从黏性资产和搁浅问题的角度分析中国的能源转型：采用混合支持向量回归-系统动力学模型的定量评估

《Energy Policy》：Putty–clay perspective on asset stickiness and stranding in China's energy transition: Quantitative assessment using a hybrid support vector regression–system dynamics model

能源转型中的资产粘性与搁浅风险研究：基于SVR-SD模型的中国多情景分析，揭示2035年前转型窗口期、各能源独特轨迹、风险加剧驱动因素及粘性与搁浅的动态关系，提出兼顾风险与效率的政策框架。

　　

李建源|孙梅|董秀成

中国科学技术大学能源科学与工程学院，合肥，230026，中国

摘要

中国的能源转型面临一个关键的时间尺度不匹配问题：近期的投资是不可逆的，然而在遥远的未来却会出现资产搁浅的风险，这为政策制定者带来了显著的盲点。在这项研究中，我们使用了一种混合支持向量回归-系统动力学（SVR-SD）模型对这一问题进行了定量评估，该模型结合了机器学习的高精度预测能力和“腻子-黏土”理论的机制洞察力。我们的多情景分析得出了四个关键发现。首先，在2035年之前存在一个系统韧性的关键窗口期；现在做出的决策将锁定国家的长期转型路径。其次，每种能源都遵循独特的轨迹：煤炭的加速淘汰导致了资产固化的问题；持续的需求粘性使得石油的退出变得缓慢；天然气的桥梁作用带来了显著的跨期资产搁浅风险；而可再生能源则引入了未来清洁能源的粘性。第三，2035年后资产搁浅的风险将加剧并集中，这种趋势更多是由技术进步而非政策驱动的。第四，资产粘性和搁浅之间存在一种镜像关系，这种关系取决于转型的速度：在加速转型的情况下，高粘性会增加搁浅风险；而在延迟转型的情况下，它反而会保护现有资产。这项研究做出了三项贡献：在理论上，我们通过量化资产粘性和搁浅来具体化“腻子-黏土”理论；在方法论上，我们的SVR-SD模型将高精度预测与深入的结构分析相结合；在实践上，我们为平衡中国能源转型战略中的风险和效率提供了定量证据。

引言

全球能源转型已经严重偏离了正确的轨道（国际能源署，2023年；国际可再生能源署，2024年）。尽管可再生能源实现了创纪录的增长，但世界仍未能将全球平均温度升幅限制在1.5°C以内，而这一目标需要能源结构的系统性变革（Blondeel等人，2021年；Hassan等人，2024年）。作为世界上最大的能源生产国、消费国和碳排放国（SCIO，2024年），中国在这一挑战中扮演着复杂而关键的角色。中国也是贸易相关能源转移和碳排放的主要参与者（Yang等人，2024年；Zang等人，2025年），其转型路径对于实现国际气候目标至关重要。同时，中国是清洁能源领域的强国，近年来新增的可再生能源装机容量大多来自中国（Zhou等人，2021年；Yang等人，2022年；国际能源署，2024年；国际可再生能源署，2024年）。这在中国清洁能源愿景与其庞大的以煤炭为主的资本存量的惯性之间产生了矛盾，尽管中国承诺实现碳中和（Jie等人，2021年；Zhao等人，2022年），这种结构性惯性仍然存在。这种惯性是能源投资的“腻子-黏土”性质的直接结果。这一原理认为，资本在投资之前是灵活的，但一旦转化为实物资产，就会变得技术上刚性化，随后进行修改将面临巨大的经济成本（Atkeson和Kehoe，1994年，1999年）。

能源投资的“腻子-黏土”特性内在地产生了能源转型的长期约束和风险（Wei，2003年）。这导致了显著的资产粘性：由于高昂的沉没成本、漫长的运营寿命和技术特异性，现有的化石燃料资产难以退役或重新利用，从而阻碍了结构变革（Hansen，2022年；Kennedy等人，2023年）。如果不能有效管理这种粘性，可能会引发大规模的资产搁浅，导致资本资产遭受意外或过早的减值，并成为负债（Curtin等人，2019年；Hansen，2022年；Flora和Tankov，2023年）。因此，理解“腻子-黏土”特性、资产粘性和资产搁浅之间的关系对于推进中国的“双碳”目标以及减轻转型风险至关重要。

这一背景提出了三个尚未得到充分解答的重要问题：1）中国能源转型将面临多大的资产粘性阻力？2）不同的转型路径会带来哪些资产搁浅风险？3）这些风险在不同能源来源之间有何异质性？这些答案对于中国制定可行的能源转型战略和实现全球气候目标至关重要。低估资产粘性风险可能会导致过于激进的政策，从而引发大规模的资产搁浅和经济不稳定（van der Ploeg和Rezai，2020年；Hansen，2022年）；相反，高估这些挑战可能会导致保守的政策，使中国错过全球低碳竞争的机会窗口（He等人，2022年；Dong等人，2023年）。因此，在多能源系统中系统地量化资产粘性和搁浅风险的异质性已成为能源转型研究的核心挑战。

准确评估这些风险面临三个重要的技术挑战。首先，需要高精度预测总能源需求，因为这直接决定了现有资产的价值（Curtin等人，2019年）。其次，需要深入理解系统的结构演变，特别是在“腻子-黏土”约束下的能源类型之间的动态替代（Moxnes，1990年；Abada等人，2013年）。第三，需要在多种不确定性情景下进行系统评估，以识别特定路径的风险（Zhang和Chen，2022年）。这种多维的分析要求任何单一方法都难以满足，需要一个综合框架来利用不同方法的优点。

在这方面，当前的研究存在三个主要局限性。首先，在实证范围上，现有的评估主要集中在煤炭行业（Pan等人，2023年），缺乏对整个多能源系统中异质风险和替代效应的系统性评估。其次，在理论应用方面，大多数研究将资产粘性和搁浅视为静态的财务结果（Xiong等人，2020年；Caldecott等人，2021年），未能在“腻子-黏土”框架内动态地运作这些机制。第三，在方法论上，现有研究通常依赖于数据驱动的预测模型或理论驱动的结构模型，这在预测准确性和机制洞察力之间造成了权衡（Ghalehkhondabi等人，2017年；Mystakidis等人，2024年）。需要一种结合两者优点的综合方法。

在这项研究中，我们构建了一个创新的两阶段混合支持向量回归-系统动力学（SVR-SD）框架，以弥合上述研究空白。我们的贡献有三个方面。在理论上，我们通过开发新的定量指标，在“腻子-黏土”框架内具体化了资产粘性和搁浅的概念。在方法论上，我们的SVR-SD模型结合了数据驱动和理论驱动的范式，实现了高精度预测与深入的机制分析的结合。在实践上，我们将分析范围从单一行业扩展到多能源系统框架，提供了关于煤炭、石油、天然气和可再生能源面临的异质性搁浅风险的全面定量证据。这些发现为制定平衡风险和效率的中国能源转型政策框架提供了科学依据。

本文的其余部分结构如下：第2节回顾了文献和理论框架。第3节介绍了研究方法。第4节验证了模型，第5节设计了情景。第6节展示了结果，并进行了讨论。最后，第7节进行了总结并提出了政策建议。

章节摘录

“腻子-黏土”概念及其应用

能源转型主要是一个管理现有资本存量的挑战，这导致了结构惯性和调整障碍（Markard，2018年；Bolwig等人，2019年）。Leif Johansen（1959年）提出的“腻子-黏土”理论为这一挑战提供了一个分析框架。它提供了一个比完全灵活的资本（腻子-腻子）或完全固定的技术（黏土-黏土）假设更现实的替代方案。

这一理论的核心原则是不对称性

方法框架

在复杂的能源系统中量化资产粘性和搁浅风险需要在这两类模型之间进行方法论上的权衡：数据驱动模型的预测准确性和理论驱动模型的机制洞察力（Soroudi和Amraee，2013年；Ghalehkhondabi等人，2017年；Mystakidis等人，2024年）。大多数现有研究只关注其中一个方面而忽视了另一个方面。数据驱动模型（如SVR）通过识别高维数据中的非线性模式而在预测方面表现出色

数据来源

SVR模型使用了1980年至2023年的数据，涵盖了12个关键因素：总能源产量、城市人口比例、GDP、第二产业占比、国民收入、消费者价格指数、能源加工和转换效率、制成品出口、人均能源消费、能源行业的固定资产投资、化石燃料出口和天然气消费，以及中国的总能源消费。所有数据均来自《中国统计年鉴》

情景设定原则

情景分析是评估未来能源路径和潜在风险与机会的基础方法（Paltsev，2017年；Hanna和Gross，2021年）。本研究为混合SVR-SD模型建立了一个两级情景框架。第一级使用SVR根据12个宏观经济和工业驱动因素来确定总能源需求的边界（Rao等人，2023年）。第二级利用SD模拟能源系统的内部结构演变。

总能源需求的演变

基于我们优化的SVR模型，我们预测了不同情景下中国能源需求从2024年到2060年的演变路径（图2）。模型预测中国的总能源需求将在2035年至2043年之间达到峰值。峰值水平将在大约62.5亿至63.8亿吨标准煤当量（tce）之间。在不同情景下，峰值时间的差异约为8年，峰值水平的差异约为0.126亿吨tce。

在基准情景下，

结论

基于“腻子-黏土”理论，本研究开发了一个创新的两阶段混合SVR-SD模型。我们使用该模型系统地评估了2024年至2060年中国能源转型过程中的资产粘性和搁浅风险。除了揭示这一转型的动态外，这项研究还将“腻子-黏土”理论从一个解释资本锁定的经典框架转变为一个用于动态定量评估的前瞻性范式。这项工作提供了强有力的实证证据和新的

CRediT作者贡献声明

李建源：概念化、数据整理、形式分析、调查、方法论、软件开发、验证、可视化、初稿撰写、审稿与编辑。孙梅：概念化、资金获取、项目管理、资源协调、监督、验证、审稿与编辑。董秀成：资源协调、监督、审稿与编辑。

利益冲突声明

作者声明他们没有已知的竞争性财务利益或个人关系可能影响本文报告的工作。

致谢

我们感谢国家社会科学基金的财政支持 [编号：22BGL219]