考虑多重因素叠加情景的能源清洁低碳转型风险评估

世界范围内的能源危机愈演愈烈。2022年以来，多种因素叠加引发全球性能源供应紧张、国际能源价格波动频繁，市场行情充满不确定性，国际能源署在《2022年世界能源展望》中将其判定为“一次真正意义上的全球性能源危机，冲击广度和复杂性前所未有”。2023年，在地缘冲突、气候变化、汇率波动等多种因素影响下，全球能源安全不确定性将依然存在。国际能源署署长法提赫·比罗尔认为，当下的能源危机或将成为全球能源系统更清洁、更安全的历史转折点。

《中国电力》2024年第3期刊发了王轶楠等人撰写的《考虑多重因素叠加情景的能源清洁低碳转型风险评估》一文。文章分析了中国能源清洁低碳转型主要面临的主要风险因素，通过建立能源清洁低碳转型的风险评估模型，基于层次分析法，研判了能源清洁低碳转型中各类情景出现的概率及造成的影响程度，据此提出电网企业作为服务能源清洁低碳转型和构建新型电力系统的骨干企业，应适度超前加强电网建设和调节性资源开发，推动构建面向能源清洁低碳转型的风险预警、政策动态评估以及关键原材料和“卡脖子”技术研发储备机制，重点防范双内生风险和双外部风险影响。

（来源：中国电力 作者：王轶楠, 卢静, 陈星彤, 等）

摘要

当前中国能源清洁低碳转型主要面临可持续供应、社会性、地缘性、制裁性等4个方面风险。通过建立能源清洁低碳转型的风险评估模型，按照“两两叠加、三三叠加、全部叠加”的组合方式，排列出11种风险因素叠加情景，基于层次分析法，研判了能源清洁低碳转型中各类情景出现的概率及造成的影响程度，据此提出电网企业作为服务能源清洁低碳转型和构建新型电力系统的骨干企业，应适度超前加强电网建设和调节性资源开发，推动构建面向能源清洁低碳转型的风险预警、政策动态评估以及关键原材料和“卡脖子”技术研发储备机制，重点防范双内生风险和双外部风险影响。

01

主要风险因素分析

“清洁低碳、安全高效”是现代能源体系的核心内涵。相较于安全高效，当前对清洁低碳的研究还不系统、认知还不充分，大多集中于单一能源品种、单一利用方式、单一风险因素。当前，由于缺乏有效协同，中国能源清洁低碳转型中已经积累的风险与正在形成的风险叠加，影响已从电力行业内部向外部溢出。当前中国能源清洁低碳转型面临可持续供应、社会性、地缘性、制裁性等4个方面风险。

1）可持续供应风险，指新能源和传统能源未能实现“先立后破”，电力安全稳定运行的不确定性持续升高，此外气候变化正在改变水/风/光资源分布，极端天气极易引发能源供应安全充裕度不足，导致电力安全危机呈现频发态势。这类风险带来的“黑天鹅”事件已无法作为“极低概率”看待，呈现出“0-1”破坏力效应，即要么不发生，发生即造成较大损失。例如，2021年美国得州发生大停电事故，该州风力、太阳能发电装机容量超过50%，当时突发极寒雪灾，新能源机组无法正常运行，停电事故影响人口高达400万，造成直接/间接经济损失800亿~1300亿美元。

2）社会性风险，指能源清洁低碳转型过程中产生的产业衰退、资产搁浅、人员失业等问题。这类风险未必直接影响电网企业，但在社会认知上或成为舆情“引爆点”，导致难以预测的连锁反应。例如，中国煤电机组设计寿命一般为30年，但实际平均服役年限仅为12年。当前，新疆、青海、宁夏等省份（自治区）存在大量运营尚不足10年的机组。照此测算，若对其提前退役、灵活性调整，涉及资产规模将分别达1.90万亿、3.98万亿元，直接关系装备制造、采矿、运输、发电等全产业链转型和近300万人员的安置和再就业。

3）地缘性风险，指战略性矿产资源供需及其国际市场价格极易受地缘政治因素影响，关键矿产“武器化”的风险正在积聚。一旦出现关键矿产“断供”，将直接影响太阳能电池板、风电机组、输电线路、储能电池等装备制造，阻碍甚至制约中国新型电力系统建设进程。全球铜、锂、钴、镍、锰、铬等战略性矿产资源主要集中在智利、印尼、刚果（金）、南非、澳大利亚等少数国家，中国储量占全球比重均低于20%，当前对外依存度在70%以上。随着新能源快速发展，中国对战略性矿产资源的需求日益增加，在俄乌冲突等地缘因素影响下，市场风险震荡上升。

4）制裁性风险，指能源电力行业的“卡脖子”技术，日益成为西方对中国实施制裁的必选项，一旦禁运将产生电网基础设施建设受阻、电网安全稳定运行风险增大等诸多影响。当前，高端芯片、风机转轴等清洁低碳核心技术的“卡脖子”问题已经凸显，成为“灰犀牛”事件（指发生概率大且影响巨大的潜在危机）。此外，由于软硬件设备未完全实现国产化，随着美国对中国的竞争政策日益收紧，高性能绝缘纸等特高压装备原材料、测控保护高端芯片等电力系统重要元器件面临的制裁性风险也持续加大。

02

多重风险叠加情景构建

2.1 风险评估模型构建

以可持续性供应风险、社会性风险、地缘性风险、制裁性风险作为风险因素R，以能源清洁低碳转型效果作为衡量指标I，考虑时间的累积效应T，建立能源清洁低碳转型的三维风险评估RIT模型。以f(R→I,t)表征风险因素R对衡量指标I的影响程度，用积分号∫表征该影响效果的时间累积过程，即

考虑时间累积效应的多重风险因素叠加情景分析，其核心是基于权重函数实现对多时间周期的关联和多风险因素的叠加。权重函数是以f(R→I,t)建立的向量，在同一时间域内，各类风险因素R对衡量指标I的权重存在加和为1的约束，据此实现多重风险叠加效果。此外，各类风险因素的影响程度不是一成不变的，要根据国内外相关环境的变化，及时调整权重向量赋值，从而实现对能源清洁低碳转型风险的动态研判。

采用隶属度函数和置信区间的方式刻画4类风险因素及衡量指标，如表1所示，“正常”指各类风险因素及指标都处于合理区间，区间颜色越深表示风险越大或影响越大。

表1 风险因素及关键指标的置信区间示意

Table 1 Confidence intervals for risk factors and key indicators

2.2 情景构建

从风险因素演变趋势看，可持续性供应风险随时间推移逐步下降，社会性风险与其大体趋同，但易受突发事件影响出现短期风险激增，地缘性风险和制裁性风险整体处于高位震荡。可持续性供应风险、社会性风险来源于国内，近期较高，但随着政策的逐步完善及延续，可实现有序化解。地缘性风险、制裁性风险来源于国外，受国外环境影响存在较大不确定性。如图1所示。

图1 4类风险因素演变趋势示意

Fig.1 Evolution trend of four types of risk factors

从风险因素组合看，发生概率较大的情景是“可持续性供应+社会性”风险组合与“地缘性+制裁性”风险组合，影响程度与风险因素叠加种类成正相关性，影响程度最大的是4类风险因素叠加情景。按照“两两叠加、三三叠加、全部叠加”的组合方式，排列出11种风险因素叠加情景，基于专家打分法，研判能源清洁低碳转型中各类情景出现的概率及造成的影响程度，如表2所示。双重风险叠加下，以“可持续性供应+社会性”和“地缘性+制裁性”发生的概率最大，并造成一定程度的影响。三重风险叠加下，以“制裁性+地缘性+可持续性供应”发生的概率最大且影响程度较大。四重风险叠加下，发生概率极小但影响程度最大。

表2 风险因素组合情景对能源清洁低碳转型影响研判

Table 2 Impact of risk factor combination scenarios on clean and low-carbon energy transformation

2.3 影响分布

从风险情景的发生概率-影响程度分布看，可分为大概率集和重程度集，以此作为选取典型风险叠加情景的判断依据。基于风险管理理论中的风险矩阵分析方法，某一种情景的风险值等于该情景下风险发生概率与造成影响程度的乘积，本文以表3所示的发生概率映射关系对11类风险因素叠加情景的发生概率进行量化处理，综合计算得到11类风险因素叠加情景的风险值，并形成11种情景的风险分布情况，如图2所示。

表3 发生概率映射关系

Table 3 Occurrence probability mapping relationship

图2 多重风险因素叠加情景概率-影响程度分布

Fig.2 Superposed scenario probability of multiple risk factors and impact degree distribution

据此，可以得到2种风险值较高的情景，即“可持续供应风险+社会性风险”的叠加情景（双内生风险情景）、“地缘性风险+制裁性风险”的叠加情景（双外部风险情景）。

03

典型风险叠加情景分析

基于风险矩阵及情景聚类，选取双内生风险和双外部风险2种风险叠加情景，研判对能源清洁低碳转型及电网企业的影响。

3.1 双内生风险情景

1）情景描述：该情景是可持续性供应风险与社会性风险的叠加情景。“双碳”目标下，能源清洁低碳转型的内生风险来自大规模可再生能源发电并网及煤电产业退出造成的电力系统安全稳定运行风险及相关社会舆情风险。

2）影响分析：①能源清洁低碳转型进度放缓。煤炭相关产业规模庞大，受“六稳六保”政策基调影响，叠加社会舆情的放大效益，转型进度放缓。②对电网的大规模资源优化配置能力提出更高要求，沙漠、戈壁、荒漠大型风电光伏基地建设加速，亟须配套规划建设更多的跨区输电线路以实现新能源高质量消纳，但跨区输电线路建设存在投资大、审批流程长、沿途拆迁安置补偿等问题，短期内新能源消纳压力持续增大。③大规模、高比例新能源并网给电力安全保供带来更大压力。受新能源间歇性、波动性等特征及煤电的加速退出影响，负荷高峰时电力缺口明显，电网调峰调频及应对天气变化的安全裕度下降，影响电能质量、安全稳定、调控能力。④电网企业面临社会舆论、业绩考核等经营管理压力。电网主业是关系国家安全、国民经济命脉的关键领域，电网企业属于社会舆论的“敏感体”，在工商业电价波动、冬季取暖和公共服务等领域出现停电限电等社会现象都易给电网企业带来负面社会舆论影响；国资委将服务国家宏观调控、保障国家安全和国民经济运行等作为电网企业业绩考核重点，可持续供应风险增大将直接影响电网企业业绩考核。

3）应对策略：①推动传统能源与新能源动态优化组合，强化大范围资源配置和全网统一调度，提升对新能源的消纳能力。②深入挖掘需求响应潜力、推动新型储能快速发展等举措，提升电力系统调节能力和灵活性，保障电力可靠稳定供应。③加强新闻管理做好舆情危机应对，内部加强员工舆情风险意识教育，增强全员危机意识和责任意识，外部加强对不稳定因素和舆情的监测，积极争取应对主动权。

3.2 双外部风险情景

1）情景描述：该情景是地缘性风险和制裁性风险的叠加情景。世界范围内的清洁低碳转型对战略性矿产资源需求大幅增加，但供应链上游矿产开发投资增速不及预期，金属矿产资源开采难度持续加大，部分资源出口国规模性控减投资和产能。美欧国家对中国能源清洁低碳转型的战略性矿产资源、电工装备等实施严重的出口限制，并针对中国能源电力相关“卡脖子”技术及专利成果实施限制应用。

2）影响分析：①能源清洁低碳转型进度受阻、转型质量难以保证。能源领域全球原材料市场供需错配，叠加美欧国家对战略性矿产资源、电工装备、核心技术的封锁制裁，严重影响光伏、风电产业发展。②阻碍了电网建设的发展。美欧国家针对锂、镍、钴、铜等矿产资源，特高压相关组件及芯片等“卡脖子”技术的限制出口或全面制裁，将严重阻碍中国特高压输电工程建设，配电网升级改造项目及电网规模化储能进度受限。③导致电网安全稳定运行风险上升。电网建设进程受限影响对新能源的消纳能力，进口天然气供应不足引发的短期电力需求增长将进一步扩大电力电量平衡缺口，国产设备的“不完美替代”将严重减弱电网的应急恢复能力。④电力工程投资运营、电工装备出口等国际业务拓展受限，履约风险上升。电网企业国际业务既受属地政策影响，也受国内对外政策和核心技术研发制造进程影响，从而导致新业务开拓受限，既有业务履约风险上升。

3）应对措施：①密切关注燃煤燃气、电网装备的供需和国际市场变化，加强监测预警，及时上报能源主管部门。②加快推动基础理论和关键核心技术攻关，以创新联盟为平台，培育更多由“从0到1”的原创性成果，为能源清洁低碳转型及电网建设提供引领支撑。

04

结论及建议

本文基于可持续性供应风险、社会性风险、地缘性风险、制裁性风险等4类风险因素，建立能源清洁低碳转型的风险评估模型，构建多重风险因素叠加情景并进行分析，有以下主要结论。

1）4类风险因素叠加共11种组合方式，综合发生概率和影响程度，须重点防范双内生风险和双外部风险两种叠加情景。

2）双内生风险情景主要由地区性政策失衡产生，影响较大但相对可控。“双碳”目标下，地方政府如果不能统筹好新能源和传统能源“先立后破”，采取局部运动式、冒进式、一刀切的激进做法，将导致新能源发展失序，煤电产业资产搁浅，引发煤电产业衰退、人员失业等社会性问题，极端情况下或导致“拉闸限电”，产生严重社会影响。该风险情景出现的概率较大，会对能源保供和能源转型造成较大影响，但引发的矛盾问题可随政策调整得到化解。

3）双外部风险情景与国际政治局势高度关联，主要影响中国新能源产业。全球能源市场供需关系变化、西方对中国实施封锁，都将引发相关商品资源供应紧张、价格上涨，导致能源电力领域相关战略性矿产资源、新能源装备组件、“卡脖子”技术等严重受限，风电、光伏装机规模或低于预期。极端情况下，相关技术装备升级、运行维护面临停滞。该风险情景出现的概率较大，易对中国风电、光伏产业发展造成较大影响。

4）多重风险因素叠加对电网企业的影响是深层次、全方位的。安全保供方面，煤电过快退出及新能源的发展失序将导致基础保障性、系统调节性电源不足，电网安全稳定运行充裕度降低，极端情况下可能出现弃风弃光和缺电并存现象。建设运营方面，社会性风险与其他风险叠加情景下，电网企业将面临电网投资压力增大、成本疏导难度加大等问题。创新发展方面，战略性矿产资源和关键技术“卡脖子”问题可能制约电网企业新建特高压输电工程及配电网改造升级；电力芯片、传感与IGBT等战略性新兴产业发展也将受到地缘性和制裁性风险影响。品牌形象方面，风险因素的叠加极易产生连锁反应，引发舆论质疑国家电网和统一电力市场在能源转型、资源配置等方面的作用，直接或间接削弱电网企业的社会形象和品牌价值。

电网企业作为服务能源清洁低碳转型和构建新型电力系统的骨干企业，应及时防范多重风险因素叠加的不利影响，据此提出2点建议。

1）推动构建面向能源清洁低碳转型的风险预警、政策动态评估以及关键原材料和“卡脖子”技术研发储备机制。积极向能源主管部门汇报沟通，组建政企协同的风险评估团队，实时监测评估各类主要风险因素及风险叠加情景的演变趋势。动态评估政策对能源清洁低碳转型进程、质量的影响，及时调整政策力度、化解内生风险。超前做好相关原材料、装备组件及技术研发储备，防范外部风险。

2）适度超前加强电网建设和调节性资源开发，防范内生和外部风险影响。建设更加坚强可靠、灵活调节的电网是电网企业应对新能源无序发展、煤电加快退出、国际制裁等内外部风险的重要手段。建议电网企业密切关注国际局势演变及国内政策变化，科学研判新发展阶段下更长时间周期内的能源电力需求，适度超前加强电网建设及抽水蓄能、储能等调节性资源开发，提高电网在各类风险情景下的稳定性和可靠性。

下一步，可持续深化研究工作，不断完善能源清洁低碳转型的风险评估模型，进一步考虑不同风险因素之间的相互关系及多重风险因素间的连锁效应对能源清洁低碳转型的影响。