0 引言
中国作为全球最大的能源消费国、最大的能源进口国和最大的温室气体排放国，能源安全保供、应对气候变化和实现碳中和[1]目标挑战巨大。中国建设社会主义现代化强国，实现中华民族伟大复兴，创新是新质生产力的生命力，能源安全是根本保障，实现“能源独立”、建设“能源强国”势在必行。
中国建设“能源强国”的一个重要战略是支撑中国“双碳”目标的如期实现，中国规划2024—2060年投入总资金268.2×1012元人民币[4]，应用于能源绿色低碳转型、工业领域碳达峰、城乡建设领域碳达峰、交通运输绿色低碳行动、生态系统修复和碳汇能力巩固、绿色低碳科技创新、节能降碳增效行动、循环经济等重点领域，实现“双碳”目标承诺。2024—2030年碳达峰关键期，总资金需求规模约25.2×1012元人民币，年均需求约3.6×1012元人民币[4]，重点是打下碳中和的基础，包括能源转型、工业节能和绿色技术研发。2031—2060年为碳中和推进期，年均需求增至8.1×1012元人民币[4]，总计243.0×1012元人民币，集中攻坚高碳排放领域的转型升级和系统性优化。
本文从世界能源结构与转型趋势出发，基于全球气候变化与碳中和目标，结合中国能源资源禀赋特点和从能源小国到能源大国的发展历程，提出了中国建设“能源强国”的战略命题，探讨了中国在碳中和目标下能源生产和消费结构绿色转型的潜力，分析了中国建设“能源强国”的历史机遇与实现路径。从全油气系统、全煤岩系统、新能源系统、多能源系统、碳循环系统、碳中和超级能源系统6大系统观，分析了化石能源与新能源多能互补、多能融合绿色发展与能源智慧协同稳定供应、碳排放与碳减除的碳中和“全能源系统”，提出了中国“能源强国”建设要坚持化石能源稳步有序低碳化发展、新能源规模经济安全发展、碳中和“全能源系统”融合发展的路径，同时围绕“一带一路”能源带探索共建共享，奋力实现“能源独立”和“能源报国”。制定了碳中和目标与建设“能源强国”的“三步走”战略路径，依靠“煤炭清洁化利用、石油稳定生产、天然气增大供应、新能源提速发展”，实现在2030年一次能源消费量和碳排放量达峰的碳达峰目标；依靠“页岩油原位转化革命、煤炭原位加热转化革命、氢能工业体系、多能互融全能源系统、可控核聚变能走进千家万户”，实现中国2050年“能源独立”的重大战略目标；依靠“新型能源体系、可控核聚变商业化、智能水平提升、CCUS/CCS规模工业体系、‘一带一路’能源带共建共享”，使能源成为国家经济的支柱产业和增长引擎，实现2060年建成能源强国、达成“能源报国”的宏伟蓝图，如期实现“碳中和”战略目标。
1 中国“能源强国”提出的时代背景
“能源强国”战略，旨在应对全球能源变革、实现碳中和目标，并依托自身资源禀赋，推动能源结构转型，实现能源独立，迈向能源高质量发展新阶段。
1.1 世界能源结构与发展趋势
2023年，全球一次能源消费量148.00×108 t油当量，其中煤炭占26.47%、石油占31.70%、天然气占23.30%、新能源（包括核能、水能、可再生，后文所述新能源均指包括核能、水能、可再生等种类的新能源）占18.53%；全球一次能源生产量150.27×108 t油当量，其中煤炭占28.49%、石油占30.04%、天然气占23.22%、新能源占18.25%[2]。世界能源结构形成煤、油、气、新能源“四分天下”的新格局[6]，综合分析1965—2023年世界一次能源消费当量增长情况[2]以及目前世界化石资源储采比、主要国家能源绿色转型进程、碳中和承诺情况，对世界一次能源消费量及能源消费结构进行了预测，煤炭发展进入“转型期”，石油发展步入“稳定期”，天然气发展迈入“鼎盛期”，新能源发展跨入“黄金期”（见图1 ）。
能源发展历史具有贡献历史性、阶段接续性、不可再生性、可以再生性的“四性特征”。①贡献历史性：能源为人类社会发展提供不竭动力[7]，人类利用能源的时间长达1×104年左右，以薪柴作为主体能源持续约1×104年，以煤炭作为主体能源持续约80年，以石油作为主体能源至今约60年；人类利用新能源的历史已有5 000年左右，17世纪前风、光、水、地热等新能源处于原始利用阶段，18世纪至20世纪迈入了科技探索阶段，21世纪至今已处于规模化发电利用阶段。②阶段接续性：世界能源演化呈现五大体系，原始能源体系，促进了人类自身的发展；古代能源体系，推动了农业文明的发展；近代能源体系，推动了近代工业文明的发展；现代能源体系，推动了现代文明的发展；碳中和新型绿色能源体系，推动生态文明的发展。③不可再生性：主要指煤炭、石油、天然气等化石能源不可再生。④可以再生性：太阳能、风能、水能、生物质能、原子能、潮汐能等新能源具有再生性。
当前全球处于第5次向第6次科技革命转换期、第3次向第4次工业革命转换期与化石能源向新能源转型转换期“三个转换期”，“第6次科技革命+第4次工业革命+第3次能源革命”的叠合效应加快了能源绿色转型革命的速度。对比1981年至2023年全球新能源消费量与消费占比，消费量、消费占比分别由1981年的4.38×108 t油当量、6.6%提升到2023年的27.42×108 t油当量、18.5%[2]，总体呈现波动上升的趋势（见图2 ）。
全球清洁能源消费量和产量进一步提升，2023年天然气+新能源消费量和生产量分别达61.90×108，62.32×108 t油当量[2]，占比分别为41.83%，41.47%。全球化石能源低碳化提速、新能源规模化提速、能源管理智慧化提速“三化提速”同步进行。世界能源体系发展趋势正在由油气时代加速向新能源时代演变，能源转型具有长期性、曲折性、必然性。
1.2 全球气候变化与碳中和目标
大气中温室气体浓度的增加导致全球温度长期上升。世界气象组织发布《全球气候状况》[8]报告称2014—2023年10年全球平均温度比1850—1900年工业化前的平均温度高出（1.20±0.12）℃。观测到CO2、CH4和N2O这3种主要温室气体浓度在2023年达到了创纪录水平，CO2浓度比工业化前时代高出了50%，这些温室气体将热量积聚在大气中，且CO2寿命很长，这意味着在未来许多年里，温度将继续上升。
全球2023年温室气体排放CO2当量404.18×108 t[2]，中国排放量超过30%。中国的温室气体排放量全球最高，排放来源复杂多样，涵盖能源活动、工业生产、农业活动、废弃物处理以及土地利用、土地利用变化和林业（土地利用、土地利用变化和林业简称LULUCF）等领域[4]。不包括LULUCF，2005年中国温室气体总排放CO2当量83.55×108 t（见表1 ），首次超越美国成为全球最大的温室气体排放国。不包括LULUCF，2021年中国温室气体总排放CO2当量143.14×108 t[4]，其中能源活动排放CO2当量110.07×108 t，占总排放量的76.9%，工业活动排放CO2当量约21.36×108 t，占总排放量的14.9%，农业活动排放CO2当量约9.31×108 t，占总排放量的6.5%，废弃物处理排放CO2当量约2.43×108 t，占总排放量的1.7%。2021年LULUCF吸收CO2当量13.15×108 t，抵消了总排放量的约10%，为降低净排放发挥了重要作用。
表1 中国温室气体排放分类构成表[4] |
| 温室 气体 | 2005年 | 2021年 | ||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 包括LULUCF | 不包括LULUCF | 包括LULUCF | 不包括LULUCF | |||||
| 排放CO2当量/108 t | 占比/% | 排放CO2当量/108 t | 占比/% | 排放CO2当量/108 t | 占比/% | 排放CO2当量/108 t | 占比/% | |
| CO2 | 58.04 | 75.93 | 65.33 | 78.19 | 102.82 | 79.10 | 116.28 | 81.23 |
| CH4 | 13.29 | 17.39 | 13.11 | 15.69 | 16.98 | 13.06 | 16.67 | 11.65 |
| N2O | 3.82 | 5.00 | 3.82 | 4.57 | 5.57 | 4.29 | 5.57 | 3.89 |
| HFCs | 1.17 | 1.53 | 1.17 | 1.40 | 3.36 | 2.58 | 3.36 | 2.35 |
| PFCs | 0.05 | 0.06 | 0.05 | 0.06 | 0.23 | 0.18 | 0.23 | 0.16 |
| SF6 | 0.07 | 0.09 | 0.07 | 0.09 | 1.03 | 0.79 | 1.03 | 0.72 |
| 合计 | 76.44 | 100 | 83.55 | 100 | 129.99 | 100 | 143.14 | 100 |
1.3 中国能源资源禀赋
统计2023年全球一次能源生产量和一次能源消费量[2]，中国是全球第1大能源消费国、第1大能源生产国、第1大能源进口国，第1大煤炭生产国、第7大石油生产国、第4大天然气生产国。2023年底，中国煤炭、石油、天然气的剩余可采储量（见表2 ）分别占全球剩余可采储量的12.39%，1.27%，4.39%。中国煤炭、石油、天然气储采比分别为36.7，18.2，43.3，相较于全球煤炭、石油、天然气储采比139.0，53.5，48.8均要低[2]。中国风电技术可开发量超过100×108 kW，光伏发电技术可开发量超过450×108 kW[12]，光伏和风能资源年技术发电量合计87.5×1012 kW·h，开发四分之一可满足中国峰值能源需求，风光资源可支撑中国“能源独立”。
表2 2023年全球及中国剩余可采储量及储采比[2] |
| 范围 | 煤炭剩余 可采储量/ 108 t | 煤炭 储采比 | 石油剩余 可采储量/ 108 t | 石油 储采比 | 天然气剩余 可采储量/ 1012 m3 | 天然气 储采比 |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 全球 | 10 480.22 | 139.0 | 2 312.45 | 53.5 | 175.92 | 48.8 |
| 中国 | 1 298.03 | 36.7 | 29.29 | 18.2 | 7.73 | 43.3 |
基于此，重新认识中国能源资源具有“煤炭较多、油气较少、风光无限”的禀赋特点，表现为煤炭资源的有限性+含碳性+战略储备性、油气资源的稀缺性+不可再生性+难以替代性、零碳新能源的本土性+无限性+绿色性。
1.4 中国能源大国发展历程
1949年新中国成立之初，一次能源总产量仅0.24×108 t标准煤（见表3 ），其中原煤0.32×108 t、原油12×104 t、天然气0.07×108 m3、发电43×108 kW·h，能源产量匮乏。2024年，中国一次能源总产量49.8×108 t标准煤（见表3 ），比上年增长4.6%[13]，其中原煤47.8×108 t、原油2.13×108 t、天然气2 464.5×108 m3、发电10.09×1012 kW·h，分别比上年增长1.2%，1.8%，6.0%，6.7%。2024年进口原煤5.4×108 t、原油5.5×108 t、天然气1 652.7×108 m3，原煤、石油、天然气对外依存度分别为10.2%，72.2%，40.1%[13]。2024年中国全年一次能源消费总量59.6×108 t标准煤[13]，能源综合对外依存度16.4%。新中国成立75年以来，能源产量以成百上万倍的速度增长。
表3 1949年与2024年中国一次能源产量对比表[13] |
| 产量 | 原煤/ 108 t | 石油/ 108 t | 天然气/ 108 m3 | 发电量/ (108 kW•h) | 一次能源总产量 (标准煤)/108 t |
|---|---|---|---|---|---|
| 1949年产量 | 0.32 | 0.0012 | 0.07 | 43 | 0.24 |
| 2024年产量 | 47.8 | 2.1289 | 2464.5 | 100 869 | 49.8 |
| 增长倍数 | 149 | 1774 | 35207 | 2 346 | 208 |
对比中国与世界1981—2023年一次能源产量：①中国1981年一次能源产量4.38×108 t油当量，仅占世界产量66.20×108 t油当量的6.62%；②2001年中国产量突破10×108 t油当量，中国成为能源生产大国，占世界产量93.77×108 t油当量的10.76%，之后呈快速攀升趋势（见图3 ）；③2005年中国产量15.71×108 t油当量，首次超过美国当年产量15.58×108 t油当量；④2023年中国产量33.86×108 t油当量，占世界产量150.27×108 t油当量的比例高达22.53%，碳基化石能源支撑中国从能源小国发展到能源大国。
1.5 中国能源转型展望
中国的能源转型是一项长期而艰巨的社会工程，面临着经济结构偏高耗能工业、能源结构偏煤炭、能源转型市场驱动力待增强等一系列困难和挑战。中国要在不到40年的时间里越过碳达峰、实现碳中和，在国际政治经济形势日趋复杂、地缘冲突时有发生、气候变化相关贸易壁垒纷争较多、低碳零碳技术研发及产业合作难度大的各种不确定因素下，能源转型与能源安全同等重要，中国能源转型的道路任重道远。
对比中国与世界1965—2023年一次能源消费当量可知：中国2000年一次能源消费量突破10×108 t油当量，之后能源消费呈快速增长趋势（见图4 ）；中国2023年一次能源消费量40.78×108 t油当量，相当于1967年全球一次能源消费量总和40.77×108 t油当量的水平。
中国能源消费结构与世界能源消费结构差异较大，对比1965—2023年中国与世界一次能源消费结构变化（见图5 ），中国能源消费结构具有煤炭消费占比高、石油和天然气消费占比较低、新能源消费占比快速提升的特点。
绿色碳中和是中国能源转型发展的战略重点，重点关注能源、工业、交通、建筑、生态、科技和政策机制等7大领域[4]：①能源活动占总排放量的近80%，是碳排放的核心来源，转型关键在于提高新能源的比重、技术创新和电气化推广；②工业领域是中国经济的支柱，同时也是碳排放的第2大来源，转型重点是通过技术升级和循环经济实现全面绿色化；③交通运输碳排放占比约10%，需从新能源汽车推广、交通基础设施提升和绿色物流体系建设3方面展开转型；④建筑领域减排潜力大，集中在节能改造、新型建筑推广和清洁供暖技术的应用方面；⑤生态碳汇是碳中和的重要补充途径，即通过提升森林、湿地和草地的碳汇能力，实现自然与经济的双重平衡；⑥科技创新是实现碳中和的关键驱动力，重点在于绿色技术的研发、应用和产业化；⑦政策与市场机制是碳中和转型的重要保障，通过税收优惠、市场化工具和法规建设提供有力支持。
展望2060年，中国成功实现碳中和目标时，中国能源革命性绿色转型具备以下核心要点[14]：非化石能源占一次能源消费比例超过80%。狭义电气化率提高到59%~62%，广义电气化率提高到79%~84%。全社会用电量达到（20.0~22.2）×1012 kW·h，终端用能部门占比68%~72%。电制氢和电制燃料用电量合计为（4.1~5.4）×1012 kW·h，占全社会用电量比例为21%左右。中国发电总装机容量达到（105.3~118.2）× 108 kW，风电光伏装机容量将达到100×108 kW左右，风电装机容量（29.5~34.6）×108 kW，光伏装机容量（63.7~72.4）×108 kW，分布式光伏占70%。可再生能源发电装机占比将达到96%左右，可再生能源发电量占比达到93%~94%。核电和抽水蓄能装机分别达到1.8×108 kW和3.8×108 kW，加装碳捕集与封存设备的生物质发电装机容量超过1.3×108 kW。绿氢的规模需要达到（3.4~4.2）×108 t标准煤，氢能占终端能源需求的比例为12%~14%，成为中国终端能源需求第2大能源品种。电化学储能能力达到（2.4~2.8）×108 kW，电动汽车保有量达到（4.8~5.4）×108辆，相关的车网互动能力达到（8.1~9.0）×108 kW。
1.6 中国“能源强国”基本标准与内涵
基于全球2023年150.27×108 t油当量产量[2]及主要国家的能源产量情况，综合考虑基准值在全球能源中的比例及规模门槛等因素，给出了10×108 t油当量的基准值。认为一次能源年生产量大于10×108 t油当量可称为能源大国。一次能源年生产量大于10×108 t油当量，且一次能源生产量大于消费量可称为能源强国。2023年全球一次能源生产量大于10×108 t油当量的国家只有中国、美国、俄罗斯，生产量分别为33.86×108，24.38×108，13.60×108 t油当量（见表4 ），一次能源消费量分别为40.78×108，22.52×108，7.48×108 t油当量，产量与消费量之差分别为−6.92×108，1.85×108，6.13×108 t油当量。据此标准判断，美国、俄罗斯为能源大国和能源强国，中国是能源大国，但不是能源强国。
表4 2023年全球能源大国一次能源消费量与生产量情况表[2] |
| 能源 类别 | 全球 | 中国 | ||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 消费量/ 108 t | 占消费总量 比例/% | 生产量/ 108 t | 占生产总量 比例/% | 消费量/ 108 t | 占消费总量 比例/% | 生产量/ 108 t | 占生产总量 比例/% | |
| 石油 | 46.92 | 31.70 | 45.14 | 30.04 | 7.82 | 19.17 | 2.09 | 6.17 |
| 天然气 | 34.48 | 23.30 | 34.90 | 23.23 | 3.48 | 8.54 | 2.01 | 5.94 |
| 煤炭 | 39.18 | 26.47 | 42.81 | 28.49 | 21.96 | 53.85 | 22.24 | 65.68 |
| 核电 | 5.87 | 3.97 | 5.87 | 3.90 | 0.93 | 2.28 | 0.93 | 2.75 |
| 水电 | 9.47 | 6.40 | 9.47 | 6.30 | 2.74 | 6.71 | 2.74 | 8.09 |
| 可再生 | 12.08 | 8.16 | 12.08 | 8.04 | 3.85 | 9.45 | 3.85 | 11.37 |
| 合计 | 148.00 | 100 | 150.27 | 100 | 40.78 | 100 | 33.86 | 100 |
| 能源 类别 | 美国 | 俄罗斯 | ||||||
| 消费量/ 108 t | 占消费总量 比例/% | 生产量/ 108 t | 占生产总量 比例/% | 消费量/ 108 t | 占消费总量 比例/% | 生产量/ 108 t | 占生产总量 百分比/% | |
| 石油 | 8.56 | 38.01 | 8.27 | 33.92 | 1.72 | 22.99 | 5.42 | 39.85 |
| 天然气 | 7.62 | 33.84 | 8.90 | 36.51 | 3.90 | 52.14 | 5.04 | 37.06 |
| 煤炭 | 1.96 | 8.70 | 2.83 | 11.61 | 0.92 | 12.30 | 2.20 | 16.18 |
| 核电 | 1.75 | 7.77 | 1.75 | 7.18 | 0.47 | 6.28 | 0.47 | 3.45 |
| 水电 | 0.53 | 2.35 | 0.53 | 2.17 | 0.45 | 6.02 | 0.45 | 3.31 |
| 可再生 | 2.10 | 9.33 | 2.10 | 8.61 | 0.02 | 0.27 | 0.02 | 0.15 |
| 合计 | 22.52 | 100 | 24.38 | 100 | 7.48 | 100 | 13.60 | 100 |
注：消费量和生产量均为油当量 |
中国建设“能源强国”，应当具有居于世界前列的能源清洁生产能力与能源安全保障能力，充分满足国民用能与国防用能，支撑综合国力跃升，推动全球能源绿色低碳转型与碳中和目标。必须具备以下5大核心能力：①强大的能源科技创新能力；②强大的国内能源生产能力；③强大的国外进口保障能力；④强大的能源战略储备能力；⑤强大的应急保供安全能力。
1.7 建设“能源强国”的历史机遇
中国能源发展面临保供安全、应急安全、环境安全三大挑战，建设“能源强国”可有效提升国家能源安全应对水平。中国是最大的能源消费国，2023年一次能源消费40.78×108 t油当量、能源生产量33.86×108 t油当量，能源自给率83.0%，保供安全压力大。中国是最大能源进口国，2023年一次能源消费量与国内生产量的缺口高达6.92×108 t油当量，且主要为石油和天然气的缺口，应急安全压力大。中国是全球最大黑碳排放国，2023年CO2排放量112×108 t[2]，占全球351×108 t的32%，环境安全压力大。
建设“能源强国”，要重新认识3个背景：①重新认识全球供需格局，即煤炭资源丰富、非常规油气革命成功、新能源时代加速；②重新认识中国能源资源禀赋，即煤炭较多、油气较少、新能源无限；③重新认识能源科技革命，即万米级超深层油气钻探技术、地下煤炭+页岩原位转化油气技术、绿电绿氢绿储新能源革命核心技术、“人造太阳”技术、太空“太阳能”地球利用技术等。
到21世纪中叶，将把中国建成富强民主文明和谐美丽的社会主义现代化强国，为此党的二十大报告提出10个强国建设[15]和健康中国与数字中国建设：①建成教育强国、科技强国、人才强国、文化强国、体育强国、健康中国，到时国家文化软实力将显著增强；②加快建设制造强国、质量强国、航天强国、交通强国、网络强国、数字中国，实现现代化产业体系；报告中未提及“能源强国”。能源发展具有不可再生的有限“碳基”能源越采越少，可再生的无限“零碳”新能源越用越多的特点。通过新能源革命，建设强大的能源保障体系，加快建设“新能源超级强国”，在2050年实现中国能源独立，提供中国建成社会主义现代化强国的能源动力，也是能源人“能源报国”的历史机遇。
在全球气候变化、能源绿色转型与局部冲突不断的背景下，围绕碳中和目标与能源安全的需求，建设“能源强国”可有效提升中国应对风险的能力，提高中国能源的保障能力及对国家发展和经济建设的支撑作用，加快建设“能源强国”是建设社会主义现代化强国、实现中华民族伟大复兴的历史机遇。
2 碳中和“全能源系统”
碳中和“全能源系统”通过多能互补与融合，构建了一个涵盖化石能源、新能源及碳中和技术的高度集成化能源体系，其发展模式以“六个系统观”为指导，旨在实现能源的绿色、高效、低碳发展，最终达成碳中和目标。
2.1 “全能源系统”内涵与类型
能源系统主要分为单能源系统、多能源系统和全能源系统。全能源系统概念是指地上地下所有能源（煤碳、石油、天然气、地热能、风能、光能等一次能源和电能、氢能等二次能源）有序形成或叠合分布，可协同融合智慧开发利用的系统。
单能源系统围绕单一能源形式（如石油、天然气、煤炭、风能、太阳能等）进行能源的勘探开发、加工、利用、能源转化和供应，这种系统通常以单一能源为核心，布局能源生产和利用的完整产业链，如石油能源系统、煤炭能源系统、太阳能能源系统等。多能源系统是一种集成了多种能源形式（如石油+天然气+风能+太阳能、煤炭+风能+太阳能等）进行能源的协同勘探开发、加工、利用、转化和供应的多能互补系统，其核心在于整合和优化多种能源形式，动态调整多种能源的协同开发和互补利用，提高能源利用效率、降低能源成本，增强系统可靠性和灵活性。全能源系统的核心是实现化石能源与新能源的协同融合智慧开发利用[16]。
2.2 碳中和“全能源系统”发展模式
碳中和“全能源系统”是包含地下化石能源开采利用、地上新能源开发利用、地下CCUS/CCS碳封存的能源系统，并实现该区域系统内能源生产利用碳排放与地下碳封存平衡的碳中和。碳中和“全能源系统”发展模式需把握“六个系统观”：全油气系统，常规与非常规油气接续开发；全煤岩系统，地面与地下清洁化利用；新能源系统，一次与二次可再生协同发展；多能源系统，化石能源与新能源智慧融合[17]；碳循环系统，CO2产生、利用与封存；碳中和超级能源系统，化石能源与新能源绿色发展。
3 中国“能源强国”实现路径与举措
3.1 化石能源稳步有序低碳化发展
中国2023年煤炭、石油、天然气产量分别为22.24×108，2.09×108，2.01×108 t油当量，占一次能源总产量的比例分别为65.66%，6.17%，5.95%，消费量分别为21.96×108，7.82×108，3.48×108 t油当量，占一次能源消费总量的比例分别为53.85%，19.18%，8.53%。化石能源产量和消费量占比分别高达77.78%，81.56%，化石能源在中国目前的能源结构中起着至关重要的作用，未来一段时间能源发展中，煤炭仍然是压舱石，石油保持稳定的战略发展，天然气作为化石能源向新能源发展的重要战略过渡角色。在中国建设“能源强国”的征程中，要坚持“洁煤降碳、稳油增气”稳步有序低碳化[18]发展战略，加大石油、天然气资源勘探开发力度，增强石油、天然气国内供应保障能力，大力发展非常规油气是重要的实现路径。
非常规油气革命实现了“六个突破”：页岩煤岩油气工业化开采，突破了常规烃源岩只能是油气源岩的“认知禁区”；微纳米级孔喉储集系统发现，突破了常规储层宏观孔隙赋存油气的“运聚下限”；揭示“连续型”甜点区规律，突破了常规“单体型”圈闭油气成藏的“经典概念”；平台式多水平井体积增能压裂，突破了常规打直井自然能量开采的“核心技术”；地质工程一体化统筹低成本发展，突破了常规条块分割各司其职的“管理思维”；碳中和下超级盆地能源总量理念，突破了常规勘探只限油气资源的“战略思想”。
油气等化石能源不可再生，但非常规油气革命可再延长油气工业生命，非常规油气革命助推世界石油工业可再发展100年以上，油气工业从常规向非常规革命性跨越。世界石油工业历经165年，近10年非常规油气获革命性突破和工业化发展。非常规油气科技创新和科技革命，助推非常规油气工业革命，正在形成“常规+非常规”两大融合发展的油气工业体系。非常规革命的重大意义在于开辟新领域，重塑全球油气供需版图，增加新资源，延长石油工业生命周期，突破老观念，推动多能融合绿色发展。
中国加大非常规油气革命和油气增储上产力度，2024年国内原油产量2.13×108 t，天然气产量2 464×108 m3，油气产量当量首次突破4×108 t[19]，连续8年保持千万吨级快速增长势头。2024年，中国非常规油气产量1.1×108 t油当量，占油气总产量27%，其中非常规气产量1 077×108 m3，占天然气总产量的44%，非常规油产量2 450×104 t，约占石油总产量12%。2024年，致密砂岩气产量682×108 m3、页岩气产量257×108 m3、煤层（岩）气产量138×108 m3，页岩油产量600×104 t、油页岩油产量150×104 t、稠油产量1 700×104 t。以中国石油天然气股份有限公司（以下简称中国石油）为例，通过大力加强非常规油气勘探开发力度，2024年中国石油非常规油气产量为7 169×104 t油当量，占油气总产量的30.8%（见表5 ），高于全球2023年27%的非常规油气占比。其中，非常规石油产量1 691×104 t，占石油总产量的15.9%（见表6 ）；非常规天然气产量687×108 m3，占天然气总产量的43.3%（见表7 ）。
表5 中国石油2024年油气产量构成统计表 |
| 油气分类 | 产量（油当量）/104 t | 占总量比例/% |
|---|---|---|
| 常规 | 16 087 | 69.2 |
| 非常规 | 7 169 | 30.8 |
| 合计 | 23 256 | 100 |
表6 中国石油2024年石油产量构成统计表 |
| 石油分类 | 产量/104 t | 占总量比例/% | |
|---|---|---|---|
| 常规 | 8 924 | 84.10 | |
| 非常规 | 页岩油 | 510 | 4.80 |
| 致密油 | 1 181 | 11.10 | |
| 小计 | 1 691 | 15.90 | |
| 合计 | 10 615 | 100 | |
表7 中国石油2024年天然气产量构成统计表 |
| 天然气分类 | 产量/108 m3 | 占总量比例/% | |
|---|---|---|---|
| 常规 | 899 | 56.68 | |
| 非常规 | 致密气 | 474 | 29.89 |
| 页岩气 | 153 | 9.65 | |
| 煤层气 | 37 | 2.33 | |
| 煤岩气 | 23 | 1.45 | |
| 小计 | 687 | 43.32 | |
| 合计 | 1 586 | 100 | |
中国正推动地下页岩+煤岩原位油气转化，力争实现油气“两个革命”，煤、页岩中的有机质和重油等高碳排放能源地下原位转化产生轻质油和天然气，推动化石能源低碳化发展：①中国煤岩油气革命，将地下煤炭原位加热熟化成油+气，全球地质资源量（5~61）× 1016 m3，中国（280~330）×1012 m3[23]，中国石油具备完善的勘探、开发、工程、地面配套技术。②中国陆相页岩油革命，将地下未熟页岩原位加热熟化成油气，页岩中有机质转化为油和气，重油轻质化产生轻质油和天然气，全球技术可采资源量1.4×1012 t，中国技术可采资源量（700~900）×108 t，基于模拟实验结果，鄂尔多斯盆地页岩油原位转化技术可采资源量约450×108 t，天然气约30×1012 m3[24]。
3.2 新能源实现规模经济安全发展
新能源是成就中国“能源强国”建设的重器，是中国“能源强国”建设的必然选择和必经路径，将发挥至关重要的堡垒作用，必须明确要依靠新能源才能建成“能源强国”的战略布局。中国“能源强国”建设要实现多种类型的新能源竞相发展与互补互融的格局，技术快速迭代，成本大幅降低，形成各具特色的竞争优势与协同融合发展模式。目前公认的新能源类型主要有风能、太阳能、水能、氢能、热能、核能、海洋能、可控核聚变等。
中国风光新能源已取得革命性成就，光伏风电技术水平、装机规模和发电量全球领先，引领全球风光产业发展，中国“风光能源”进入“风光时代”。截至2024年12月底，太阳能累计发电装机容量约8.87×108 kW，风电累计装机容量约5.21×108 kW，太阳能和风电累计装机容量合计约14.08×108 kW[25]，占全国累计发电装机容量33.49×108 kW的42%。2024年发电量100 868.8×108 kW·h[13]，比上年增长6.7%，其中火电、水电、核电、风电、太阳能发电量分别为63 742.6×108，14 256.8×108，4 508.5×108，9 970.4×108，8 390.4×108 kW·h，比上年分别增长1.7%，10.9%，3.7%，12.5%，43.6%，太阳能发电和风电合计18 360.8×108 kW·h，占2024年发电总量的18.2%。中国“能源强国”建设中，风能和太阳能将起着决定性的作用和地位，应进一步加强风光发电技术攻关力度，加大中国“三北地区”与沙漠-戈壁-荒漠地区风电和太阳能发电的装机规模，增强海上风电装机规模，实现更大规模、更加经济的风光新能源发展，进一步提高在中国电力装机容量和发电量中的占比，大幅提高风光绿电在电网中的占比。同时探索建造空间太阳能电站，提供能源获取新途径。
风能、太阳能具有间歇性和波动性，其不稳定性给电力系统的稳定运行带来了巨大挑战，储能技术是解决新能源不稳定性、实现能源系统平衡的关键手段。通过平抑新能源波动、提高消纳能力、增强系统灵活性、支持分布式能源发展等多方面的贡献，储能技术将成为实现能源转型和碳中和目标的关键支撑。通过技术创新、政策支持和市场机制的完善，储能技术在新型能源系统中将发挥更加重要的作用。
氢能由于其排放的零碳性、多种能源形式相互转化的灵活性和兼容性，可助力可再生能源消纳与利用，提高能源系统稳定性和安全性等，是未来清洁能源的重要组成部分[26]。根据氢气的来源及制氢过程碳排放情况，一般将氢分为绿氢、灰氢、蓝氢、金氢、青氢和橙氢（见图6 ）。绿氢是利用可再生能源制造的氢气，通常通过电解水制氢；灰氢是通过燃烧化石燃料来制取氢气，生产过程会有CO2等温室其他排放；蓝氢也是通过燃烧化石燃料来制取氢气，但在生产过程中采用了碳捕集、利用与封存等先进技术来降低CO2等温室气体的排放；金氢又称白氢，是存在于地壳中的天然氢；青氢是在地下煤层中通过人工干预的方式，在特定的温度和压力下使水与煤层原位转化发生反应制成氢气；橙氢是通过在确定的反应性地层中原位注入水和催化剂，和岩石中的氧化铁发生反应释放氢气，并从注入点周围的回收井中收集饱和氢水获取氢气。
自1671年波义耳首次从稀硫酸和铁反应中收集到氢气以来，全球氢的发展已有350年历史，经历了由氢气到氢能、再到未来绿氢工业的过程。2020年，中国能源法首次确认了氢的能源属性[27]；2022年，国家发展改革委、国家能源局联合印发《氢能产业发展中长期规划（2021—2035年）》[28]，提出了氢能产业发展基本原则、各阶段发展目标，部署了氢能产业高质量发展的重要举措。中国已在长三角、粤港澳大湾区、京津冀等区域初步形成3大氢能产业集群，全产业链规模以上工业企业超过500家，中国已将氢能规划上升到国家能源战略高度，逐步明确了氢能在国家能源体系中的战略地位。“绿氢工业”是石油、天然气工业接力发展的必然趋势，绿氢是石油化工与煤化工深度脱碳的载体，是可再生能源大规模消纳的载体，是电网大规模调峰的载体。中国“能源强国”建设中，要像开发地下“天然气田”一样建设地上“绿氢大基地”，打造“地上生产+地下储存+掺输一体+多途利用”的绿氢工业技术链。
中国新能源汽车保有量呈快速增长态势，2024年新注册登记新能源汽车1 125×104辆，占新注册登记汽车数量的41.83%，与2023年相比增加了382×104辆，增长51.49%。截至2024年12月底，全国新能源汽车保有量达3 140×104辆[29]，占汽车总量的8.90%；其中纯电动汽车保有量2 209×104辆，占新能源汽车保有量的70.34%。中国未来“能源强国”的建设，须着重加大新能源汽车技术发展和政策支撑力度，提升新能源汽车占比。
新能源是传统的能源资源，是实现碳中和的新战略，肩负着能源转型、能源安全、能源独立、能源强国的新使命。中国新能源发电装机容量快速增长，截至2024年12月底，中国新能源累计发电装机容量约19.05×108 kW（其中，太阳能发电约8.87×108 kW，风电约5.21×108 kW，水电约4.36×108 kW，核电约0.61×108 kW）[25]，占全国累计发电装机容量的57%。中国建设“能源强国”必须加强风能、太阳能、氢能规模经济发展的力度，稳步发展水能、核能、热能，积极探索攻关海洋能、可控核聚变，形成多能互补融合发展模式。
3.3 碳中和“全能源系统”融合发展
碳中和“全能源系统”融合发展是化石能源与新能源融合协同开发利用，并通过CCUS/CCS等碳封存技术实现能源生产碳排放量与地下碳封存量平衡的碳中和区域性智慧用能系统（见图7 ）。在中国“能源强国”建设中，可在传统含油气盆地中建立能源生产与碳中和的“全能源系统”，在“煤炭+石油+天然气+新能源+CCUS/CCS”融合发展理念与模式下，盆地区域内基本实现碳中和，进一步夯实能源生产保供能力，形成多能融合、双碳融合、智慧融合“三融合”发展，助力“双碳”目标实现，建立现代能源产业体系，推动地区绿色可持续发展。
3.4 “一带一路”能源带共建共享
共建“一带一路”国家，特别是新兴经济体和发展中国家，普遍面临化石能源占比高、能源需求增长快、技术和产业水平相对滞后等挑战。这些问题使得这些国家在应对气候变化、推动能源转型和实现经济发展方面承受着巨大压力。
在未来“一带一路”高质量绿色能源带共建共享中，中国将结合共建国家的能源资源禀赋特点和需求，充分发挥自身在绿色技术、特高压输电、绿色投融资和工程建设等方面的优势，开展全方位、多层次的能源合作。中国将依托共建国家丰富的风能、太阳能等新能源资源，主导建设覆盖“一带一路”区域的绿色能源网络系统。这一系统不仅能够为共建国家提供稳定、经济的绿色能源供给，还能通过能源交易机制使各国从中获取收益，从而实现互利共赢。通过构建这一绿色能源网络，中国将帮助共建国家形成绿色经济竞争优势，加速其能源绿色转型进程，这是推动全球能源可持续发展的重要实践，也是中国实现“能源强国”目标的战略路径。
3.5 中国“能源强国”3阶段战略路径
能源体系由化石能源的“不可能三角”发展到新型能源体系[34]的“可实现三角”再到能源转型革命下的“可持续三角”，在资源链、创新链、产业链、价值链相互促进和驱动下，再发展到能源绿色发展下“科技革命、双碳目标、能源转型”的“能源金三角”，这4个“三角”（见图8 ）丰富发展了“能源三角”理论[5,35]。能源转型革命的能源经济+能源安全前轮引领可行、技术创新+双碳目标后轮驱动提速的“四轮驱动”，演化形成的新能源“可实现三角”或将破解传统化石能源“不可能三角”，能源革命推进下形成的“可持续三角”持续生产满足需求的能源，能源绿色发展的“能源金三角”实现全能源系统融合绿色碳中和发展，建设成为“新能源超级强国”。中国“能源独立”的征程中[36]，重点关注能源绿色转型、能源安全、能源经济与碳中和目标之间的关联与发展，“不可能三角”、“可实现三角”、“可持续三角”、“能源金三角”诠释了中国“能源独立”的曲折性、漫长性和必然性。
中国达成“双碳”目标、迈向“能源独立”、建设“能源强国”、实现“能源报国”的3个阶段战略路径是从中国能源结构现状与发展趋势出发，在科学预判未来经济发展对能源需求及能源发展形势的基础上，紧密结合社会主义现代化强国建设目标制定的（见表8 ）。碳基化石能源支撑中国建成“能源大国”，零碳清洁新能源将支撑中国建设“能源强国”。中国能源战略要坚持“科技驱动、洁煤降碳、稳油增气、强新增绿、智慧互融”的思路。
表8 中国碳达峰碳中和目标与建设“能源强国”战略路径 |
| 阶段 | 战略路径 | 战略目标 | 关键技术 |
|---|---|---|---|
| 第1阶段 （2025—2030年） | 化石能源稳步发展及低碳化清洁 利用，新能源提速发展，一次 能源消费量和碳排放量达峰 | 碳达峰 | ①煤炭清洁化利用形成产业链；②常规油气稳产增产技术突破； ③页岩油气工业化开采；④氢能产业链基本建成；⑤可再生能源 及核能规模化；⑥可控核聚变工程实现重大突破 |
| 第2阶段 （2031—2050年） | 新能源规模经济高效发展，石油和 天然气自给率提升到安全水平，多 能互融的全能源系统基本建成 | 2050年迈向 “能源独立” | ①页岩油原位加热转化工业化生产；②风光热氢储互融的“全能源 系统”建成；③煤炭原位加热转化工业化开发；④氢能工业体系 建成；⑤CCUS/CCS形成工业体系；⑥可控核聚变走进千家万户 |
| 第3阶段 （2051—2060年） | 新能源生产占主体地位，化石能源 更多回归原料属性，“一带一路” 能源带共建共享 | 碳中和，建成 “能源强国”，实现 能源报国 | ①新型能源体系建成；②可控核聚变实现商业化；③节能技术 与智能水平领先；④新能源产量占比80%以上；⑤CCUS/CCS 形成规模工业体系 |
第1阶段（2025—2030年）一次能源消费量达峰，实现“碳达峰”。化石能源稳步发展及低碳化清洁利用，新能源提速发展，实施“煤炭清洁化利用、石油稳定生产、增大天然气供应、提升新能源发展速度”的战略路径。中国油气工业延续性突破8个“禁区”：突破生油的禁区——陆相生油论，突破储层的禁区——纳米级孔隙，突破勘探的禁区——进源找油气，突破开发的禁区——人造油气藏，突破理论的禁区——连续型聚集，突破技术的禁区——万米超深层，突破管理的禁区——一全六化论[37⇓-39]，突破长青的禁区——新能源转型，实现油气工业稳步提升发展。重点攻关煤炭清洁化利用并形成产业链、常规油气稳产增产技术突破、页岩油气工业化开采、氢能产业链基本建成、可再生能源及核能规模化等，预计2030年一次能源生产量达到43×108 t油当量、一次能源消费量达到峰值52×108 t油当量，碳排放达峰（见图9 ）。
第2阶段（2031—2050年）能源产量首次达到与消费量持平，迈向“能源独立”。新能源规模经济高效发展，石油和天然气自给率提升到安全水平，多能互融的全能源系统基本建成。提升科技创新水平，实现商业价值是检验科技创新的唯一标准，创新链快速形成产业链和价值链，由化石能源体系“资源制胜”时代迈入新型能源体系“技术制胜”时代。实现煤炭地下原位加热熟化成油气的中国“煤岩油气革命”和地下未熟页岩原位加热熟化成油气的中国“陆相页岩油革命”，有望实现中国石油和天然气的自给率水平超过80%，乃至完全自给。氢能工业体系建成，CCUS/CCS形成工业体系，风光热氢储互融的碳中和“全能源系统”建成，新能源占比达50%以上，实现能源稳定安全供应与碳排放量逐年下降。可控核聚变技术取得革命性工业化突破。预计一次能源消费量稳定在49×108 t油当量水平，一次能源生产量在2050年达到49×108 t油当量（见图9 ），生产量首次达到消费量，迈向“能源独立”。
第3阶段（2051—2060年）力争“碳中和”，建成“能源强国”。化石能源更多回归原料属性，新能源生产占主体地位，新能源产量占比超过80%。可控核聚变实现工业化，节能技术与智能水平领先，CCUS/CCS形成规模工业体系，2060年实现碳中和目标。建成“一带一路”能源带，新能源通过能源网络系统为“一带一路”国家提供绿色能源。预计一次能源消费量51×108 t油当量，一次能源生产量53×108 t油当量（见图9 ），生产量超过消费量，建成“能源强国”，实现“能源报国”。
4 建设“能源强国”战略意义
建设“能源强国”不仅是中国实现能源安全、碳中和目标以及现代化强国建设的战略选择，也是中国为全球能源转型和可持续发展贡献智慧与方案的重要实践。通过这一战略，中国将在全球能源治理中发挥更加重要的作用，为构建人类命运共同体作出更大贡献。
4.1 根本性保障国家能源安全
建设“能源强国”是保障国家能源安全的根本性战略举措。能源安全是国家经济稳健发展的基石，而当前中国能源安全的主要挑战在于油气对外依存度过高。通过建设“能源强国”，中国将逐步实现“能源独立”，显著提升能源自主保障能力。具体而言，通过大力发展太阳能、风能等清洁能源，优化能源结构，降低对化石能源的依赖；同时，通过技术创新和资源高效开发，提高石油、天然气、煤炭等传统能源的自给率。这一系列举措将从根本上满足国家对能源资源的消费需求，为经济社会的高质量发展提供稳定、可持续的能源支撑。
4.2 推动实现碳中和目标
建设“能源强国”是中国应对全球气候变化、实现碳中和目标的核心路径。中国正通过大规模发展新能源、推广低碳技术，加速能源结构调整，积极履行应对气候变化的责任。中国在CCUS/CCS技术领域取得显著进展，预计到2060年，通过在枯竭油气田和咸水层封存CO2，年封存量可达（10~20）×108 t[16,40]。CCUS/CCS作为传统能源脱碳的重要技术手段，在实现碳中和目标中扮演着关键角色，其大规模推广受到经济性、政策支持和技术成熟度等多方面因素的影响，其中碳税和碳交易政策的影响尤为显著。在碳交易体系下，通过CCUS/CCS技术减少的碳排放可以转化为可交易的碳配额，从而获得额外收益，增强CCUS/CCS项目的经济可行性，有效推动CCUS/CCS技术的大规模应用，助力传统能源脱碳和碳中和目标的实现。同时，未来新能源逐步成为主体能源，低碳技术快速发展和广泛应用，AI技术在优化能源系统、提升能源效率、推动技术创新和支持减排决策等方面推广应用，推动中国如期实现碳中和目标。这不仅是中国对全球气候治理的贡献，也为全球能源绿色转型提供了示范。
4.3 支撑建设中国式现代化强国
建设“能源强国”是推动中国式现代化强国建设的重要支撑。能源科技革命是实现能源强国目标的关键驱动力。中国正通过推动非常规油气开发、新能源技术创新以及可控核聚变等前沿技术的突破，全面提升在全球能源科技领域的竞争力。这些技术革命不仅将增强中国在全球能源市场的影响力，还将助力中国在全球能源治理中发挥更大作用。通过能源科技的自主创新和国际合作，中国将为建设现代化强国提供强有力的能源保障和技术支持。
4.4 为世界能源转型与绿色地球建设提供中国方案
建设“能源强国”为全球能源转型和绿色地球建设提供了可借鉴的“中国方案”。中国在大规模发展新能源、储能技术、智能电网、氢能技术等能源技术创新方面取得了显著成就。同时，中国通过绿色金融、政策支持、国际合作等多维度举措，积极推动“一带一路”绿色能源合作，助力全球碳中和目标实现。此外，中国在电动汽车、绿色交通、生态修复、环境保护、绿色消费、节能减排等领域的实践，为全球可持续发展提供了经验。这些经验和实践为世界各国，特别是发展中国家，提供了可复制的路径，彰显了中国作为负责任大国的担当与贡献。
5 结论
世界能源结构形成煤炭、石油、天然气、新能源四分天下的新格局，清洁能源消费量和产量逐年稳步提升，全球能源体系正在由油气时代加速向新能源时代演变，中国与世界能源结构迥异的“煤炭较多、油气较少、风光无限”的资源禀赋特点，以及中国煤炭消费占比超过一半、石油和天然气消费占比较低、新能源消费占比快速提升的消费结构特点，决定了中国能源转型和能源独立的道路任重道远。
“全能源系统”核心内涵是地上地下所有一次能源和二次能源有序形成叠合分布并可协同融合智慧开发利用，发展模式关键是把握好全油气系统、全煤岩系统、新能源系统、多能源系统、碳循环系统、碳中和超级能源系统6个系统观。
中国建设“能源强国”要坚持“科技驱动、洁煤降碳、稳油增气、强新增绿、智慧互融”的思路，碳基化石能源支撑中国建成“能源大国”，零碳清洁新能源将支撑中国建设“能源强国”。坚持化石能源稳步有序低碳化发展战略，明确依靠新能源才能建成“能源强国”的战略布局，新能源要实现规模经济安全发展，形成多能融合、双碳融合、智慧融合的碳中和“全能源系统”融合发展模式，主导共建共享“一带一路”高质量绿色能源带。
中国2060年达成碳中和目标，实现“能源报国”需经历3个阶段的战略路径：第1阶段为2025—2030年，预计一次能源消费2030年达到峰值52×108 t油当量，实现“碳达峰”；第2阶段为2031—2050年，一次能源生产量2050年达到一次能源消费量49×108 t油当量，迈向“能源独立”；第3阶段为2051—2060年，新能源产量占比超过80%，一次能源生产量大于消费量，建成“能源强国”，实现“能源报国”，2060年“碳中和”目标如期达成。
中国是能源大国，但不是能源强国，能源发展面临保供安全、应急安全、环境安全三大挑战，建设“能源强国”可根本性保障国家能源安全及有效应对风险能力，推动实现碳中和目标，提供建设社会主义现代化强国的能源动力，支撑实现中华民族伟大复兴，为世界能源转型与绿色地球建设提供中国方案，推动全球可持续发展。