編者按
過去十幾年，可再生能源的迅猛發展不斷改變著全球能源格局。近期，英國牛津能源研究所（OIES）發布報告稱，與儲量有限的化石能源不同，可再生能源以取之不盡、用之不竭的太陽能和風能為核心動力，以太陽能電池板、風力渦輪機、電池、電解槽等為關鍵部件，呈現出完全不同于以往的能源經濟特征，正在改寫能源史。具體而言，可再生能源的競爭力不再是自然資源稟賦，而是產業政策、供應鏈效率和規模經濟的協同作用，只要有工業基礎和資本投入，就能形成強大的生產能力。深刻認識這一趨勢，對能源從業者尤其重要。
本版文字由中國石化石油勘探開發研究院 盧雪梅 提供
能源經濟將發生根本轉變
全球能源格局正經歷一場重大變革，可能顛覆過去幾十年圍繞資源稀缺性建立的能源經濟思維定式。不同于以稀缺性和地理偶然性為特征的化石能源，可再生能源以生產技術為核心、以取之不盡的風能或太陽能為原料，一旦完成初始建設就可以提供低成本的能源。
這意味著，能源經濟框架將從霍特林規則（稀缺驅動成本上升）轉變為學習曲線模型（成本隨累積產量下降），形成與傳統能源經濟學不一致的新模式。
產業政策效仿潮
近年來，各國先后意識到控制新能源技術供應鏈的經濟性和戰略效益，而我國在這一領域早已走在前列。截至2021年，我國電動汽車電池產量占全球總產量的79%；截至2023年，我國光伏組件產量占全球總產量的85%。我國的成功經驗也刺激了競爭對手的政策跟進。美國的《通貨膨脹減少法案》、歐盟的《凈零工業法案》均旨在通過補貼、稅收減免等激勵措施提振本土清潔技術制造業。日本的“綠色增長戰略”（2024年）和韓國的“綠色新政”（2021年）則分別為氫能和電池技術制造業設定了具體目標，并提供了支持政策。
這些新興的產業戰略正促使電池制造業突破原有地域限制，向美國、歐盟、印度和東南亞等國家和地區擴散。一些國家（如越南、馬來西亞）正利用低成本勞動力、政策支持和現有制造業基礎等優勢，積極擴大光伏生產規模。
這些趨勢表明，制造業流動性更強，如鋰、鎳、鈷等關鍵資源可以全球采購運輸，電池組裝等環節可以在政策和市場條件更具優勢的地區進行。相比之下，化石能源的開采往往受限于特定的地質構造。此外，低碳制造依賴的供應鏈可以在全球建立，地域限制較少。基于這一認識，各國都在積極爭奪市場份額，反映出全球競爭正經歷從“資源控制”到“產業戰略”的深刻轉向。
能源安全再定義
上述產業格局的轉變正在重新定義能源安全。各國政府不再局限于保障油氣供應安全，而是逐漸從穩定獲取清潔能源技術的角度構建國家能源安全體系。例如，美國能源部在供應鏈審查文件中強調過度依賴進口太陽能電池組件的脆弱性，并指出應盡快發展本土產能。其他國家也在尋求獲得固態電池或氫電解槽等新興技術的知識產權和制造技術。
此外，政策制定者試圖利用對先進技術的出口管制保護本土產業。這也說明，作為能源安全工具的技術管制正在發生轉變。隨著可再生能源系統與數字電網整合程度的提高，網絡安全成為保障能源安全的關鍵，技術領先程度則成為能源安全戰略的核心支柱。
創新重點的轉移
能源領域創新的性質也隨之發生變化。制造業創新的重心正從化石能源時代的資源勘探與開采效率提升，轉向可再生能源領域的制造工藝優化、成本下降和技術效率提升。因此，各國逐步將研發投資和人才儲備的重點向可再生能源制造技術研發傾斜。國際能源署（IEA）2024年數據顯示，過去20年，可再生能源相關專利的增速持續超過化石能源。雖然在專利總量上化石能源仍占上風，但在許多具體技術類別中，這一差距已大幅縮小甚至逆轉。
可再生能源專利的快速增長意義重大。過去十年，太陽能發電成本大幅下降主要源于制造創新，如更大的晶圓、更薄的硅片和更優化的電池設計。研發工作也主要聚焦于提高電池性能，如能量密度、充電速度和壽命，并通過材料科學和制造工藝的革新進一步降低成本。更高效率的風力渦輪機的發展動力也來自先進材料、空氣動力學和制造技術的創新。由此可見，材料科學、制造工程和系統集成方面的專業知識，對能源行業的重要性與日俱增。
脫碳戰略受影響
上述轉變深刻影響了各國的脫碳戰略。越來越多的國家意識到，僅補貼上網電價并不能自動降低供應鏈的脆弱性和對外依賴度。因此，許多國家的脫碳重點已轉向扶持可再生能源產業，將激勵措施與本地化生產要求、制造業稅收抵免或研發支持政策結合起來。如一些國家開始對進口清潔能源產品征收關稅，以保護國內制造商免受低價進口產品的沖擊。
這說明，能源經濟學將發生根本轉變，從化石能源時代的稀缺性、地理限制和資源控制，轉向可再生能源時代由技術創新、制造業可擴展性和政策協調驅動的新范式。要掌握這種范式，需要理解能源經濟學的新框架，原本植根于化石能源的傳統模型已難以捕捉低碳能源的獨特運行規律。
傳統能源行業的經濟特征
1.稀缺性與耗竭焦慮
傳統能源行業最根本的經濟特征是稀缺性，即化石能源是有限的、不可再生的資源。傳統能源市場經濟的基礎理論核心霍特林規則正是基于此提出的。幾十年來，圍繞對化石能源耗竭的擔憂和霍特林模型，誕生了不少峰值理論，如“石油峰值”“煤炭峰值”等，都不同程度影響了國家或公司的投資戰略，也促使各國建立戰略儲備或尋求能源多元化。對化石能源耗竭的焦慮還推動了能源獨立政策、儲備戰略和替代能源的發展。然而，現實中，技術進步和新資源發現不斷推遲了這些“預料中”的能源耗竭場景的到來。
2.規模經濟與行業整合
化石能源生產、運輸和精煉均表現出顯著的規模經濟特征，大型作業的單位成本通常較低。因此，在產能上投入巨資的公司能戰勝規模較小、效率較低的競爭對手。這種動態加速了行業整合，使得行業結構逐漸向大型、資金雄厚的企業傾斜。規模驅動的整合也塑造了生產的地理格局：大型煉廠或大型煤礦成為供應鏈的集輸中心。各國政府往往通過直接補貼來支持這些大型企業，最終導致全球化石能源市場由少數大型公司主導，這些巨頭能利用規模優勢來影響燃料定價、生產節奏和技術方向。
3.縱向與橫向整合
為了提升效率和掌控力，化石能源企業廣泛采用縱向整合策略，控制從勘探開采到煉油和零售分銷的整個價值鏈。控制供應鏈的多個環節有助于降低不確定性和交易成本：企業可確保供應穩定，根據上游產量優化下游煉油能力，并依照統一戰略進行成品分銷。這種模式在20世紀的石油行業尤其典型，大型國際石油公司多為上下游一體化巨頭。然而，縱向整合的收益并非無限遞增，超越最優邊界點，可能導致效率降低。
橫向整合則是指在價值鏈同一環節收購或合并競爭對手，可以增加市場份額、減少直接競爭，并獲取成本優勢。規模經濟效應與縱向、橫向一體化相結合，最終形成寡頭壟斷的市場結構，這在石油行業表現得尤其明顯，即少數一體化跨國公司和國家石油公司共同控制全球生產、煉油和分銷的大部分份額。寡頭壟斷通常出現在需要大規模、大量資本投資和專業技術的行業，這些都限制了競爭者的數量，使得現有企業對市場從定價到供應決策都有相當大的控制權。
4.價格波動與風險
價格波動，尤其是油價變化是傳統能源行業的顯著特征。地緣政治沖突導致的供應中斷、全球經濟周期驅動的需求變化，以及大宗商品市場的投機行為是主要誘因。例如，主要產油區（如中東地區）的戰亂或政局動蕩可能限制供應并導致油價飆升；相反，全球經濟衰退則會抑制需求，引發價格暴跌。
價格波動給投資者、政府和消費者帶來巨大風險，并產生深遠的結構性影響。石油公司經常陷入盛衰周期，直接影響其勘探投資決策，油價高漲時加大勘探開發投入力度，暴跌時則推遲或取消項目。同樣，依賴化石能源出口的國家經濟也易遭受價格波動的沖擊，而依賴進口的國家在燃料成本飆升時則面臨能源安全威脅和通脹壓力。為了應對價格波動，產生了多種穩定價格或保障供應的機制，如國家戰略石油儲備、長期合同和對沖工具等。
5.地緣政治意義
地理分布不均衡賦予了化石能源強烈的地緣政治屬性。集中在中東、俄羅斯和北美的龐大石油儲量使得這些地區擁有巨大的政治和經濟影響力。因此，保障化石能源供應安全成為多數工業化國家的戰略優先事項。這種地緣政治考量往往促使政府出臺保護國內化石能源行業的政策，包括直接補貼、設置貿易壁壘或通過國家石油公司控制海外資源等。
6. 資本密集度高
化石能源項目（如煤炭開采、油氣鉆探、煉廠建設、管網鋪設）具有極高的資本密集度，前期開發需要巨額投資，形成了較高的進入壁壘，將規模較小或資金不足的企業排除在外。資本密集度高與價格波動相互作用，增加了傳統能源的投資風險——新項目可能需要數年才能盈利，不利的價格環境可能使經濟性蕩然無存。
7. 漫長的項目周期
化石能源項目從勘探評估、可行性研究、建設到最終投產，通常需要漫長的周期。這種滯后性使得企業難以靈活地對需求突變或供應沖擊做出快速反應。項目周期漫長和資本密集度高的相互作用，使得大型公司更有實力抵御經濟衰退風險和應對漫長的投資回報周期。
8. 技術創新的雙重作用
技術創新長期以來持續驅動化石能源供應鏈效率的提升。勘探技術進步提高了儲量評估精度、減少了無效鉆井，開采技術進步提升了老油田的采收率。這些技術進步降低了單位能源成本，延長了傳統資源的經濟開采壽命。更重要的是，水力壓裂等技術突破成功釋放了頁巖油、頁巖氣等非常規資源的潛力。這一發展顯著增加了全球油氣供應，深刻改變了能源格局，并有效緩解了先前關于資源稀缺的憂慮。
9. 多樣化的監管環境
化石能源行業的監管框架呈現高度多樣化。一些主要產油國（如美國、中東部分國家）監管相對寬松，對環境影響或安全標準的約束較少；而另一些地區（如歐洲）則在環保法規、勞工保護和價格管控方面更嚴格。即便在設定碳中和目標的國家之間，環境監管也存在顯著差異。目前，僅少數G20國家立法要求逐步淘汰特定化石能源，如德國設定煤電退出目標、法國禁止新油氣勘探、西班牙承諾結束煤炭開采與發電等。隨著公眾對環境污染、安全事故（如石油泄漏）及開采副作用的擔憂加劇，未來監管將更復雜和全面。相關研究指出，要實現2050年將升溫幅度控制在1.5攝氏度內，全球58%的石油儲量、59%的天然氣儲量和89%的煤炭儲量都必須留在地下不開發。
10.高額補貼及影響
化石能源行業長期受益于各種補貼，包括直接補貼和間接補貼。這些補貼降低了化石能源企業的生產成本，提高了盈利能力，鞏固了其在國家能源結構中的主導地位。2023年，各國政府對化石能源的支持達到1.5萬億美元，其中補貼占最大份額。這些補貼掩蓋了真實的市場成本，使得經濟更依賴化石能源，阻礙了向清潔能源的轉型。
新能源行業的經濟特征
能源轉型并非人類歷史上的新生事物。從工業革命時期的生物質能（如木材、柴草等）向煤炭的過渡，到20世紀初向石油的轉移，以及后來引入核能，都代表著能源轉型。然而，人類當下面臨的可再生能源轉型與以往有根本不同。以往新能源主要用于補充，而非完全取代現有的能源形式，煤炭并未完全取代生物質能，石油也并未導致煤炭退出歷史舞臺。相反，這些新的能源形式還拓展了能源結構，最終使得每種能源都找到了定位，得以并存發展。
而當前的可再生能源轉型則標志著這一模式的歷史性突破。推動此次能源轉型不是發現了更集中的能源或更高效的開采方法，而是具有不同經濟特征的能源技術的出現。這些新能源不僅是對現有能源結構的補充，而且是在多個領域取代化石能源。這種轉變除了源于環境問題的急迫性或政策要求，還因為可再生能源系統的潛在經濟特征，即邊際成本趨于零、基于制造業的學習曲線不斷提效降本，以及積極的網絡外部性。
這些經濟特征創造了一種本質上完全不同、更具競爭力的新經濟范式。這一發展促進了新能源經濟的出現，其特性與傳統以煤炭、石油和天然氣等大宗商品為基礎的體系有很大不同。在新能源經濟學中，豐富性取代稀缺性成為決定性特征，技術創新和制造能力，而非資源控制，構成了這一新范式的核心競爭力。
電氣化是新能源模式的核心。它不僅是一種脫碳途徑，而且是實現新能源經濟動態的基本載體。電氣化驅動了邊際成本高、開采依賴型的能源系統向通過制造技術提供能源服務的結構轉變，邊際成本趨于零。這不僅提高了熱力學效率，而且增強了系統集成性。此外，雖然由于工藝或能量密度要求，部分難減排行業面臨直接電氣化的挑戰，但其長期脫碳也將依賴低成本、充足的可再生電力。許多間接脫碳途徑，如綠氫、合成燃料和電化學過程，本質上都能以可再生電力為原料。因此，即使是面臨轉型障礙的行業， 可行的脫碳方案仍是豐富、低成本的可再生電力。
新能源系統的最基本特征是發電的邊際成本趨于零。一旦基礎設施（如太陽能電池板或風力渦輪機）到位，陽光和風作為“燃料”可以免費獲取。這從根本上改變了電力市場的定價動態，可再生能源可以取代化石能源，在產量較高時期壓低批發價格，也顛覆了傳統的供需關系。趨于零的邊際成本與新經濟范式的另一個決定性特征（前期資本成本占主導地位）有內在聯系，即可再生能源的主要成本是制造和安裝設備的初始資本支出，運營費用（主要是維護費用）相對較低。這種高資本支出和低運營成本的結構需要大量的前期融資，導致平準化度電成本（LCOE）對資本成本和設備壽命高度敏感。然而，一旦投入運營，這種結構也會轉化為相對低風險的長期回報，對尋求穩定現金流的機構投資者頗具吸引力，這與化石能源投資回報的不穩定性形成鮮明對比。
此外，化石能源生產的地理限制在可再生能源領域基本不存在。只要氣候條件合適即可生產可再生能源，顯著降低了地緣政治風險和運輸成本。但太陽能和風能在各地區分布也不均衡，部分地區太陽能資源豐富（如撒哈拉沙漠、阿拉伯半島和澳大利亞內陸），部分地區風力資源充沛（如沿海地區、北海和某些山口），部分地區兩者兼有。這種自然稟賦的差異可能造成可再生能源發電潛力的不同，并影響產能、項目經濟性和競爭力。然而，即使可再生能源稟賦不佳的地區，通常也有足夠資源來滿足能源需求，且這些資源質量的地理差異并不會像化石燃料那樣引發地緣政治沖突。
可再生能源的分布式特征通過互聯系統可以形成相輔相成的關系。電網互聯能減少風能和太陽能固有的間歇性挑戰，推動對輸電基礎設施和智能電網的投資增加，構建更具韌性的一體化能源系統。
更重要的是，新范式的經濟優勢重心出現了轉移。化石能源的規模經濟主要體現在開采、運輸和精煉環節，可再生能源則表現在設備制造上。生產太陽能電池板或風力渦輪機的大型工廠單位成本更低，推動了制造業整合，而隨著產量增加，成本將進一步降低，促進了國際技術轉讓和競爭。
這種制造驅動的降本增效將進一步放大。隨著時間推移，可再生能源技術的成本急劇下降，產量每增加一倍，成本也同比例下降。這與傳統的霍特林模型有根本背離。傳統的霍特林模型認為，資源消耗會增加成本。
總體而言，新能源經濟的特點是成本緊縮軌跡、空間民主化和制造業驅動的可擴展性。雖然間歇性、確保關鍵礦產的供應，以及適應市場設計等挑戰依然存在，但可再生能源的結構性優勢表明，能源轉型大勢是不可逆轉的。新模式鼓勵創新、制造業和技術領先，而不是資源控制，開創了能源豐富的新時代，并將從根本上重塑全球能源格局。
