二次工业革命（能源行业专题报告：能源革命初探，不止于碳中和）

导读：（报告出品方/作者：平安证券，陈骁、郝博韬）一、 历史回顾：迈入化石能源时代　　化石能源为现代文明的发展、繁荣提供了物质基础。然而，化石能源不可再生、分布不均的特性同

　　（报告出品方/作者：平安证券，陈骁、郝博韬）

一、 历史回顾：迈入化石能源时代

　　化石能源为现代文明的发展、繁荣提供了物质基础。然而，化石能源不可再生、分布不均的特性同 样导致当前全球能源安全受到挑战。保障能源安全、满足国家经济发展所需的能源供给，成为世界 各国的重要议题。

　　1.1 两次能源革命回顾： 从生物质能到化石能源时代

　　人类文明所必须的能量，通常被认为有三大来源：地外天体（主要是太阳）、地球、地球及其它天体 的相互作用。其中，太阳除直接提供光和热，还催生了风能、水能、生物能等；地球本身的能量包 括地热能、核能等；地球和地外天体之间的相互作用，则催生了潮汐能等其它能量。而能源，即提 供人类可用能量的各类载体。能源的开发与利用，为人类维持社会运转提供基础；而随着能源利用 能力的提升，人类社会得以不断突破发展瓶颈，达到更高的文明水平。

　　在人类对能源开发利用的过程中，有两次关键转折。第一次是火的使用，标着人类利用能源的开始， 生物质能成为人类的主要能源；第二次是工业革命后，化石能源成为人类主要能源，而电力则成为 重要的能源运用方式。每次能源革命背后，都是人类社会的长足进步。

　　1.1.1 第一次能源革命：生物质能与农业文明

　　火在人类文明起源中具有不可或缺的地位。虽然历史过于久远导致难以确切知晓人类究竟何时开始 用火，以及火对人类的确切影响，但火的重要性是确定的：在东西方神话体系中，为人类带来火的 神祗均具有崇高的地位，燧人氏被尊为“三皇之首”，普罗米修斯被视为人类之师，均暗示着火与人类文明的起源密不可分；在考古研究中，火被认为改变了人类的饮食与工具使用，并成为人类进 化的重要因素。

　　火的使用，即是人类利用初级生物质能的开始，人类由此逐渐进入农业时代。通过燃烧柴薪，人类 得以获取、利用除阳光之外的更多光和热，并学会了冶炼和烧制金属、陶瓷工具与器皿，最终告别 茹毛饮血的原始文明，进入农业文明。

　　农业文明期间，生物质能是人类的主要能源，风能、水能也有少量使用。在农业文明期间，人类的 主要需求是满足温饱。与之对应，以木柴、木炭为代表的生物质能被用于取暖、做饭；而风能、水 能则通过风车、水车等原动力进行转化，以用于谷物的碾磨、田地的灌溉。与此同时，化石能源也 在部分地区小范围使用，如东汉时中国已有烧煤瓦窑存在，但受限于开采运用能力，化石能源的使 用比较有限。

　　1.1.2 第二次能源革命：化石能源与工业文明

　　随着人类文明的发展，第二次能源革命与工业革命相伴到来。进入十八世纪，纽科门蒸汽机与瓦特 蒸汽机的运用，令煤炭的供给能力与需求水平大幅提升，化石能源逐渐取代生物质能成为人类的首 要能源。十九世纪，内燃机、汽轮机的出现，则令石油、天然气等其它化石能源走上舞台。二十世 纪，电力的广泛商用改变了人类利用能源的方式，电力成为全新的商业能量，并为信息网络的建设 提供了基础。

　　第二次能源革命改变了人类的能源结构和能源利用方式，对人类社会带来了巨大影响。农业文明时 期，人类利用能源的方式以即时的太阳辐射为主，而对其转化使用极少；工业文明时期，人类开始 依赖于提取巨大的能量储蓄（煤炭、石油、天然气等化石能源），并将其转化为其它形式的能量进 行使用。从全人类的角度看，第二次能源革命后，全球生产力大幅提升，人口也随之出现爆发式增 长。其背后，既是机械推动的工业化生产，又是交运进步带来的全球贸易扩张，更是城市化带来的 生活质量改善。从国家角度看，十八世纪，英国作为全球主要煤炭生产国和第一次工业革命的诞生 地，在七年战争后建立起庞大的日不落帝国，曾经的世界霸主“风车之国”荷兰则逐渐没落；十九 世纪，优质煤与油、气驱动了美国经济的腾飞，奠定了其列强地位，为后来的超级大国打下基础。

　　回顾两次能源革命的历程，我们可以清晰地发现：人类文明很大程度是建立在能源之上的。能源的 利用水平不仅从整体上影响着人类文明的进步，还从结构上深刻影响了各国的发展前景，潜移默化 地塑造着地缘政治格局。一国在能源争夺与能源发展中的胜出，就几乎奠定了其中长期历史发展中 的优势地位，英国如是，美国亦如是。而站在第三次能源革命的起点，未来能否在本轮能源结构调 整与新能源的发展过程中占据主导地位，可能是一国在较长历史时期中占据优势地位的决定性因素。 因此，如何紧跟当前全球的能源结构调整趋势，掌握下一轮能源革命的主动权，对一国的中长期发 展至关重要。

　　1.2 化石能源时代：利用远古的太阳，造就现代的繁荣

　　化石能源是太阳辐射的储蓄，它由古代生物的化石历经千百万年沉积而来，以碳氢化合物或其衍生 物的形式存在。人类通过开采化石能源，为人类社会活动提供了充分的能量基础。在此基础上，全 球生产力不断发展，经济总量飞速提升。

　　1.2.1 化石能源占绝对主导

　　现代能源利用方式更为复杂，以电力为主的二次能源利用广泛。如前所述，现代社会对于能源的使 用方式愈发复杂，不仅有直接的使用，也有转化使用。由此，能源可以分为一次能源（Primary Energy） 与二次能源（Secondary Energy）。其中，一次能源即未经过转化、直接从大自然中获取的能源，如 原油、天然气、煤炭、生物质、水、风等；二次能源即经过转化才可间接获得的能源，如电、热等。 在各类二次能源中，电是最为特殊的二次能源：它易于生产、输送和使用，同时也可以方便地转化 为热能、机械能、光能、声能等其他形式的能量，广泛应用于工业、农业、交运、第三产业等。

　　为方便统计及解读，我们可直接通过一次能源消费量观察当前全球能源消费情况。如下图所示，全 球一次能源消费量仍处于快速上升阶段；而以煤、石油、天然气为代表的化石能源占全球一次能源 消费量的比重自 1965 年以来就一直在 80%以上。

　　1.2.2 全球经济飞速增长

　　化石能源的广泛使用，为全球经济增长提供了基础。十九世纪以来，人类利用化石能源创造了繁荣 的现代文明。以 2011年美元不变价计算，全球 GDP 自 1820年的 1.1万亿美元快速提升至 2018年的 113.6万亿美元，实现了百倍的增长；与此同时，全球一次能源直接消费量自 1820年的约6000TWh 提升到了 2018 年的约157000TWh。

二、 立足当前：繁荣下的挑战

　　随着人类社会的进一步发展，能源需求进一步提升，以化石能源为绝对主导的能源体系，渐渐无法 满足人类发展的需要，这直接表现为全球能源安全存在挑战。所谓能源安全，即 “以可接受的价格 满足经济发展所需的能源供给9”，而能源需求、供给与市场三者耦合，对其形成了较大的挑战。从 需求侧看，随着全球经济的发展，能源需求量将不断增加；从供给侧看，化石能源不可再生、环境 污染、分布不均三大特征导致其产能扩张受限，供需平衡困难；从市场来看，汇率波动及金融市场 投机行为的存在，进一步加剧了能源价格波动。

　　2.1 需求侧：经济发展必然导致能源需求提升

　　能源与经济是同一个硬币的两面，经济发展必然导致能源需求持续提升。一个高收入国家，其人均 能源产量可能微不足道，但其人均能源消耗却必然很高（如卢森堡）；而一个发展中国家，可能是能 源生产大国，但其人均能源消耗却大概率偏低（如中国）。如果不考虑人口锐减的情况，则随着全球 经济的发展，能源消耗总量的持续提升几乎是必然趋势。以欧盟与美国为例，其 GDP 不变价同比与 一次能源消费量同比走势高度相关，保障经济发展的能源需求是长期以来各国的重要目标。

　　2.2 供给侧：三大特性限制化石能源供给扩张

　　如前所述，化石能源是太阳辐射的储蓄，这导致了其具有不可再生、存在污染、分布不均的特点。1） 不可再生：化石能源形成时间漫长，无法与人类利用化石能源的速度相匹配；同时，化石能源无法 被回收利用，其使用具有不可逆性。2）环境污染：化石能源的利用方式多数会导致环境破坏，除为 人熟知的温室气体排放外，还包括不充分燃烧时所产生的气、固体废物对大气、土地形成的污染， 以及化石能源发电所产生的余热（如废热水）被排放到附近水域中时，对水域的污染等。3）分布不 均：全球化石能源并非平均分布于世界各地，而是集中分布于部分地区，且集中度极高。

　　2.2.1 长期看：化石能源不可再生及环境污染的特性，令其产能扩张受限

　　化石能源不可再生的特性天然限制其产能扩张。虽然随着全球勘探力度的增加，化石能源已探明储 量（Proved Reserves）在不断上涨，但化石能源扩产能力实际有限：一来能源消费量增长导致储采比呈现下降趋势，能源枯竭的隐忧长期存在，世界各国在化石能源扩产方面均有顾虑；二来大部分 化石能源储量在当前并不具备经济可开采性，产能扩张存在技术限制。

　　化石能源的污染特性进一步抑制了其扩产水平。化石能源是全球温室气体排放的最大来源，在全球 不断推进温室气体减排的当下，化石能源扩大供给的能力被不断削弱。近年来，大量机构投资者开 始退出化石能源领域的投资：如 2021 年 9 月，哈佛大学捐赠基金宣布在未来不会再投资于化石能 源领域；2021年 10月，全球最大养老金之一的荷兰养老金（ABP）宣布将于 2023年剥离对化石 能源生产商的投资，对应资产总量达到约 150 亿欧元。

　　2.2.2 短期看：化石能源分布不均的特性，加剧能源供给波动

　　化石能源分布不均的特性，决定化石能源的集中生产与广泛使用存在矛盾，小范围的生产或运输条 件变化，即可能导致全球能源供给波动，加剧能源供给不稳定性。

　　全球已探明的化石能源储量当中，86%的煤炭分布在 7 个国家，80%的石油分布在 8 个国家，接近 70%的天然气分布在 6 个国家，这导致了全球主要能源生产国集中于少数国家。三大化石能源中， 前五大生产国各自占据对应能源全球产量的 50%以上，煤炭更是达到了接近 80%的集中度水平。化 石能源的集中生产，导致小范围的自然灾害、技术事故或地缘政治局势变化即可能带来全球性的能 源供给波动，影响能源供给的稳定。最为典型的例子即为 20世纪 70年代，第四次中东战争爆发导 致国际原油价格大幅上涨从而引发了广泛的石油危机，并造成了全球滞胀；以及 2022年以来俄乌冲 突之下，石油及天然气价格上涨带来了欧盟的能源危机。

　　2.3 市场端：汇率与金融投机加剧能源体系波动

　　当前，化石能源的交易市场已成为全球性市场，这在提升资源配置效率的同时也加剧了能源市场的 复杂性。其中，汇率波动及金融市场的投机行为，均可能导致全球能源价格的波动，从市场端对能 源安全造成影响。

　　在三大化石能源中，原油是市场全球化程度最高的能源，汇率及投机对其造成的影响也最为典型。

　　1）汇率方面，美元波动易冲击国际油价。世界主要原油市场多以美元结算，导致原油价格与美元指 数存在负相关关系，美元汇率的变化对国际油价存在较大影响。当美元出现较大的升值或贬值时， 国际油价相应调整，对能源价格形成冲击。

　　2）金融投机方面，虽然金融投机为全球原油市场提供了充足的流动性且整体上不存在“掠夺性交易” ，但操纵市场的行为仍有发生且通常难以被监管及时察觉，对国际原油价格的稳定不利。如 2008 年美国 WTI期货价格快速上涨，期间美国商品期货交易委员会 （CFTC）牵头商品市场跨机构工作 组（ITF），对原油市场发起调查，并认为“基本面供需因素是油价上涨的最好解释”。然而，随着 后续调查的深入，操纵市场行为也被证实存在。2011年，CFTC 对 Parnon、Arcadia Petroleum 等 多家原油交易商提起诉讼，原因即为 2008 年 1-4月期间其存在市场操纵行为，该诉讼最终于 2014 年胜诉。

三、 国际经验：不同禀赋下的殊途同归

　　人类的经济活动建立在能源体系之上，回顾世界各国应对能源安全问题时所采取的策略，我们可以 看到：无论一国化石能源资源禀赋的丰富程度如何，通过开发多样化的能源以增加本国能源供给的 稳定性，始终是各国所能采取的最有效策略。节流提升能源效率同样重要，但实现难度相对较大。

　　我们选择了具有不同能源结构的几个典型国家案例进行分析。其中，丹麦化石能源储量匮乏，是典 型的可再生能源（风能）利用率较高的国家；美国是化石能源储量大国，其能源结构以石油和天然 气为主；沙特阿拉伯和卡塔尔则是化石能源储量丰富的小国，石油占其能源结构的主导地位，石油 消费与出口对本国经济影响巨大。

　　3.1 丹麦：化石能源匮乏，大力发展风能

　　丹麦曾经长期依赖外部化石能源供给，并在石油危机中遭受了巨大的能源供给冲击。但由于丹麦本 身不具备丰富的化石能源储备，因此选择了资源相对丰富的风能作为突破口。整体看其发展历程大 致有两个阶段：

　　1）20世纪 70年代前，能源供给依赖石油进口。由于化石能源价格低廉，长期以来丹麦通过石油进 口满足国内能源需求，而并未对本国资源进行大力开发。20世纪 70年代初期，丹麦国内 92%的能 源依赖石油，而同期其原油基本完全依赖进口。

　　2）20世纪 70年代至今，开发本国化石能源、大力发展风电。由于高度依赖进口能源，石油危机对 丹麦经济造成了巨大冲击，并让丹麦意识到单一能源供应体系和过高对外依存度带来的严重问题。 为保障能源供应稳定，丹麦开始加大自身化石能源的开发力度，并基于自身地理位置提供的稳定风 力条件，开始尝试大力发展风能以及其他替代能源。

　　开发本国化石能源方面：石油危机之前，丹麦就在北海发现了石油天然气资源，1972年在北海打造 的第一口油井成功产油，此后丹麦所属北海区域的石油和天然气产量不断增长，到 21世纪初已增加 了近 200 倍，成为继英国、挪威后的欧洲第三大产油国。同时，丹麦重新启用煤炭资源，着力实现 能源供应多元化。到 90 年代初期，丹麦能源消费中煤炭占比由石油危机前的 7%一度攀升至 41%， 而石油占比也由危机前的 91%降到了 46%。

　　大力发展风电方面：19 世纪末，丹麦已有风力发电尝试，但长期以来并未受到重视。石油危机后， 丹麦加大风力发电支持力度，到 80年代初，约有 20家风机制造商活跃在丹麦的风电产业。同时， 风力涡轮机制造商逐渐扩大规模，通过不断改善涡轮机满足社会公用事业需求，研发出了相对大型 的风力涡轮机，实现了相对低成本下的高收益。到 2021年，风能已成为丹麦最大的发电来源，风力 发电占总发电量的 48%。

　　丹麦的能源转型成功降低了能源对外依存度，但同时也支付了“独立溢价”。通过开发本国化石能源 及大力发展风电，丹麦能源的对外依存度不断下降，但同时也导致了能源价格的上升，这体现为能 源的“独立溢价”——本国能源生产与能源进口之间的价格差额，是为了降低能源对外依存度所导 致的能源价格上涨。以电价为例，2021 年末，丹麦居民部门电价达 0.401 美元/kWH，位列全球第 二位，而同期美国的电价仅为 0.162 美元/kWh。

　　3.2 美国：化石能源丰富的大国，从天然气到新能源

　　美国虽然是化石能源的资源大国，煤炭及天然气储量均位居世界前列，但其庞大的经济体量决定了 其能源消费的规模同样巨大，能源安全也是长期困扰美国经济发展的问题。就历史发展而言，美国 能源体系发展经历了三个时期：

　　1）19世纪至 20世纪 70 年代：利用一切手段扩大能源供给，对外依存度持续提升。自 19 世纪后 期开始，美国先后实现了煤炭对薪柴等植物能源的替代以及石油对煤炭的替代，形成了以石油为主 导的能源结构。为确保能源供应、提升经济绩效，该时期美国能源体系形成了颇具特色的模式：第 一，即便需要进口，也要确保能源供应充沛；第二，维持较低的能源价格，支持煤炭、石油、天然 气等常规燃料；第三，限制大公司的市场支配力量，鼓励开展能源竞争；第四，允许在现行的联邦 和州监管体系内制定能源政策。该时期内，美国运用了所有可能的手段提升能源供给，并在战后逐 渐成为全球最大的石油消费国和进口国。

　　2）20世纪 70年代至 21世纪初：石油危机后，加大对本国非常规化石能源的开发支持力度。20世 纪 70年代，石油危机不仅促使国际油价大幅上行，也令美国的能源供给出现了巨大的缺口。无论从 价格或是供给量上，美国的能源安全均受到了严重冲击，这本质上是由于化石能源分布不均导致。

　　能源安全问题迫使美国调整原有的能源政策，试图降低能源的对外依赖程度。20 世纪 80 年代起， 由美国联邦政府能源部联合各州地质局、高校及工业团体发起了一系列本国能源开发工程，其中“东 部页岩气工程（ESGP）”效果最好。经历 16 年的研究，ESGP 积累了大量的页岩气基础资料并推 动了大量技术产生。同时，自 1980 年《能源意外获利法》颁布起，美国出台了一系列针对非常 规能源企业的补贴及税收优惠政策，并逐渐放开管网准入，推动非常规化石能源的开采、使用。

　　21 世纪初，页岩资源开采技术逐渐成熟，水平井多段压裂、大型水力压裂、多井工厂化等技术开始 应用，美国页岩气产量大规模提升，并在 2009年首次超过俄罗斯成为全球第一大天然气生产国。页 岩气革命完成后，天然气逐渐成为美国的支柱能源，油气对外依存度大幅降低。美国于 2017年由天 然气净进口国转为净出口国，能源供给对国际市场的依赖程度大幅下降。

　　3）21 世纪初至今，开发可再生能源，进一步保障能源供给。页岩气革命的成功虽然强化了美国本 国的能源供给能力，但页岩气本身也存在甲烷（温室气体之一）排放量大以及产量衰减快、供给不 稳定的缺陷。这形成了美国“言行不一”的能源战略取向：一方面，出于对化石能源尤其是页岩气 的依赖，美国长期以“伞形国家”的姿态出现，其对全球气候变化问题的态度不甚积极；另一方面， 为应对页岩气生产周期过短问题，以保障长期能源供给，美国同时也在不断提升可再生能源的装机 量，这与其消极应对气候变化问题的态度形成了鲜明对比。

　　具体来看，20世纪，美国就已通过《能源税法案》、《能源政策法案》等对可再生能源的投资和生产 给予了税收抵免。进入 21世纪，美国进一步更新了税收抵免政策，并在 2005年发布了《能源安全 法案》，将可再生能源债券及贷款担保等金融工具引入可再生能源政策体系作为激励手段。2015年， 奥巴马政府发布《清洁能源计划》，在为火电厂设定排放标准的同时，也计划通过清洁能源激励计划 （CEIP）刺激光伏及风电投资，但随后被特朗普政府废除《清洁能源计划》的做法所打断。拜登政 府上台后，美国重返《巴黎协定》，并宣布将于 2035年实现 100%的零碳电力系统，可再生能源再 度成为发展重点。按照拜登的计划，美国将于 2024年实现累计 22.5GW 的太阳能装机量；并将于 2030 年部署累计 30GW 的海上风电装机量等。为此，美国政府延续了一系列促进可再生能源发展 的政策，并已从联邦层面批准了一系列基础设施建设项目。

　　在政策促进及联邦政府、州政府的支持下，美国可再生能源装机量不断提升。截至 2020年末，风电、 光伏装机量分别达到 1180万 W 及 970万 W，在发电来源中，风力发电及太阳能发电的占比同样快 速增长。

　　3.3 沙特/卡塔尔：化石能源丰富的小国，从石油/天然气到光伏

　　沙特阿拉伯与卡塔尔，分别是全球石油及天然气出口大国。两国丰富的化石资源储量令其通过能源 出口快速发展。然而，近年来二者开始试图通过发展太阳能降低本国对化石能源的依赖，以应对国 际能源价格波动所可能导致的经济冲击（高度全球化的能源市场令资源出口国没有绝对定价权），以 及快速增长的国内能源需求对能源出口能力的挤压。

　　1）沙特阿拉伯：设立国家目标，减少化石能源依赖。沙特阿拉伯石油储量位居世界第二，这造成其 能源消费严重依赖石油；以电力部门为例，沙特阿拉伯近 40%的电力是通过“烧油”这一在大部分 国家看来匪夷所思的方式生产的。与此同时，其电价却处于全球较低水平。2021 年 12 月沙特阿拉 伯居民部门电价为 0.048美元/kWh，企业部门电价为 0.068美元/kWh，显著低于全球任何主要经济 体，这主要是通过出口化石能源并补贴本国发电所实现。“烧油”发电与低廉的电价，体现出沙特 阿拉伯显著的石油资源禀赋优势。

　　然而，近年来沙特阿拉伯同样开始发展非化石能源。虽然沙特阿拉伯具有丰富的石油资源储量，但 一方面国家经济石油出口依赖严重，国际能源价格波动对国内经济影响巨大；另一方面随着国内经济的发展，其本国能源需求也在飞速提升，甚至可能在 2030年导致石油产量被全部用于境内消费而 无法出口，石油出口的下降会对其国民经济造成巨大的负面影响。因此，沙特阿拉伯于 2016年发 布《2030年国家愿景》，宣布计划到 2030年可再生能源将占到本国能源结构 50%（宣布时可再生 能源占比为 0%），同时设立了 9.5GW 太阳能装机量的初始目标，并将为此重新审视或修改现行的 法律及政策框架，以允许私人部门对可再生能源进行投资。（报告来源：未来智库）

　　2）卡塔尔：提升太阳能发电占比，保障能源安全。卡塔尔天然气储量位居世界第三，天然气自然成 为了该国最为主要的能源。以电力部门为例，卡塔尔超过 99%的电力由燃气发电产生，电价较沙特 阿拉伯更低，2021 年 12月，卡塔尔居民部门电价约为 0.032美元/kWh，企业部门电价约为 0.036 美元/kWh，是全球电价最低的国家之一。

　　近年来，卡塔尔也开始走上了发展太阳能的道路。卡塔尔发展太阳能的思路与沙特阿拉伯相似：对 化石能源出口的依赖也将导致经济受国际能源价格波动的影响；同时，随着国内经济发展，境内能 源需求逐渐增加，这将导致可供出口的天然气逐渐减少。为此，卡塔尔同样设立了《2030 年国家 愿景》，将对化石能源的依赖视为国家的威胁，并宣布将通过能源及经济多元化保障国家经济在国 际油气价格波动时继续增长。当前，卡塔尔能源公司（Qatar Energy）已设立了到 2030年将新增 2-4GW 光伏装机量的目标。

　　综上所述，由于化石能源存在三项固有特征（不可再生，环境污染，分布不均），其难以长期满足一 国能源安全的要求：对于化石能源储量较低的国家而言（丹麦），若长期依赖化石能源进口，对外依 存度过高难以保障国内供给安全；对于化石能源储量较高的大国而言（美国），即便当前能源供给充 裕，其也必须考虑在经济发展、能源需求不断上升的背景下，化石能源储量耗尽可能给国家长期发展带来的风险；对于化石能源储量较高的小国而言（沙特、卡塔尔），短期无法掌握能源定价权所需 要承受的价格波动，与长期化石能源供给不足的可能性，均是其需要面对的风险。因此，丹麦通过 大力发展风能降低了对化石能源进口的依赖；美国通过页岩气革命开发非常规化石能源——天然气， 成功摆脱了主力能源对外依赖度过高的状况，而在此后，又开始大力支持光伏、海上风电等可再生 能源的发展；沙特、卡塔尔这样化石能源储量丰富的国家，也在其国家战略中提出了发展可再生能 源的目标。

　　可见，世界各国无论化石能源储量丰富与否，为保障长期能源安全，通过开发多样化的能源以增加 本国能源供给的稳定性是各国殊途同归的选择；而在这其中，大力发展可再生能源无疑是促成能源 体系多样化的重要途径之一。

四、 中国现状：供给缺口倒逼能源体系多元化

　　中国富煤、贫油、少气的化石能源资源禀赋，决定了其长期以来以煤为主的能源体系结构，同时造 成了油气对外依存度高的现状。回顾改革开放以来的中国能源政策，保障能源安全的需求愈发强烈。 在能源安全需求及双碳目标的约束之下，中国能源体系转型的进程有望进一步加快。

　　4.1 中国能源资源禀赋：富煤贫油少气，风光储量丰富

　　化石能源领域，中国“富煤、贫油、少气”的资源禀赋集中表现于两方面：储量方面，2020年，我 国三大化石能源煤炭、石油、天然气的剩余探明储量分别为 1623 亿吨、36 亿吨、6 万亿立方米， 按 2019年消费量（最新数据）计算，分别可供我国使用 40年、6年与 20年，石油及天然气储量 相较煤炭而言相对不足。自给能力方面，以 2019年消费量计算，我国煤炭、石油、天然气的对外依 存度分别为 7.31%、77.34%与 42.69%，石油及天然气自给能力薄弱。

　　新能源领域，中国风、光等新能源储量丰富。中国的经纬度位置、广袤的国土面积及复杂的地理构 成，令中国拥有丰富的各类新能源储量。风能及太阳能方面，中国技术可开发的风能资源约为 35亿 千瓦，技术可开发的太阳能光伏资源约为 22亿千瓦；水能及地热能方面，中国水能经济可开发容 量近 4亿千瓦，每年可开发利用地热水总量约 68亿立方米，折合每年 3285万吨标准煤的发热量。 然而，中国的风能及太阳能资源主要分布于“三北”地区，与能源消费区域存在错配。

　　4.2 中国能源体系现状：能源需求不断增长，供给压力不断增大

　　改革开放以来，中国经济的快速发展带来了不断提升的能源需求。1978 年，中国 GDP（不变价） 约为 3593 亿元，同期能源消费总量约为 6 亿吨标准煤；到 2021 年，中国 GDP 达到 110 万亿元， 对应能源消费总量约 52亿吨标准煤，增长约 8倍。同期，中国能源生产总量自 1978年的约 6亿吨 标准煤增长到 2021 年的约 43 亿吨标准煤，仅增长 6 倍不到，能源供给压力不断增大。

　　与此同时，“富煤贫油少气”的能源资源禀赋，进一步导致中国能源供给压力的结构性分化，油、气 供需对外依存度不断提升。分能源看：

　　煤炭作为支柱型能源，供给缺口相对较小。能源消费占比方面，作为中国储量最为丰富的能源，煤 炭占据我国能源生产、消费的绝对主力：2020 年煤炭分别占我国一次能源生产及消费总量的 68% 和 59%。对外依存度方面，2000年后，中国煤炭消费量逐渐超过生产量，出现供给缺口，最新数据 来看，2019 年煤炭净进口量约为 2.9 亿吨，约占煤炭能源消费总量的 7%。

　　石油需求快速发展，对外依存度极高。能源消费占比方面，作为交运及化工领域的重要能源，2020 年石油分别占我国一次能源生产及消费总量的 7%和 19%。对外依存度仿麦呢，我国石油消费量随 经济发展不断增加，但其生产量却在贫油的资源禀赋限制下无法快速提升，石油供给缺口自 90年代 起不断扩大，2019 年我国石油净进口量近 5 亿吨，约占石油能源消费总量的 77%。

　　天然气近半供给依靠进口。能源消费占比方面，我国天然气工业起步较晚，到 2020 年，天然气分 别占我国一次能源生产及消费总量的 6%和 8%。对外依存度方面，少气的资源禀赋同样导致我国天 然气供需存在缺口， 2019年我国天然气净进口量约为 1300亿立方米，约占天然气能源消费总量的 42%。

　　一次电力及其它能源快速发展。2002年以来中国的可再生能源进入规模化发展阶段，生产及消费总 量不断增长。2020 年，一次电力及其它能源分别占我国一次能源能生产及消费量的 20%和 16%。

　　4.3 中国能源战略取向：从以煤为主到多元发展

　　4.3.1 中国能源战略演变的四个阶段

　　中国的能源资源禀赋及能源供需形式的变化，导致了不同时期中国采取了不同的能源发展战略。整 体看，建国以来中国的能源战略大致经历了四个阶段：

　　第一阶段为建国后至 1977 年：中国实行计划经济体制，经济增速相对缓慢，能源需求相对稳定， 能源的生产、供给和分配由国家进行统计计划和管理。彼时，我国的能源体系主要以自身粗放式生 产来满足粗放式经济发展需求，能源政策可以归纳为“依靠国内、以煤为主” 。

　　第二阶段为 1978-1992 年：进入 20 世纪 80 年代，改革开放令中国经济快速发展，能源供给逐渐 无法满足能源需求。这一时期内，虽然数据表现为能源生产总量及能源消费总量相对均衡，但现实情况是由于改革开放前电力工业投资不足，80年代出现了较大规模的电荒，能源体系整体处于供给 抑制需求的状态。1980 年，邓小平提出“能源是经济的首要问题”，首先确立了能源在国民经济 中的重要地位；同年，中央政府确定了“开发与节约并重、近期把节约放在优先地位”的方针，在 强调能源开发的同时确立了节能在能源发展中的地位。这一战略覆盖供需两侧且长期延续，直到 1996 年“九五”计划，仍然沿用了“坚持节约与开发并举，把节约放在首位”的说法。这一时期， 中国的能源政策十分统一，可以简要归纳为“开发与节约并重、更加重视节约”。

　　第三阶段为 1993-2003年：经过长期的产能扩张以及改革开放以来经济的不断发展，中国能源体系 出现了煤炭结构性过剩与石油结构性紧缺并存的特点。煤炭方面，基于我国煤炭储量相对丰富的国 情，我国在改革开放以后不断扩大煤炭产能，在进入 90 年代后逐渐出现了产能过剩的状况。 1998-1999 年，国务院开始主导煤矿及煤炭项目成规模破产退出。石油方面，随着经济发展，石油 消费需求不断扩张，1993年中国化工进出口总公司（现中国中化集团有限公司）与沙特阿拉伯签署 了石油进口协议，中国石油天然气总公司（现中国石油天然气集团有限公司）也开始在秘鲁进行油 气开发，中国开始成为石油净进口国。这一时期，虽然“开发与节约”仍然是中国能源战略的主基 调，但其整体政策体系变得更加多样：1995年国家计委、国家科委、国家经贸委发布《新能源和可 再生能源发展纲要(1996-2010)》 ,开始强调可再生能源的发展；能源部门也开始有意识地通过进出 口调节国内的能源供需，中国的能源战略可以概括为“多元发展、提高能效，开放均衡”。

　　第四阶段为 2003年至今：21世纪初，中国加入 WTO，经济增速再度提高，内需增长叠加世界工厂 地位确立，能源需求量飞速提升，能源对外依存度不断扩大。2009年，受次贷危机影响全球煤价下 滑，中国在经济恢复速度领先、煤炭出口退税取消等因素影响下，开始加大煤炭进口量并减少煤炭 出口量，成为煤炭净进口国。至此，中国三大化石能源全部处于净进口状态，能源安全挑战进一步 加剧。

　　4.3.2 中国能源政策的最新变化

　　碳中和目标的提出，推动了中国能源结构转型的步伐。2021 年 10月，国务院发布《关于完整准确全 面贯彻新发展理念做好碳达峰碳中和工作的意见》，确立了非化石能源占比在 2025、2030、2060 年分别达到 20%、25%、80%的目标。加快可再生能源的发展被提升到了更加重要的战略位置。

　　但同时， 2021 年“运动式减碳”叠加“环保限产”的政策，造成了部分地区出现大规模拉闸限电 的现象，这促使中央在 2022年初对“双碳”工作的路线和思路进行了纠偏。2022年 2月，国家发改委、能源局发布《关于完善能源绿色低碳转型体制机制和政策 措施的意见》，要求完善能源绿色低碳发展的制度框架，提出了“低碳先行，关注保供”的方针。此 后，国家发改委和能源局于 3月发布的《“十四五”现代能源体系规划》当中，仍然要求强化石能源 开采、储备机制，保障能源供给稳定。因此，化石能源保供稳价的地位短期来看也难以动摇。

　　综上所述，随着中国经济发展，中国各类能源需求不断增长，但受限于“富煤、贫油、少气”的能 源资源禀赋，能源供给缺口不断扩大、油气对外依赖严重。在当前“四个革命、一个合作”的能源 战略思想指导下，我国的能源结构调整既重视加快推动可再生能源的发展，也强调化石能源的基础 保供地位，其最终目的除了顺利实现“双碳”目标之外，更重要的是旨在通过多元化的能源供给改 革来保障国家的能源安全。

五、 主要结论：中国应对能源挑战的路径及投资建议

　　通过前文的分析，我们可以看到：能源是文明的重要基础。全球经济的发展将导致全球能源需求量 持续提升，而化石能源不可再生、分布不均及污染环境的特点，将导致全球能源的供需矛盾逐渐激 化，并给世界各国的能源安全带来了挑战。因此，无论一国的化石能源资源禀赋丰贫及能源需求大 小，也无论一国是否重视气候变化及是否提出了碳中和目标，世界主要经济体几乎都已开始尝试通 过发展可再生能源，来保障能源供给的充分及能源价格的稳定。通过能源体系的多样化实现能源供 给的灵活充裕，可能才是一国长期保障能源安全的终极答案。

　　就中国而言，改革开放以来不断攀升的能源需求及“富煤、贫油、少气”的资源禀赋特征，导致中 国的能源存在供给缺口较大、三大化石能源净进口、油气对外依存度高的现状。未来中国经济的不 断发展将持续提升能源的需求，而化石能源的供给水平在资源禀赋及双碳目标的双重约束下难以大 幅提升，能源安全面临日益严峻的挑战。因此，假设能源效率相对稳定且能源需求保持增长，则中 国的能源供给需要从三大路径发力，保障自身的能源安全，并由此衍生出一系列长期投资机遇：

　　第一，加大油气开采及稳住煤炭产能。煤、油、气三大化石能源作为当前及未来一段时间的能源基 本盘，其开发利用水平将是确保能源安全的重中之重。就煤炭而言，我国煤炭储量相对丰富，保供 能力较强，其发展重点在于保供的同时应对“双碳”目标的约束，因此煤炭清洁高效利用将成为未 来一段时间的发展重点。就石油而言，我国原油储量不足，净进口趋势难以扭转，其未来一段时间 的发展重点在于加大勘探力度及强化中资企业出海能力（即中国企业开发海外油田以保障境内需求）， 因此其产业链上游的勘探、采掘设备及相关原材料、下游的海运需求仍将旺盛。就天然气而言，目 前中国天然气产业处于初期发展阶段，未来勘探及开采力度将持续加大，其上游勘探、采掘设备及 相关原材料、下游管道运输相关企业将具有较好发展前景。

　　第二，大力开发可再生能源。随着经济发展，中国的能源需求将持续增加。无论考虑通过能源多样 化确保长期能源供给安全，还是通过能源体系节能减排与清洁化来实现“双碳”目标，可再生能源 的开发利用都是能源结构调整的必然途径。在水、核、风、光四大类新能源中，我国风、光开发潜力最为优越，最可能成为未来的支柱能源。因此，未来一段时间内以风电、光伏为核心的新能源装 机量仍将不断上涨，对其上游原材料、新能源设备制造生产商形成长期的景气支撑。此外，为应对 新能源发电比例上涨、调峰需求增加，储能技术将迎来高速发展，除传统的机械储能、水电储能外， 电化学储能、可再生能源制氢等新型储能需求量将伴随新能源装机量的提升而不断上涨，其上游原 材料也将受益于此。

　　第三，促进能源及技术出口。为实现开放条件下的能源安全，除供给多元化外，中国还需进一步提 升国际能源市场话语权，在与他国的贸易往来中保障能源供给稳定。其中，中国的资源禀赋决定了 化石能源对外大量出口相对困难，新能源对外出口前景相对较好。由于中国风、光资源主要集中在 “三北”地区，因此其周边邻国有望成为潜在出口对象，如中亚各国、蒙古等，这将对电网、特高 压技术提出新的要求；同时，风、光作为全球能源转型过程中的重要能源，外需景气度具有持续性， 中国有望发挥其技术与设备制造成本优势，扩大风电、光伏、特高压等相关技术及设备出口能力， 提升国际市场参与度。

　　（本文仅供参考，不代表我们的任何投资建议。如需使用相关信息，请参阅报告原文。）

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