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長期以來，我國能源安全風險主要源于石油和天然氣對外依存度的快速增長。然而，隨著全球和我國能源轉型的推進，氣候變化與能源轉型作為影響能源安全新的風險來源開始顯現。2021年，全球能源危機敲響了由氣候變化和能源轉型產生的能源安全新風險的警鐘。
目前，我國能源安全面臨的形勢異常復雜和嚴峻。“復雜”是指影響能源安全的“新”“舊”因素交織：石油地緣政治仍然是影響能源安全的重要因素，天然氣地緣政治對能源安全的影響不斷上升，同時氣候變化和能源轉型對能源安全的影響開始顯現。“嚴峻”是指地緣政治、氣候變化與能源轉型影響疊加與相互強化，對能源供應和能源價格的沖擊強度上升、持續時間延長、不確定性增強。
本文討論與氣候變化及能源轉型密切相關的“新型能源安全1”。“新型能源安全”是指隨著能源轉型的推進，由氣候變化和能源轉型共同作用、以天然氣和煤炭價格暴漲為特點的能源安全“新風險”。這類能源安全風險無論從產生原因、作用機制，還是應對措施等方面與“傳統油氣安全”都有很大差異。這些差異正是本文所要研究的能源安全“新邏輯2”。
2021年全球能源危機新特征與能源安全新風險
重大能源安全風險的發生通常以“能源危機”的形式呈現。2021年初，全球石油、天然氣與煤炭價格出現明顯上漲態勢，并在下半年演變為“全球能源危機”。值得高度關注的是，這次全球能源危機呈現出不同于以往的能源危機的全新特征，并隱含著能源安全新的風險來源。
天然氣和煤炭取代石油成為2021年全球能源危機的主角
在以往的能源危機中，石油一直是“能源危機”的主角。比如，20世紀70年代、80年代和90年代分別發生的三次全球“石油危機”均表現為石油價格暴漲。然而，在本次能源危機中，天然氣與煤炭價格漲幅遠超石油。因此，盡管石油價格上漲仍然是當前全球能源危機的組成部分，但天然氣和煤炭已經取代石油成為本次能源危機的主角。
通過比較2021年3月到2022年3月期間天然氣、煤炭和石油的價格變化，我們發現天然氣和煤炭價格上漲幅度之大前所未有：天然氣價格方面，荷蘭TTF天然氣期貨價格從每百萬英熱單位5.7美元上漲到最高72.6美元，一年上漲了11.7倍，普氏東亞JKM天然氣期貨價格每百萬英熱單位6美元上漲到51.8美元，上漲了7.6倍（見圖1）；煤炭價格方面，荷蘭鹿特丹煤炭期貨價格從每噸66.2美元上漲到439美元，上漲5.6倍，澳大利亞紐卡斯爾煤炭期貨價格從87.5美元/噸上漲到440美元/噸，漲幅為4倍（見圖2）。
相比之下，在此期間的國際原油價格的表現要“遜色”得多：全球原油WTI期貨價格從60.9美元/桶上漲到123.7美元/桶，上漲僅1倍。
氣候變化與能源轉型成為影響能源安全新的風險來源
2021年全球能源危機發生的背景是全球新冠肺炎疫情后經濟復蘇。2020年12月，全球天然氣和煤炭需求已經超過2019年的水平，石油需求恢復到2019年的98%。然而，經濟復蘇引發的能源供需緊張不足以導致全球能源價格上漲數倍，達到能源危機的程度。
分析圖1和圖2可以發現3，2021年，天然氣和煤炭價格上漲分為兩個明顯不同的階段：第一階段是2021年3～10月，天然氣和煤炭價格上漲特點是“持續性”上漲，而2021年10月到2022年3月，是“脈沖式”上漲。
在持續性上漲階段，荷蘭TTF天然氣期貨價格上漲了5.9倍，普氏東亞JKM天然氣期貨價格上漲了4.9倍；荷蘭鹿特丹煤炭期貨價格上漲3.1倍，澳大利亞紐卡斯爾煤炭期貨價格上漲2.1倍。在“脈沖式”上漲階段，天然氣價格上漲出現了兩個峰值（分別是2021年12月初和2022年3月初）；煤炭價格僅出現了一個高峰值（2022年3月初），第一次價格峰值出現2021年12月初。
天然氣和煤炭價格上漲的不同特點來自影響因素的不同。“脈沖式”價格上漲來自地緣政治影響。如果地緣政治事件導致能源供應大幅減少或中斷，則能源價格會快速上漲后在一個平臺高位震蕩，并持續到能源供應恢復正常。如果地緣政治事件沒有真正導致能源供應明顯減少，則其對能源價格的影響是短期暴漲后大幅回落，從而價格變化軌跡呈現“脈沖式”特點4。具體地說，2021年11月底，俄烏沖突一觸即發的輿情氛圍，導致歐亞天然氣價格第一次出現脈沖上漲，2022年2月底，俄烏沖突爆發導致歐亞天然氣價格出現第二次更高的脈沖上漲，煤炭價格出現第一次脈沖式上漲。
相比之下，2021年3～10月出現的天然氣和煤炭持續性價格上漲顯然是持續性的供需缺口導致的，而不是地緣政治因素。那么，是什么原因造成這一時期的天然氣和煤炭出現持續供需缺口呢？這與氣候變化和能源轉型直接相關。確切地說，氣候變化與能源轉型是2021年3～10月期間天然氣和煤炭價格暴漲的最重要的直接原因。
首先，在疫情后經濟復蘇推動能源需求回升的背景下，一連串極端天氣導致全球能源需求強勁增長：先是2020～2021年全球冬季北半球遭遇極寒，繼而2021年遭遇異常低溫的春季和平均氣溫創新高的夏季，2021～2022年冬季也偏冷。連續的極端天氣造成供暖和電力（制冷）需求持續處于高位，推動作為發電和供暖重要燃料的天然氣和煤炭需求強勁反彈。根據BP的數據，2020年全球能源需求下降4.5%，2021年全球一次能源需求同比增長5.8%，其中天然氣增長5.3%，煤炭增長6%。
其次，2021年受天氣影響，水電、風電等可再生能源發電量大幅下降的缺口需要煤電和氣電來填補，導致對天然氣和煤炭的需求短期內大幅反彈。2021年，中國水力發電量同比下降2.5%5；巴西水力發電量同比下降8.2%，美國同比下降8.6%6。根據歐盟風能協會的數據，2021年上半年，歐盟因長時間靜壓天氣風速下降，導致風能發電量同比下降7%7。電力系統要求實時平衡，可再生能源發電量的下降主要通過燃氣和燃煤發電量的增加來彌補，從而引發全球對天然氣和煤炭的“爭奪”，推動價格短期暴漲。
再次，能源轉型導致對化石能源投資不足，煤炭和天然氣中長期供給能力剛性下降，無法應對這些突發氣候原因導致可再生能源發電量下降而爆發的天然氣和煤炭需求。根據IEA的數據，2014年以來，全球石油、煤炭和天然氣投資規模持續下降，2020年投資規模僅為2014年的一半8。其中一個重要原因是全球氣候和各國能源轉型的相關政策增加了化石能源項目投資的長期風險，從而使包括天然氣和煤炭在內的化石燃料中長期生產能力不足。一旦遇到因氣候原因導致對化石燃料需求短期暴增，必然引發價格暴漲。
總之，2021年的全球能源危機是氣候變化、能源轉型與地緣政治事件三個因素共同作用的結果，但氣候變化和能源轉型是這次能源危機的主因，是“全新”的能源安全風險來源，而地緣政治事件只是加劇了危機的后果。
基于能源安全新邏輯應對新型能源安全
2021年的全球能源危機揭示了氣候變化和能源轉型成為能源安全的新風險來源，傳統的、僅從完善能源供應環節的能源安全應對機制，難以適應這些新變化，因而需要新的能源安全邏輯來應對新型能源安全。
氣候變化和能源轉型對能源安全的影響更為復雜
目前，對包括中國在內的石油進口國來說，與石油對外依存相關的傳統能源安全風險仍然存在，并依然占據重要地位。同時，隨著能源轉型的推進，氣候變化和能源轉型對能源安全的影響日漸增強，且更為復雜。
首先，為實現碳中和目標，能源轉型要從目前以化石燃料為主導的能源系統轉向未來以“零碳”電力為主導的能源系統。這一轉型過程也可以簡要概括為“終端能源電氣化、電能零碳化”。其中，“零碳”電力中光伏發電、風力發電和水電等是終端“零碳”能源的主要來源，更容易受到天氣影響。
其次，能源轉型進程中作為發電燃料的天然氣、煤炭與可再生能源之間關系的復雜性。近年來，政府部門與行業主要關注的是隨著可再生能源發電規模和占比的上升，電力系統需要更加靈活的燃煤發電和燃氣發電機組以作備用，以應對風光發電的波動性與間歇性，維持電力系統的安全平穩運行。然而，2021年的能源危機揭示了燃煤發電和燃氣發電在電力系統轉型中的作用，不僅是作為備用，更重要的是在可再生能源發電量因受天氣原因而出現大幅變化時，需要燃煤發電和燃氣發電機組增加出力來彌補持續數周、甚至數月的供需缺口。而且這些受天氣影響的可再生能源出力波動的規模和不確定性的影響，遠比風光發電短期波動性和間歇性的影響更復雜。同時，在疊加能源轉型政策對天然氣和煤炭中長期投資和產能抑制效應下，能源轉型不得不經常面臨天然氣和煤炭價格“不定期”大幅波動的新情況，進一步增加了應對能源安全問題的難度。
再次，極端天氣發生的頻率上升進一步增加了氣候變化對能源安全影響的復雜性。極端天氣不僅影響可再生能源的發電量，而且還會通過破壞輸配電線路和發用電設施影響電力安全。世界氣象組織的報告指出，由于氣候變化，近年來天氣變得越來越極端，2011～2020年是有氣象記錄以來人類歷史上最熱的十年。極端天氣影響能源安全的復雜性主要表現在極端天氣發生頻率日漸增加的情況下，極端天氣發生的不確定性，以及極端天氣影響后果難以準確預測。
能源安全新邏輯：從供應安全到系統韌性
主流能源安全研究通常把供應中斷及其風險作為研究重點。近年來，一些從復雜系統、生態學和經濟學角度研究能源安全的學者認為，能源安全風險主要來自不可預測的社會、經濟和技術因素。既然風險的發生難以預測，僅僅停留在對供應中斷及其風險研究上，對能源安全風險管理的價值有限。相反，分析風險沖擊下供應中斷發生后能源系統快速恢復的能力，即系統韌性（resilience）9，更加符合極端天氣頻發和突發條件下能源安全風險管理的實際情況。
能源系統韌性和能源安全概念之間有明顯的重疊區域，但差異也很明顯：系統韌性傾向于關注極端、意外或未知的威脅，而不會太過考慮發生的可能性。此外，系統韌性明確強調對威脅的可能響應，而能源安全概念則主要強調供應中斷、價格大幅波動及其原因（風險）。
基于能源系統韌性來重新界定能源安全的概念，就必須將系統韌性置于能源安全概念的核心位置，而不是僅僅把系統韌性視為能源安全的一個部分。這是在國家能源安全戰略中貫徹系統韌性思維、構建適應新時期能源安全新變化的風險管理體制機制的前提條件。
被廣泛接受的能源系統韌性概念是由國際能源署提出的：“能源系統及其組件應對危險事件或趨勢的能力，是維持其基本功能、特征和結構的能力，以及適應、學習和轉換的能力，它包含以下概念：穩健性、機敏性、恢復力”。
筆者認為，能源系統韌性不僅與供應鏈功能健全有關，還與機制和支持系統組織等有關。因此，能源系統韌性至少包括六個要素，分別是穩健性、冗余度、技術靈活性、系統去中心化、體制機制靈活性與能源安全風險分級管理制度。前三個因素屬于物理系統韌性，后三個因素為系統組織與制度韌性。
抓住核心邏輯 提升系統韌性
當前能源安全面臨的問題，不僅表現在能源安全風險來源增多、影響程度加大，還表現在全球氣候變化與能源轉型使能源安全沖擊的作用機制發生了顛覆性變化，產生了多元、復雜的后果。能源低碳轉型，既是能源安全的“麻煩制造者”，也是能源安全有效的終極解決方案；全球氣候變化既增加了化石能源系統的脆弱性，也給可再生能源帶來了新的安全問題。因此，改善我國能源安全，一方面要抓住能源轉型這個核心邏輯，處理好重大中長期能源安全戰略問題，另一方面要全面提升能源系統韌性，應對新型能源安全風險。
正確處理可再生能源規模擴張與能源系統轉型的關系
能源系統的脆弱性與能源特點和系統運行特征有關。化石能源為主的能源系統和以可再生能源為主的能源系統在技術與運行特點上截然不同，其系統脆弱性的來源和表現形式也有很大差異。因此，要系統把握不同能源系統的脆弱性特點和差異，防止能源轉型增加系統脆弱性，加大我國能源安全風險。
從系統運行看，化石能源能量密度高，生產、運輸和消費各環節均有很強的規模經濟性，并提供穩定和經濟的能源服務。然而，在極端天氣頻發和突發的條件下，化石能源系統覆蓋范圍大、輸送半徑長的特點會增加系統脆弱性。特別是對要求實時平衡的大規模、集中化電力系統更是如此。
波動性可再生能源占比大幅度上升會增加電力系統的脆弱性和能源安全風險，而適度規模的分布式可再生能源系統可以提高能源系統韌性。而以大基地集中發電、長距離傳輸這種適用于化石能源的規模經濟利用方式來發展可再生能源，客觀上“規模化”了可再生能源對既有電力系統的沖擊，從而疊加了雙重“脆弱性”，即基于可再生能源特點產生的脆弱性和大規模電力系統在極端天氣影響下的脆弱性。
因此，為了避免或盡可能減少能源轉型導致系統脆弱性增加的能源安全風險，一方面，必須統籌推進可再生能源的規模增加與既有能源系統靈活性提升的協調，并且現階段應將提升系統靈活性置于優先地位；另一方面，能源系統轉型要重點圍繞產消者、大量分布式能源資源和負荷，在用戶側構建分布式能源（不僅僅是電力）系統，消除其發展面臨的政策機制障礙，構建能充分激勵用能主體自覺節能、降碳、增效和發展可再生能源的積極性的體制機制環境。
平衡能源安全與能源轉型目標，重構我國化石能源發展戰略
隨著能源低碳轉型的推進，因對外依存度高而產生的能源安全風險將大大得到緩解，并隨著轉型成功而最終解決。2021年的全球能源危機表明，在未來全球氣候變化和能源轉型作為能源危機主導因素的條件下，天然氣和煤炭的安全將超越石油安全，成為能源安全的主角。因此，需要充分認識到能源轉型進程中天然氣和煤炭安全相對于石油安全地位的變化，并根據這一變化，結合我國國情重新思考我國煤炭、天然氣和石油產業的發展戰略。
一是應適度控制新增石油投資。隨著交通領域能源轉型的深入推進和高耗能工業產量的達峰，“十四五”期間，我國石油消費和石油進口依存度有望達峰。氣候變化與能源轉型沖擊主要是對天然氣和煤炭供需，而對石油消費的直接影響不大。因此，除非極端情形（如戰爭）下的石油戰略投資外，應對非極端情形下的石油安全投資宜以原油儲備為重點，適度控制對其他原油的投資，減少未來石油資產擱淺的損失。
二是優化、替代與節能并舉，抑制天然氣對外依存度過快增長。由于天然氣儲存成本高、液化運輸和儲存需要巨額投資，天然氣供應體系應對能源沖擊的能力要弱于原油和煤炭供應體系。因此，有必要適度控制我國天然氣進口依存度的過快增長，以免增加我國能源系統的安全風險。
我國天然氣消費量還處于快速爬坡階段，抑制天然氣對外依存度過快增長，不是人為限制天然氣消費量，而應綜合考慮能源安全、能源轉型與經濟增長需求目標，通過優化、替代和節能并舉，抑制天然氣對外依存度過快增長。優化天然氣利用方向，包括在氣源有保障且具有經濟性的區域適度發展天然氣發電作為靈活性電源，提高電力系統靈活性；不宜僅僅基于減碳和降低碳排放的目的繼續大規模推廣天然氣使用（比如煤改氣）等；替代天然氣的重點在于鼓勵熱泵供暖和生物質清潔供暖。此外，通過大力推動建筑節能改造和零能耗被動建筑、低能耗建筑的發展，減少對天然氣的消費。
三是在正確處理能源安全、減碳與發展的關系基礎上，調整煤炭發展戰略思路。從正確處理能源安全、減碳與發展之間的關系出發，我國煤炭發展戰略思路需要強調以下兩個要點：
一方面，從能源轉型趨勢看，煤炭未來的市場空間將逐漸縮小，雖然不排除這期間煤炭消費出現短暫反彈。這種短暫反彈的時間和規模的不確定性凸顯了大幅提升能源（煤炭）系統韌性的必要性。
另一方面，隨著可再生能源發電占比增加，其“不確定性”和“難以準確預測”的特性，導致對發電主體燃料煤炭的需求變化也出現極大的不確定性，使煤炭產業發展面臨一個悖論：一方面，煤炭企業要能夠更加靈活地對市場作出反應，才能提升目前煤炭產供銷體系“靈活性”或“彈性”；另一方面，需要政府干預構建煤炭產能戰略儲備來應對煤炭供需不確定性導致的“市場失靈”。“兩全其美”的前提是政府干預要恰當把握政府與市場的邊界，且干預措施應具有透明度、穩定性等特點。
提升我國能源系統韌性、增強我國能源安全風險應對能力
在氣候變化和能源轉型對能源安全影響日漸增強的情況下，我國“剛性有余、韌性不足”的能源系統是當前我國能源安全的嚴重隱患。提升我國能源系統韌性，增強我國能源安全風險應對能力，可以從以下五個方面入手：
一要提升能源系統的穩健性，增強其在極端天氣頻發事件下的穩定供應能力；提高系統穩健型的技術方案應在技術可行性和經濟可行性之間權衡，實現安全性與經濟性的平衡。二要大幅提升能源系統冗余度，應對“新”的能源沖擊。極端天氣頻發對能源供需產生更大沖擊，需要更大的冗余產能來對沖。三要全面提升電力系統技術靈活性。一方面要充分挖掘現有電力系統靈活性潛力，另一方面要利用分布式電力與能源系統充分整合數量龐大的可再生能源產消者、電動汽車和用戶側的大量儲能設施、靈活負荷等新的靈活性資源，推動電力系統架構從大規模集中控制系統向局部平衡的分布式系統轉變。四要大幅提升能源系統機制靈活性。提升我國電力系統機制靈活性是當前的重中之重，核心是加快電力監管制度改革與電力市場建設，特別是分布式靈活性資源市場的建設。五要建立靈活有效的能源安全風險分級管理制度。
注：
1、筆者把與一個國家油氣對外依存度過高密切相關的能源安全風險稱之為“傳統能源安全”，這類能源安全通常表現為地緣政治事件導致能源供應中斷或能源價格暴漲。
2、伴隨著能源轉型而出現的“新”的能源安全還有一類，即能源轉型所依托的低碳技術和產業，如電動汽車、風力發電與光伏發電制造業大規模發展帶來的鈷、鋰、鎳等關鍵金屬對外依賴問題。這類能源安全問題雖然是伴隨著能源轉型推進而出現的“新風險”，但本質上是資源全球分布不均衡條件下地緣政治因素造成的，其影響機制和應對措施與傳統的油氣安全風險基本相同。筆者不將其納入“新型能源安全”的范疇，不是本文要討論的對象。
3、圖1和圖2中，與歐洲和亞洲相比，美國的天然氣價格上漲幅度不算大，中國煤炭價格2021年10月之前跟隨國際價格一起波動，10月以后經國內政策調控后沒再跟隨。因為美國的天然氣和中國的煤炭基本能做到自給，這是能源安全新邏輯下美國和中國相對于歐盟、日本等國的一個優勢。
4、除非地緣政治事件對能源供需產生持續性和實質性供需缺口，比如產油國主動采取石油禁運措施導致的第一次石油危機。
5、數據來自中國國家統計局。
6、根據BP世界能源統計2022數據計算
7、數據轉引自：《危機背后：歐洲能源轉型之困》，https://www.sohu.com/a/494533255_114986?index=s_2
8、數據引自國際能源署發布的《世界能源投資2022》（IEA. World Energy Investment 2022）, www.iea.org/
9、系統韌性也稱為彈性，特別是在電力行業。2017年，美國聯邦能源監管委員會針對極端天氣頻發導致大停電而提出彈性電網的定價規則。本文統一采用“韌性”的提法。
來源：朱彤 電聯新媒