2.2　能源革命的特征

可替代能源的主导性、核心技术性是历次能源革命最核心的本质特征，而对于第三次能源革命，中国还应注重新旧能源替代的层次性、兼顾性以及两种替代模式。

2.2.1　替代的主导性

替代不代表绝对放弃原有的能源消费，而在于对新能源主体地位的确立，即拥有绝对的主导权；替代不是完全抛弃原有能源系统创造的价值，而是在其科技、文明及人们生活方式进步的基础上，进一步推动经济发展，从而引发新一轮的创新与生活方式的改变，是升华，而非另起炉灶。

正如第一次能源革命没有完全放弃柴薪，第二次能源革命没有放弃煤炭一样，第三次能源革命也不会彻底放弃化石能源。因为当前的能源问题主要归因于化石能源日渐枯竭，导致的环境问题突出，当清洁的可再生能源主导能源体系时，这些问题将会迎刃而解。届时，化石能源将基于技术研究、国防等特殊需要走高端发展路线，具体表现为储备技术、不断提高利用效率、经营、管理等发展到新的高度，对可再生能源结构进行必要的补充；可再生能源产业将在互联网等信息技术创新的基础上，推动经济发展，在原有趋势上进一步变革人们的生活方式。

2.2.2　替代的核心技术性

能源革命替代的重点不仅是能源种类的不同，还在于该能源能否被广泛应用，是否解决经济、环境等问题，这就取决于能源替代的核心技术突破与核心技术产业化。

煤炭替代木材并得到大规模应用，主要取决于蒸汽机的发明和其技术的产业化；石油替代煤炭并得到广泛应用，主要取决于内燃机的发明及其技术的产业化。由此可见，可再生能源等非化石能源替代煤炭、石油等化石能源，也必将取决于一项核心技术的突破与产业化，该技术拥有和蒸汽机、内燃同等的战略地位，能够使可再生能源得到广泛的应用。杰里米·里夫金（2009）认为互联网技术与可再生能源即将融合，并为第三次工业革命奠定坚实的基础。该理论对能源转型有很大的启发性，阐述了第三次能源革命的内涵；联系当今社会发展的核心动力是电力，可以推测，第三次能源革命的核心驱动技术将在互联网、智能技术等推动下，可再生能源在发电、用电及储存电能方面取得技术的创新与突破，该创新技术的产业化将引领各领域技术创新与产业兴起，从而推动第三次能源革命。

2.2.3　替代的层次性

中国当前能源转型具体表现为不同层次上的能源替代，第一层次是化石能源系统内的替代，即天然气替代煤炭、石油；第二层次属于能源系统间的替代，即可再生能源替代化石能源。

基于以煤炭为主，天然气、石油、核能、可再生能源并存的能源结构禀赋，中国目前处于前两次能源革命的混合期，以化石能源系统内的替代为条件推进能源系统间的替代，有助于中国引领第三次能源革命。据相关研究，中国煤炭需求峰值预计出现在2020—2030年，届时非化石能源分别占一次能源消费量的15%与20%，远未达到全面替代的条件。对此，国内能源需求量的空缺，主要由相对煤炭而言较为清洁的天然气弥补，从而实现化石能源系统内的替代。具体表现为煤炭消费量虽然减少，但天然气消费量大幅增加，化石能源总量仍然增加。

替代的层次性可通过图2-1与图2-2的对比体现出来，2010—2020年，煤炭与石油的消费比分别减少6%，而天然气与非化石能源的消费比分别增加6%。其中，天然气的增加属于化石能源系统内的替代，而非化石能源的增加属于非化石能源系统与化石能源系统之间的替代。

能源系统间的替代原理可用技术进步、经济发展及资源约束条件下能源的边际量变化与规模效应等经济现象给予解释。能源的边际生产量是增加一单位生产要素能源产量的增加量，能源的边际消费量是随收入的增加而增加的能源消费量。在资源约束、技术进步条件下，化石能源的总生产量下降，但其利用效率得以提高；在经济发展、技术进步条件下，可再生能源的边际生产量逐步增加，并形成规模经济，同时，其总产量的增加得以满足能源总需求的增加。工业化、城镇化的高度发展，使人们的生产、生活方式发生了改变，随着人们收入水平的提高，人们的消费观念正在发生变化。煤炭消费达峰后，化石能源的边际消费量开始逐步递减直到为零，同时其消费总量开始递减，直至化石能源消费达峰；而可再生能源边际消费量仍然递增，其消费总量增加的速度越来越快，当可再生能源达到一次能源消费量的50%时，便进入替代的第二层次，即可再生能源全面替代化石能源，从而在能源系统中占据主导地位。

2.2.4　替代的兼顾性

第三次能源革命应同时兼顾可替代能源种类的多样性、替代的标准以及实际国情，只有三者有机结合，才能为确立主导性的替代能源提供科学依据。

与前两次能源革命不同，第三次能源革命不止有一种替代能源，有太阳能、水能、风能、生物质能、地热能、海洋能等多种可再生能源，另外还有核能等清洁能源。可再生能源占一次能源消费量达到50%，是判断完成第三次能源革命的基本标准。其他替代标准除了成本低、增长快、应用广外，更加注重可再生、清洁度高、安全等新特性。能源替代还必须注重本国的能源禀赋、经济发展需求等实际国情，综合考虑制定相关政策，为能源转型提供战略导向。三者的有机结合形成了世界上各具特色的能源革命，如美国的页岩气革命、欧盟的低碳能源转型、日本的多元化与效率并重能源战略和巴西的生物能源转型等。

根据能源清洁化的利用趋势，未来终端用能主要表现为电能。中国水电发展已基本成熟，风电受自然及技术条件约束，生物能发电受原材料限制，核能、地热能、海洋能发电也存在技术难关及其他兼顾性上的缺陷，短期内无法得到有效的推广应用，从长期来看也不足以引领中国的能源转型。相对而言，太阳能发电在能源革命替代的兼顾性上表现出了明显的优势，最有可能成为中国未来能源系统中的主导能源。

2.2.5　替代的两种模式

第三次能源革命替代的发展模式可分为推广模式与高端模式：推广模式重在使主导性能源的应用广泛化，高端模式重在使化石能源、核能等能源的应用特殊化。

基于主导性能源的可再生、无污染、创新技术成熟、成本低、易推广等兼顾性优势，政府应给予重点扶持，并以市场为导向，使新能源以不同的利用方式走进寻常百姓家；其中，对于一些因为自然禀赋等客观原因而难以全面推广的可再生能源，如风能、海洋能等，要根据自然条件结合已有技术进行区域性的局部推广。煤炭、石油及其他替代能源如核能等，在使用上有相对优势，但又存在环境污染、短期技术难以进一步突破等方面的缺陷，适合走储备技术、研究为主的高端路线，不断地提升经营管理、能效等，满足社会发展的一些特殊需求，如国防、科研等，对能源结构的运行做适当补充，如供电上的调度等，从而完善新能源系统。

通过对能源本质及特征的研究，我们发现从目前发展来看，第三次能源革命是两大能源系统间的替代，从历史角度来看，却是可再生能源的回归，“不是薪柴时代的简单重复，而是以技术进步为支撑的新型可再生能源体系的兴起”。我们要以历史和辩证的眼光审视能源与工业体系的发展关系，研究能源革命的本质及其特征，确立正确的发展方向，推进能源转型与经济建设向前发展。