的市场规模和多元化的自然地理特征,则推动了能源产业链的多元化发展。但值得注意的是,尽管我国能源产业链完整,产业门类齐全,但是仍存在明显的结构性短板。光伏产业链上游部分关键原料和组件依赖进口;57高端风电设备部分关键组件长期被国外企业垄断。此

86、外,储能、氢能、碳捕集封存和利用等技术尚未实现产业化发展,可再生能源装备回收处置等产业也待培育。综合评分显示,中日在传统能源产业链完整性上弱于美国,日本油气资源对外依赖大,我国末端高端产品对外依赖高。但在新能源领域,中国领先其他主要对手,占据领先优势。总体而言,我国能源产业链完整性相比国外具有较强的优势,但仍面临结构性短板,部分关键技术、原料、装备和软件对外依赖较强,面临“卡脖子”的风险,需要针对性地重点突破。图图 37:能源产业链完整性综合指标国际比较:能源产业链完整性综合指标国际比较供应链安全基本有保障,但韧性、弹性不足带来隐患。供应链安全基本有保障,但韧性、弹性不足带来隐患。我国对国外能

87、源依赖大,构成我国化石能源供应安全的主要问题;进口来源的多样性相对较好,与主要进口国家的政治关系可控。从敏感性来看,我国能源油气管道设施的长度超过了日本和欧盟,处于国际中游水平,但距离美国仍然存在较大差距。可再生能源58部分核心设备的国产化率与美日欧等发达国家存在差距,仍然需要加大研发投入,提升核心设备的制造能力。在能源战略储备方面,我国石油战略储备的天数为 45 天左右,仅为国际能源署要求的至少达到上一年 90 天石油净进口量水平的一半。从恢复性来看,我国能源产业、市场及基础设施相关信息和数据披露水平相比领先国家存在较大差距。专业人才储备较充裕。综合来看,我国能源产业供应链安全稳定有基本的保

88、障,但是对内外部冲击的敏感性较强,吸收冲击的能力不足。部分新能源技术对外依赖较强,风险冲击将会随着可再生能源使用规模的提升而快速放大。不论从传统能源供给安全、能源供应链安全,以及技术安全的层面看,我国能源安全形势都较为严峻,供应链弹性、韧性亟待提高。图图 38:能源供应链安全性综合指标国际对比:能源供应链安全性综合指标国际对比产业基础坚实产业基础坚实,但创新能力不足但创新能力不足,高级化发展目标仍待实现高级化发展目标仍待实现。59指标评分显示,中国能源产业基础远弱于美国,但由于产业门类齐全、规模较大,总体评分仍高于其他经济体。但需要看到,我国产出数量和研发投入领先,但还需在创新激励和产出质量上

89、下功夫,着力提高创新成果服务工业实践的能力,以提升我国整体创新发展水平。下一步建议逐步建立实业生产与技术开发结合更加紧密的能源创新体系,让新技术成果在工业实践中充分发挥效能。同时,还应将能源创新的驱动因素由政策驱动为主的现状逐步向市场驱动和政府驱动齐头并进的格局转变,探索引入市场化主体和社会资本的激励手段。表表 4:主要国家能源产业基础高级化指数得分:主要国家能源产业基础高级化指数得分创新激励创新激励研发投入研发投入新技术产新技术产出出发展水平发展水平综合评分综合评分瑞士9.130.533.829.4031.03中国1.525.465.99-1.1850.49德国5.731.447.424.3

90、338.74英国5.371.184.765.2329.09日本6.432.995.798.4547.46美国5.958.816.146.3870.7160图图 39:主要国家能源产业高级化指数分项得分:主要国家能源产业高级化指数分项得分全球价值链分工仍以中低端为主,高端化程度有待提升。全球价值链分工仍以中低端为主,高端化程度有待提升。我国除部分石化产品外,能源产品出口规模较小,以中低端产品为主,高端产品进口依赖较高。我国能源产业参与国际出口市场,主要集中在能源装备,尤其是新能源装备领域。我国能源装备制造业持续快速发展,产业规模、技术水平和国际竞争力大幅提升。但在高端技术、关键部件方面仍有缺口。

91、从企业角度看,我国能源产业链的国际化水平不足。根据标普发布的 2020 年全球能源企业排名中,前 100 强我国占据了 14 个,与欧盟相近,远超过日本,但不足美国的一半。以总资产除以国家/地区的能源消费总规模构建的“国际化发展指数”显示,我国能源企业国际化发展水平远低于欧美日等发达经济体。61图图 40:各国能源价值链综合比较:各国能源价值链综合比较综合各方因素,我国能源供需规模均大,传统能源产业发展成熟,可再生能源产业依托国内市场迅速发展,能源门类齐全,开发规模领先全球,技术装备国际市场占有率高。产业链完整性较高,支撑我国当仁不让的能源大国地位。在供应链安全性方面,尽管能源自给率较高、国内

92、产业链配套完备,为能源供应的稳健提供了保障,但是我国能源供应链空间跨度大,储运体系,尤其是储备能力不足,以及多能互补协同的能力仍有短板,导致供应链的弹性和韧性不足,在内外部冲击发生时难以迅速调整恢复,存在一定隐患。更值得注意的是,我国能源产业基础创新能力、创新效率相比发达经济体存在明显劣势,导致部分基础性技术、材料、装备、软件对外依赖强。主流能源效率和战略性技术储备均弱于发达经济体。这为我国能源进一步深化绿色高效发展,带来了潜在障碍。62图图 41:能源产业链现代化的国际对比:能源产业链现代化的国际对比最后,尽管我国能源装备出口市场规模较大,但主要集中在发展成熟的主流技术和末端成套设备领域,竞

93、争优势来自于国内市场规模和制造能力支撑下的成本优势。高端先进装备和中上游关键核心材料、部件和装备、软件等市场竞争力不足。此外,运维的技术硬实力和管理软实力的不足,限制了我国新能源对外投资,使我国新能源产业链在国际价值链分工中,局限于装备制造,而无法整合全球产业链,提升系统性能力。价值链高端化方面,我国能源产业链仍有很大的提升空间。63三、三、我国能源产业链现代化发展的定位与目标我国能源产业链现代化发展的定位与目标2022 年 1 月 25 日,习总书记主持中央政治局第 36 次集体学习时,对推动能源革命、建设能源强国提出了三方面的要求,一是推动能源系统低碳转型,要立足资源禀赋,坚持先立后破、通

94、盘谋划,优化能源结构,控制化石能源消费,促进新能源和可再生能源发展;二是保障能源供应,要夯实能源生产基础,保障供应安全,加强储备能力;三是提升能源产业竞争力,要推动能源技术与现代信息、新材料和先进制造技术深度融合,探索能源生产和消费新模式。(一)(一)能源强国目标下产业链现代化的总体要求能源强国目标下产业链现代化的总体要求从产业链的角度解读,能源强国建设的三个目标可以细化为五方面的要求:1.构建健全高效的产供销储体系构建健全高效的产供销储体系煤炭产业链上游全面推行绿色智能开采,提升资源采出率,推广废弃与伴生资源综合利用,优化矿区生态治理;优化产运销储信息化、智能化调度,推行订单式生产、优化储运

95、体系,构建弹性韧性供应链。石油气产业链要国际国内两手抓,统筹两个市场、协调两种资源。对外多种手段鼓励和引导企业深化国际合作开拓油气资源,积极推进“一带一路”能源合作和能源基础设施互联互通;对内推动数字化、智能化、精细化勘探和开采技术,提升资源利用效64率,推动非常规油气规模化开发。针对天然气灵活调峰需要,需优化价格引导推动储运体系加快建设完善。新能源产业链优化直流外送通道,优化电网调度。加快建立可再生能源装备回收处置产业,完善能源产业链闭环体系,提升资源综合利用效率。2.形成科学灵活的能源结构形成科学灵活的能源结构科学灵活的能源结构包含三层涵义:多元,即要有完备多元的能源品种,适应不同阶段发展

96、需要;科学,即能源结构的动态演化适应资源禀赋和技术条件,避免能源转型风险;灵活,即多种能源之间能够交互耦合、协同互补,提升能源系统稳健性。构建科学灵活的能源结构需多种能源协同发展。煤炭产业链加快发展新型煤化工,提升煤基特种燃料等高端精加工产品供给,实现对石油、天然气产品的替代;推广煤化工制氢,以及绿氢耦合技术。可再生能源产业链优化多能耦合、多模式协同,重点推广可再生能源并网前端实现多能协同,降低系统波动性;推广可再生能源离网制氢、生物质原料高效转化乙醇、燃油、油脂等技术。电力产业链是耦合多种能源、实现协同互补的中枢。在发电端需优化推进煤电灵活调峰改造、加快天然气发电调峰能力建设,为高比例可再生

97、能源并网提供硬件基础。在电网侧,需优化用电供需预测,提高电网调度智能化水平。加快培育大容量新型储能65技术与产业,开展分布式储能系统协同聚合研究。3.建立强大的技术储备与创新能力建立强大的技术储备与创新能力保障能源系统健康可持续的发展,需要成员产业链构建强大的产业基础,其核心就在于技术储备和创新能力。坚实完备的技术储备保障了能源产业链规模扩张后,不会受到国外“卡脖子”威胁;强大活跃的创新能力决定了能源产业发展的效率和国际竞争力。完善技术储备需要引导企业精准“补链”,弥补“卡脖子”技术装备和软件系统缺失,开发先进技术和高端装备,保障能源产业链自主可控。提升创新能力需要全方位优化创新激励,构建“政

98、产学研”协同一体的公共研发平台,实现创新资源和成果共建共享,探索形成政府引导、市场主导、企业为主体、社会参与、多方协同的能源技术创新平台体系。4.具备较强的国际市场话语权具备较强的国际市场话语权“大而不强”的问题一直困扰着中国能源和装备产业。亟待优化能源产品性能和提升装备技术水平,扩大高端市场占有率,优化全球价值链分工位置;加大海外能源开发项目投资,深度参与和主导国际合作,提升产业链整合能力;积极参与国际行业标准制定。5.形成完善的能源管理体制机制形成完善的能源管理体制机制66构建政策与市场协同合力的能源管理体制机制。完善顶层设计、明确发展规划、提供合理可预期的政策激励和引导。在市场层面,深化

99、能源市场化改革,形成科学合理、灵活高效的价格体系,优化市场运行;构建产业链信息基础和平台,构建开放、协同的创新环境,推动数字化智能化发展;完善绿色金融体系,引导产业自发成长;积极探索全球能源和碳排放许可等跨境交易、市场机制耦合的可行策略。(二)(二)提升我国能源产业链现代化水平的阶段目标提升我国能源产业链现代化水平的阶段目标为配合我国双碳目标的达成,以及推动构建新发展格局和现代化经济体系建设目标,本课题提出“三阶段”建设能源强国的战略安排,即到 2035 年我国能源体系达到世界一流,完全能够保障我国社会主义现代化建设的能源需求;到 2050 年我国能源体系跻身世界前列,完全能够保障我国现代化强

100、国建设的能源需求;到 2060 年我国完全建成能源强国,引领世界能源发展5。以此为目标,本课题结合能源强国建设目标对能源产业链的五方面要求,提出产业链的现代化发展的三阶段目标:1.第一阶段发展目标与任务举措(第一阶段发展目标与任务举措(2022-2035 年)年)根据研究,第一阶段一次能源结构中煤炭占比大幅下降,从57%降至 42%;石油占比从 19%降至 16%;天然气则从 8%提升至14%;新能源从 16%跃升至 28%。CCUS 消纳碳排放的规模约 105资料来源:子课题一67亿吨,推动碳排放达峰后下降。为配合这样的能源结构调整,要优化传统化石能源压舱石作用,同时推动可再生能源获得突破式

101、发展。优化传统化石能源压舱石作用。优化传统化石能源压舱石作用。优化煤炭利用,普及智能绿色开采技术,回采率达到国际先进水平;煤炭柔性、韧性产运销体系建立完善;新型煤化工优化发展,高端产品规模化供给能力提升。强化油气保供,增加石油供应来源、拓宽供应渠道,推广数字化智能化开采,提升采收率至国际先进水平,非常规油气实现规模化开采;战略石油储备达到 90 天安全水平。提升天然气在一次能源结构中的地位,大幅增加天然气装机容量,优化机组结构,合理提升调峰比例;加强 LNG 进口渠道建设,加快东部沿海接收和储存设施建设,加快管道和储存体系建设,优化布局适应电力调峰需要。电力产业链上游高效燃煤关键技术和组件自主

102、可控,并在新建、改建机组全面推广应用。电力市场改革基本完成,形成科学合理、灵活高效的价格体系。新能源产业链突破发展,提供发展增量。新能源产业链突破发展,提供发展增量。可再生能源关键技术装备自主可控,基本突破“卡脖子”技术限制;储能产业在分布式、发电端耦合等应用场景实现规模化发展;氢能产业具备从生产、储运到终端应用的完整产业链,培育若干具有国际竞争力68的产业链一体化龙头企业;培育 CCUS 与工业、化石能源产业协同的规模化应用试点,走通产业化应用的技术和市场路径;装备回收利用产业制度框架和市场机制形成,装备回收处置再利用体系初步形成。2.第二阶段发展目标与任务举措(第二阶段发展目标与任务举措(

103、2035-2050 年年):第二阶段预计煤炭、石油一次能源占比继续快速下降(煤炭占比 42%降至 30%,石油占比 16%降至 10%),天然气保持基本稳定,新能源占比继续从 28%大幅提升至 48%,CCUS 消纳规模扩大至 25 亿吨。能源系统温室气体净排放量大幅下降至 20 亿吨。为实现这样的目标,需要推进化石能源产业链深度优化转型,可再生能源产业链全面加速发展。传统化石能源产业链深度优化转型。传统化石能源产业链深度优化转型。煤炭产业全面推行数字化智能化勘探开采和柔性生产;高效燃煤技术全面普及,超超临界及以机组实现全覆盖,燃煤机组灵活调峰改造全面完成。石油和煤化工“非能化、高端化”转型,

104、提升高附加值、高品质精细化工产品供给,品质性能达到国际先进水平;煤制油对常规成品油具有成本竞争力,形成规模化替代;生产能耗、水耗和产品品质达到国际先进水平。天然气灵活调峰能力进一步加强。CCUS 实现产业化、规模化、普及化发展,化石能源应用项目69配备 CCUS 成为“标配”,生态碳汇和 CCUS 合计消纳碳排放达到40 亿吨水平,二氧化碳经济利用规模化发展。可再生能源产业链全面加速发展。可再生能源产业链全面加速发展。核心技术装备实现高端化发展,技术指标和系统应用水平达到国际领先水平;储能产业在各种应用场景全面推广;氢能实现规模化、产业化应用,在终端能源消费结构中占比明显提升;装备回收处置产业

105、发展成熟,可再生能源装备实现全面回收和梯级再利用,生产成本和全产业链碳足迹大幅降低。3.第三阶段发展目标与任务举措(第三阶段发展目标与任务举措(2050-2060 年年):第三阶段预计传统化石能源占比全面明显下降(煤炭占比从30%降至 22%;石油 10%降至 6%,天然气 12%降至 9%),可再生能源占比持续提升(48%提升至 63%)。CCUS 规模扩大至 30-35亿吨,推动碳中和目标达成。在这一阶段,能源强国目标基本达成,能源产业链在充分满足国内能源需求、推动绿色低碳转型的基础上,进一步提升国际竞争力,引领全球能源发展和低碳转型。传统化石能源基本完成非能化转型,产品在国际市场竞争力传

106、统化石能源基本完成非能化转型,产品在国际市场竞争力领先。领先。保留基本保障性装机及调峰装机;煤炭和石油回归原料属性,煤化工及石油化工高端产品占据国际市场领先地位;CCUS 产业进一步规模化、高端化发展,业务范围拓展至能源与工业领域全覆盖。70可再生能源实现全链条高端化发展。可再生能源实现全链条高端化发展。进一步推动核心技术和装备高端化,具备国际市场领先的竞争力;储能产业实现市场化、多元化发展,培育创新业务体系;氢能产业进一步扩大规模化应用范围,在交通、工业领域成为主要的终端能源之一。71四、四、提升我国能源产业链现代化水平的任务举措提升我国能源产业链现代化水平的任务举措对照能源强国建设目标和我

107、国能源产业链现代化水平的评估结果,可以看到我国正在从能源大国向能源强国转型的过程中,能源强国建设已初具基础。但同时,产业链结构性缺失、供应链弹性韧性不足、产业基础创新能力较弱,以及价值链高端化水平较低等现代化建设过程中暴露出来的问题和短板,对我国能源强国建设造成了掣肘,甚至是隐患。解决这些问题不仅需要产业链上下游各环节联动,更需要不同产业链之间协同耦合、形成合力。而顶层设计和体制机制是促成协同的关键所在。(一)(一)煤炭产业链优化转型发展煤炭产业链优化转型发展推动煤炭产业链上游勘探开采环节智能绿色转型推动煤炭产业链上游勘探开采环节智能绿色转型,推广先进开采技术,提升回采率,达到国际先进水平。优

108、化体制机制优化体制机制,带动煤炭柔性和韧性产运储销体系加快完善带动煤炭柔性和韧性产运储销体系加快完善。煤炭现有生产方式刚性强,且存储时间相对有限,面对超预期的市场变化不能很好适应。但在能源体系低碳变革过程中,煤炭市场异常波动日益频发,在产能整体宽松的情况下存在区域性、品种性和时段性供应紧张的问题。需加快建立生产、销售、运输和消费监测分析平台,为更精准的市场分析和需求预测提供基础;建立煤炭产能弹性管理机制,利用基础较好的大型现代化矿井、大型露天煤矿、消费集中地、运输枢纽等地进行试点,打造政府可调度、运营市场化的煤炭多元储备体系;充分挖掘现有铁路通72道煤运能力,围绕晋陕蒙新等煤炭主产地,按照抓长

109、协、优结构、增比重、散改集的整体思路加强煤炭运输组织,同时优化港口布局,提升港口转运衔接能力;加强煤炭产业链智能化建设,提高智能化开采技术利用水平,应用信息技术实现煤炭开发、运输、销售环节的信息联动,满足煤炭订单式的生产需求,推动智慧物流,确保未来煤炭产业产能合理、充裕,运销畅通;在市场建设方面,持续深化煤炭市场化改革和市场体系建设,加强全国煤炭交易会品牌建设,加强市场监测预警,建立煤炭应急保障机制。能化并行推动煤化工高端化、清洁化利用。能化并行推动煤化工高端化、清洁化利用。我国煤炭储量丰富,煤化工技术领先,推动煤化工高端化、多元化、低碳化发展有助于缓解油气产品资源约束,提升能源供应弹性。我国

110、煤化工发展面临产品经济性以及绿色生产两方面的挑战。对此,一方面需加快关键核心技术攻关,积极发展煤基特种燃料、煤基生物可降解材料等,增加高值化学品生产比例,充分发挥资源价值,加强对替代资源价格冲击的抵抗力。另一方面,加大政策支持力度,推广应用可再生电能、绿氢等提供生产过程所需能源,实现绿色发展。(二)(二)油气产业链多措并举保供给,优化结构提效益油气产业链多措并举保供给,优化结构提效益油气供应链脆弱性较强,需要从上游拓展资源供应渠道,中游强化产运储销供应链条,下游推动多能协同互补,从整体上保障我国能源供应安全稳定。731.拓展多元化能源供应渠道拓展多元化能源供应渠道优化化石能源勘探开采技术,扩充

111、可用资源储量。优化化石能源勘探开采技术,扩充可用资源储量。传统油气资源重点发展低渗透老油田驱油技术,高含水油田精细化/智能化分层注采技术、深层油气勘探开采技术等。非常规油气重点发展深层页岩气、非海相非常规天然气、页岩油和油页岩勘探开发等技术示范试点,鼓励通过国际合作获取欧美成熟技术,加快实现经济利用。加快推广应用数字化加快推广应用数字化、智能化智能化、精细化勘探和开采技术精细化勘探和开采技术。2019年以来,多个国际油气巨头与数字科技企业开展深度合作,借助人工智能等技术,优化勘探精度,提升油井性能。比如 2019 年 BP与人工智能初创公司 Belmont Tech.合作开发“地下资产图谱”;

112、埃克森美孚、雪佛龙分别与微软建立了合作伙伴关系,取得了明显效果。依托国内数字科技行业的快速发展,可鼓励煤炭、油气企业开展战略合作,加快开发和推广数字化、智能化、精细化勘探和开采技术。74图图 42:中国与全球能源互动逻辑:中国与全球能源互动逻辑多举措保障国际油气供应稳定多举措保障国际油气供应稳定。加快东部沿海区域 LNG 接受和储备体系建设,开拓非洲油气资源合作,提升全球能源供应多样性。统筹国际国内两个市场、协调两种资源,推动更多元的国际能源合作,开展能源技术合作、技术换资源合作等模式。积极推进“一带一路”能源合作和能源基础设施互联互通,深化双向能源合作,促进相关国家扩大市场开发,支持能源多边

113、贸易体制,实现跨国跨区域的能源优化配置与供给保障。综合来看,将能源产业链国内和国际市场两手抓,促进两个市场的融合和良性循环,才能在更好地促进我国能源系统向低碳转型的同时,确保我国未来能源系统的安全和稳定。2.优化国内油气供应链体系优化国内油气供应链体系75优化市场机制优化市场机制,推动天然气储运调峰基础设施加快建设完善推动天然气储运调峰基础设施加快建设完善。我国天然气储备、调峰能力不足,管输气和 LNG 的储备量分别为年消费量的 7%和 2%,均大幅低于国际平均水平。我国天然气需求以工业为主,能源使用部分以分布式热电联产机组为主,占比超 70%。天然气调峰能力建设滞后,主要因调峰电价和气价激励

114、不足,难以覆盖天然气发电的高成本。随着可再生能源不利于增加可再生能源的消纳,对于天然气调峰、进而对储备的需求也将迅速提升。在市场机制上,加快完善完善调峰电价和调峰气价;在建设模式上构建地下储气库和 LNG 接收站为主,LNG 调峰站及管网互联互通为辅的多层次储备体系;在区域布局上增加东南用电负荷中心的管网和储备设施;在运营激励上试点推广天然气管道掺氢输送等,有助于提升管网和储备体系建设经济性,加快建设进程。76图图 43:我国天然气储备规模及主干管网优化布局模拟:我国天然气储备规模及主干管网优化布局模拟资料来源:Li et al.BMC Energy(2019)1-5(三)(三)以电力产业链为

115、中枢,推进多能互补以电力产业链为中枢,推进多能互补优化推进煤电灵活调峰改造。优化推进煤电灵活调峰改造。结合机组经济和技术条件,因地制宜优化转型路径。山东、内蒙、山西等省服役时间长、效率低、盈利差的煤电机组优先退役;东部沿海大规模、运行年限短的机组,积极推动煤电灵活性改造。加快天然气发电调峰能力建设。加快天然气发电调峰能力建设。优化天然气发电建设规划,合理适度增加天然气调峰机组建设;加快完善天然气储运基础设施体系,深化电价体制机制改革,根据不同调峰特性拉大调峰电价梯度,提升气电调峰的激励力度。优化用电供需预测,提高电网调度智能化水平。优化用电供需预测,提高电网调度智能化水平。优化供给端精确预测,

116、发展智能化调度高效优化算法,提升调度软件和系统水平,实现更精准、高效、自动化的调度。目前,我国可再生能源预测技术、电网调度底层算法和软件系统水平与先进国家相比77均存在较大的差距。但同时,我国在人工智能软件开发方面,已经具备了较强的国际竞争力。推动信息透明和市场开放,吸引行业外企业跨界参与基础算法和软件的开发,引导电网企业与互联网企业开展合作,有助于大幅提升相关配套技术和软件系统的现代化水平。(四)(四)新能源产业链精准补链、协同发展新能源产业链精准补链、协同发展我国能源产业链完整,但仍存结构性缺失。部分关键技术、原材料和装备组件、基础软件进口依赖较强。此外,储能、氢能,以及可再生能源装备的回

117、收处置等产业仍处发展初期。1.引导企业精准引导企业精准“补链补链”,保障能源产业链自主可控,保障能源产业链自主可控可再生能源产业链高度细分、链条长,国际化分工程度深。目前我国相关产业链存在一定的结构性缺失。随着可再生能源占比的逐步提升,关键技术、原料和组件对外依赖带来的“卡脖子”风险将日益突出,成为限制我国可再生能源长期平稳发展的重要因素。光伏产业链上游银浆、银粉,以及跟踪支架、PVF、PVDF薄膜、芯片和光伏角膜原料和组件依赖进口;风机主轴承、齿轮箱等关键部件受制于人,尤其是高端风电主轴承市场,长期被SKF、FAG、罗特艾德勒等跨国巨头所垄断。但是在注意到结构性缺失的同时,也需要看到我国风电

118、、光伏产业链整体发展成熟,装备企业国际竞争力较强,已经成为我国海外战略资源、技术专利获取和国内技术研发投入的主体。以78现有成熟技术为依托,加快技术迭代和研发,有助于精准“补链”,保障能源产业链的自主可控。同时,利用我国巨大的国内市场和国际市场竞争力,引导相关企业通过对外投资、国际合作等多种方式,有助于进一步加快技术突破,更加高效地实现“补链”。2.推动产业协同推动产业协同“增链增链”,打造完整闭环的能源产业链,打造完整闭环的能源产业链对比发达经济体,我国在能源全产业链中,储能、氢能以及装备回收处置产业尚待发展。储能是提升可再生能源消纳能力、构建多能协同能源结构的关键链条;氢能则是衔接化石能源

119、与新能源、实现能源与工业系统零碳目标的关键,因而受到各国普遍重视;装备回收处置则是构建新能源产业完整闭环,提升经济性和全生命周期绿色性的最后一环。产业链上中下游协同,推动氢能产业加快发展。产业链上中下游协同,推动氢能产业加快发展。氢能具有热值高、能量密度大、结合 CCUS 技术可实现零排放,以及发电出力灵活等优势,是碳中和目标下理想的清洁能源。2020 年国务院新时代的中国能源发展白皮书以及 2022 年十四五能源领域科技创新规划均提出要加快加速发展氢能和燃料电池技术。美国、欧盟、日本也将氢能提升至战略高度,日本更是提出要建设“氢能社会”。我国氢气产量全球领先,应用领域集中在化工原料,以氨、甲

120、醇等大宗材料合成为主,能源使用占比较低。主要原因在于我国氢能产业链下游发展滞后,储运技术和设施体系不健全,以及氢能与其他能源多能耦合互补的技术发展相对滞后。氢能产79业上中下游涉及多个能源行业,如上游制备技术以煤化工制氢为主,下游应用涉及电力、燃气及交通部门,中游储运体系建设则投入需求巨大,因此需要构建跨产业协同推进的产业链政策。可以通过在公共交通、特种交通工具、公共服务用车等交通场景,以及分布式能源系统等多应用场景试点推广可再生能源-氢能一体化的综合能源系统,扩大氢气能源利用规模,倒逼技术验证和迭代速度,推动燃料电池等技术和系统成本下降。推动天然气管输和储备设施掺氢的技术应用和推广,实现储运

121、基础设施体系的优化协同。优化价格机制、拓展多元场景,加快发展大容量新型储能产优化价格机制、拓展多元场景,加快发展大容量新型储能产业。业。随着可再生能源接入比例提高,电网对短时、中长时储能的需求不断增高(图 44)。2020 年我国储能电池出货 3.8GWh,而国内消费仅占 18%。“内需不足”主要来自于大容量技术发展不成熟、储能成本较高的限制。通过财税和产业政策引导电力、新能源车等拥有技术条件的龙头企业“跨界”大容量储能产业;加快电价机制改革,拉大峰谷电价差、完善储能容量电价等机制,都是推动储能产业上下游协同发展的有效且必要的手段。推广分布式储能与分布式电源耦合,发展区块链共享储能技术,有助于

122、协同提高电网对分布式可再生能源的接纳,提升储能利用效率,降低成本。80图图 44:随着可再生能源比例提升,储能需求也将迅速增长:随着可再生能源比例提升,储能需求也将迅速增长跨行业协同跨行业协同,加快培育加快培育 CCUS 产业化发展产业化发展。在碳中和目标下,我国能源系统不仅要实现大幅度的减排,还需要通过 CCUS 消纳二氧化碳排放量。据测算,要实现双碳目标,到 2030 年我国需消纳 20 亿吨 CO2,2050 和 2060 年则分别达到 40 亿吨和 50 亿吨6。而我国陆地系统年均碳汇规模约为 10-20 亿吨,亟待培育 CCUS产业,实现规模化发展。目前 CCUS 技术成本较高,主要

123、原因在于捕集过程需要与化石能源利用(包括能源使用与工业使用)设施相结合,而建成后改造成本较高;封存技术尚不成熟,封存空间有限,以及 CO2 经济化利用路径较少,目前主要为石油开采环节驱油,以及生物质燃料生产等。为此,亟待加快捕集技术和装备的研发推广,依托新增化石能源建设项目开展碳捕集耦合技术试点,同时加快 CCUS 建设政策支持与标准规范体系,加快开发低成本封存技术,规划布局储、运、封存基础设施,以及加快探6数据来源与本课题子课题一研究成果81索多元化 CO2 经济利用渠道,协同相关产业开展应用试点和推广。加快完善政策体系,培育可再生能源装备回收处置产业。加快完善政策体系,培育可再生能源装备回

124、收处置产业。预计到 2030 年,我国退役光伏组件预计将超 60 GW,风电机组退役超 3.4 万台,动力电池到 2025 年也将累计退役 78 万吨。大部分装备如果处置不当,将会造成严重的环境污染。同时,退役装备含有大量有价值成分,如木材、锂、玻璃、硅、银、铜、铝等,优化回收利用可降低全产业链成本和能耗。目前,可再生能源装备回收产业面临回收率低、二次污染和成本高收益低的问题。应加快制订可再生能源关键设备回收处置相关法规,明确回收处置责任义务和执行标准;培育领头羊型回收企业,鼓励生产企业参与回收环节,建立成本分担、激励共享机制,优化产品设计提升回收处置便利性;研究装备二次利用和梯次利用技术标准

125、和规范。3.由点及面稳步推进多种能源协同耦合由点及面稳步推进多种能源协同耦合按照先局部后整体的发展思路,优化可再生能源发展模式。按照先局部后整体的发展思路,优化可再生能源发展模式。坚持集中式与分布式并举、陆上与海上并举、就地消纳与外送消纳并举、单品种开发与多品种互补并举、单一场景与综合场景并举、发电利用与非电利用并举。重点推广可再生能源并网前端实现多能协同。结合煤电灵活调峰改造,推广资源区煤矿地下水库电力调峰技术,煤碳与太阳能光热、风能、地热能耦合发电技术,可再生能源制氢与煤清洁转化耦合技术等,将煤矿区建设成为地面井82下一体化的风、光、电、热、气多元协同的清洁能源基地。加快研发并示范多种类生

126、物质原料转化燃料技术。加快研发并示范多种类生物质原料转化燃料技术。包括高效转化乙醇、定向热转化制备燃油、油脂连续热化学转化制备生物柴油等系列技术。加大生物乙醇等产品终端应用推广。83五、五、提升我国能源产业链现代化水平的体制机制保障提升我国能源产业链现代化水平的体制机制保障(一)(一)完善顶层设计,优化政策牵引完善顶层设计,优化政策牵引实施能源强国战略,兼顾能源转型和能源安全,需要有全局实施能源强国战略,兼顾能源转型和能源安全,需要有全局性的顶层设计。性的顶层设计。完善的顶层设计,不仅可以使各部门、各主体的创新力充分迸发,还能起到统合市场力量,最大程度降低政策不确定性,稳定市场预期的作用。梳理

127、梳理“卡脖子卡脖子”关键技术装备,明确产业激励。关键技术装备,明确产业激励。新能源和低碳技术在短期内回报率低,攻关难度高。通过税收减免和补贴,可以缓解新生行业的融资难问题,快速促进新能源产业形成。重点需要对于那些处于关键技术环节的核心技术和“卡脖子”装备,提供更加直接的激励。结合国家级重大工程,集中各方面力量攻关重大技术专项是解决能换装备领域技术难题的可行路径。我国的产业激励政策立足技术瓶颈期、行业初创型发展特点,提供了切实有效的政策支持。而激励幅度的灵活调整也为培育行业竞争力,优化行业内部资源配置提供了政策工具。(二)(二)加快建设电力市场,优化电价形成机制。加快建设电力市场,优化电价形成机

128、制。建设以全国电力市场和全国碳市场为代表的全国性交易平台,有助于发挥市场资源配置作用,促进全国资源协调,并激励市场主体自发进行技术创新。全国能源交易市场一体化也有利于提升能源系统的灵活性,有利于在地区性、行业性能源危机爆发时,通过价格机制平抑能源及时供需矛盾,优先将资源配置到优质主84体。各国经验也表明,碳交易和电力交易市场覆盖越广、整合度越高,实施效果就越好。高效运行的电力市场能够形成灵活调整的价格信号,引导市场供需实时出清,是电网调度的重要而有益的补充。此外,在新型电力系统下电力商品低边际成本、高系统成本的变化趋势下,电力商品的电能量属性难以全面反映其真实价值,需要设计体现安全稳定价值、容

129、量价值、环境价值等不同属性的交易品种,通过辅助服务市场、容量成本回收机制等补偿灵活调节资源收入,激发市场主体活力。设计并优化容量电价、调峰电价、储能容量电价,以及绿电价格机制,有助于推动电网和电源优化建设。(三)(三)依托试点与重大工程提升关键技术装备水平依托试点与重大工程提升关键技术装备水平我国国产化技术和产品在加快研究开发的同时,需求端却存在不愿用、不敢用的难题,亟待构建产业链上下游设计、开发、制造、示范应用推广协同联动,构建国产首台(套)、首批次产品大规模市场应用的生态系统。依托试点示范和重大工程,提升技术装备水平。结合大型工程、示范工程开展装备研发有利于在短时间内集中各技术环节人才和技

130、术基础,加强资金和技术支持可持续性,有效提高新技术研发的成功率。政策扶持也需改变过去“抓大放小”的选择性政策支持方式,以培育“专精特新”企业、“隐形冠军”和“独角兽企业”为重点,加大产业政策对产业基础再造企业主体的支持力度。建立产业基85础能力攻关企业的稳定长效支持机制,稳定预期,促进中小企业稳步实施技术攻关计划。调整优化政府补贴方法,将支点前移,直接对产业基础领域的创新型产品实施补贴,改变过去主要补贴下游企业、上游企业不能受益的状况。(四)(四)构建开放的创新环境,推动数字化智能化发展构建开放的创新环境,推动数字化智能化发展完善能源产业链信息披露机制,构建数据信息基础,是激发完善能源产业链信

131、息披露机制,构建数据信息基础,是激发创新合作的关键。创新合作的关键。推动能源产业链数字化、智能化发展是快速提升现代化水平,实现绿色、高效、低碳发展的关键。在 2022 年 4月发布的十四五能源领域科技创新规划中,数字化智能化技术受到了高度关注,并涉及全部能源领域。目前我国在数字化智能化技术及应用领域已经积累了一定的基础,相关企业的技术储备和开发应用能力具备国际竞争力。但能源产业,尤其是传统能源产业涉及国家安全、基本民生等问题,体制机制和管理模式相对封闭,一定程度上限制了跨行业的合作创新,抑制了数字化智能化技术研发应用的活力。以电网为例,目前我国电网源、需两端实施精准预测、电网调度,以及电力市场

132、撮合竞价等底层算法和软件系统水平,与先进国家相比均存在较大的差距;需求端的节能管理、碳资产配置等多元化服务也发展迟缓。一个重要的原因在于电网基础设施信息、节点潮流和阻塞数据,以及调度信息无法披露,抑制了科技企业等多元化市场主体参与相关市场,开展业务创新。加紧建立能源产业链和能源市场信息基础的构建,86完善相关制度和规则,在保障国家安全的基础上,打造更加开放、创新友好的产业链生态,将有助于迅速提升我国能源产业链数字化、智能化水平。(五)(五)构建构建“政产学研政产学研”协同一体的公共研发平台协同一体的公共研发平台当前,我国能源产业存在研发产出与成果应用不相称的问题。一方面,随着我国研发投入的快速

133、提升,高校能源产业研发成果发表数量常年位居世界前列,但研究成果广泛存在产业应用潜力欠缺,与实际需要脱节的问题。另一方面,企业在内部研发投入上缺乏积极性,技术更新进度缓慢,能源效率与先进水平存在较大差距。亟需深化能源科技体制改革,探索形成政府引导、市场主导、企业为主体、社会参与、多方协同的能源技术创新平台体系。推动关键性、基础性设备共用共享,构建能源产业链大数据平台,优化信息披露制度,构建更加开放共享的基础创新体系。构建“政产学研”一体化的研究创新平台,有助于大幅降低企业研发成本,促进高校和研究机构提升对应用技术的重视程度。通过平台,政府除向企业、高校提供直接研发支持外,还可依托国家级或省部级大

134、型项目和大型工程,集聚高校、企业两方面优势人才和优势资源,攻关一批直接服务国家能源创新急需领域的研究课题。有利于利用社会资本激励高校应用性研究,为企业利用新技术提供契机,整体性提高科研成果转化能力。87(六)(六)发展绿色金融,优化市场机制作用发展绿色金融,优化市场机制作用加快发展绿色金融体系和市场。碳中和背景下,绿色投资需求巨大。发展和完善绿色金融体系,借助市场机制助推能源系统绿色转型,是政策机制的重要补充。创新转型绿色金融与能源金融产品,满足不同转型路径的融创新转型绿色金融与能源金融产品,满足不同转型路径的融资需求。资需求。结合能源绿色转型背后的产业链发展要求,绿色金融政策及工具需进行创新

135、性的开发与优化,满足不同类型的转型企业和路径的投融资需求;鼓励以净减排量评估支持项目,避免按照能源技术分类对项目进行“一刀切”;参照供应链金融,构建绿色产业链金融,为产业链核心企业提供“绿色担保”,为上下游企业提供申请绿色金融的支持等。进一步拓展金融科技在绿色金融领域的运用场景。进一步拓展金融科技在绿色金融领域的运用场景。运用数据挖掘技术进行绿色和棕色资产的识别、分类,推动 ESG 风险管理。依托金融科技,建立健全绿色金融业务的统计、监测、评估和审计系统,辅助开展系统性环境风险分析与压力测试。在市场交易层面引入区块链与人工智能技术,提高信息披露的透明度,解决数据、机构、资产的可信度问题。(七)

136、(七)开拓能源合作新模式,提升产业链全球竞争力开拓能源合作新模式,提升产业链全球竞争力相较于油气资源,以制造业为基础的中国可再生能源的全球分布更加分散化、更加全球性,也更加安全,从而促进形成覆盖全球的可再生能源贸易新格局。借助全球旺盛增长的可再生能源88装机需求、可再生能源发展政策和企业创新等因素,可进一步巩固未来中国的全球可再生能源贸易局势。进一步鼓励和引导企业参与能源装备国际贸易,倒逼国内产进一步鼓励和引导企业参与能源装备国际贸易,倒逼国内产业竞争力提升。业竞争力提升。促进能源装备国际贸易,扩大产出规模、降低成本,同时通过国际合作与竞争,加快技术验证和迭代,有助于提升企业研发动力,强化国际

137、竞争力,在全球能源产业价值链向更高端的领域进军。引导能源投资,带动装备输出,加强全球资源整合能力。引导能源投资,带动装备输出,加强全球资源整合能力。我国对外能源投资也迅速增长。2020 年在其他门类对外投资普遍下跌的背景下,我国电力、热力、燃气及水生产和供应业对外非金融类直接投资额 27.8 亿美元,同比增加 10.3%。作为全球最大的可再生能源技术研发国之一,我国近年来持续深化可再生能源领域国际合作,水电业务遍及全球多个国家和地区,光伏产业为全球市场供应了超过 70%的组件,“一带一路”沿线国家和地区需求增长尤其可观。可进一步鼓励多元企业参与国际能源投资,优化全球能源合作。发挥中国能源、贸易

138、与航运的规模集聚优势,打造隐含能源发挥中国能源、贸易与航运的规模集聚优势,打造隐含能源贸易新中枢。贸易新中枢。在全球化程度加深的背景下,部分能源隐含于全球生产网络和贸易网络中进行二次分配,即能源通过各类跨国贸易活动发生转移,用来满足其他国家的最终需求,为全球提供高能耗的商品服务。中国隐含能源贸易主要表现为隐含能源净出口,892015 年中国隐含能源净出口量突破 100 Mtoe,相当于 2015 年中国 1/4 的油气进口量。随着能源结构的清洁化,油气资源将更多地脱离动力系统,而以原材料的形式投入。作为全球隐含能源贸易网络中关键的节点国家,中国隐含能源的全球贸易关系将在低碳经济时代持续强化。中国可依托传统贸易以及航运优势,扩大与全球能源互动范围,深化能源高质量互联互通,从传统能源贸易到隐含能源贸易,充分发挥集聚优势,打造全球“能源中枢”的功能,逐步重塑多元化的全球能源格局。图图 45:1995-2015 年中国与全球光伏产品互动关系年中国与全球光伏产品互动关系VOLUME.104 2024(15)能源强国目标下提升产业链 现代化水平的实现路径研究汤维祺 吴力波 著复旦大学发展研究院

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