二、生態文明要求加快建設可再生能源為主的新型能源體系

如前所述，前三次能源變革加劇了化石能源的利用，使得人類面臨能源安全、能源貧困、環境惡化、氣候事件等一系列問題，人類亟須徹底轉變能源需求不斷增長的趨勢，擺脫對化石能源的依賴，才能維持文明的永續發展，這即是正在發生的第四次能源變革的歷史使命。與前三次能源變革不同的是，第四次能源革命的歷史使命決定了它面臨的兩大難點和挑戰：一是要通過能源生產過程的改革，應對氣候變化與環境污染，實現人類發展與自然環境的平衡和碳排放的大幅度減少；二是通過能源消費方式的轉變，使得人們生活水平的提高不再依賴能源的持續增長，實現經濟增長與能耗脫鉤。主動選擇新的文明形態是實現第四次能源變革的驅動力。

人類社會發展的歷史經驗顯示，前三次能源變革和隨之而來的文明過渡均是自然而然地發生和發展的。然而當前能源、環境和氣候面臨的緊迫形勢決定了人類不能再任由能源與經濟同步增長，而是要著力解決當前經濟增長與可持續發展兩難的問題，這不僅需要先進的技術措施實現能源生產與供應的清潔化、低碳化，更需要依靠發展理念的巨大轉變扭轉能源的消費模式。因此，人類需要主動選擇一種新的文明形態，積極構建與之適應的能源和技術體系，通過強有力的干預手段和創新制度，實現新的經濟增長方式，促使經濟與能源盡快絕對脫鉤。

世界主要的發達國家在20世紀初期均完成了工業化進程，在應對其發展過程中出現的環境問題和能源問題方面采取了大量措施，大多基本完成了能源生產的清潔化，正在向能源低碳化方向轉變，對第四次能源變革的出現和發生進行了有益的探索和嘗試。實現第四次能源變革，應包括以下幾方面具體內容：一是確保全球能源供應安全的可持續性，維系人類文明的不斷發展與延續。二是大幅度提高能源效率，合理控制能源消費行為，控制能源消費的無序增長。三是確保人人享有可持續的能源供應，消除能源貧困，實現能源公平。四是減少能源供應過程中環境、生態問題。五是應對氣候變化，構建清潔、低碳的能源體系。從根本上看，可永續利用、清潔、低碳的可再生能源將是未來能源變革的最主要能源發展方向。

（一）可再生能源是能源變革根本方向和生態文明重要支柱

伴隨著第一、第二次工業革命進程，人類已完成了兩次能源變革，實現了從薪材到煤炭，從煤炭到油氣、電力的轉變。能源開發利用技術進步促使人類從自然經濟狀態的工場手工業轉為機器化大生產時代，進而又邁入現代化生產時代。

21世紀以來，非常規天然氣以及風能、太陽能等可再生能源利用規模迅速提高，智能電網、分布式能源、大規模儲能等新型能源技術快速發展，能源生產與利用方式正發生重大變革，新型能源體系加速形成，一場以新能源與信息技術為代表的新工業革命正在孕育。世界主要國家積極采取措施，紛紛推動能源科技創新和能源變革。例如，美國支持零碳能源技術和清潔煤、碳捕獲和碳儲存（CCS）等低碳技術發展；日本重點發展超臨界、IGCC、IGFC發電技術，布局氫能、宇宙太陽能和核電技術；歐盟大力發展可再生能源，積極建設智能電力系統，繼續努力提高能源效率；巴西持續研發和推廣生物質燃料。國際能源署（International Energy Agency，IEA）預計，到2030年非化石能源占能源消費總量的比重將達到24%，在世界能源供需平衡中發揮日益重要的作用。在2℃情景下，到2050年時，風能和光伏太陽能有潛力為每年的電力行業減排貢獻22%的份額（見圖2-4、圖2-5）。

中國已錯過了前兩次機遇，未能在當時隨之邁入近現代社會。目前經濟取得較快發展，但仍處在以煤為主的能源時代，滯后于世界能源進程。如不能加快順應世界第三次能源變革趨勢，中國將可能長期鎖定在以煤為主的能源時代，現代化進程勢必將受到嚴重影響。必須緊緊把握這一機遇，努力順應新的世界工業革命及能源變革趨勢，加快推動中國能源轉型，早日邁進綠色低碳、清潔高效、智能為主要特征的新的能源時代，并以能源轉型推動經濟社會發展，為建設現代化強國奠定基礎。

我國也提出推動能源革命。能源革命的本質是主體能源的更替，替代煤炭首當其沖，煤炭要做到清潔化利用，首先應該是減量化，設置煤炭利用的天花板，并逐年降低煤炭的使用量。根據國家發改委能源研究所、國家可再生能源中心研究結果，到2050年，我國的煤炭使用量要降低到10億噸以內，才能留住碧水藍天，成就“美麗中國”。其次是通過技術創新，提高效率，對不可替代的煤炭實現清潔化利用。能源供給側結構性改革的本質是供給側的綠色電力革命，供給側綠色電力革命的核心是能源消費向低碳綠色電力轉型，低碳綠色電力的主力軍就是風電和太陽能發電。能源消費向低碳綠色電力轉型為能源供給側結構性改革解決了后顧之憂，大規模、高比例的風電、太陽能發電為能源供給側變革帶來了生命力。但是，目前還存在著一系列體制和機制方面的障礙，可再生能源發電比重的不斷提升將對需求側轉型提出新的挑戰。實現供給側綠色電力革命是能源供給側結構性改革的終極目標。

如果說現在的發達國家走了一條主要依靠化石能源實現現代化的道路，成為世界的榜樣，引領了世界的發展方向，中國則可以走一條化石能源與非化石能源并重的現代化道路，成為更后來的國家實現現代化的榜樣，引領世界能源轉型的方向，為21世紀末用可再生能源或非化石能源取代化石能源作出自己的貢獻。

（二）可再生能源已成為我國新增能源供應主力

中國在2014年開始了能源轉型的征程，首次出現了燃煤發電量和煤炭消費量的負增長。2015年可謂中國能源轉型取得重要成就的一年，全年發電量只有5.5萬億千瓦時，比2014年減少了0.2%，即減少110億千瓦時左右。當年風電增加近400億千瓦時，太陽能發電增加200億千瓦時，水電增加700億千瓦時，核電增加300億千瓦時，也就是說，非化石能源發電凈增加了1600億千瓦時。火力發電凈減少了1700億千瓦時，其中大部分減少的是燃煤發電，一般估計，2015年燃煤發電減少1600億千瓦時以上，降幅4%。一增一減，導致了煤電占比從2013年的74%下降到2015年的69%，兩年降了5個百分點。同時，2015年煤炭消費量也減少2億噸，煤炭占比也比2013年下降了3個百分點。僅僅減少煤炭發電一項，2015年新增的非化石能源發電就替代了接近7000萬噸煤炭。近兩年中國的實踐也證明了非化石能源不僅可以滿足新增能源的要求，也可以大量替代化石能源，特別是煤炭。

2015年，全國電力消費增速明顯放緩，全社會用電量55500億千瓦時，同比增長0.5%，比上年回落3.6個百分點。全國基建新增發電設備容量1.3億千瓦，可再生能源發電新增裝機容量6480萬千瓦，其中水電新增1493萬千瓦，并網風電新增3297萬千瓦，并網太陽能發電新增1513萬千瓦。截至2015年底，全國發電裝機容量達到15億千瓦，累計可再生能源發電并網裝機容量達到5億千瓦，占全部發電裝機容量的33.3%。可再生能源發電量13925億千瓦時（折合4.39億噸標準煤），占全部發電量的24.8%。

（三）可再生能源是生態環境友好的能源

隨著社會經濟的發展，全世界都開始重視對可再生能源的利用，加上近幾年環境惡化、資源枯竭等問題日益嚴重，可再生能源因在利用過程中對生態環境友好，能夠有效減緩氣候變化，降低對土壤、大氣和水體等的污染，日益受到人們的重視，是能夠真正實現“發展和保護”相統一的環境友好型能源。

可再生能源可以有效減少大氣污染物和溫室氣體的排放。相比傳統化石能源發電所排出的大量污染物，以風能、太陽能為代表的可再生能源不產生或極少產生污染物，其發電過程無須外界其他能量介入，不會排放氮氧化物、硫氧化物等污染性氣體、顆粒及水蒸氣，也能減少大量溫室氣體二氧化碳的排放，是清潔的綠色能源。以風電為例，根據美國能源部研究結果顯示，風電每度電的二氧化碳排放量相當于亞臨界燃煤發電的1%，燃氣聯合循環發電的3%，同時也低于其他在發電過程中不排污電源的全生命周期內的排放量。根據測算，2015年我國可再生能源發電量共計13767億千瓦時，可以替代標準煤約4.1億噸，減少向大氣中排放二氧化碳10.5億噸，減少排放二氧化硫329萬噸、氮氧化物288萬噸，節能減排效果非常顯著。

可再生能源不會造成重金屬污染。重金屬元素普遍存在于化石燃料、礦石等原材料中，其中，有害有毒重金屬元素汞、砷、硒、鎘、鉛、鉻、鎳、銻等廣泛賦存于煤炭、油品等燃料中，會在燃燒等高溫過程中被釋放出來，不僅對土壤、大氣、水體等造成污染，還會對公眾健康和生態環境造成危害。要想解決重金屬污染問題，需要從源頭進行預防和控制。燃煤電站是重金屬污染的主要排放源之一，據統計，每年因燃煤進入大氣的砷就有1500噸，其中降落在地面的重金屬化合物又會由于洗刷而流進水體，不能被微生物降解，只能發生重金屬遷移。在能源領域，大力發展可再生能源，減少化石燃料的使用，是預防緩解重金屬污染的一個有效途徑。與傳統化石能源相比，可再生能源電力在生產過程中不需要排放太多的廢棄物，在發電的過程中也沒有重金屬的排放，不會造成重金屬的污染，屬于環境友好型能源。

可再生能源能夠節約水資源。我國的水資源相對匱乏，隨著經濟社會的發展，水資源日益緊張，水污染、水危機已經成為我國可持續發展的重要制約因素。能源部門嚴重依賴水資源，特別是煤炭產業，是對淡水資源需求量最大的產業之一。而且我國大部分燃煤電廠建在水資源相對匱乏的地區，過度取水給當地的生態環境和人體健康造成了巨大的危害。可再生能源電力在生產過程中不需要大量的水，可以避免大量的水資源浪費。Meldrum等研究總結了不同發電方式的生命周期耗水量，結果表明，燃煤發電的全生命周期耗水量為3.32立方米/兆瓦時，風電的耗水量最低僅為0.56立方米/兆瓦時，光伏（不包括聚光式發電）為1.69立方米/兆瓦時。其中燃煤發電的耗水量主要發生在發電階段，風電和光伏的耗水量主要發生在設備制造等上游階段，風電光伏等可再生能源的耗水量大大低于燃煤發電⁽³⁾。

可再生能源在一定程度上有利于水土保持和植被恢復。以光伏為代表的可再生能源項目在建設的同時，也會同步建設區域綠化帶等，能夠防風固沙、涵養水分，有效降低生態脆弱區的水土流失；且光伏電站的建設能夠顯著提高建設區的植被覆蓋率，對生態脆弱區綠化起到良性的改善作用。例如，王濤等⁽⁴⁾為了探究光伏電站對植被、土壤的影響，通過樣地調查和試驗分析對靖邊縣光伏電站內光伏板未遮陰、遮陰及電站周邊區域的土壤理化性質、植被種類等進行了分析比較。結果顯示：3個區域同層土壤含水量的高低順序是未遮陰>遮陰>電站周邊區域，其中，表層（0～20厘米）未遮陰和遮陰區域土壤含水量相對于電站周邊區域分別增加了34%和30%，表明光伏電站建設可以增加土壤含水量；另外，光伏電站建設后，電站區域內的植物種類、Patrick豐富度指數、Shannon-Wiener多樣性指數、Pielou均勻度指數、Simpson優勢度指數、生物量鮮重和干重均較電站周邊區域有所增加。同時，風電和水電等其他可再生能源，也會在開發利用過程中做好水土保持和植被恢復治理工作，不會對水土保持和植被恢復造成太大影響。

風電也不是阻礙大氣循環、積累霧霾的重要因素。近年來，隨著我國中東部地區多次發生大范圍、持續性的重污染天氣，公眾被某些媒體誤導，認為京津冀大氣污染與華北大規模風電開發有關系，并提出風電是造成霧霾重要元兇的觀點。但國內外現有的研究均表明，風電根本不會引發霧霾。

美國斯坦福大學Maria通過建立風電機組葉片與大氣相互作用的動量參數化關系，估算由于大型風電場建設帶來的全球和區域大氣能量的損失。結果表明，如果全部用風能滿足全球對能源的需求，風能開發導致1千米以下大氣層能量的損失為0.006%～0.008%，比氣溶膠污染和城市化導致大氣能量的損失小一個量級。丹麥科技大學Risoe實驗室Frandsen則通過實驗證明，大型風電場下風向風速減弱的影響經過30～60千米的距離以后就可以恢復。

國內方面，中國氣象局的朱蓉教授通過分析風電場集中建設區的地面風速長年變化與北京市、天津市和石家莊市的污染氣象條件長年變化，研究了風電大規模發展對局地大氣擴散條件的影響。根據研究數據顯示，河北省各種大氣污染物的工業排放量和機動車排放量都位于全國前列或是首位，尤其2011年以后，氮氧化物和顆粒物或煙粉塵的排放量穩居全國第一。造成京津冀地區重污染天氣的第一要素應該是過量的大氣污染排放，相比之下，風電開發的大氣污染環境影響微不足道⁽⁵⁾。由此可見，把風速減弱歸結于風電，并認為發展風電會造成霧霾，是沒有科學依據的臆想。治理霧霾的關鍵還是區域協同減排。

（四）可再生能源是真正的低碳無碳能源

削減煤炭消費的措施有很多種，主要包括活動關停或改燃氣燃燒、燃煤鍋爐改造、治理散煤等。不同限煤措施的減碳效應并不相同，表2-2為各地采用的限煤措施，以及各項措施每減少1噸標準煤所帶來的二氧化碳減排量。減排效應最強的是淘汰落后產能和可再生能源替代，燃氣替代的效益居中，一般外購電（假定外購電以煤電為主）減少本地燃煤碳減排的效應較差，而用煤制氣替代燃煤總體上呈現負效應，即反而增加碳排放。

（五）可再生能源開發推動形成新型城鎮化和經濟發展空間格局

以蒸汽機（燃煤）技術為標志的第一次工業革命和以內燃機（燃油）、電力技術為標志的第二次工業革命不僅促進了科技在人類生產中的應用，而且帶來了機器大工業生產方式。相應地，人們生活方式開始改變，越來越多的人口聚集在城鎮特別是大城市。中國正在著力推動新型工業化和新型城鎮化建設，要走科技含量高、經濟效益好、資源消耗低、環境污染少、人力資源優勢得到充分發揮的新型工業化道路，并要建設以人為本、讓所有城市居住人員都能公平享受城市的各項服務的城鎮化模式。中國新型工業化布局不能過多地向大城市集聚，新型城鎮化模式也應是大城市與中小城鎮協調發展的格局。

新能源和可再生能源的分布式、離散化特征顯著，與中國新型工業化和新型城鎮化發展模式是相契合的。一方面，在信息技術、智能技術的帶動下，未來能源系統的組織方式有望從集中式、大規模的工業化開發利用轉變為分布式、小規模的開發利用，從主要通過遠距離、大規模能源輸送實現供需平衡將轉變為更多依賴就地平衡，從供應被動滿足需求轉變為供需雙方通過智能能源網絡、大規模儲能設施等實現互動平衡。另一方面，消費者同時又可能是生產者，生產和消費的界限將趨于模糊，能源普遍服務將成為可能。在這種情況下，既能獲得現代能源服務，又融入現代工業文明，還能享受“田園牧歌”，顯然將成為人們工作、聚居的取向。因此，加快推動能源革命，與信息化、智能化技術相結合，大力發展分布式、智能型能源體系，將成為中國新型工業化和新型城鎮化建設重要的支撐。

（六）可再生能源促進綠色經濟和就業

可再生能源領域投資助推綠色經濟快速發展。可再生能源是永續利用的清潔能源，可再生能源投資大幅增加能夠帶來環境健康福利、經濟增長利潤與能源產業升級等諸多積極影響，是綠色經濟新的增長點。FDI Markets發布的數據顯示，2015年全球可再生能源領域投資達760億美元，同比上升73%，增幅最大。且過去兩年來，超過一半的凈增產能來自可再生能源。國際研究結果表明，可再生能源在全球終端能源結構中的份額翻番，將使得2030年全球GDP與以往相比增加0.6%～1.1%⁽⁷⁾，相當于增加投資706億美元至1.3萬億美元。根據清華大學的研究測算，我國風光發電所拉動的直接和間接投資增加值逐年上升，預計將從2015年的約0.31萬億元逐漸增加到2030年的1.57萬億元；所占GDP比重基本呈逐年上升的趨勢，到2030年占比約達到1.1%⁽⁸⁾。

可再生能源創造了大量的就業機會。就業機會對經濟和社會的發展具有非常重要的關鍵作用，能夠保證GDP的可持續增長和社會福利的增加。在能源行業總體提供的就業機會逐漸減少的形勢下，可再生能源行業提供的就業機會卻逆勢上漲，在過去十年對促進就業、維護社會穩定做出了重要貢獻。根據國際可再生能源機構（International Renewable Energy Agency，IRENA）發布的報告顯示，2015年全球可再生能源就業總量有所上升，而整個能源產業卻出現下降。例如美國可再生能源就業上升了6%，而油氣行業就業減少了18%。同樣，中國可再生能源就業人數為350萬人，遠超油氣行業的260萬人⁽⁹⁾。與2012年相比，2015年中國的可再生能源就業人數翻了一番。可再生能源發電行業的發展創造了一批技術要求高和服務水平高的崗位，涵蓋設計材料、設備制造、電力和自動控制等多個領域，其帶動就業的優勢已越來越明顯。