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能源安全新视角:总量还是边际上思考?

  • 2021-04-16
  • 来源:能源杂志

疫情发生与蔓延的2020年前半年,世界能源市场普遍经历了大幅的价格下跌。大宗商品石油首先扛不住,但石油开采无法马上停下来,造成石油的储存空间变得非常稀缺。甚至因为存储能力的不足,美国石油期货出现了短时负价格(-40美元/桶)成交;有惯性的炼油产出使得美国市场汽油的售价下跌程度甚至超过原油。

这种情况下,以价格的可负担程度以及供给的充分性表征,我国的能源安全形势处于历史上很好的时期。很多油轮甚至在海上飘着寻找买家。对于我国这样一个石油进口大国,“买方市场”地位会让整体进口成本有望大幅下降。

但是与此同时,对于石油供应中断以及安全稳定供应的担忧却有所加剧??凸凵现忻拦叵档亩窕约爸鞴凵系娜鲜妒橇礁鲆蛩?。能源主管部门推出了额外的20举措来保证能源安全;2020年政府工作报告特别提到要“保障能源安全;提升能源储备能力”;2020年6月,发改委与能源局联合发文,特别就做好2020年能源安全保障工作提出指导意见;2020年11月,“十四五”规划中央指导意见明确指出:“确保粮食安全……保障能源安全”。

最新的新闻是在2021年3月披露的“十四五”规划中,基于“不稳定性不确定性明显增加”、“全球能源供需版图深刻变革”的理解,明确提出保持46亿吨标准煤以上的能源综合生产能力。这也是为数不多的约束性指标。

以上2点看似存在矛盾,却都有正确的成分与视角。这体现了在边际上思考(thinkatthemargin)与整体思考(thinkasawhole)的区别。一般来说,在边际上思考更容易,因为这是基于现状微调(finetuning)的探讨;整体思考很不容易找到“准星”,当然也有一步跳到“最优状态”的可能性。

这一次我们将结合业已公布的“十四五”规划文本,以及确定的约束性能源综合生产能力,进一步解读所谓安全新战略相关的内容。

能源安全新视角:总量还是边际上思考?

战略性思考:追求稳健还是弹性?

稳健指的是在?;氖焙蛉阅芄槐3终?,至少少受影响;而弹性指的是受到?;跋?,但是可以很快恢复。这二者在风险管理领域是完全不同的。那么能源部门是要追求稳健还是弹性呢?亦或是二者都需要?

这个问题是复杂且几乎没有定论的,但是我们需要避免的是几种极端的认识:

第一,把全部国内生产下的自给自足理解为“稳健”。事实上,中国煤炭出口的年代,每年冬天都会出现各地缺煤的现象。前国家能源局局长回忆,每年都需要到煤炭企业年终慰问,用国有资产购买的猪肉换煤炭指标。

第二,把满足尖峰需求看作是无条件的。事实上,这种尖峰负荷,无论是电力还是天然气,都存在经济合理的必要探讨。

第三,把“确保供给”看作是无成本的。从最新的文件来看,中央对此有清醒的认识。

以我国的资源禀赋,追求能源供应的稳健,无疑是奢侈的。粮食安全是要确保的,也是必须是万无一失的,稳健的;而能源安全是要保障的,但是只需要追求弹性——出现问题能够尽快恢复即可。

对于完全本土化的电力部门,情况更是这样。随着可再生能源大发展以及与电网调度范式的冲突越来越严重,更加频繁的停电应该是意料之中的事情。

这本来并不是一件宿命与注定的事情。但是,在目前的社会认知、电力系统运行范式与政治经济环境下,却变成了一种很大的可能。我们应该对此逐渐变得习惯。

边际上思考:一个维度不能绝对优先于另外一维度

如果你有100块钱要花在产业链各个方面(比如投资可再生和投资煤电)。那么你需要就这两个方面投资进行优化,划分其相应的比例,以实现自身最大程度的进步。这涉及决策优化。

但是,这类问题在我国却往往被更大程度的简化了,以此希望得出一个更加明确的行为意义。

首先是把集体行为想像为一个人(但是是个很有能力的人,比如上帝),注意力或者精力时间有限,做了A事情就做不了B事情。事实上,现实中的集体组织是有分工的,并不总是在做一件事情。比如能源局是管项目的,环保部是确保排放达标的。他们需要并且实际上是工作在不同的方向上,不需要有一个统一的重点。

再则是一种二值思维,彷佛现实的资源要不100%给A,要不100%给B——将连续性的问题(100块钱怎么花)二值化。这就是逻辑错误了,这一错误就衍生出了很多次“煤炭到底是主体能源还是非主体”的探讨。

最后是完全忽略现状。现实中如果要投资,可能有非常多不同的来源,包括财政资金,国企盈余还有私人资金。这些来源存在非常多的不同决策模式,试图通过战场指挥“振臂一呼,应者云集”的方式去往一个方向指挥,不仅是办不到的,而且是危险的、脆弱的。资金方面,并不存在“统购统销”的问题。

在我国,已经出现了对各种集体目标绝对排序的声音。但是,我们必须强调:反复地问哪个目标更重要是对现实问题的过度简化。如果必须给一个明确的回答,那仍然是“都重要”。我们需要一个平衡策略,特别是考虑到:

1. 这些目标之间并不矛盾,比如绿色与安全。不需要进行非此即彼的“二值选择”。

2. 存在帕累托改进空间,比如一个指标变更好,而其他不变;

3. 存在此消彼长,比如用额外小额的增量成本换取更多的可再生能源接入。

在接下来十四五能源专项规划的编制中,这些问题的得失平衡,必须以一种复杂的方式来展现,而不是过度简化。

总量上思考:出现大的能源?;趺窗??

当然,以上所有的讨论,都是基于边际上小变化的讨论,从而给出“逐步改进”方面的含义。这种思维在一些突变或者重大改变面前就会变得不那么有价值,甚至是错误。

让我们用一个例子来更直观地理解上面这句话。房子房顶有些漏,所以一旦下雨,可能就会淋雨,造成室内的损失。损失的价值往往是要大于修补房顶的成本。那么边际的来看,及时修补房子就是合理的。但问题是:这个房子还面临着地震破坏的风险。如果被地震震塌了,那么修补房子的支出就变得无意义了。房主面临预算约束,需要为房子的倒塌去未雨绸缪,加固房子。否则,地震一旦发生,就不是淋点雨的问题,而是无家可归的问题。

我们处于一个各种风险并存的世界中。有些是概率不算高但是灾难性的,比如气候变化引发地球变暖临界点突破、核大战?;?、物种大范围灭绝等;有些是概率不小,而且影响广泛的,比如持续大范围的干旱或者洪水。这类风险一旦发生,那么损失的GDP将不是1%、2%,而是10%、20%,甚至更大(相比而言,这场新冠疫情给全世界造成的损失可能是GDP的5%左右)。

那么,能源安全?;⑸母怕视卸啻竽??这个很难估计。但是,我们似乎可以就它如果一旦发生,我们如何应对做一个思维实验。

2019年,中国原油消费量接近7亿吨,相当于接近15mb/d,占世界消费量的15%;其中原油进口量5亿吨,对外依存度超过70%,是全球第一大原油进口国。如果我们假设由于地缘政治、军事、商业等因素,这一进口出现了1/2的物理中断,并且持续了一年时间无法解决,那么我们需要缩减油品消费到什么程度呢?

2.5亿原油意味着1亿吨汽油与1.2亿吨柴油的短缺。从油品的消费结构来看,交通部门消费了其中90%的份额,特别是货运对柴油以及私家车与客运交通对汽油的消费。

2019年全国新注册登记机动车3214万辆,机动车保有量达3.48亿辆。私家车保有量首次突破2亿辆,达2.07亿辆。如果假设这些私家车的燃油经济性是6升/100公里,年行驶15000公里,那么其1年汽油消费量就高达1.3亿吨。如果这些车辆在?;笨倘客J唬ɑ谝咔橄露白伦印钡那樾?,这是完全具有可能性的),足可以对冲原油进口的中断。

柴油涉及到整个社会的交通物流体系,是个比较棘手的问题,但也不是不能解决的。这些措施至少包括:大幅度提高炼制的柴汽比例;进行双燃料改造,LNG替代一部分;铁路货运大幅替代……等等。这是个可以有充分反应时间来处置的?;?。

如果真有供应完全长时间中断的情况出现,那必然意味着是战时状态。所有的社会形态,包括能源的需求都非常态了。需求完全可以得到最大程度的压缩与压制。这种战争状态的情形完全不能用和平状态的经济思维去思考。

能源安全新视角:总量还是边际上思考?

总量上思考:电力系统出现N-2以上的故障应对?

传统上,电力部门保有N-1原则,也就是单一故障安全准则。系统的N个元件中的任一独立元件(发电机、输电线路、变压器等)发生故障而被切除后,应不造成因其他线路过负荷跳闸而导致用户停电。不过,随着系统复杂度的日益上升,以及气候极端事件统计意义上的增加,超越N-2的事故近期似乎有增加的趋势。无论是在我国的湖南江西、英国、美国加州得州,还是欧洲电网,前段时间都发生了电网由于区域间传输潮流过大引发的系统短时“解列”事故。

考虑到各种不确定性,我国各个省以及重要城市,似乎进行N-2以上的故障应对正变得必要。特别是在假设所有的“特权”远距离外送线路全部“宕机”(这是非??赡艿模┑那榭鱿?,系统能否保持足够容量充足性的压力测试正变得必要。本地常规机组与本地的最大负荷的比例应始终保持相当。

总量上思考:将能源安全问题限制在经济范畴内

美好的世界正在边际上开始变差。各个国家的决策者,每天都需要面临日益繁多与超越“小步前进”的重大决策考验。这种情况下,限于时间与精力,决策过程的简化、甚至粗糙化往往是个不可避免的事情。

环境与气候目标应该成为一个非常重要的考量,与能源安全并行不悖。从安全角度,我们认为只要有充分的进口来源多元化,那么能源安全的保障在很大概率上没有问题的,并不需要额外地担忧并采取额外特别的措施。

再进一步,也只需要把这个问题限制在经济问题的讨论范围,而不宜主动政治化甚至军事化。在美苏冷战、东西方阵营严格站队与对立的时代,前苏联/俄罗斯对西德的天然气贸易仍保持着稳步的增长,并且非常稳定可靠。卖给商业伙伴,比“半卖半送”给自家兄弟(东德)要更加合适。这方面的过度反应,起码从目前来看,是没有必要的。

在认知科学上,一个非常本质性的认识(存在争议)是“我们的感知系统被设计来检测现状的变化,而不是绝对的量级大小,并且我们将决策的结果编码为相对于某个中性参考点的得失”。

相比绝对量,我们更容易理解相对量,特别是相对现实的变化。我们需要更多地在边际上进行额外思考,偶尔在关键战略上进行总量思考。能源安全问题更多地属于前者。

知名国际外交政治专家阎学通认为安全包括三个要素:外部的威胁、主观的恐惧和事物本身的不确定。即使从风险管理的视角,我们需要追求的也只是弹性——事故之后快速恢复,而不是稳健。

能源安全问题一直很重要。但是它并不会因为疫情、因为国际形势变化而更加重要。

 

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