以大力發(fā)展可再生能源替代化石能源、降低碳排放為主要內(nèi)容的“能源轉(zhuǎn)型”,已經(jīng)成為很多國(guó)家能源政策的重要內(nèi)容。全球有164個(gè)國(guó)家制定了可再生能源發(fā)展目標(biāo),約145個(gè)國(guó)家頒布了可再生能源支持政策。
然而,可再生能源發(fā)展“必要性”與“經(jīng)濟(jì)可行性”之間存在的反差,傳統(tǒng)能源利益集團(tuán)對(duì)可再生能源發(fā)展的阻撓,對(duì)發(fā)展路徑有意或無意的曲解,決定了可再生能源替代化石能源之路必將是曲折、艱難和反復(fù)的。
在我國(guó),一個(gè)更為強(qiáng)烈的反差是:一方面,我們“極端重視”可再生能源發(fā)展,不斷出臺(tái)支持可再生能源發(fā)展的政策;另一方面,對(duì)現(xiàn)有能源系統(tǒng)以何種恰當(dāng)方式轉(zhuǎn)向一個(gè)以“可再生能源為主導(dǎo)”的能源系統(tǒng)方面的研究“高度忽視”。對(duì)可再生能源“如何轉(zhuǎn)型”缺乏基礎(chǔ)性研究與系統(tǒng)性思考,導(dǎo)致本應(yīng)是系統(tǒng)推動(dòng)能源轉(zhuǎn)型的政策在實(shí)踐中“各自為政”,并演變?yōu)閱渭円詫?shí)現(xiàn)某個(gè)“既定份額”為目標(biāo)。
將可再生能源發(fā)展置于人類能源轉(zhuǎn)型歷史進(jìn)程之中,探討能源轉(zhuǎn)型的基本內(nèi)涵與動(dòng)因,梳理能源轉(zhuǎn)型的邏輯,系統(tǒng)分析可再生能源轉(zhuǎn)型與歷史上能源轉(zhuǎn)型的異同,對(duì)于正確認(rèn)識(shí)我國(guó)可再生能源發(fā)展中的問題和轉(zhuǎn)型方式,不僅有理論必要性,也有實(shí)踐重要性。
一問:能源轉(zhuǎn)型如何發(fā)生
很多報(bào)告和論文將“能源轉(zhuǎn)型”(energy transition)一詞等同于“向可再生能源轉(zhuǎn)型”或“低碳轉(zhuǎn)型”來理解。這一含義最早可能來自1980年德國(guó)科學(xué)院出版的一份報(bào)告:《能源轉(zhuǎn)型:沒有石油與鈾的增長(zhǎng)與繁榮》。該報(bào)告當(dāng)時(shí)呼吁徹底放棄核電和石油能源的觀點(diǎn)受到強(qiáng)烈反對(duì),但在進(jìn)入21世紀(jì)后逐漸演變成為德國(guó)能源政策的基本內(nèi)容。相應(yīng)的,德國(guó)“能源轉(zhuǎn)型”的含義逐漸演變?yōu)椤稗D(zhuǎn)向分布式可再生能源和提高能源效率”,并宣稱最終目標(biāo)是建立百分之百基于可再生能源的能源體系。
能源轉(zhuǎn)型的含義當(dāng)然不僅僅是可再生能源發(fā)展。在更一般意義上,能源轉(zhuǎn)型通常被理解為一個(gè)國(guó)家或社會(huì)主導(dǎo)能源的轉(zhuǎn)換或更替過程。比如,煤炭替代薪柴并成為主導(dǎo)能源,石油替代煤炭成為主導(dǎo)能源。不過,對(duì)能源轉(zhuǎn)型的這種描述性的理解,以及基于這一理解的相關(guān)研究難以適應(yīng)復(fù)雜、豐富的能源轉(zhuǎn)型實(shí)踐的需要,無法對(duì)認(rèn)識(shí)當(dāng)前能源轉(zhuǎn)型提供洞見。
美國(guó)天然氣專家羅伯特˙海夫納三世試圖另辟蹊徑。在其2009年出版的著作《能源大轉(zhuǎn)型》中,羅伯特˙海夫納三世從能源存在的三種物理形態(tài),即固體(木材、煤炭等)、液體(石油)和氣體(天然氣、風(fēng)能、太陽能、氫能等)出發(fā),把人類能源利用的歷史與未來概括為兩次能源轉(zhuǎn)型:第一次能源轉(zhuǎn)型是固體能源向液體能源的轉(zhuǎn)型,第二次能源轉(zhuǎn)型是液體能源向氣體能源的轉(zhuǎn)型。這一觀點(diǎn)具有理論抽象性和邏輯一致性,為我們認(rèn)識(shí)能源轉(zhuǎn)型方向提供了有價(jià)值的觀察視角;但這一理論對(duì)于能源轉(zhuǎn)型判斷標(biāo)準(zhǔn)過于抽象,對(duì)能源轉(zhuǎn)型的內(nèi)涵和特征等問題缺乏深入研究,對(duì)理解能源“如何轉(zhuǎn)型”作用有限。
加拿大的瓦茨拉夫˙斯米爾(Vaclav Smil)教授認(rèn)為,能源轉(zhuǎn)型是各種能源利用“原動(dòng)機(jī)”(prime movers)驅(qū)動(dòng)下的能源結(jié)構(gòu)不斷變化過程。“每當(dāng)效率更高的新能量‘原動(dòng)機(jī)’出現(xiàn)取代舊的原動(dòng)機(jī),顯著提高了人類所能利用的能源的量級(jí),能源轉(zhuǎn)型就會(huì)發(fā)生?!?br/>
斯米爾教授根據(jù)“原動(dòng)機(jī)標(biāo)準(zhǔn)”將人類能源利用劃分為四次能源轉(zhuǎn)型:第一能源轉(zhuǎn)型發(fā)生在距今1萬年到5000年,人類通過馴養(yǎng)役畜來替代部分人力;第二次能源轉(zhuǎn)型發(fā)生在公元前1000年風(fēng)車和水車的出現(xiàn),進(jìn)一步替代人和動(dòng)物的肌肉力;第三次能源轉(zhuǎn)型隨著1765年瓦特改良后的蒸汽機(jī)的擴(kuò)散和進(jìn)一步改進(jìn),啟動(dòng)了煤炭替代薪柴的能源轉(zhuǎn)型進(jìn)程。第四次能源轉(zhuǎn)型的發(fā)生則伴隨著發(fā)電機(jī)的發(fā)明使用,以及1882年世界第一座中心發(fā)電站在紐約和倫敦投入使用,人類進(jìn)入電氣化時(shí)代而出現(xiàn)。
斯米爾教授所提出的“原動(dòng)力發(fā)明、改進(jìn)和擴(kuò)散”邏輯為我們認(rèn)識(shí)歷史上的能源轉(zhuǎn)型“何時(shí)發(fā)生”、“如何發(fā)生”提供了非常有啟發(fā)性的見解。然而,回顧人類能源利用史就會(huì)發(fā)現(xiàn),以“原動(dòng)機(jī)”單一標(biāo)準(zhǔn)來判斷能源轉(zhuǎn)型至少存在兩個(gè)問題:
一是從原動(dòng)機(jī)標(biāo)準(zhǔn)所劃分的一些能源轉(zhuǎn)型并未真正導(dǎo)致該種最終能源成為“主導(dǎo)能源”,從而不構(gòu)成人類社會(huì)或者國(guó)家層面上的能源轉(zhuǎn)型。比如公元前1000年伴隨風(fēng)車和水車的出現(xiàn),除了在小范圍外,風(fēng)能和水能并沒有在普遍范圍成為主導(dǎo)能源,更不用說全球了。這是風(fēng)能和水能的自身局限所致,與原動(dòng)機(jī)效率高低無關(guān)。二是以“發(fā)電機(jī)”出現(xiàn)而引發(fā)的第四次能源轉(zhuǎn)型,偏離了“一次能源”的邏輯進(jìn)入二次能源(電氣化),這一轉(zhuǎn)型與當(dāng)前清潔化低碳化發(fā)展存在矛盾和沖突。這是因?yàn)?,化石燃料發(fā)電的“原動(dòng)機(jī)”效率和能級(jí)的提升將進(jìn)一步增強(qiáng)化石燃料的競(jìng)爭(zhēng)力,不利于向清潔燃料過渡。因此,任何非一次能源技術(shù)革命對(duì)于“能源轉(zhuǎn)型”的價(jià)值和意義,必須回歸到其所依賴的一次能源的“源頭”來評(píng)價(jià)。
為了更好描述歷史上能源轉(zhuǎn)型的邏輯和解釋未來的能源轉(zhuǎn)型,筆者對(duì)能源轉(zhuǎn)型的定義是:能源轉(zhuǎn)型是由原動(dòng)機(jī)推動(dòng)的,伴隨著能源系統(tǒng)深刻變革的,一次能源結(jié)構(gòu)長(zhǎng)期變化過程。能源轉(zhuǎn)型的發(fā)生與深化,是隨著一種足以推動(dòng)國(guó)家,乃至全球?qū)用娴哪茉崔D(zhuǎn)型得以發(fā)生“原動(dòng)機(jī)”發(fā)明、擴(kuò)散而發(fā)生、發(fā)展的,正如歷史上的蒸汽機(jī)之于煤炭,內(nèi)燃機(jī)之于石油一樣。
二問:中國(guó)能源轉(zhuǎn)型處于哪個(gè)階段?
中國(guó)處于能源轉(zhuǎn)型的哪一個(gè)階段,下一次能源轉(zhuǎn)型是第幾次轉(zhuǎn)型?判斷能源轉(zhuǎn)型的標(biāo)準(zhǔn)不同,答案也不相同?;谀茉崔D(zhuǎn)型的上述新定義,就國(guó)家層面而言,能源轉(zhuǎn)型應(yīng)符合三個(gè)判斷標(biāo)準(zhǔn):
一是要有導(dǎo)致能源利用方式重大變化的“技術(shù)創(chuàng)新”或“原動(dòng)機(jī)”出現(xiàn)。能源轉(zhuǎn)型不是“新”能源品種使用數(shù)量的簡(jiǎn)單“累積”,中世紀(jì)英國(guó)城市用煤非常普遍,到 18世紀(jì)初,英國(guó)不僅家庭住宅取暖,很多工業(yè)行業(yè)生產(chǎn)中都使用煤炭。煤炭的利用方式依然是沿用過去的燃燒方式,沒有出現(xiàn)用煤技術(shù)的重大創(chuàng)新。1765年,瓦特蒸汽機(jī)作為煤炭原動(dòng)機(jī)的出現(xiàn),英國(guó)才真正啟動(dòng)了向煤炭的轉(zhuǎn)型,隨后擴(kuò)散到歐洲大陸和美國(guó)。
二是要有基于能源技術(shù)創(chuàng)新的一次能源結(jié)構(gòu)變化,即新“原動(dòng)機(jī)”出現(xiàn)后,所利用的一次能源逐漸替代原有能源,并最終成為主導(dǎo)能源。換句話說,替代能源需要有成為主導(dǎo)能源的潛質(zhì)。從這個(gè)判斷標(biāo)準(zhǔn)看,瓦茨拉夫˙斯米爾所說的風(fēng)車和水車發(fā)明所引發(fā)的能源轉(zhuǎn)型,并不構(gòu)成國(guó)家層面的能源轉(zhuǎn)型。
三是要有能源系統(tǒng)的深刻變革。也就是說,基于新的能源利用方式(原動(dòng)機(jī)),一次能源的替代與轉(zhuǎn)換的展開,必須同時(shí)構(gòu)建與這種能源特性相匹配的能源生產(chǎn)、消費(fèi)和輸送體系,否則能源轉(zhuǎn)型難以順利和有效推進(jìn)。因此,就當(dāng)前的可再生能源轉(zhuǎn)型而言,能否建立起與可再生能源特性相匹配的能源系統(tǒng)對(duì)于轉(zhuǎn)型成功至關(guān)重要。
根據(jù)這些標(biāo)準(zhǔn)來梳理人類能源利用的歷史,可以發(fā)現(xiàn):從原動(dòng)機(jī)標(biāo)準(zhǔn)和一次能源結(jié)構(gòu)變化標(biāo)準(zhǔn)看,歷史上的能源轉(zhuǎn)型可以劃分為三次,即薪柴向煤炭轉(zhuǎn)型、煤炭向石油轉(zhuǎn)型、石油向天然氣轉(zhuǎn)型。目前正處于第三次能源轉(zhuǎn)型階段,即石油向天然氣轉(zhuǎn)型階段。
如果結(jié)合能源系統(tǒng)變革(第三個(gè)標(biāo)準(zhǔn))來看,就會(huì)發(fā)現(xiàn):煤炭、石油和天然氣同屬于化石能源,其能源生產(chǎn)和消費(fèi)系統(tǒng)的共同特征是:大規(guī)模生產(chǎn)、輸送和消費(fèi)。也就是說,它們均屬于“能源系統(tǒng)”特征相同的一次重大能源轉(zhuǎn)型。
人類能源利用可以劃分為兩次大的能源轉(zhuǎn)型。第一次能源轉(zhuǎn)型是植物能源向化石能源的轉(zhuǎn)型,第二次能源轉(zhuǎn)型是化石能源向可再生能源轉(zhuǎn)型。兩次大能源轉(zhuǎn)型期間存在著一些亞轉(zhuǎn)型(如向煤炭轉(zhuǎn)型,向風(fēng)力發(fā)電轉(zhuǎn)型等)。特別值得指出的是,天然氣是向第二次能源轉(zhuǎn)型的重要過渡能源,這不僅是因?yàn)樗让禾亢褪透忧鍧?,而且因?yàn)閺哪茉聪到y(tǒng)看,它兼具集中式和分布式的特點(diǎn)。
三問:向可再生能源轉(zhuǎn)型難在何處?
向可再生能源轉(zhuǎn)型有多難,難在何處?相信任何一個(gè)相關(guān)的政府官員、學(xué)者和產(chǎn)業(yè)人士都可以從不同角度加以概括,我認(rèn)為向可再生能源轉(zhuǎn)型至少有如下“三難”:
一是發(fā)展可再生能源的必要性、迫切性與經(jīng)濟(jì)可行性存在巨大反差?;茉磳?duì)植物能源的替代,不僅是高密度能源對(duì)低密度能源的替代,而且是高競(jìng)爭(zhēng)力能源對(duì)低競(jìng)爭(zhēng)力能源的替代,主要是市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的產(chǎn)物。當(dāng)前各國(guó)正在發(fā)生的可再生能源轉(zhuǎn)型,是在“應(yīng)對(duì)氣候變化”成為國(guó)際主流價(jià)值觀的背景下發(fā)生的,是碳減排政策驅(qū)動(dòng)下的能源轉(zhuǎn)型。因此,可再生能源對(duì)化石能源的替代,是在化石能源自身效率還有較大提升潛力情況下,為實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)的“脫碳”而發(fā)生的低密度能源對(duì)高密度能源的替代,同時(shí)也是低競(jìng)爭(zhēng)力能源對(duì)高競(jìng)爭(zhēng)力能源的替代。這一轉(zhuǎn)型的迫切性、必要性與經(jīng)濟(jì)可行性之間的巨大反差,是導(dǎo)致可再生能源發(fā)展中問題的基本根源。
二是與可再生能源特點(diǎn)相匹配的“新”能源系統(tǒng)無法通過現(xiàn)有能源系統(tǒng)的“外推式發(fā)展”而得到。一個(gè)與化石燃料的大規(guī)模生產(chǎn)、消費(fèi)和輸送體系及其高能量密度、可儲(chǔ)存、分布不均衡等特性密切相關(guān),而風(fēng)能、太陽能的廣泛分布性、低能量密度和不可存儲(chǔ)性決定了本地生產(chǎn)本地消費(fèi)模式是較好的選擇,現(xiàn)有能源系統(tǒng)必須變革以適應(yīng)可再生能源的新特征。然而,與化石能源特性完全耦合的現(xiàn)有能源系統(tǒng)并不會(huì)自覺向適應(yīng)可再生能源特點(diǎn)的能源系統(tǒng)轉(zhuǎn)型,因?yàn)閭鹘y(tǒng)能源企業(yè)從自身短期利益出發(fā),往往會(huì)自覺阻礙這一進(jìn)程。
三是可再生能源的單一品種,無論是水能、風(fēng)能、太陽能,還是生物質(zhì)能,都不具有成為單一主導(dǎo)能源的潛質(zhì)。因此,向可再生能源轉(zhuǎn)型是就多個(gè)品種集合整體而言的。這些不同可再生能源品種的技術(shù)特性不完全相同:水電基本與現(xiàn)有能源系統(tǒng)兼容,風(fēng)能和太陽能更適合分布式、小功率,生物質(zhì)能則分布式、集中式均可。要將這些能源利用技術(shù)整合為一個(gè)有機(jī)“新”能源體系,將面臨更多的技術(shù)、組織和制度方面的復(fù)雜性。
上述“三難”,也可以說是能源轉(zhuǎn)型的新特征和新變化。這就給能源轉(zhuǎn)型政策提出了更高的要求:一方面轉(zhuǎn)型政策要更具系統(tǒng)性和前瞻性;另一方面能源體制與政策實(shí)施方式也要做出相應(yīng)調(diào)整,以適應(yīng)這些新特征與新變化,減輕能源轉(zhuǎn)型的成本與陣痛。
四問:如何認(rèn)識(shí)德國(guó)能源轉(zhuǎn)型的經(jīng)驗(yàn)?
德國(guó)是當(dāng)前全球能源轉(zhuǎn)型的典范,其發(fā)展可再生能源的做法也被作為“經(jīng)驗(yàn)”為各國(guó)所借鑒。比如,可再生能源全額上網(wǎng)、固定電價(jià)(FIT)、投資補(bǔ)貼等政策已經(jīng)成為包括中國(guó)在內(nèi)的很多國(guó)家可再生能源發(fā)展政策的標(biāo)準(zhǔn)選項(xiàng)。對(duì)此,無需多言。這里我將特別指出兩個(gè)很少被提及,但實(shí)際上對(duì)我國(guó)更有價(jià)值的德國(guó)能源轉(zhuǎn)型“經(jīng)驗(yàn)”:
一是增強(qiáng)電力市場(chǎng)靈活性是應(yīng)對(duì)可再生電力波動(dòng)性最重要的制度條件。德國(guó)電力改革始于1998年,但在短短幾年時(shí)間就實(shí)現(xiàn)了“放開兩頭,管住中間”電力市場(chǎng)制度架構(gòu),確立了電力供應(yīng)側(cè)和需求側(cè)競(jìng)爭(zhēng)性市場(chǎng)。其核心要素包括:電力零售側(cè)放開,終端用戶可以自由選擇售電商;開放電網(wǎng)使用權(quán),電網(wǎng)運(yùn)營(yíng)商不參與市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng);日前、日內(nèi)現(xiàn)貨市場(chǎng)與多級(jí)調(diào)頻輔助服務(wù)市場(chǎng)協(xié)同合作的市場(chǎng)結(jié)構(gòu),等等。德國(guó)可再生能源轉(zhuǎn)型到目前為止能夠較為順利地推進(jìn),競(jìng)爭(zhēng)性電力市場(chǎng)及其配套機(jī)制所決定的市場(chǎng)靈活性是基本制度條件。從經(jīng)驗(yàn)借鑒看,構(gòu)建這一制度是中國(guó)等很多國(guó)家推進(jìn)可再生能源轉(zhuǎn)型的必備條件。
近年來,隨著可再生能源電力份額上升,德國(guó)又設(shè)計(jì)了一些新的市場(chǎng)制度以期進(jìn)一步提高市場(chǎng)靈活性:一是建立了以平衡結(jié)算單元為主體的電量平衡機(jī)制,以及與之配套的獨(dú)立調(diào)頻市場(chǎng)。凡是不能維持區(qū)域內(nèi)發(fā)電和用電平衡的平衡發(fā)電運(yùn)營(yíng)商(結(jié)算單元)都必須從電網(wǎng)公司那里購(gòu)買調(diào)頻調(diào)峰電量,同時(shí)允許調(diào)頻供需獨(dú)立進(jìn)行拍賣;二是在2015年底發(fā)布的《能源變革白皮書》中提出了一系列提高電力市場(chǎng)靈活性措施,主要包括:允許短時(shí)間內(nèi)的超高電價(jià)和負(fù)電價(jià),允許更多類型的技術(shù)參與到調(diào)頻輔助服務(wù)市場(chǎng)中,等等。更為靈活的電力市場(chǎng)制度,能夠更為精確地反映電力的時(shí)間和空間價(jià)值,市場(chǎng)參與者能夠及時(shí)反應(yīng)。
二是從發(fā)電、電網(wǎng)和用電各個(gè)環(huán)節(jié)入手,提高電力系統(tǒng)運(yùn)行的整體靈活度以應(yīng)對(duì)可再生電力波動(dòng)性挑戰(zhàn)。具體做法包括:進(jìn)一步提高化石能源發(fā)電廠的靈活度,以提高其調(diào)峰能力,而不是擴(kuò)大規(guī)模降低能耗;改變熱點(diǎn)聯(lián)產(chǎn)電廠和生物質(zhì)發(fā)電廠運(yùn)行方式提高其靈活性;發(fā)揮歐洲互聯(lián)電網(wǎng)的“間接儲(chǔ)能系統(tǒng)”作用,提高德國(guó)輸電網(wǎng)的靈活度;綜合運(yùn)用儲(chǔ)能、熱泵、電動(dòng)汽車、智能電表等技術(shù)手段提高負(fù)荷的可調(diào)節(jié)性,增加電力需求側(cè)靈活性,等等。
五問:什么是中國(guó)可再生能源轉(zhuǎn)型的當(dāng)務(wù)之急?
中國(guó)可再生能源轉(zhuǎn)型面臨的問題是什么?可再生能源比重太低?補(bǔ)貼力度不夠?并網(wǎng)得不到保證?這些問題不是“當(dāng)務(wù)之急”。當(dāng)前應(yīng)優(yōu)先落實(shí)如下事項(xiàng)或原則:
一是確立我國(guó)可再生能源轉(zhuǎn)型的國(guó)家戰(zhàn)略??稍偕茉崔D(zhuǎn)型的國(guó)家戰(zhàn)略既要反映可再生能源的特點(diǎn),也要充分考慮我國(guó)基本國(guó)情。各國(guó)能源轉(zhuǎn)型方向雖然相似,但能源資源稟賦與治理結(jié)構(gòu)不同,決定了能源轉(zhuǎn)型的國(guó)別差異。
我國(guó)的能源轉(zhuǎn)型遠(yuǎn)未上升的“國(guó)家戰(zhàn)略”層面。首先,我國(guó)能源轉(zhuǎn)型處于各個(gè)部委各自為政階段,每個(gè)部門就自己主管的領(lǐng)域自行決定重點(diǎn)、方向和速度。其次,我國(guó)能源轉(zhuǎn)型缺乏清晰的戰(zhàn)略安排,實(shí)施路徑和推進(jìn)速度也缺乏統(tǒng)籌考慮。最后,能源轉(zhuǎn)型進(jìn)展和政策實(shí)施效果也無科學(xué)評(píng)估和考核。政策出臺(tái)了很多,能源轉(zhuǎn)型的問題也很多,但鮮有部門能夠出面糾正和完善。這些問題的解決,有賴于我國(guó)能源轉(zhuǎn)型“國(guó)家戰(zhàn)略”的確立和落實(shí)。
二是當(dāng)前能源體制改革應(yīng)充分反映能源轉(zhuǎn)型的方向和要求。我國(guó)能源體制抑制市場(chǎng)作用導(dǎo)致配置效率低下問題非常突出。大力推動(dòng)能源市場(chǎng)化改革已經(jīng)成為能源體制改革的方向和要求。不僅如此,德國(guó)能源轉(zhuǎn)型的經(jīng)驗(yàn)告訴我們,競(jìng)爭(zhēng)性電力市場(chǎng)和靈活的交易機(jī)制是可再生能源轉(zhuǎn)型最重要的制度條件。因此,能源市場(chǎng)化改革的遲緩不僅會(huì)影響能源配置效率,而且還會(huì)阻礙我國(guó)可再生能源轉(zhuǎn)型的進(jìn)程,增加轉(zhuǎn)型成本。
三是我國(guó)能源轉(zhuǎn)型的進(jìn)展與步驟不應(yīng)由傳統(tǒng)能源巨頭決定。傳統(tǒng)能源巨頭一定是能源轉(zhuǎn)型的主要參與者,但能源轉(zhuǎn)型的方向和進(jìn)展不能由電力公司等傳統(tǒng)化石能源巨頭主導(dǎo)。因?yàn)樗鼈兛梢詮姆啪從茉崔D(zhuǎn)型速度和進(jìn)程中獲得經(jīng)濟(jì)利益。正如赫爾曼˙希爾在其《能源變革:最終的挑戰(zhàn)》一書所指出的,“客觀上,在向可再生能源的轉(zhuǎn)型中是不可能實(shí)現(xiàn)共贏的。百分之百轉(zhuǎn)向可再生能源是工業(yè)時(shí)代以來最廣泛的經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)型。如果這個(gè)進(jìn)程沒有勝利者和失敗者,是不可思議的。失敗者將不可避免地是傳統(tǒng)電力工業(yè),其損失程度取決于其洞察力、決心和能力,以及進(jìn)行徹頭徹尾的重組、直面迅速衰減的市場(chǎng)份額、發(fā)現(xiàn)新的業(yè)務(wù)領(lǐng)域?!?br/>
如果想讓我國(guó)能源系統(tǒng)能夠按照能源轉(zhuǎn)型的方向和邏輯來實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)型,必須要在確立能源轉(zhuǎn)型國(guó)家戰(zhàn)略基礎(chǔ)上,配套以推動(dòng)能源轉(zhuǎn)型的系統(tǒng)法律和政策框架,由國(guó)家來主導(dǎo)和推動(dòng)轉(zhuǎn)型,方有可能避免能源轉(zhuǎn)型進(jìn)展和節(jié)奏由傳統(tǒng)化石能源巨頭主導(dǎo)的局面出現(xiàn)。
四是基于能源轉(zhuǎn)型方向調(diào)整當(dāng)前投資以避免鎖定效應(yīng)。未來30年-50年的能源系統(tǒng)是由當(dāng)前投資決定的。當(dāng)前的能源投資要符合能源轉(zhuǎn)型要求,否則將導(dǎo)致我國(guó)未來能源系統(tǒng)(電力系統(tǒng))鎖定在既定道路上,加大未來能源系統(tǒng)轉(zhuǎn)型的成本。
中國(guó)當(dāng)前能源投資重點(diǎn),應(yīng)該是有利于可再生能源和清潔能源的“新業(yè)務(wù)”和市場(chǎng)“新參與者”發(fā)展的能源基礎(chǔ)設(shè)施投資,包括配電和用電側(cè)的智能雙向改造,以可再生能源為主體的微電網(wǎng)建設(shè),以及有利于提高電力系統(tǒng)靈活性的技術(shù)與設(shè)施投資等,而不是為實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離輸送電力而建設(shè)“特高壓骨干網(wǎng)”,甚至“全球能源互聯(lián)網(wǎng)”。
本文原載《財(cái)經(jīng)》,作者朱彤為中國(guó)社會(huì)科學(xué)院工業(yè)經(jīng)濟(jì)所能源經(jīng)濟(jì)室主任、中國(guó)經(jīng)濟(jì)體制改革研究會(huì)特約研究員。
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近年來,在應(yīng)對(duì)全球氣候變化成為國(guó)際主流議題的大背景下,以大力發(fā)展可再生能源替代化石能源為主要內(nèi)容的能源轉(zhuǎn)型已成為很多國(guó)家能源政策的重要內(nèi)容。然而,雄心勃勃的發(fā)展目標(biāo)難以掩蓋能源轉(zhuǎn)型進(jìn)程的艱難。在這種情況下,很有必要對(duì)多重目標(biāo)約束下當(dāng)前我國(guó)的可再生能源發(fā)展實(shí)踐進(jìn)行深刻反思,以利未來我國(guó)能源轉(zhuǎn)型的順利推進(jìn)。
當(dāng)前我國(guó)能源轉(zhuǎn)型的難度與復(fù)雜性前所未有
相比世界其他主要經(jīng)濟(jì)體和能源消費(fèi)大國(guó),我國(guó)能源轉(zhuǎn)型的難度和復(fù)雜性可能居于首位。大體上,我國(guó)能源轉(zhuǎn)型之難有四:
一是能源消費(fèi)體量大。我國(guó)已經(jīng)成為世界第一大能源消費(fèi)國(guó)。按照BP世界能源統(tǒng)計(jì)的數(shù)據(jù)計(jì)算,2014年,我國(guó)一次能源消費(fèi)量為29.72億噸油當(dāng)量,相當(dāng)于德國(guó)的9.6倍、日本的6.5倍、英國(guó)的15.8倍。
二是能源消費(fèi)總量還處于遞增階段。我國(guó)工業(yè)化和城市化均未完成,能源消費(fèi)總量在一段時(shí)期內(nèi)依然有繼續(xù)增長(zhǎng)的內(nèi)在動(dòng)力。相比之下,德國(guó)、日本、英國(guó)和其他后工業(yè)化國(guó)家已經(jīng)進(jìn)入能源消費(fèi)總量下降階段。
三是能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)不合理。煤炭占比極高,2014年,煤炭占我國(guó)一次能源消費(fèi)份額為66%,全球僅次于南非(70.6%),是世界平均水平(30%)的兩倍多;而作為“清潔能源”的天然氣占比非常低,份額僅為5.6%,屬于全球最低的國(guó)家之一,而世界平均水平為23.7%。
四是碳減排壓力大、時(shí)間緊。2014年,我國(guó)二氧化碳排放量為97.6億噸,居全球第一。2000年至2014年,二氧化碳排放年均增長(zhǎng)7.6%。2014年11月《中美氣候變化聯(lián)合聲明》中,中國(guó)承諾到2030年碳排放達(dá)到峰值。盡管近幾年碳排放增速下降加快(2009年至2014年排放年均增速為4%),但要從目前的正增長(zhǎng)下降到零增長(zhǎng),僅有十五六年的時(shí)間??傊瑹o論從能源的量級(jí)、能源需求的增長(zhǎng)還是能源結(jié)構(gòu)和碳減排目標(biāo)看,我國(guó)的能源轉(zhuǎn)型都將面臨前所未有的、其他國(guó)家所難以想象的挑戰(zhàn)。
影響當(dāng)前我國(guó)能源轉(zhuǎn)型推進(jìn)的首要障礙
上述“四難”當(dāng)然會(huì)增加我國(guó)能源轉(zhuǎn)型的難度,但這并不是影響我國(guó)能源轉(zhuǎn)型正確推進(jìn)的主要障礙。當(dāng)前,我國(guó)能源轉(zhuǎn)型的首要障礙在于,產(chǎn)業(yè)界、理論界和實(shí)際操作部門不同程度地存在著對(duì)能源轉(zhuǎn)型簡(jiǎn)單化、程式化理解的傾向。在這一思維和觀念影響下,影響我國(guó)向可再生能源轉(zhuǎn)型的障礙主要表現(xiàn)在三個(gè)方面:
第一,能源轉(zhuǎn)型被簡(jiǎn)化為單純 “提高可再生能源份額”問題,能源轉(zhuǎn)型的推進(jìn)也被簡(jiǎn)單歸結(jié)為完全取決于政府的“決心”,似乎只要政府政策力度大、補(bǔ)貼到位,能源轉(zhuǎn)型就能成功。但實(shí)際上,巨額補(bǔ)貼已成為政府難以承受之重。例如,德國(guó)成為向可再生能源轉(zhuǎn)型“模范生”的同時(shí),付出的可再生能源補(bǔ)貼規(guī)模是非常龐大的。據(jù)有關(guān)學(xué)者估計(jì),僅2013 年,德國(guó)對(duì)可再生能源的直接補(bǔ)貼就達(dá)到180億歐元。2013年,德國(guó)環(huán)境部部長(zhǎng)曾表示,如果不收縮項(xiàng)目規(guī)模,德國(guó)的“綠色革命”在未來20年成本將達(dá)到 1萬億歐元(不包括已經(jīng)花費(fèi)的幾千億歐元)。西門子公司估算到2050年能源轉(zhuǎn)型政策的直接成本將達(dá)到4.5萬億美元,相當(dāng)于德國(guó)50年GDP總和的 2.5%。因而不久前國(guó)內(nèi)產(chǎn)業(yè)界掀起了一場(chǎng)中國(guó)發(fā)展可再生能源能否負(fù)擔(dān)得起高昂補(bǔ)貼的爭(zhēng)論。
第二,目前的主流觀點(diǎn)傾向于把可再生能源的成本競(jìng)爭(zhēng)力作為向可再生能源轉(zhuǎn)型的關(guān)鍵問題,認(rèn)為隨著風(fēng)電和光伏發(fā)電成本進(jìn)一步下降到可以與常規(guī)能源競(jìng)爭(zhēng),向可再生能源發(fā)展面臨的問題就迎刃而解。然而,向可再生能源轉(zhuǎn)型中的關(guān)鍵問題其實(shí)不是成本問題,德國(guó)目前能源轉(zhuǎn)型的主要問題也不是風(fēng)電、光伏發(fā)電成本太高而導(dǎo)致的。事實(shí)上,目前風(fēng)力資源條件良好的陸上風(fēng)力發(fā)電成本已經(jīng)足以與化石燃料電廠展開競(jìng)爭(zhēng)。而在考慮化石能源外部性成本的條件下,風(fēng)電、光伏發(fā)電的成本已經(jīng)低于化石燃料發(fā)電成本。當(dāng)然,目前全球尚沒有一個(gè)國(guó)家建立基于“完全成本”的電力交易市場(chǎng),但這表明風(fēng)電和光伏發(fā)電已經(jīng)具備了與化石燃料競(jìng)爭(zhēng)的技術(shù)和成本基礎(chǔ)。
第三,能源轉(zhuǎn)型的長(zhǎng)期性和復(fù)雜性沒有得到正確理解和足夠重視。人類歷史上的能源轉(zhuǎn)型大都經(jīng)歷相當(dāng)長(zhǎng)時(shí)間:煤炭取代薪柴成為主導(dǎo)能源經(jīng)歷了140年左右,石油超過煤炭成為主導(dǎo)能源經(jīng)歷了90年左右。由于能量密度低、資源位置、資源利用的轉(zhuǎn)換效率等方面的限制,可再生能源要替代化石能源注定要花更長(zhǎng)的時(shí)間。比如,從19世紀(jì)70年代末法國(guó)最早利用水力渦輪機(jī)發(fā)電開始到今天,經(jīng)歷了130多年,水電在全球一次能源消費(fèi)中的比重僅為6%左右。20世紀(jì)30年代風(fēng)力渦輪機(jī)發(fā)電、60年代光伏發(fā)電產(chǎn)生以來,目前風(fēng)電與光伏發(fā)電在全球一次能源中的比重只有2%多一點(diǎn)。然而,實(shí)踐中,能源轉(zhuǎn)型的這種長(zhǎng)期性和復(fù)雜性沒有成為推動(dòng)我們?nèi)?、深入研究能源轉(zhuǎn)型的動(dòng)力,反而被一些不愿意推進(jìn)能源轉(zhuǎn)型的市場(chǎng)主體作為理由,拖延轉(zhuǎn)型進(jìn)程。
可以這樣認(rèn)為,缺乏對(duì)能源轉(zhuǎn)型具體歷史進(jìn)程的深入研究和深刻理解,是導(dǎo)致簡(jiǎn)單化理解能源轉(zhuǎn)型,進(jìn)而造成當(dāng)前我國(guó)能源轉(zhuǎn)型實(shí)踐戰(zhàn)略思維缺位、政策應(yīng)對(duì)抓不住主要矛盾,從而導(dǎo)致“頭疼醫(yī)頭”甚至“頭疼醫(yī)腳”的重要原因。
完整理解能源轉(zhuǎn)型的內(nèi)涵是有效推進(jìn)轉(zhuǎn)型的前提
簡(jiǎn)而言之,能源轉(zhuǎn)型通常表現(xiàn)為一次能源主導(dǎo)地位的更替,“新”能源取代“舊”能源,如煤炭替代薪柴、石油替代煤炭,以及當(dāng)前正在進(jìn)行的可再生能源對(duì)化石能源的替代。但是,“新”能源份額的提升只是能源轉(zhuǎn)型的一個(gè)淺層表現(xiàn),或者說,僅僅是一次成功的能源轉(zhuǎn)型的自然結(jié)果。對(duì)一個(gè)國(guó)家而言,完整理解能源轉(zhuǎn)型的內(nèi)涵是確立正確的能源轉(zhuǎn)型戰(zhàn)略,以及能源轉(zhuǎn)型能夠順利推進(jìn)的前提。從當(dāng)前全球能源轉(zhuǎn)型的大背景出發(fā),至少應(yīng)從如下三個(gè)方面來理解很多國(guó)家當(dāng)前正在推進(jìn)的能源轉(zhuǎn)型:
首先,能源轉(zhuǎn)型絕不僅僅是在現(xiàn)有能源體系中單純提高可再生能源或非化石能源比重,更重要的是要有能源體系的結(jié)構(gòu)性變化。也就是說,與化石能源特性完全耦合的現(xiàn)有能源體系,特別是電力系統(tǒng)必須變革以適應(yīng)可再生能源分布式、小功率特點(diǎn)。沒有能源體系,特別是電力系統(tǒng)的適應(yīng)性變革,現(xiàn)有能源體系容納可再生能源發(fā)展的空間相當(dāng)有限。德國(guó)可再生能源十多年來的快速增長(zhǎng),除了眾所周知的政府政策強(qiáng)力支持外,法律強(qiáng)制電網(wǎng)企業(yè)為適應(yīng)可再生能源的發(fā)展而進(jìn)行變革至關(guān)重要。可見,把能源體系變革作為能源轉(zhuǎn)型的一個(gè)核心要求,才能準(zhǔn)確和客觀地理解可再生能源發(fā)展的正確方式與真實(shí)空間。
其次,每次能源轉(zhuǎn)型都會(huì)涉及利益關(guān)系的再調(diào)整,都會(huì)產(chǎn)生失敗者和成功者。隨著石油逐步替代煤炭,石油供應(yīng)商及相關(guān)企業(yè)崛起,部分煤炭供應(yīng)商及相關(guān)企業(yè)倒閉。隨著可再生能源對(duì)化石能源替代的深入,可再生能源企業(yè)與化石能源企業(yè)之間的競(jìng)爭(zhēng)將日益激烈。在這種情況下,如果政府不能正確把握能源轉(zhuǎn)型的大方向以及由此導(dǎo)致的利益關(guān)系的再調(diào)整,或者受到“舊能源”集團(tuán)的游說,有可能會(huì)出臺(tái)阻礙能源轉(zhuǎn)型的政策。比如,19世紀(jì)初,當(dāng)荷蘭傳統(tǒng)主導(dǎo)能源“泥炭”的消費(fèi)地位受到發(fā)熱量更高的進(jìn)口煤炭威脅時(shí),荷蘭政府采取各種措施,包括征收煤炭進(jìn)口關(guān)稅,以保護(hù)本國(guó)泥炭產(chǎn)業(yè)。結(jié)果這不僅延遲了荷蘭能源體系向煤炭轉(zhuǎn)型,而且使本已開始衰退的荷蘭經(jīng)濟(jì)雪上加霜。
最后,對(duì)當(dāng)前能源轉(zhuǎn)型的長(zhǎng)期性和復(fù)雜性要有清晰認(rèn)識(shí)與足夠重視。從能源轉(zhuǎn)型的歷史看,一種能源替代另一種能源并獲得主導(dǎo)地位,需要數(shù)十年甚至上百年時(shí)間。當(dāng)前的能源轉(zhuǎn)型,主要內(nèi)容是可再生能源對(duì)化石能源的替代。從寬泛的意義上講,也可以說是非化石能源對(duì)化石能源的替代。與歷史上的能源轉(zhuǎn)型相比,其長(zhǎng)期性和復(fù)雜性均更勝一籌。
從長(zhǎng)期性看,作為替代能源主力軍的可再生能源,無論是能量密度還是利用成本,與被替代的化石能源相比均無優(yōu)勢(shì)。從復(fù)雜性看,可再生能源是多個(gè)品種的集合,其中任何一個(gè)能源品種都不具備成為單一主導(dǎo)能源的“潛質(zhì)”。而且,這些可再生能源品種的技術(shù)特性也不完全相同,水電基本與現(xiàn)有能源系統(tǒng)兼容,風(fēng)能和太陽能更適合分布式、小功率,生物質(zhì)能則分布式、集中式均可。要將這些能源利用技術(shù)整合為一個(gè)有機(jī)“新”能源體系,將面臨更多的技術(shù)、組織和制度方面的復(fù)雜性。對(duì)此,政府的政策制定與實(shí)施部門應(yīng)予以高度重視。