国家工业化进程中能源保障时空协调理论探讨

作 者:

作者简介:
蔡国田,博士,助理研究员,中国科学院广州能源研究所能源战略研究中心,中国科学院可再生能源与天然气水合物重点实验室。(广州 510640);张雷,中国科学院地理科学与资源研究所。(北京 100101)

原文出处:
世界地理研究

内容提要:

任何国家在工业化进程中都面临能源保障问题,时空协调是能源保障得以实现的基础。本文试图在各国能源保障的大量实践活动基础上构建能源保障时空协调理论,对时空协调概念、形成机制和实现途径进行初步探讨。研究结果表明能源保障最终实现是靠时间过程与空间过程的协调发展,时间过程是基础,提出不同数量上和质量上的需求特点,空间过程是保障,任何能源需求都须由相应的保障空间来实现,未来能源战略制定必须考虑如何实现时间过程和空间过程的协调发展。


期刊代号:K9
分类名称:地理
复印期号:2009 年 02 期

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      修订日期:2008-8-27

      中图分类号:F206文章标识码:A文章编号:1004-9479(2008)03-0050-59

      1 问题的提出

      作为人类文明生存和发展的公用性资源,能源始终是国家和地区现代化的基本物质保障条件,没有哪一个国家能在能源得不到保障的情况下实现工业化。世界工业化实践表明.由于资源环境基础和开发利用技术存在着明显的局限性,为了确保现代能源使用普及程度的提高,各国都在最大限度地扩大自身的能源供应范围,以实现本国工业化和现代化能源保障的时空最佳协调[1]。中亚能源争夺战、里海能源争夺战、中日东海油气资源之争、马六甲困局、美英联军进攻伊拉克等问题都在某种程度上与保障能源供应空间有关。随着能源消费的增长和结构的演进,越来越多国家保障空间超越国家界限,国家之间能源生产、消费和运输联系日趋紧密,各国能源安全问题已经成为一个相互依存的整体。

      作为世界上最大的发展中国家,中国工业化从一开始便遭遇能源保障时空协调难题。从20世纪50年代就开始北煤南运,在1957-2004年期间,中国国内煤炭运输量就增长了14.6倍,其中北煤南运(主要包括上海-江苏-浙江、北京-天津-河北、辽宁-吉林、湖北-湖南-江西和广东-海南-广西-福建五大片)的规模就增长了59倍[2]。如果说煤炭运量和运距增长所表现的还只是国家能源保障国内时空协调阶段的基本特征话,那么,自20世纪90年代初以来大规模原油进口则表现了国家能源保障开始进入国际化发展阶段状态,1993-2006年期间,中国原油进口量从570万吨迅速增长到14000万吨。受此影响,全国矿物燃料(煤炭、石油和天然气)空间运输距离增长了62.6%,大体保持着与矿物燃料消费同步增长态势。发生于近年来全国普遍性的能源四荒(煤炭、电力、石油和天然气)恰恰说明这样一个事实:在国家工业化重大转型和城市化快速发展时期,能源保障时空协调问题已经成为未来中国社会经济持续发展的一道难以跨越的“硬门槛”。

      能源保障时空协调问题已经在各国工业化进程有大量实践活动,迫切需要进行全面综合的理论总结。基于此,本文将从基本概念、形成机制和实现方式三方面对能源保障时空协调理论体系进行初步探讨。

      2 能源保障时空协调基本理念

      2.1 能源保障时空协调概念

      能源保障时空协调过程分为时间过程和空间过程(图1):时间过程是能源供应不断满足工业化进程中能源消费需求总量增长以及结构多元化和高级化演进需要的变化轨迹,能源消费需求增长是时间过程的决定性因素,可以把能源消费需求的变化过程看作能源保障的时间过程,主要体现在消费量、增长速度和空间格局的变化过程;空间过程则是一个国家为满足不断增长的能源消费需求,保障空间从区域向区际和国际范围的拓展进程,能源资源供应体系建设逐步从封闭(本土化)走向开放(全球化),最终导致相关基础设施、生产布局、城市空间组织以及生态环境建设发生重大格局变化,主要体现在随着空间供应范围的扩大,能源运输距离不断增加和能源运输网络不断完善。

      时间过程与空间过程是既有区别又联系紧密的两个过程,能源保障最终实现是靠时间过程与空间过程协调发展。时间过程是基础,提出不同需求特点(既有数量上的要求也有质量上的要求);空间过程是保障,一定时期某种数量上和质量上的需求都必须有相应的保障空间来实现,即能源从哪里来的问题,当区内或国内无法满足时,必然会要求向区外或国外寻找资源和保障空间。也就是说,时间过程是指要多少和要什么样的能源,空间过程是指这些数量和质量的能源需求从哪里来以及到哪里去的问题。

      

      图1 能源保障时空协调过程概念图

      以中国原油为例,1993年以后,中国开始大规模从国外进口原油,随着进口量的增加,供应范围(指中国原油进口国到中国的距离之和)迅速扩大。反映时间过程的进口量增长与反映空间过程的供应范围扩大呈显著正相关的关系(R2=0.8935,P<0.001),供应范围随进口量的增加有一个迅速扩大的过程(图2)。

      

      图2 原油进口与供应范围关系散点图(1992-2004年)

      数据来源:历年《中国对外经济贸易年鉴》

      2.2 能源保障时空协调本质

      能源保障时空协调的本质是要实现能源供需平衡,而这种供需平衡是指一定能源品种在一定地域范围和一定时间尺度范围内的供求平衡(图3)。一定能源品种是指能源保障是针对具体某一种能源的供需平衡,当一种资源最后耗尽时或对环境的破坏太大,必然会迫使从一种能源消费结构向另一种能源消费结构转变;一定地域范围指供应空间的拓展问题,指保障空间从地方到区域再到全球的拓展过程,地方、区域和全球等不同层次的时空协调过程相互影响和相互制约;一定时间尺度范围是指时间尺度问题,有短期、中期和长期等不同尺度,能源可能在短期能得到保障,但中长期不一定还能得到保障。能源保障时空协调因为不同能源品种、不同空间尺度和不同时间尺度呈现不同的特点。

      无论是能源需求还是能源供给都要受到人口、经济、技术、资源和环境等因素的影响,但由于需求与供给的不同特点,影响因素有一定差别,需求主要受人口、经济和技术的影响,而供给则受资源基础和技术影响尤为深刻。

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