能源转型背景下的能源安全-欧洲和中国的经验教训与挑战（正文）

EU-CHINAEnergyCooperationPlatform中国

-

欧盟能源合作平台能源转型背景下的能源安全——欧洲和中国的经验教训与挑战2023

年

11

月欧盟对外政策工具资助项目本报告由以下人员编写:Peter

Børre

Eriksen、Lars

Møllenbach

Bregnbæk、Luis

Boscan、Lars

Pauli

Bornak、Helena

Uhde，Ea能源咨询公司（EaEnergy

Analyses）Matteod'Andrea，丹麦能源署（DEA）张琳、雷晓蒙、李艺、董博，中国电力企业联合会（CEC）EaEnergy

Analyses研究员JensChristianRørbækKruse亦对本报告做出了贡献。感谢国务院发展研究中心资源与环境政策研究所韩雪和李继峰参与相关讨论并提供大力支持。中欧能源合作平台（ECECP）网站：http://www.ececp.eu电子邮件：info@ececp.eu中欧能源合作平台于2019

年5

月15

日启动，旨在支持和落实《关于落实中欧能源合作的联合声明》中的举措。ECECP平台的总体目标是加强中欧能源合作。根据《欧洲绿色协议》、欧洲能源联盟、《全欧洲人共享清洁能源倡议》、气候变化《巴黎协议》和欧盟《全球战略》，通过加强合作，增进欧盟与中国之间的互信和理解，为推动全球能源向清洁能源转型，建立可持续、可靠和安全能源系统的共同愿景做出贡献。ECECP二期项目由ICF国际咨询公司和中国国家发展和改革委员会能源研究所共同实施。免责声明本报告中所述信息和观点均为作者观点，并不一定反映欧盟、中国国家能源局或ECECP的官方意见。欧盟、中国国家能源局或ECECP均不对本研究相关数据的准确性负责。欧盟、中国国家能源局、ECECP

或其任何个人代表概不对报告信息的使用负责。有关ECECP的更多信息，请访问官方网站(http://www.ececp.eu)。©

欧盟

2023。版权所有。英文编辑：HelenFarrell，中文编辑：赤洁乔目

录执行摘要1.

概述192.

能源安全概念1010101111121217202.1

净零能源系统2.2

什么是能源安全？2.3

能源转型背景下的能源安全2.4“现在”与“未来”之间：中期转型的概念2.5

IEA

对能源转型时期的能源安全的最新视角2.6

中国的能源安全视角2.7

欧洲的能源安全视角2.8

关键信息3.

转型时期的能源安全风险212226363738394345454650503.1

依赖进口燃料的风险3.2

电力系统风险

-

社会电气化带来的关键风险3.3

转型风险3.4

资本成本风险3.5

地缘政治风险和贸易冲突3.6

清洁能源技术对关键原材料的依赖性3.7

网络攻击

/

信息技术风险3.8

贫富国家之间的紧张局势升级3.9

技术风险3.10

气候变化影响风险3.11

对大规模可变可再生能源和天气模式的依赖3.12

欧盟和中国能源转型风险总结

-

安全风险指标和缓解措施4.

气候对能源生产的定量影响(WP2)4.1

研究使用的模型和范围4.2

分析方法535357596075814.3

灵活性需求4.4

结果4.5

建模结果对情景的敏感性4.6

水电5.

欧盟和中国在能源安全方面的经验教训5.1

欧盟

2022

年天然气危机的经验教训848486885.2

欧盟为应对近期能源危机对电力市场设计进行改革的经验5.3

中国能源安全风险的经验教训6.

中国和欧洲电力生产商在能源转型中的做法（实例）6.1

中国电力生产商的做法实例9090906.2

欧洲电力生产商的做法实例7.

结论928.

附录9696附录

1:

中国发布的能源安全政策附录

2:

中国主要发电企业的能源转型附录

3:

情景介绍和数据收集（CEC）1001049.

缩略语10610711111310.

参考文献11.

图片目录12.

表格目录执行摘要随着2015年《巴黎协定》的通过，世界各国领导人强调必须在本世纪末将全球温升控制在1.5℃以内，以遏制气候变化的负面影响。中国的目标是在2030年前实现碳达峰，并在2060年前实现碳中和。欧盟的约束性目标是到2050年实现气候中和。实现这些目标需要对能源系统进行重大改革，包括基础设施、规划和监管，以及各能源部门的协调发展。这意味着未来几十年，全球能源系统都将经历深刻转型。在这一转型阶段，可变可再生能源（VRE）的占比逐渐提升，技术不确定性带来了新的风险，需要重新定义能源安全的概念。本报告旨在加强对中国和欧盟在能源转型背景下的能源安全问题的理解。通过中欧专家之间的合作，双方对各自能源体系在未来将面临的能源安全问题有了更深入的理解，因为我们需要详细了解正在进行的能源转型所面临的具体风险，包括评估这些风险的量化指标以及降低风险的可以采取的各项举措。当前以化石燃料为主导的能源系统与未来新兴的碳中和能源系统并存，造成了两种截然不同的运行模式之间的紧张关系。中国和欧盟分别制定了雄心勃勃的2060年和2050年碳中和目标，在未来几十年的转型中面临着相似但并不相同的能源安全挑战。本报告是中欧能源合作平台项目“B2.4e

能源转型背景下的能源安全

--

欧洲和中国的教训与挑战”的最终报告。该项目于2023年8月24日启动，2023年11

月结束。项目合作伙伴包括中国电力企业联合会（CEC）、丹麦能源署（DEA）以及Ea能源咨询公司（EaEnergy

Analyses）。本报告的第一部分（WP1）探讨了中国和欧盟的能源安全概念，以及这一概念随着能源转型的变化。报告的第二部分（WP2）定量评估了未来（2050年和2060年）电力系统依赖大规模可变可再生能源的风险。这些风险与对气候和天气模式（如风能和太阳能）的依赖性增加有关。为此，我们对欧洲与中国部署的可再生能源资源对电力系统充裕性的贡献（或负荷承载能力）进行了比较分析；主要是比较可再生能源资源本身相对于需求预测对维持发电充裕性的贡献程度。中国对能源安全的看法中国的能源安全关切与“能源安全新战略”中概述的四个革命一个合作原则一致，主要强调以下几点：•

提高能源效率：推动能源消费革命，抑制不合理的（低效）的能源消费。•

能源供应多样化：推动能源供给革命，建立多元供应体系。•

推动能源技术发展：推进能源技术革命，带动产业升级。•

改造能源系统：推动能源体制革命，打通能源发展快车道。•

全球能源合作：全方位加强国际合作，确保开放环境下的能源安全。欧盟对能源安全的看法欧盟的能源安全理念强调成员国和地区合作伙伴之间的合作与团结。跨境合作、互联互通和运转良好的电力市场确保了电力在成员国和伙伴国之间的流动，使得不同国家之间可以相互依赖。俄乌冲突引发的能源危机为欧盟可再生能源的部署按下了加速键，促使欧盟亟需减少对俄罗斯进口天然气的依赖。2020年5月，欧盟委员会提出了“RePowerEU计划”，包括三个主要部分：节约能源、1大力部署清洁能源和促进能源供应多样化。这一战略应对措施可解决中短期能源危机，同时加快能源转型，以实现长期脱碳目标。向净零转型：驾驭能源安全风险本研究对能源转型背景下的能源安全风险进行了更具全球性的概述，从燃料依赖风险和电力系统风险到网络安全风险和地缘政治风险。每种风险都凸显了向清洁能源系统转型所面临的复杂挑战和需要考虑的因素。此外，本文还针对与中国和欧盟都尤为相关的六种风险提出了缓解措施建议，如下表所示。表

0.1：中国和欧盟能源安全的主要风险和缓解措施风险中国的缓解措施欧盟的缓解措施

加强与国外供应商的合作。

促进不同来源国的进口多样化。

强化内部供应链，开发合成燃料。

坚持依靠可再生能源来促进脱碳，继续扩大可再生能源产能。

继续实施进口多样化的战略，拓展进口来源国。

坚持依靠可再生能源来促进脱碳，继续扩大可再生能源产能。对进口燃料的依赖

加大对国内关键材料的勘探力度。清洁能源技术

对海外关键材料来源进行直接投资。对关键材料的

拓展关键材料供应链的中下游。

对海外关键材料来源进行直接投资。

通过签订合同和长期协议，扩大关键材料供应链。依赖

投资开发替代技术，减少或避免对关键材料的需

投资开发替代技术，减少或避免对关键材料的求。需求。

继续采用能够反映成本的能源价格。

进一步采取果断措施，加强对能源消费进行测量和数字化，同时制定措施，刺激提高消费者意识。

采用能够反映成本的能源价格。需求缺乏灵活

采取果断措施，加强对能源消费的测量和数字化，性且效率低同时制定措施，刺激提高消费者意识。

建立翻新改造和技术替代的激励机制。

建立翻新改造和技术替代的激励机制。

对电力系统灵活性进行投资。（如改造中国的燃煤电厂，提高整个电力系统的灵活性）能源生产（可

加强部门耦合。

对电力系统灵活性进行投资。

加强部门耦合。

投资建设能够抵御气候变化的充足的稳定容量储备。

对更加灵活和市场一体化的输电系统进行投资，包括国家间的新互联线路。

对需求响应提供激励。再生和非可再

投资建设能够抵御气候变化的充足的稳定容量储生）受气候影响备。

对更加灵活和市场一体化的省间输电进行投资。

投资短期和季节性储能技术。

对需求响应提供激励。

制定以具体指标为重点的逐步引入和逐步淘汰计

制定以具体指标为重点的逐步引入和逐步淘汰划。不协调的技术

延长现有能源基础设施的使用时间。计划。

延长现有能源基础设施的使用时间。

建立中期转型模型，评估过渡方案。转型

建立中期转型模型，评估过渡方案。

在扩大绿色燃料和技术规模的同时，同步缩小化

在扩大绿色燃料和技术规模的同时，同步缩小石能源基础设施的规模。化石能源基础设施的规模。

将输电系统纳入市场机制，例如通过市场耦合机制中的隐性容量拍卖。

对发电和输电进行整合规划。

采用社会化成本回收机制。

加大省间输电灵活性，以适应不同地区资源的季节性特点。

加快发展储能。

在有成本效益（效益大于成本）的情况下，建设新的基础设施/扩建现有输电设施。

在未采用社会化成本回收机制的国家推行这一机制。

采用跨境成本分配（CBCA）作为成本分摊方法。

更好地利用现有容量（如输电线路动态增容）

对发电和输电进行整合规划。输电系统整合不足

扩大跨区可再生能源输电基础设施，实施输电再调度，消除供需失衡，扩大资源共享区域。

加快发展储能。2研究发现，中欧之间存在以下相似与不同之处：•

进口燃料依赖：预计中国和欧盟此方面的风险都会随着时间的推移而降低，因为二者都已正式宣布将遵循并正在实施大规模部署可再生能源（尤其是光伏和风能）的转型轨道。•

清洁能源技术对关键材料的依赖：中国在大多数技术和关键材料供应链中占据全球领先地位。相反，欧盟则依赖于全球贸易以及长期协议和供应合同。为了减轻这种依赖并提高环境的可持续性，欧盟更加重视关键材料的回收利用。•

需求缺乏灵活性，效率低：过去二三十年间，欧洲在能源领域实施了市场化改革。近期还实施了向终端消费者推广智能电表的国家计划，这意味着许多终端消费者已经能够对能源价格做出反应，在价格高时减少消费。到目前为止，从发电到终端消费者的价格传导机制比中国更为发达。•

气候对能源生产的影响：可以预见，无论选择何种技术实现碳中和，气候都可能会对中国和欧盟的整体能源系统造成影响。在此方面，中欧双方所面临的风险和相应的缓解措施具有相同的性质。•

不协调的技术转型：中欧双方在此方面的风险，以及建议的衡量指标和缓解措施都大致相同。•

输电系统整合不足：这是大规模部署太阳能和风能等可再生能源、实现绿色转型的潜在障碍。欧洲已经建立了考虑部门耦合的输电规划制度，包括与天然气和氢的部门耦合。这种规划方法是在欧洲市场框架内依据成本效益分析进行的。当中国采用包括现货市场在内的成熟市场方法时，中国的输电系统发展将由市场主导，并更加高效。天气对能源生产影响的定量评估本报告的第二部分（WP2/第4章）对电力系统依赖未来（2050年和2060年）大规模可变可再生能源的风险进行了定量评估。这项研究的出发点是2050年的欧盟和2060年的中国

--

我们假设，根据净零目标，这个地区的电力系统都已完全实现脱碳，可再生能源发电容量占比达到较高水平。评估基于欧洲各国和中国各省20

年（2000-2019

年）的区域天气数据。从根本上说，本研究是通过比较相对于预测需求，可再生能源在多大程度上有助于维持发电充裕性，并将不断变化的天气模式考虑在内。风险与对气候和天气模式的依赖增加有关，例如风能和太阳能。中国2060年的情景数据由中国电力企业联合会和中国能源转型展望项目提供。欧盟的情景数据与ENTSO-E的TYNDP

2050全球雄心情景和分布式能源情景相对应。天气对能源生产影响的定量评估的关键概念剩余负荷剩余负荷用来衡量需求与可再生能源发电量之间差值。当需求超过可再生能源发电量时，它可以是一个正值（电量赤字）；当可再生能源发电量超过需求时，它可以是一个负值（电量盈余）。持续时间曲线持续时间曲线用来衡量电力系统中某一功率的持续时间。它能够大体显示出需求、风能和太阳能资源以及可再生能源的充裕性。在我们的研究中，持续时间曲线基于所有时间步长，并利用了整20年（2000-2019年）的气象数据。3电力短缺电力短缺事件是指在所有时间步长内，可再生能源发电量低于某一阈值或剩余负荷高于某一阈值的一段时间。这将导致电力系统在更长的一段时间内因发电不足而面临风险。灵活性需求灵活性需求是指在一定时间范围内（图中绿色区域）为平衡剩余负荷而必须“转移”的电量。在本报告中，我们探讨了日内、周内和一年内的灵活性需求。4两个分析层面分析分为两个层面进行：区域和整个电力系统。在区域层面，单个国家或省份（欧盟国家和中国省份）被独立考虑，计算当地的能源生产和消费，不考虑向邻近地区输电，同时假设区域内没有输电瓶颈。在整个电力系统层面，对欧盟所有国家和中国的所有省份每个时间步长的电量进行汇总，并假定区域内和区域间没有输电瓶颈。天气对能源生产影响的定量评估结果•

可快速调整的灵活性电源对于填补可再生能源供电缺口非常有价值，有可能在风能或太阳能发电量低而需求高的时段减少对长期基荷容量的需求。•

当同时出现一段时间的低发电量与高需求时，就会产生电力短缺的风险，对电力系统的供需平衡构成挑战。•

分析表明，在中国和欧盟，剩余负荷短缺一般持续时间较短，不超过一天，而中国由于可再生能源发电覆盖率较低，因此发生此类事件的频率更高。•

日内需求模式通过将风能和太阳能短缺切分成了较短的时段，因此有助于减轻其影响。图

0.1：中国剩余负荷电量短缺来源：CEC中国2060电力系统碳中和情景5图

0.2：欧盟剩余负荷电量短缺注：图0.1

和图0.2

显示了

CEC

China

2060

和

TYNDP

欧盟2050

全球雄心情景下的剩余负荷电量短缺，显示了在剩余负荷超过一定临界值（40%/50%/60%）时风能和太阳能发电量较低情况的概率。值得注意的是，这些结果是基于中国和欧盟的整个电力系统水平得出的，国家或省一级的结果可能会有很大不同。整个电力系统的变化小于大多数地区的变化，这表明当考虑较大的地域时，偏差会如预期的那样趋于平稳。来源：TYNDP

欧盟2050全球雄心情景欧盟国家的太阳能短缺持续时间通常较长（季节性影响较大），而中国的风能短缺持续时间较长。•

中国和欧盟电力短缺的最长持续时间存在显著的地区差异，欧盟国家的太阳能短缺持续时间通常较长，原因是纬度较高导致冬季黑夜较长，这与中国和欧盟在整个电力系统层面的广泛比较一致；此外，北京、上海、四川和斯洛伐克等地的长期剩余负荷短缺主要是由于高需求超过了可再生能源发电能力。•

在中国和欧盟，风电短缺的持续时间从几天到几周不等，中国的持续时间更长。中国的严重风电短缺期可长达5

天，发电量低于20%

的时间可长达58

天，发电量低于40%

的时间更是长达58

天，而欧盟则对应分别为4天和17天。•

两个地区的太阳能光伏发电持续时间曲线相似，但中国的短缺期往往比欧盟更短。在中国，由于每天日出日落的规律，持续时间不到一天的短期太阳能短缺非常常见，而由季节性和阴天造成的长期短缺不太可能在全国范围内同时出现。在欧盟，日照短缺也遵循日出日落的规律，但持续时间可能较长，特别是由于冬季夜晚较长等因素，不过大多数严重事件通常仍是短期的。图

0.3：欧盟可变可再生能源渗透率与日内灵活性需求来源：TYNDP

欧盟2050全球雄心情景6图

0.4：中国可变可再生能源渗透率与周内灵活性需求注：黄点代表以光伏为主的省份；蓝点代表以风能为主的省份。来源：CEC中国2060电力系统碳中和情景在欧盟和中国，以可变可再生能源为主的电力系统对灵活性的主要需求与实现电力系统的日内小时平衡有关。•

在欧盟和中国以可变可再生能源为主的电力系统中，灵活性需求对日内平衡的影响最大。•

在所考虑的时间尺度（日、周和年）范围内，应对发电和消费的日内波动所需的灵活性水平最高。•

与受季节变化影响的长期需求相比，短期灵活性需求受逐年天气变化的影响较小。•

满足灵活性需求的解决方案因时间尺度而异，短期灵活性可通过电池或快速可调节电源实现，而长期灵活性则可通过抽水蓄能等技术更好地实现。•

在可变可再生能源发电中，太阳能光伏发电占比较高的地区通常会有更大的日内灵活性需求，而风电占比较高的地区则需要更大的周内灵活性，这与太阳能和风能短缺的持续时间一致。容量补偿机制可确保在负荷高峰时段的几个小时内的电力充裕性。•

在中国（CEC

情景），可变可再生能源持续满足25%

的需求，而在欧盟（TYNDP

全球雄心情景），由于可变可再生能源发电覆盖率较高，可再生能源持续满足约65%

的需求。•

这两个地区都呈现出陡峭的剩余负荷曲线，即使在可再生能源普及率较高的地区，峰值也很高，这表明需要大量的备用容量。•

为了确保任何时候都有充足的电力供应，一个单独的容量补偿机制可能是一个解决方案，该机制涉及发电机、电力储存、需求减少和互联进口，因为仅仅依靠现货市场可能无法激励对备用电力的投资。电力行业对能源系统转型的态度报告强调了一个值得注意的方面：中国和欧盟的电力行业都对能源转型持积极的态度，包括中国企业中国华能集团有限公司和中国大唐集团公司；以及欧洲企业Ørsted（丹麦）和RWE（德国）。降低能源安全风险：欧盟和中国的经验教训欧盟和中国在应对特定能源安全威胁和管理相关风险方面都提供了宝贵的经验。7欧盟的经验教训经验教训

E1：供应多样化、需求汇总和市场修正机制欧盟通过增加液化天然气进口和来自其他国家的天然气供应，并实施“AggregateEU”等机制来汇总需求和联合采购天然气，同时实施短期市场修正机制，以解决天然气短缺时期的价格过高问题，从而应对俄罗斯天然气进口的减少。经验教训

E2：紧急干预和长期市场改革虽然当前的电力市场设计并不是能源危机的罪魁祸首，但它有助于减轻危机的影响。对自由市场价格信号的严重干预可能会危及多年来取得的成效。为解决电价飙升问题，欧盟引入了短期的超边际发电机组市场收入上限机制，确保将额外收入重新分配给消费者，并在长期市场改革（适用至2023年6月）中重点支持可再生能源，减少对价格波动的化石燃料的依赖。中国的经验教训经验教训

C1：进口燃料多样化对能源安全至关重要中国已有效地实现了燃料进口的多样化，包括从各种国际来源进口石油、天然气、煤炭和铀，以及确保这些资源的国内供应。经验教训

C2：关键材料供应多样化对能源系统转型的重要性中国在清洁能源技术供应链中发挥着至关重要的作用，这使其在获取能源系统转型所需的关键材料方面具有战略优势。经验教训

C3：必须避免不协调的技术转型由于确定技术转型的最佳时机和进度颇具挑战性，因此为降低风险，必须避免技术转型不协调。经验教训

C4：批发市场价格变动必须能够在消费者价格中得到体现在以市场化改革为指导原则的中国能源转型背景下，允许部分系统在市场条件下运行，而对其他部分仍采取直接管控的方式，这会增加灵活性和效率方面的风险。81.

概述本报告是中欧能源合作平台项目“B2.4e能源转型背景下的能源安全

--

欧洲和中国的教训与挑战”的最终报告。能源安全的概念历来深受20世纪70年代石油危机的影响，其主要重点是确保能够满足对化石燃料的需求，但在净零排放的未来，化石燃料的作用微乎其微。由于实现碳中和能源系统还有很长的路要走，本报告重点关注转型阶段的能源安全概念。在能源系统转型的背景下，能源安全的概念需要重新评估，以确定转型所带来的具体风险、需要评估的指标以及有助于降低这些风险的潜在措施。本项目旨在加强欧盟和中国在能源转型背景下对能源安全的理解。通过中欧专家之间的合作，将加深对彼此能源系统未来面临的能源安全问题的理解。该项目于2023

年8

月24

日启动，于2023

年11

月完成。项目合作伙伴包括中国电力企业联合会（CEC）、丹麦能源署（DEA）和EaEnergy

Analyses。本项目的工作包1（WP1）旨在研究能源转型期间和转型后能源安全概念的战略定义，其中包括：•

燃料获取和依赖。•

对清洁能源技术和关键材料供应链的依赖。•

转型时期市场、充裕性规划方法和政策之间的一致性。•

电力系统的转型风险。本报告其余部分的结构如下：第2-3章介绍了WP1的研究成果。•

第2章是关于能源安全、能源转型背景下的安全以及中国和欧盟对能源安全的总体看法。•

第3章介绍了能源转型期间和转型后能源安全的重要组成部分。对中国和欧盟能源转型的主要风险因素进行了更详细的评估。第4章是工作包2的报告，包括一项定量研究，阐明：•

对气候和天气模式的依赖性增加带来的安全风险，例如风能和太阳能发电的安全风险。•

比较分析欧洲与中国部署的可再生能源资源对电力系统充裕性的贡献（或负荷承载能力）；主要比较可再生能源资源本身在满足预测需求方面对维持发电充裕性的贡献程度。第5章介绍了中国和欧盟在能源安全方面的重要经验教训。第6章举例说明了中国和欧洲电力生产商应对绿色转型的方法。第7章是结论。第8章为附录。报告末尾的附件包括缩略语和参考文献列表，以及图表列表。注：本报告的配套附件包含了不同欧盟成员国和中国省份的地区层面的分析，可在中欧能源合作平台（ECECP）网站上下载。92.

能源安全概念2.1

净零能源系统随着欧洲“绿色协议”和中国“双碳”目标的提出，欧盟和中国政府均已承诺要实现经济领域脱碳，并将能源系统脱碳摆在首位。欧洲到2050年实现气候中和以及中国到2060年实现碳中和的愿景目前正在指导新的政策和投资。然而，实现这些目标颇具挑战，且任务艰巨。当欧盟和中国分别在2050

年和2060

年实现净零排放目标时，世界将会变成什么样子？本研究的“目标”模型是一个假想的能源系统，在这个能源系统中，可再生能源是主要的电力供应来源，许多能源服务已经实现电气化，并能够提供各种灵活性和储能解决方案。难以减排部门的碳排放通过碳捕集技术加以捕获，而原本各自独立的系统也已经实现了一体化整合。此外，在这个系统中，能够传导可靠价格信号的电力市场和互联电网实现了能源资源的高效分配。要实现2050/2060年经济领域净零排放显然有很多不同的路径，同时也存在许多不确定因素，如技术创新和技术吸收的速度、对行为改变的开放程度，以及各国之间的合作，所有这些因素都很难预测。未来几十年，我们的能源系统将处于转型阶段。在这一转型阶段，可变可再生能源（VRE）资源占比日益提升，技术的不确定性也随之而来，带来了新的风险，因此需要重新定义能源安全的概念。2.2

什么是能源安全？正如许多作者和资料来源所承认的那样，定义和衡量能源安全涉及多个层面，有时甚至难以捉摸。从历史上看，能源安全的概念一直与化石燃料（特别是原油）供应的可获得性和可负担性相关联。事实上，为应对当时的石油危机，能源进口国于1974

年成立了国际能源署（IEA），该机构将能源安全定义为“能够以可承受的价格不间断地获取能源”（IEA，2023d、2023e）。然而，IEA早已认识到有必要调整其对能源安全的理解，并为此对其分析框架进行了更新。其中一个例子是IEA的短期能源安全模型（MOSES），该模型关注的是能源系统可持续数天或数周的脆弱性问题。除石油外，该模型框架还包括水和风能等可再生资源的可用性、管道和输电线路等基础设施的持续安全运行，以及需求侧抵御冲击的能力（Jewell，2011）。虽然保障能源安全是能源政策的一个主要目标，但Winzer（2012）指出，能源安全的定义并不准确。为了更好地了解现有的各种定义，Winzer

根据风险来源、造成影响的范围以及若干主观“严重性过滤器”（如这些影响的速度、规模、持续时间、确定性和单一性）对这些定义进行了分类。Winzer

建议将能源安全定义为“能源供应相对于需求的连续性”。Bielecki（2002）认为，能源安全应当与其他公共政策目标（如经济发展和环境保护）通盘考虑，而且经常存在相互竞争，他指出，“能源安全通常被定义为以合理的价格提供可靠和充足的能源供应”。Bielecki

进一步指出，能源具有公共产品的特征，而市场机制对能源安全的支持不足。与任何公共产品一样，能源安全也具有非竞争性和非排他性的特点，因此，不管是否为其支付了费用，所有人都应当能平等地享受能源安全带来的好处。Sovacool

和

Mukherjee（2011）从可行性的角度出发提出了国家能源安全和绩效的分析框架，并提出了包含五个方面的定义：可用性、可负担性、技术发展、可持续性和监管。他们的分析进一步建议将这10五个方面细分为更具体的组成部分，最终归类为320个简化指标和52个复杂指标，学者和政策制定者可利用这些指标来衡量、分析和跟踪能源安全。2.3

能源转型背景下的能源安全正在进行的能源转型正在给能源系统带来深刻的变革。除了风能和太阳能等可变可再生能源渗透率提高带来的挑战外，原本各自独立的能源系统也正在变得愈发整合一体化。例如，在“P2X”（Power-to-X）的新兴供应链中，绿色电力的生产现在有望成为绿氢和其他终端产品的主要燃料来源。二氧化碳的捕集、利用和封存（CCS）现在已经可行，作为社会降低排放和减少环境影响整体努力的一部分，大规模项目也正在部署实施。要实现这一重大转型，就必须重新评估能源安全的含义。政策制定者需要详细了解正在进行的转型的具体风险，包括评估这些风险的量化指标和降低风险的各项举措。各国政府和机构开始意识到，未来的能源安全不能以传统的供应链和使用模式为基础进行评估，也不能仅仅局限于现有政策进行分析（SEAI，2020）。2.4

“现在”与“未来”之间：中期转型的概念除了带来风险之外，转型也为加强能源安全创造了机遇，并带来了增强竞争力的潜力。本地生产的可再生能源减少了对进口化石燃料的依赖，并最终减少了能源部门对环境的影响。然而，从现在到未来，还有一些挑战需要应对，一些风险必须降低：当前的能源系统与未来碳中和的能源系统将有很大不同。目前以化石燃料为主的系统与未来新兴的碳中和系统将会并存一段时间，这会给这两种系统截然不同的运行模式之间造成紧张关系，并会影响对基础设施的需求。Grubert和Hastings-Simon（2022）将这一时期称为“中期转型”，在此期间，现有系统和未来系统相互制约。在这一时期，能源系统的主要目标是减少温室气体排放，但有化石燃料排放系统和零碳系统会以一定规模共存，这会对排放产生重大影响。根据Grubert和Hastings-Simon的定义，中期转型是介于两个稳定端点之间的时期，在此期间，变化是定向的，共存的系统必须做出妥协，以适应另一个系统。此外，中期转型的一个显著特点是因未能发现协同效应和决策不协调而导致的风险不断增加，使得权衡取舍变得更加重要且必要。例如，可变可再生能源在系统中的比例越高，对确保电力系统稳定运行的平衡服务的需求就越大。然而，这些服务通常是由化石燃料发电机组提供的，随着可再生能源发电量的提高，化石燃料发电的盈利能力将会下降，同时产生碳排放的技术运行时间将会缩短，最终将会被逐步淘汰。这种权衡取舍的另一个例子体现在传统燃料输送系统与输电系统之间的紧张关系上。随着运输电气化的发展，化石燃料输送网络的经济性将逐渐下降。同样，电动汽车的广泛普及需要加强充电网络的建设，而这最终将由所有电力用户买单，即使许多人仍会继续驾驶传统燃油车。从政策角度看，中期转型需要有强有力的干预措施，包括制定明确和协调的计划，既要考虑逐步采用零碳技术，也要考虑逐步淘汰碳排放技术，重要的是要确定当两类系统相互制约时的阈值指标。作为经验法则，Grubert

和

Hastings-Simon

建议，可变可再生能源供应占比达到20%到80%

可能是中期转型的标志。然而，这一概念可能需要进一步完善，因为各种技术、经济和制度因素可能会影响两种系统之间的11相互制约情况，从而形成不对称的影响。例如，如果可再生能源渗透率较低的系统缺乏灵活性，和/或促进可再生能源整合的技术解决方案或市场机制较少，那么可再生能源渗透率为30%

时可能会比渗透率超过50%时对能源系统产生更强的约束。此外，中期转型还提出了各种公正、公平和环境问题，解决这些问题必须纳入政策考量。2.5

IEA

对能源转型时期的能源安全的最新视角国际能源署在其最新的《世界能源展望》（WEO23）中强调了在能源转型背景下重新评估能源安全的必要性，指出尽管化石燃料市场价格从2022年的峰值有所下降，但市场依旧紧张且动荡，而乌克兰和中东等地区的地缘政治紧张局势持续存在；此外，全球经济受到通货膨胀、信贷成本上升和债务水平增加等因素的挑战，同时需要采取紧急行动来解决与能源部门相关的气候变化和空气污染问题（IEA，2023c）。这种更广泛、更全面的能源安全视角响应了IEA理事会发布的要求，即考虑除石油、天然气和电力以外的问题，将能源安全的重点扩大到包括可再生能源、零排放运输、温室气体减排技术，以及供热、制冷、能效和关键矿物和材料（IEA，2022d）。IEA在《世界能源展望2022》（WEO22）中指出了包括短期利益与长期减排目标之间的权衡问题。例如，德国政府最近决定暂时延长使用燃煤发电，并允许在短期内扩建Luetzerath煤矿，以减少对天然气的需求，从而解决当前的能源危机。据RWE公司称，该协议将使该发电企业淘汰煤炭的时间推迟八年（RWEAG，2022，2023）。WEO22也对高化石燃料价格与向清洁能源技术过渡之间的相互作用进行了反思（IEA，2023b）。尽管高化石燃料价格环境原则上应有助于改善能源转型的经济效益，但短期波动可能会进一步导致转型推迟。在WEO22中，IEA指出，2021年至2022年前6个月的石油价格上涨相当于每吨二氧化碳价格上涨70美元，同期欧洲的天然气价格上涨相当于每吨二氧化碳价格上涨350美元。然而，这种价格波动的短期影响可能意味着，化石燃料进口账单高昂所带来的压力可能会使政府将财政资源从清洁能源投资转移到旨在保护消费者免受暂时波动影响而对化石燃料进行补贴上。因此，在向清洁能源技术转型的过程中，确保关键传统能源依然可用的相关举措对于确保更加平稳的过渡至关重要。同样，IEA强调，虽然未来的可持续能源系统会带来固有的能源安全效益，但也会带来新的能源安全风险，这反映了可持续能源未来的现实情况。本研究的主要目标之一就是在中国和欧洲能源转型的背景下调查其中一些风险，并对这些风险的影响进行评估。2.6

中国的能源安全视角中国在能源系统的长期转型方面迈出了坚定的步伐，各种指标都印证了其迄今为止所取得的显著进展。2021年，中国非化石能源发电装机容量首次超过燃煤发电。此外，在2012-21年期间，煤炭在能源消费总量中的占比从2012

年的68.5%下降到2021

年的56%，下降了12.5

个百分点，而在2013-21

年期间，清洁能源消费占比从15.5%上升到25.5%，上升了10个百分点。中国在2012年提出的经济建设、政治建设、文化建设、社会建设和生态文明建设“五位一体”的总体布局，为中国的可持续转型奠定了基础。根据这一方针，可持续发展必须成为中国未来发展的指导原则。此外，中国决策者还认识到，狭义的资源安全概念与广义的能源安全之间的相互作用与经济和社会安全以及生态文明建设的战略目标有着直接的联系。122012年提出的“四个革命，一个合作”

概念概述了更为具体的能源安全战略。该战略提出在能源消1费、能源供给、能源技术和能源体制方面进行意义深远的改革，同时全方位加强国际合作。虽然“四个革命，一个合作”战略的几个方面都值得强调，但中国果断拥抱市场机制或许才是最值得关注一点。展望中国能源体制的转型，中国致力于让市场在能源资源的分配中发挥支配作用，同时确保适当的监管和国家干预，以提供充分的制度确定性。全国统一电力市场和碳市场的建立就是这一承诺的明确体现。此外，中国还明确提出了到2030年实现碳达峰和到2060年实现碳中和的双碳目标，这代表了中国决策者对能源转型的坚定承诺。中国的能源安全路线以及在能源转型背景下的演变情况作为一个新兴经济体和能源需求不断增长的“世界工厂”，中国对能源安全问题一直持谨慎态度。确保充足的能源供应和节能增效一直是中国能源安全的核心。与欧洲一样，中国缺乏自己的石油和天然气资源，因此高度依赖进口。但与欧洲不同的是，中国的能源需求增长迅速，因此能源供应很难在任何时候都做到随时满足需求。因此，中国在能源规划中通常会留出较大的供应余量。传统上，能源安全往往侧重于石油和天然气。然而，随着可再生能源的应用，能源安全的重点也在不断变化，并已扩展到其他能源。可再生能源的发展使能源系统减少了对化石燃料的依赖，本质上更加安全。然而，实现净零排放的道路充满了不确定性。太阳能和风能资源在全球的分布相对均匀，可再生能源设备所需的关键矿物的可回收性也远高于化石能源。可再生能源的发展意味着能源安全正逐渐摆脱对资源的严重依赖，转向对技术的依赖。过去几年，欧洲和中国都见证了技术创新对能源安全的积极影响。然而，在可再生能源的第一轮部署过程中，各国都面临如何在大力发展间歇性可再生能源的同时，确保能源系统的稳定和安全的挑战。此外，随着市场的扩大，可再生能源设备及所需的相关关键矿产原料在政治上也变得越来越敏感。随着世界从传统化石能源向可再生能源过渡，不断变化的国际环境和极端天气事件的影响加剧了能源系统固有的风险。能源安全风险变得极为复杂。在过去几年中，新冠疫情大流行、全球气候变化、俄乌冲突、全球地缘政治格局变化等因素导致化石燃料价格大幅上涨，进而推高了电价，导致高通胀，抑制了全球经济的增长。这些事件促使一些国家的政府重新思考能源转型之路，并更加重视能源安全。在能源转型过程中，必须妥善处理能源“不可能三角”（Energy

Trilemma，亦称“能源三元悖论”）问题，即可负担性、供应安全和低碳。首先，减少对化石燃料的投资会导致供需平衡变得脆弱。全球化石燃料价格对国际安全形势、能源地缘政治、资本投机等传统因素的影响将更加敏感。其次，可再生能源的间歇性和极端天气事件影响着电力行业的安全稳定运行。几乎所有主要国家的负电价现象都越来越频繁，这表明这些国家的电力系统缺乏足够的灵活资源。第三，可再生能源发电设备的供应链和并网问题在快速增长的装机目标所带来的压力下变得扭曲。快速增长的可再生能源市场导致发电能力大幅波动，关键部件和原材料的价格也随之波动。可再生能源排队等待并网的现象不仅出现在中国，在美国和一些欧洲国家也同样存在。正在进行的电力市场改革使中国的能源安全风险更加难以估计。一方面，市场价格信号在引导可再生能源和灵活性资源投资方面不如欧洲那样有效。另一方面，当市场遇到其他冲击时，修改市场规则可1“新时代中国能源在高质量发展道路上奋勇前进”，国家能源局，2020年12月31日，/2020-12/31/c_139631430.htm。2012年党的十八大以来，习近平主席提出了“四个革命、一个合作”的能源安全新战略。13能会引发严重的市场失灵。因此，市场改革的步伐和能源转型需要对各方面的因素加以权衡，比如化石燃料价格、供需平衡、电力用户的接受程度等。总体而言，中国对能源安全的关注仍可概括为“能源安全新战略”中的论点，即“四个革命和一个合作”。中国的“能源安全新战略”强调生产与消费的协同、技术的基础性作用、全球能源合作以及开放环境下的能源安全：•

第一，推动能源消费革命，抑制不合理能源消费。•

第二，推动能源供给革命，建立多元化供给体系。•

第三，推动能源技术革命，促进产业升级。•

第四，推动能源体制革命，开辟能源发展快车道。•

第五，加强国际合作，实现开放条件下的能源安全。中国蓝皮书2020

年9

月，中国更新了其国家自主贡献目标，计划在2030

年前实现碳达峰，在2060

年前实现碳中和。这两个目标之间相距30年。相比之下，欧盟从碳达峰到碳中和相距71年

，美国为

年，日本为

年。2021

年10

月，中国国家主席习近平表示，中国将“建立碳达峰和碳中和的‘1+N’政策框架”。“1"指的是应对气候变化的长期方针，这在2021年10月发布的《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》（见图2.1）以及2021

年10

月发布的《2030

年前碳达峰行动方案》（见图2.2）中都有详细说明。中国的目标是逐步提高非化石能源消费比重，到2025年达到20%

左右，到2030年达到25%

左右，到2060年达到80%

以上。24337图

2.1：碳达峰碳中和工作指导意见的十个方面来源：CEC2

2022年，欧盟的二氧化碳排放量约为27.3亿吨。欧盟的二氧化碳排放峰值出现在1979年，为39.9亿吨（Statista,2023）。欧盟的目标是到2050年实现气候中和。14“N”是指能源、工业、建筑、交通等重点领域和煤炭、电力、钢铁、水泥等重点行业的具体实施方案，以及科技、碳汇、财税、金融激励等方面的配套措施。图

2.2：2030

年前碳达峰行动方案中的十大行动来源：CEC2021年3月15日，习近平主席在中央财经委员会第九次会议上对建设新型电力系统作出重要指示。依据上述两份顶层政策文件，规划构建以新能源（可再生能源）为主体的新型电力系统。在征求公众意见后，国家能源局于2023

年6

月发布了《新电力系统发展蓝皮书》（以下简称“蓝皮书”）（国家能源局，2023）。《蓝皮书》由国家能源局协调11

家研究机构联合编写，概述了电力工业转型发展的战略方向，全面助推能源革命，提出了新型能源系统的规划，倡导绿色能源发展（见图2.3）。图

2.3：新型电力系统发展蓝皮书来源：CEC15新型电力系统具备安全高效、清洁低碳、柔性灵活、智慧融合四大重要特征，其中安全高效是基本前提，清洁低碳是核心目标，柔性灵活是重要支撑，智慧融合是基础保障，共同构建了新型电力系统的“四位一体”框架体系。（见图2.4）。图

2.4：蓝皮书中新型电力系统的四大基本特征来源：国家能源局（2023）《蓝皮书》提出，按照党中央提出的新时代“两步走”战略安排要求，锚定2030年前实现碳达峰、2060年前实现碳中和的战略目标，以2030年、2045年、2060年为新型电力系统构建战略目标的重要时间节点，制定新型电力系统“三步走”发展路径，即加速转型期（当前至2030年）、总体形成期（2030年至2045

年）、巩固完善期（2045

年至2060

年），有计划、分步骤推进新型电力系统建设的“进度条”。（见图2.5）。图

2.5：新型电力系统“三步走”发展路径来源：国家能源局（2023）《蓝皮书》还明确指出，新型电力系统是以确保能源电力安全为基本前提，以满足经济社会高质量发展的电力需求为首要目标，以高比例新能源供给消纳体系建设为主线任务。在总体结构和重点任务方面，《蓝皮书》计划加强四大体系建设：电力供应保障性支撑体系、新能源高效开发利用体系、储能规模化布局应用体系、电力系统智慧化运行体系。此外，《蓝皮书》还提出了发挥新型电力系统立体基础支撑作用的战略，包括标准规范、核心技术和重大装备、相关政策和体制机制创新等。162.7

欧洲的能源安全视角欧洲绿色协议2019年12月，欧盟委员会提出了《欧洲绿色协议》（Green

Deal），即欧盟到2050年实现气候中和的愿景。其目标是到2050年实现温室气体净零排放，并使经济增长与资源使用脱钩，同时不让任何人和任何地方掉队（欧盟委员会，2023d）。绿色协议涵盖所有经济部门，特别是交通、能源、农业、建筑以及钢铁、水泥、信息和通信技术、纺织和化工等行业。随着《欧洲气候法》于2021年7月29日生效，为这一目标赋予了法律约束力（欧盟委员会，2023a）。作为中期转型目标，到2030年，欧盟温室气体净排放量必须比1990年水平至少减少55%；此外还必须实现可再生能源目标，即能源系统中可再生能源的比例至少达到42.5%。欧盟中期转型目标概览见表2.1所示。未来几年的进一步目标尚待明确。整个一揽子立法的最后一项“Fitfor55”计划已于2023年10月9日正式通过，即将由各欧盟成员国实施。表

2.1：欧盟中期转型目标概览目标百分比

%年欧盟温室气体减排目标55%(预期57%)2030203020302035可再生能源目标（占能源结构的比例）能效目标最低42.5%；目标45%提升11.7%新车目标（在欧洲注册的所有新车和货车）达到零排放RePowerEU

-

发展可再生能源是欧洲应对能源危机的首要举措虽然欧盟计划到2050年实现气候中和，这意味着能源系统必须在很大程度上与化石燃料脱钩，但欧洲目前仍然非常依赖天然气、石油和煤炭进口。在新冠疫情大流行和俄乌冲突发生之后，由于能源供应短缺，能源价格剧烈波动，能源安全对于欧盟的重要性愈发凸显。多年来，欧盟对俄罗斯天然气的依赖程度极高，2019年至2022年2月期间，俄罗斯天然气满足了欧盟天然气需求的40%至50%。2022年2月24日俄罗斯和乌克兰之间的地缘政治冲突开始之后，俄罗斯天然气在欧盟市场的份额开始大幅减少，到2022年11

月减少到13%。这为应对能源危机，发出了一个明确的信号，即不仅要减少对俄罗斯化石燃料的依赖，而且要加快向可再生能源的转型速度。此外，成员国之间的合作与团结也变得更加重要。欧盟并没有将气候中和与能源安全这两个目标对立起来，相反已经在政治上形成共识：欧盟只有提高可再生能源在能源结构中的比例，加快能源转型，才能化解当前危机。2022年5月，欧盟委员会提出了“RePowerEU”战略，以减少欧盟对俄罗斯化石燃料的依赖。该战略的三个关键组成部分是：i)

进一步扩大发展可再生能源；ii)提高能源效率；iii)能源供应多样化（欧盟委员会，2022）。俄罗斯的天然气供应已经被其他天然气来源所取代。欧盟不但增加了从美国、卡塔尔和尼日利亚进口的液化天然气（LNG）；还增加了从挪威、英国和阿尔及利亚进口的天然气；同时由于价格过高，欧盟还致力于减少相关的天然气需求。图2.6显示了2021-22年欧盟发电量的同比变化（左图）和2022-23年的预测情况（右图）。由于17法国核电站停运，2022年核能发电量较低。此外，由于降雨量减少，2022年的水力发电也出现不足（66TWh）。然而，风能和太阳能发电量的增加避免了煤炭和天然气消费的大幅增加。从2022-23年（图中右侧）起，核电发电量预计将保持稳定，同时水力发电量也将回升，风力和太阳能发电量将达到86

TWh。由于价格上涨和能源效率提高，预计煤炭和天然气发电量将比2022年减少211TWh，总需求将比2022年减少约84

TWh。图

2.6：欧盟

27

国发电量的同比变化（TWh）来源：Jones等人(2023)清洁能源投资——如可再生能源、电网和能源效率——已通过加强的政策支持得到扩大，如欧盟的“Fitfor

55”一揽子计划和REPowerEU计划

。此外，随着各国寻求在新兴清洁能源经济中巩固自身地位，加3大了气候与能源安全目标的结合力度，并且更加关注工业战略，这进一步促进了清洁能源投资。公共和私营部门投资将是欧洲实现净零排放目标的关键组成部分。欧洲投资银行等开发银行的融资计划对于扩大私营部门的投资规模至关重要。此外，价格稳定和通货膨胀预期是鼓励可持续投资的关键前提条件（IEA等，2023）。2022年俄乌冲突引发的能源危机加快了欧盟可再生能源的部署，促使欧盟紧急减少对俄罗斯进口天然气的依赖。欧洲国家纷纷采取政策行动，这使得欧盟2023年和2024年的可再生能源新增装机容量预计将比2022年前增加40%。分布式太阳能光伏发电的快速增长更是使得前景更为乐观，几乎占欧盟预测修正的四分之三。高电价使太阳能光伏发电在经济上更具吸引力，欧盟主要市场（尤其是德国、意大利和荷兰）的额外政策支持也是推动这一增长的原因（IEA，2023a）。欧盟的长期战略是到2050年实现能源系统完全脱碳。这一目标将通过逐步淘汰化石燃料和增加可再生能源发电来实现。许多研究指出，高比例的可再生能源和耗能行业的电气化是脱碳的关键，而P2X和碳捕集、利用和封存（CCUS）被视为难以减排行业（钢铁、水泥、重型交通等）的关键技术。3欧盟委员会通过了一系列提案（绿色协议），以使欧盟的气候、能源、交通和税收政策与到2030年将温室气体净排放量较1990年水平减少55%的目标保持一致。18欧盟成员国之间的合作欧盟关于能源安全讨论的一个共同主题是成员国与其他地区伙伴之间需要团结合作。跨境合作、互联互通和一个运转良好的电力市场能够确保电力在成员国和伙伴国之间流动，并确保不同国家能够相互依赖。欧盟能源平台也体现了加强供应安全的合作理念，该平台于2022年4月实施，旨在汇总需求并联合采购天然气和（未来的）氢气。电力协调小组（见图2.7）对电力供应安全问题进行监测和讨论，该小组由成员国政府当局（即能源部）、国家能源监管机构、能源监管机构合作署（ACER）以及欧洲输电系统运营商联盟（ENTSO-E）组成。作为2019年“全欧洲人的清洁能源一揽子计划”的一部分，2019年欧盟通过了关于电力行业风险防范的法规条例（EU/2019/941）（欧盟委员会，2019）。该条例要求所有欧盟成员国评估和确定所有可能出现的电力危机情况，并制定风险防范计划。在电力协调小组中，共享有关电力部门供应安全的最佳实践和专业知识，包括风险防范、发电充裕性和跨境电网稳定性。此外，该小组还支持欧盟委员会制定新的能源安全政策。图

2.7：欧盟电力协调小组成员关键基础设施和网络安全随着传统能源基础设施与数字技术和网络之间的联系不断扩大，欧盟委员会认识到网络攻击和网络安全事件对能源部门构成重大风险。鉴于不同成员国电网之间的互联，一个国家的停电可能导致另一个国家的停电。欧盟委员会与ACER

合作制定了网络安全守则（ACER，2022c；欧盟委员会，2020

年），该守则一旦获得成员国通过，将具有约束力。192.8

关键信息本章讨论的关键信息如下：•

未来几十年，我们的能源系统将处于转型阶段。在这一转型阶段（中期转型），可变可再生能源占比将越来越大，技术不确定性也在日益增大，这就带来了新的风险，需要重新定义能源安全的概念。•

我们需要详细了解正在进行的能源转型的具体风险，包括评估这些风险的量化指标和降低风险的措施。•

当前以化石燃料为主导的系统与未来新兴的碳中和系统形成并存局面，造成了这两种不同运行模式之间的紧张关系。•

中国和欧盟在实现零碳目标得许多方面都面临着相同的挑战，其中包括大规模部署可再生能源、CCUS和P2X技术解决方案。然而，两个地区的历史、决策过程以及政治和监管框架存在显著差异。203.

转型时期的能源安全风险本章介绍了转型时期的能源安全风险。风险概览见下文表3.1。第3.1至3.12节对各类风险进行了详细描述。此外本章还将对中国和欧盟都尤为相关的风险进行更详细的评估，包括建议的衡量指标和缓解措施。表3.1列出了能源转型期间和转型后的能源安全风险（并非详尽无遗）。值得注意的是，与不进行能源转型的风险相比，清洁能源转型的安全风险是相对有限的。如果不进行能源转型，将导致更严重的干旱、洪水和热浪，威胁粮食和水的供应，并加剧地区冲突和人口迁移。本章的风险评估侧重于能源系统转型的三个阶段：现状、中期转型和全面转型。关于中期转型，目前以化石燃料为主的系统与未来新兴的碳中和系统并存，造成了两种截然不同的运行模式之间的紧张关系，并且对基础设施的要求也产生了影响。此外，中期转型的特点是，由于忽视协同作用和决策不协调而产生的风险越来越大，使得权衡取舍变得更加重要且紧迫。据评估，向零碳能源系统的转型将沿着两条截然不同的路径进行：一条路径主要以CCUS为基础，另一条路径主要以大规模部署可再生能源为基础。表

3.1：转型时期的能源安全风险概览风险说明如果全球对石油和天然气行业的投资减少，而需求却没有相应下降，那么严重依赖进口石油和天然气的国家将面临潜在的供应危机和高昂的能源成本。12依赖进口燃料的风险挑战包括确保风能和太阳能等技术所需的关键材料的稳定供应，以及解决平衡电力系统的灵活性需求和供应安全风险（可变可再生能源能否充分提供充裕性和确保系统安全？）此外输电能力不足也是一个重要问题。电力系统风险

--社会电气化带来的关键风险要平衡化石燃料发电的减少与可变可再生能源发电的增加，需要明智的市场法规和机制。34转型风险转型需要大量的前期投资，可能不仅在欧洲或中国，在印度、印度尼西亚、巴西、墨西哥、南非等国也是如此。资本成本风险关键矿物原料的供应依赖少数几个国家，因此在供应链多样化方面面临挑战，这可能导致地缘政治紧张和贸易冲突。567地缘政治风险和贸易冲突网络攻击/信息技术风险智能电网的数字化和互联属性增加了遭受网络攻击的可能性。富裕与贫困国家之间的紧张关系加剧如果承诺的气候援助不能落实到位，转型可能会使国家之间关系日趋紧张。某些技术（如CCUS和P2X）的实施是必要的，但迄今为止尚未得到大规模验证。技术风险可能导致诸多不利影响，如使对化石燃料的依赖延长、使能源消费增加或效率下降。89技术风险可再生能源发电技术会受到气候条件变化的影响，而其他发电技术可能会受到水的供应和温度等因素的影响。气候变化影响风险对大规模可变可再生能源和天10

气模式的依赖（本项目的WP2--见第4

章）4更多地依赖可再生能源会带来安全风险，特别是与不可预测的气候和天气模式有关。4本报告的第二部分（WP2）定量评估了未来（2050年和2060年）电力系统依赖大规模可变可再生能源的风险。报告包括欧洲与中国部署的可再生能源资源对电力系统充裕性的贡献（或负荷承载能力）的比较分析。213.1

依赖进口燃料的风险5在能源安全的背景下，依赖进口燃料的风险是指一个国家在严重依赖石油、天然气或煤炭等基本燃料的外部来源的情况下的能源供应脆弱性。如果全球供应链中断或与主要燃料出口国发生冲突，这种依赖性会使一个国家面临潜在的供应中断、价格波动、地缘政治紧张局势和经济不稳定。中国依赖进口燃料的风险中国在全球大宗商品和燃料市场上占据着重要地位，表3.2

中的数据清楚地显示了中国的主要足迹。中国是世界上最大的原油净进口国，原油主要来自沙特阿拉伯和俄罗斯，中国也是最大的天然气净进口国。此外，中国还是世界上最大的煤炭生产国，尽管中国还从印度尼西亚、俄罗斯、澳大利亚、美国和哥伦比亚等国进口大量煤炭（S&P

Global，2023）。中国近三分之二的天然气以液化天然气（LNG）的形式进口，其中澳大利亚是最大的供应国，其次是卡塔尔和马来西亚。其余则通过管道从独联体国家（CIS）和俄罗斯进口（bp，2022）。表

3.2：中国在全球燃料和大宗商品市场上的地位及部分指标燃料

/

技术地位指标2019年5.05亿吨年第一大净进口国2019原油第六大生产国第一大净进口国第四大生产国第一大生产国第一大净进口国1.95亿吨（占世界总量的4.7%）1,250亿立方米2020202020202020天然气1,910亿立方米（占世界总量的4.8%）37.64亿吨（占世界总量的49.7%）3.06亿吨煤炭2020注：2020年数据为临时数据来源：IEA，2021b无论是现在还是在未来的能源系统中，核电对中国来说都同样重要。截至2022年6月，中国拥有54座可运行的核反应堆（55.8

GW），居世界第三位，仅次于美国和法国。相比之下，法国有56座可运行核反应堆，总装机容量为61.4GW。近年来，中国的核电装机容量不断攀升，预计未来几年仍将保持这一趋势：目前全球在建的所有新核电项目中有40%位于中国。核电似乎是中国能源转型的一个重要元素，因为它既能确保基荷发电，并且碳排放量低，提供了一种增强技术独立自主、摆脱外国资源的手段（Andrews-Speed，2023）。从历史上看，中国曾与俄罗斯合作开发和建设铀浓缩厂，但近期的大部分新建产能都为本国自有（世界核协会，2021），这与中国核技术本土化的总体战略保持一致。Andrews-Speed（2023）指出，中国的研究机构和企业有能力开发各种出口质量的新技术，如高温气冷堆、熔盐核反应堆和快中子反应堆，以及浮动式核电站和核聚变，并已完成了对国家核电系统的补充。在核燃料循环的各个阶段，从铀矿开采到制造和后处理，中国仍然依赖外国供应商，但最主要的是铀供应。然而，中国的目标是使铀供应多样化，其中三分之一在国内采购，另外三分之一通过外资参股海外采矿企业获得（见表3.3），还有三分之一在公开市场上购买（世界核能协会，2021）。5注：此处的重点是化石燃料。评估不包括氢燃料和绿色燃料。22表

3.3：中国在海外铀矿企业中的参股情况公司国家矿山股权

%中方参股投产时间2010年，但现已关闭搁置Azelik37,2%+24,8%ZXJOY尼日尔Imouraren25+，更多待定中国核工业集团有限公司LangerHeinrichRössing25+，更多待定2014年纳米比亚6949904950202019年哈萨克斯坦纳米比亚Zhalpak2017年Husab2016年哈萨克斯坦乌兹别克斯坦加拿大Irkol&SemizbaiBoztaublackshalesPattersonLake2008年,2009年不确定中广核铀业发展有限公司2023年来源：世界核协会（2021）展望未来，值得关注的关键发展在于中国对铀的需求预计到2030年将增加到18,500吨（用于100个反应堆）到24,000

吨（用于130个反应堆）。近年来，中国从哈萨克斯坦、乌兹别克斯坦、加拿大、纳米比亚和澳大利亚等国进口铀（世界核协会，2021）。适当的铀原料进口多样化战略必须成为中国降低燃料进口风险总体战略的一部分。根据目前已经公布的政策，评估认为中国不可能实现双碳目标，因此在当前情况下，依赖化石燃料的风险非常高。对中国的评估如果碳捕集与封存（CCS）等碳补偿技术成为中国实现碳中和的途径，那么依赖进口化石燃料的风险预计仍将存在，因为完全独立于化石燃料的目标不太可能实现。相反，碳补偿技术可以使能源系统继续依赖化石燃料，而不会大幅抑制化石燃料的需求。风险依然存在：由于各种因素，如供应中断和地缘政治紧张局势，以及全球化石资源是有限的这一事实，未来全球化石燃料市场可能会继续波动。由于CCS将在高度依赖碳补偿技术的转型路径中发挥重要作用，捕集的大量二氧化碳将可用来生产一系列合成燃料（如电子甲醇、合成航空燃料），这可能有助于减轻对进口化石燃料的依赖。与此相反，如果中国实现碳中和的路径是优先采用可变可再生能源，那么对化石燃料的依赖将大大减少。尽管化石燃料市场的波动可能会继续存在，但其对能源安全的影响会相对较小。6欧盟依赖进口燃料的风险根据欧盟统计局（2023）的数据，自2013年以来，所有欧盟成员国都是能源净进口国。2020年，欧盟进口了57.7%

的能源，一些国家如瑞典（33.5%）、罗马尼亚（28.2%）和爱沙尼亚（10.5%）的对进口能源的依赖程度相对较低，而其他国家如马耳他、塞浦路斯和卢森堡则几乎完全依赖能源进口（见图3.1）。6实际上，中国未来将在一定程度上同时依赖于部署可变可再生能源和开发CCS。23图

3.1：2015

年和

2030

年欧盟各成员国对进口能源的依赖程度来源：欧盟委员会（2021）2022年欧盟的天然气进口依赖度为89%（见图3.2）。图

3.2：欧盟电网中的天然气供应来源：Eurostat（2023）多年来，欧洲一直严重依赖从俄罗斯进口天然气、石油和煤炭。2019年至2022年2月期间，俄罗斯天然气满足了欧盟

40%至50%

的天然气需求。

2022年2月24日俄乌爆发地缘政治冲突后，俄罗斯天然气的份额逐步大幅减少，到2022年11

月已减少至13%。欧盟93%

的石油供应靠进口（见图3.3）。24图

3.3：欧盟的石油和混合生物燃料供应情况资料来源：Eurostat（2023年）对欧盟的评估由于俄乌的地缘政治冲突，欧盟用其他天然气来源取代了俄罗斯天然气：•

增加了从美国、卡塔尔和尼日利亚进口的液化天然气。•

增加从挪威、英国和阿尔及利亚进口的天然气。•

高燃料价格导致天然气需求下降。截至2022年11

月，从挪威进口的液化天然气和管道天然气约各占欧盟进口总量的25%，而俄罗斯占25%（包括液化天然气）。阿尔及利亚占供应量的12%，其余的13%则是从其他国家少量进口。欧洲的石油供应几乎全部靠进口。然而，这些进口石油可以通过在公开市场上交易获得，而且来自许多不同的国家，因此不被认为具有极大风险。欧洲的煤炭消费也是如此。在过去的几十年中，欧洲的煤炭消费量持续下降。为中国和欧盟建议的衡量指标定量评估石油和天然气进口相关风险的指标包括：•

进口依存度，即在每种情况下进口燃料（化石燃料和合成燃料）在国内供应总量中所占的份额。•

进口价格和供应的波动性。中国的缓解措施为降低这一风险，中国可能会实施以下一些政策，以实现供应基础的多样化：•

加强与外国供应商的合作，不仅需要建设和扩大基础设施，还要发展新的贸易伙伴关系。这与中国的“一带一路”倡议密切相关，该倡议在过去十年中影响了中国的外交政策。•

实现进口来源国的多样化。•

巩固合成燃料开发的供应链。•

坚持依靠可再生能源的脱碳道路。25欧盟的缓解措施欧盟的缓解措施可能包括：•

继续实现进口来源国的多样化。3.2

电力系统风险

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社会电气化带来的关键风险此方面面临的挑战包括确保风能和太阳能等技术所需的关键材料的稳定供应，以及满足平衡电力和供应安全（SoS）风险的灵活性需求。3.2.1

电力系统风险

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灵活性需求灵活性是能源转型成功的关键