原標題:塗建軍:歐美國家的能源轉型經驗教訓,對中國實現雙碳目標有哪些政策啓示?

塗建軍:所謂的“全球能源危機”之說言過其實,中國拉閘限電有表面和深層原因

文丨塗建軍(Agora能源轉型論壇高級顧問,北京師範大學環境學院客座教授,哥倫比亞大學全球能源政策中心、法國國際關係研究院以及北京大學能源研究院客座研究員。曾擔任國際能源署的中國合作部主任。)

(本文由塗建軍在由綠色和平、中華環保聯合會、北京大學能源研究院氣候變化與能源研究項目三家機構共同舉辦的“能源會客廳”上發表的講座整理而成。文字經作者確認。本文是講座的下篇。)

今天講座的內容很難繞開最近全球能源市場的動盪,請注意我特意沒有用吸引眼球的“能源危機”這個專有名詞。提起全球能源供需新形勢時,媒體公開報道中會頻繁出現一些關鍵詞,從宏觀的層面來看,有“百年未有之大變局”、“內卷化”、“去全球化”,甚至“新冠疫情”和“修昔底德陷阱”等,而從最近的市場供需新形勢來說,也能看到“能源價格暴漲”、“拉閘限電”、“運動式減碳”這樣一些名詞。

要分析全球能源供需新形勢,不妨先看媒體上的評論文章,我們不難發現,無論國內還是國際上,最近的內容往往都比較聳人聽聞,比如,在國外,有人評論說,當前發生的能源危機會逼迫歐洲和中國重新考慮綠色轉型議程。在國內,從去年9月開始已經有大約20個省市自治區出現了各種原因的拉閘限電,,有關各方對背後原因的解讀可謂衆說紛紜。

上篇文章認爲全球能源行業這一輪的波動並未達到“能源危機”的嚴重程度,背後的原因既有全球清潔能源轉型的時代大背景,也受到地緣政治等因素的影響。聚焦到國內的拉閘限電,既有表層原因,也有非常複雜的體制性桎梏。

這一篇着重講解在全球能源市場大幅波動之際,能源行業有哪些重大趨勢值得關注?另外,德國、英國、美國等歐美國家的能源轉型經驗教訓對中國實現“30·60”雙碳目標究竟有哪些政策層面的啓示?

三、能源行業的五大趨勢

第一是氣候變化。國際社會已經越來越注意到人類活動、全球大氣二氧化碳濃度以及近年來極端天氣頻繁發生三者之間的緊密聯繫。根據美國國家海洋和大氣管理局的最新數據,2020年全球地表溫度比二十世紀的平均水平高0.98度,大家請注意上面的數據是由儀器測量出來的,比模型分析的結果相對來說更加準確。另外,氣候變化和極端天氣的聯繫越來越緊密,最近河南鄭州的大水、山西的暴雨等就是最好的證明。

由於最近全球能源市場發生了波動,一些所謂的“專家”開始大肆攻擊氣候變化理論。我們應該怎麼理解這種行業亂象了?對於氣候變化這樣的非常複雜的系統性研究課題,首先必須承認科學永遠沒有可能給出百分之百確定性的答案。但是,中國作爲一個負責任的大國,尤其是作爲一個自上而下決策體制已經爲氣候變化問題定調的大國,有沒有必要對於在科學上、國際政治上已經基本定性的重大政策議題反覆地進行辯論了?我個人認爲這樣做肯定弊大於利。舉個非常簡單的例子,口罩能夠有效防範新冠疫情傳播在醫學界已有廣泛的共識,但部分國家卻出現了挑戰科學常識、部分人士變着法子帶節奏反對戴口罩的現象,並因此帶來了災難性後果,具體情況大家隨便看看國際新聞報道就非常清楚。

第二點,新冠疫情對全球能源經濟帶來非常深遠的影響。一個直接的後果就是,在百年未有之全球公共衛生大變局的衝擊下,人類社會經濟活動水平預測的不確定性大增。審視本輪全球能源市場波動,有關各國沒有提前準確預測到市場供需平衡變化的速度之快,也是一條難以忽視的原因。

第三,全球淨零排放承諾勢不可擋。最早是從歐洲開始,現在很多新興經濟體國家都有了淨零排放目標。國際能源署(IEA)這樣一個長期堅持一個能源也不能少的四平八穩的國際能源機構,也是我本人以前的工作單位,前一段時間發表了一個非常有影響的《2050年全球淨零排放》報告。該報告基於2050年全球必須達到氣候中性的假設,提出從今年開始全球煤油氣行業的上游投資都要停掉。現實情況下有沒有停止相關領域上游投資呢?實際上並沒有停掉,但這恰恰說明現在全球能源行業不是朝着2050年實現氣候中性的目標在發展,全球清潔能源轉型還任重而道遠。需要強調的是,就連IEA這樣歷史上非常四平八穩的國際能源機構都認同了全球淨零排放的願景,這個世界真的已經變天了。

第四,變化中的能源轉型衝擊全球地緣政治。2014年國際能源界流傳着一幅非常有名的漫畫,講頁岩革命讓美國和沙特之間的關係發生了諸多微妙的變化。到了2018年,同一家雜誌上刊登的能源行業特別報告,重點開始聚焦中國這種在清潔能源轉型走到前列的國家,和落後的產油國之間關係的深刻變化。所以,不但全球能源轉型的內涵在變,全球能源轉型對地緣政治和外交關係也存在着不斷變化的深遠影響。

最後一個大的趨勢是爲了實現淨零排放,電氣化的重要性如何強調都不爲過。現在各行各業的電氣化可謂無所不在,在交通領域,除了長途重卡、飛機、航運等細分領域,基本上都在談電動化的解決方案。即便是最近大熱的氫能經濟,說到底無非就是電動化的另一種表現形式,因爲我們談論的氫能經濟在淨零排放的大背景下其實就是綠氫經濟,即用淨零排放的電力去電解水來生產綠氫。所以看能源行業的未來,電氣化的進程將勢不可擋。

四、歐美等國的能源轉型經驗教訓對中國雙碳議程的政策啓示

德國社會對於氣候變化的關注由來已久。在德國能源消費結構中,煤有非常漫長的歷史,1850年左右,煤炭超越薪柴成爲德國最重要的一次能源,一直到上世紀70年代,石油才終結了德國能源行業“一煤獨大”的格局,德國石油超越煤炭的時間節點比很多發達國家要晚。

最近德國的可再生能源發展非常迅猛,這個歷程可以追溯到1985年德國開展的氣候變化大辯論。現在回過頭來看德國能源轉型的歷史,其中有個非常慘痛的教訓,因爲該國部分能源利益集團,長期歪曲、醜化可再生能源,堅持宣稱可再生能源永遠不會脫離小衆能源的範疇。這種污名化的策略一度非常成功,它長期阻撓了德國能源轉型的步伐。

中國其實也存在着相同的問題,大家可以看看行業內的討論和文章,有沒有部分人士長期堅稱風電和光伏是“垃圾電”?用這麼負面的專有名詞形容可再生的風光能源,即使不說別有用心,至少“污名化”這三個字是擔得起的。

如果將能源轉型分成三個流派:改革派、中間派、保守派,那麼德國絕對是改革派。我們不妨回顧一下改革派德國能源轉型的理論基礎,就是來源於1980年出版的《能源轉型:沒有石油與鈾礦的增長與繁榮》。該書強調了節能及能源獨立的重要性,但是需要注意的是,該書提出德國未來能源消費的增長將以煤炭與可再生能源對半開的方式予以滿足。

德國1980年《能源轉型》這本書給我們最大的一個政策啓示就是:不與時俱進地進行經濟、能源、社會治理變革的國家,註定是沒有前途的。

德國“去核”在一度在國際社會引發廣泛關注,但實際上德國不是早就決定要去核的。1973年第一次石油危機爆發後,德國和很多國家一樣也掀起了原子能熱。德國一度規劃要建幾百座核電站,還有資深專家很嚴肅指出,到2030年全球大概會有6000多座核反應堆。結果,去年全球核電的裝機容量連500個GW都不到,所以德國能源轉型的內涵也是一步步發展完善起來的,德國直到2011年福島核危機之後才由於種種原因決定棄核。

它給中國的政策啓示其實並非中國需要學習德國棄核,畢竟各國都有本國的國情,核電在中國是否有必要發展需要考慮到民用核電和核武器之間存在緊密聯繫這一重要考量因素。

當前全球擁有核武器國家有美國、俄羅斯、中國、法國、英國、巴基斯坦、印度、以色列和朝鮮,其中只有以色列沒有發展民用核電,爲什麼了?因爲以色列的核武項目是脫離國際原子能機構監管體系的,該國也未加入《核不擴散條約》,因此它獲取民用核電技術會非常之困難,而且它所處的區域地緣政治風險很高,所以該國是由於特殊的原因沒有發展民用核電。除以色列之外,世界其他核武國家沒有一個已經放棄了民用核電發展的。在當前地緣政治形勢下,關於是否棄核(電)的討論我覺得對中國能源行業意義不大。

反觀德國棄煤進程,對於中國其實是有非常重要的政策啓示:從2014年到2020年,德國政府按部就班地制定一套煤炭退出路線圖,包括在2018年成立了煤炭委員會,該委員會的31名代表來自整個德國能源經濟最廣大的利益階層。這對中國最大的政策啓示是,德國的能源轉型非常注重程序的公平正義,這是非常重要的。一個國家的能源行業治理要想走得穩、走得遠,絕對不能長期依靠運動式的節能減排來實現。我想在這個領域國內還有很多的工作需要去開展、去完善。

英國煤炭行業自工業革命初期就是全球規模最大的,工業革命期間該國一國產能就佔了全球四分之三以上。整個煤炭行業承擔了爲英國工業革命賦能的重擔,但是即便如此,英國煤炭行業還是有一個誕生、快速發展、盛極而衰、消亡的發展歷程。這個不以個人意志爲轉移的歷史性規律也適用於中國煤炭行業——現在中國能源行業雖然一煤獨大,但是從中長期的角度來研判,除非CCUS的技術經濟性出現重大突破,或者綠氫給煤炭的原料化利用帶來了春天, 煤炭行業的持續衰落甚至徹底退出歷史舞臺將難以避免。這個過程如果我們能提前做好準備,就能大幅地降低能源轉型的各種艱難險阻,否則就不得不一次一次地承受能源市場波動的陣痛。

現在看美國能源轉型對於中國有什麼政策啓示:在英國崛起並全球稱霸的時代,全球範圍發生了煤炭對薪柴替代的第二次能源轉型,但是美國是先實現了全球稱霸,然後通過推動石油替代煤炭的第三次全球能源轉型鞏固了自身的霸主地位。這兩次能源轉型之間的區別是什麼呢?我覺得關鍵在於是否允許爆發大規模的戰爭。現在我們在進行新一輪的向零碳能源爲導向的第四輪全球能源轉型,在這個過程中,由於核武器的存在大國之前理論上是不能爆發大規模熱戰的。有鑑於此,中國的快速崛起對於本國乃至全球的能源轉型進程是有非常深遠的影響的,這值得國內有關各方認真地學習反思歷史上的經驗和教訓。

美國在頁岩革命成功之前,也經歷了漫長的能源安全焦慮期。1973年第一輪石油危機後,美國曆任總統都學會了高喊能源獨立的口號。有意思的是,最後是通過市場化的創新,由美國Michel能源公司開創性地集成了水平鑽井、水力壓裂及微地震監測三項已經成熟的商業化技術。能源行業顛覆性的技術出現的頻率不是那麼高,頁岩氣的商業化開發應該算是一個。

美國頁岩氣革命成功給我們什麼啓示?能源轉型技術和商業模式的出現未必一定是要通過原創性重大理論突破實現,也有可能通過系統集成來實現突破,把已有的成熟技術集成來實現應用場景的重大突破,這也是一個可行的思路,並值得我們好好學習借鑑。

另外看看美國和加拿大之間電網的互聯互通,這其實有非常重大的政策啓示。最近大家經常說所謂的全球能源互聯網在去全球化的時代背景下是沒有希望的,因爲各國之間缺乏基本的政治互信。但是如果有了政治互信會發生什麼呢,美國和加拿大兩國的電網實際上是高度互聯互通的。所以我們未來如果要推所謂的區域能源互聯網,國內有關各方首先要解決好中國和周邊國家的政治互信問題,有了政治互信什麼問題都好談,沒有政治互信能源行業尤其是電網的互聯互通將寸步難行。

五、德國實現氣候中性的三個步驟和六大戰略

關於德國能源轉型,不到一年前我們還談的是氣候中性2050,爲什麼現在卻在大談氣候中性2045呢?因爲雖然在國際上大家覺得德國的淨零排放目標非常激進,但是德國社會其實並不滿意。今年4月29號,德國廣受關注的《2019氣候法》被判部分違憲,原因是德國最高法院認爲本國政府把過多減排的責任留給了下一代,所以德國政府就下定決心把實現氣候中性的目標從2050年提前到2045年。

Agora能源轉型論壇和其他幾家德國機構一起做了一個深入的研究,並給出了一種模塊化的淨零排放解決方案,具體的數字我們不用關注,但是從解決問題的思路上來講,德國方案對很多國家本世紀中葉實現淨零排放目標的路線設計會有所啓發。

第一是從現在到2030年將要怎麼做,具體到德國,就是要把本國溫室氣體排放在1990年的基礎上降低65%。

2030年之後就進入了下一個階段,德國將只在零碳能源領域進行投資,這是德國分三步走實現2045淨零排放目標解決方案的一個重要環節。

第三,到了2050年的時候,德國還有大約5%的溫室氣體排放沒有通過減排手段消除掉,這個時候就需要負排放的解決方案,這個負排放的解決方案包括利用生物質能源耦合CCS(碳捕捉和儲存)、CCUS(碳捕獲、利用與封存),即所謂的BECCUS技術。還有直接空氣碳捕獲和封存(DACCS),這類技術無論怎麼發展代價都不會太低。反觀中國,由於國內現在森林植被覆蓋率不高,反倒還可以通過大規模植樹造林固碳實現負排放,這就是所謂的基於自然的解決方案。

德國2045氣候中性路線圖還包括以下六大策略:

策略一,2030年前加速退煤進程,2030年可再生能源發電佔比達到70%。這對於中國的政策啓示是什麼?因爲中國現在能源行業煤炭消費佔比56.8%,由於中國一個國家就消費了全球超過一半的煤炭,絕對不可能在“十四五”期間就將煤炭全部去掉,中國40億噸煤的市場規模過於龐大,如果激進退煤肯定會導致天下大亂,不僅本國的能源安全保障不了,全球的能源市場也肯定要崩潰。由於中國煤炭市場的絕對量太大,通過運動式節能減排來退煤肯定是不現實的。

但這也不是說部分地方政府想在“十四五”期間在碳排放領域衝高峯就是合理的。爲什麼呢?因爲中國2060年前實現碳中和是人類歷史上空前絕後的一個氣候承諾。相當於從2030年起中國每年減排的碳排放量相當於法國現在全年的排放水平,而且要連續減30年。這個難度之大可想而知,這種情況下如果還允許部分地區把碳排放在未來十年往上衝的話,相當於把減排的困難全都留給了下一代人,這恰恰是德國能源轉型給我們的一大警示:當代人還是要儘量有歷史責任感,把自己該做的事情儘量自己完成,不要不負責任地留給子孫後代。

策略二:可再生能源是重中之重。德國爭取2045年實現100%的可再生能源電力系統,這有兩個含義,第一個含義表明了電力行業是所有行業裏面相對比較容易減排的一個行業,如果電力行業都不能率先實行淨零排放,可以說無論是中國的2060年碳中和議程還是部分歐美國家的氣候中性議程都不會有希望實現。第二點是100%的可再生電力系統未必就是最優的解決方案。對於中國這種並沒有放棄民用核電的國家,中國沿海地區存在不小的核電裝機就意味着中國沒有必要朝着100%可再生電力系統的目標照本宣科,中國完全可以更低的成本實現電力系統的無碳化。所以從這個角度來看,各個國家還需根據本國國情來推進電力行業的清潔化轉型。

另外一個重要的啓示是:中國去年風、光在電力系統發電佔比連10%的比例都不到,但波動性可再生能源的併網問題已經成了一個老大難問題。個人認爲體制性桎梏是最大的問題之所在。非常遺憾的是,第二輪電改的推進未達預期目標,相當於把電改最好的窗口期浪費掉了。與其抱怨中國9.5%的風、光發電佔帶來電網安全性的重大挑戰,看看德國居然有勇氣提出要實現100%的可再生能源電力系統,中國電力行業可再生能源發電佔比未來達到70%、80%甚至更高難道真的就做不到嗎?

策略三:節能,需要放到第一能源的高度去大力推進。如果我們能把節能工作做好,將可以使很多減排領域的工作事半而功倍。

策略四:電氣化。剛纔提到過,能源行業電氣化不但將無所不在,而且會勢不可擋。

策略五:氫能經濟。德國非常重視氫能經濟,尤其是綠氫的發展。提中國氫能經濟發展時有兩點要注意,第一個是中國迄今還沒有國家層面的氫能戰略,這個需要儘快予以解決,畢竟我們需要全國一盤棋地統籌氫能經濟的發展。第二是氫能經濟上游的生產和下游的消費是兩個不同的政策議題。最好的例子是中國電動車的發展,中國電動車剛發展的時候國內外爭議極大,當時很有人提出:中國電力行業煤電佔比那麼高,發展電動車究竟意義何在?現在回過頭看發展電動車不但有意義,而且意義非常之重大。總而言之,電力行業的脫碳和下游交通行業的電氣化並非一碼事。氫能經濟的發展我個人認爲也應該遵循這個原則。

策略六:CCUS的負排放技術也不能少。最近通過深入研究CCUS在中國應用的現狀和前景,個人認爲CCUS應該是氣候變化領域優先權最低的一個備用技術,當所有其他的溫室氣體減排的技術手段都窮盡之後,如果人類社會還實現不了淨零排放目標,我們才需要使用CCUS,而且還必須使用CCUS,才能保證實現中國的2060淨零排放目標。換句話來說,對於CCUS這類技術的應用前景,中國一方面需要積極推進科研及試點工作的開展,尤其是在碳排放利用領域;另一方面也需要持續跟蹤和總結歐洲等碳價較高地區相關實踐的經驗和教訓,以避免出現重大戰略誤判。

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