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世界主要國家能源轉(zhuǎn)型對我國的啟示

中國電力企業(yè)管理發(fā)布時間:2020-05-14 12:21:59  作者:司紀(jì)朋 張 哲

  目前,世界各國正在加快推動能源轉(zhuǎn)型。例如,德國大力推動可再生能源發(fā)展,并明確要淘汰煤炭與核電。美國憑借在頁巖氣開采技術(shù)方面的突破,在發(fā)展可再生能源的同時,大力推動天然氣替代。近幾年,我國能源轉(zhuǎn)型也進入了關(guān)鍵階段,對我國與世界主要國家的能源轉(zhuǎn)型情況進行分析、比較,以便正確認(rèn)識我國在世界能源轉(zhuǎn)型浪潮中的定位,為長遠措施的制定提供必要參考。

  主要國家能源轉(zhuǎn)型目標(biāo)

  能源目標(biāo)倒逼政府制定相應(yīng)措施,為此目標(biāo)的制定至關(guān)重要。目前很多國家已經(jīng)制定了長遠的目標(biāo)。以下對德國、美國以及我國能源轉(zhuǎn)型的目標(biāo)進行介紹。

  德國能源轉(zhuǎn)型目標(biāo)

  2010年9月,德國聯(lián)邦政府發(fā)布《能源概念》(Energy Concept),提出了德國到2050年的能源轉(zhuǎn)型戰(zhàn)略長期發(fā)展目標(biāo)。德國決定從根本上改變能源供應(yīng)結(jié)構(gòu),摒棄核能與化石能源,轉(zhuǎn)向可再生能源為主體的能源系統(tǒng)。此外,德國《可再生能源法案》陸續(xù)修訂,不斷提高可再生能源發(fā)展目標(biāo)。德國能源轉(zhuǎn)型的具體目標(biāo)為:2030年德國溫室氣體排放比1990年減少55%,可再生能源占終端能源消費量達到30%,占電力消費比重達到50%。到2050年,德國溫室氣體排放比1990年減少80%-95%;可再生能源占終端能源消費比重達到60%(目前已經(jīng)提高到65%),占電力消費比重達到80%。2019年初,德國煤電退出委員會建議,最晚到2038年全部退出煤電。

  美國能源轉(zhuǎn)型目標(biāo)

  美國沒有制定一整套自上而下推動能源轉(zhuǎn)型的頂層設(shè)計和戰(zhàn)略,沒有系統(tǒng)的能源轉(zhuǎn)型長遠目標(biāo)。

  我國能源轉(zhuǎn)型目標(biāo)

  2016年,我國出臺了《能源生產(chǎn)和消費革命戰(zhàn)略(2016-2030)》,明確了具體的能源發(fā)展目標(biāo):2030年,我國能源消費總量控制在 60 億噸標(biāo)準(zhǔn)煤以內(nèi),非化石能源占能源消費總量比重達到 20%左右,天然氣占比達到 15%左右,單位國內(nèi)生產(chǎn)總值二氧化碳排放比 2005 年下降 60%-65%,二氧化碳排放 2030 年左右達到峰值并爭取盡早達峰。2050 年,能源消費總量基本穩(wěn)定,非化石能源占比超過一半,能效水平、能源科技、能源裝備達到世界先進水平。

  主要國家能源轉(zhuǎn)型的典型特征

  各國能源轉(zhuǎn)型呈現(xiàn)出不同的特征。例如德國通過財政補貼等方式激勵可再生能源大規(guī)模發(fā)展,同時將補貼通過終端電價進行疏導(dǎo),推高了整個社會用能成本。美國通過技術(shù)進步使大規(guī)模、廉價開采頁巖氣成為可能,天然氣一直在蠶食煤炭份額,美國清潔能源比重不斷提升。我國與其他國家能源轉(zhuǎn)型并不相同,除通過財政補貼的方式支持可再生能源外,還努力通過科技進步不斷降低可再生能源成本,此外還通過環(huán)保電價等相關(guān)政策推動煤炭與煤電清潔化發(fā)展。值得注意的是,我國能源轉(zhuǎn)型并未推高終端用能成本。

  德國能源轉(zhuǎn)型特征

  德國能源轉(zhuǎn)型源于20世紀(jì)七八十年代自下而上的能源民主化運動,擁有廣大的民意基礎(chǔ)。無論何種執(zhí)政聯(lián)盟上臺,都堅持推動轉(zhuǎn)型進程。石油危機、反核運動以及可再生能源技術(shù)進步等共同推動了德國能源轉(zhuǎn)型戰(zhàn)略的形成,包括提高能源效率(降低能源和電力消費總量)、棄核、大力發(fā)展可再生能源、減排二氧化碳等戰(zhàn)略舉措。

  德國通過固定電價或招標(biāo)電價(目前新建電站采用招標(biāo)電價)激勵可再生能源發(fā)展,通過向終端用戶征收可再生能源附加費的方式疏導(dǎo)可再生能源發(fā)電帶來的附加成本。目前,德國電價位居歐洲第二位,僅次于丹麥。近年來,德國可再生能源附加費不斷上漲。2010-2018年,德國可再生能源附加費從2.04歐分/千瓦時增至6.79歐分/千瓦時,增長了2.3倍。值得注意的是,德國對高能耗行業(yè)實施可再生能源附加稅豁免政策,有效保障了高能耗行業(yè)的競爭力。以2017年電費為例,享受特權(quán)用戶的電費為4.36歐分/千瓦時,而一般家庭用戶電費為45.58歐分/千瓦時。另外,由于德國家庭收入較高,人民群眾對高昂的電費并不敏感,近期的民調(diào)結(jié)果顯示,93%的民眾大力支持能源轉(zhuǎn)型。

  美國能源轉(zhuǎn)型特征

  美國清潔能源轉(zhuǎn)型以天然氣和非水可再生能源為主,并伴隨著煤電的快速衰落與核電止步不前的階段特征。這種轉(zhuǎn)型主要由自下而上的多種因素驅(qū)動,包括市場力量、技術(shù)進步和各級補貼優(yōu)惠政策。除聯(lián)邦政府相關(guān)支持政策外,各州也出臺了各自的政策,主要分為監(jiān)管政策和財稅補貼政策。其中,監(jiān)管支持政策主要包括可再生能源配額制、公共福利基金、凈電量計量、電網(wǎng)接入政策、風(fēng)電光伏資源開放政策、建筑能效標(biāo)準(zhǔn)。各州可再生能源財稅補貼政策包括稅收抵免、資助、退稅或貼現(xiàn)等。

  技術(shù)進步對美國能源轉(zhuǎn)型貢獻巨大。美國是通過技術(shù)進步使頁巖氣大規(guī)模開采成為可能,美國天然氣比重不斷上升,價格不斷下降,天然氣正在大規(guī)模替代煤炭。雖然特朗普宣布退出《巴黎協(xié)定》,大力支持煤炭產(chǎn)業(yè)發(fā)展,但是受價格因素影響,天然氣市場份額一路上漲。2010-2018年,美國天然氣占能源消費的比重從25.1%增至30.5%,增長了5.4個百分點。2018年,美國天然氣消費比重遠高于德國的23.4%以及我國的7.4%。

  我國能源轉(zhuǎn)型特征

  2014年,習(xí)近平總書記提出了“四個革命、一個合作”能源安全新戰(zhàn)略,這成為指導(dǎo)我國能源發(fā)展的頂層設(shè)計。尤其在供給側(cè),我國與其他國家不同,我國將繼續(xù)大力推進煤炭清潔高效利用,著力發(fā)展非煤能源,形成煤、油、氣、核、新能源、可再生能源多輪驅(qū)動的能源供應(yīng)體系。

  我國通過固定電價支持可再生能源發(fā)展,通過科技進步極大程度降低了可再生能源成本,另外我國也支持煤炭清潔化發(fā)展。我國光伏與風(fēng)電的固定電價往往高于煤電的標(biāo)桿電價,差額部分通過可再生能源附加的形式進行彌補。值得注意的是,我國終端可再生能源附加征費基本未發(fā)生變化,而且工商業(yè)電價連續(xù)幾年下調(diào),為此并未推高整個社會用能成本。我國不斷推動科技進步加快能源轉(zhuǎn)型,2010-2018年,我國風(fēng)電造價從9026元/千萬降至7160元/千萬,降幅21%;光伏造價從25000/千瓦降至4800元/千瓦,降幅80%,為降低轉(zhuǎn)型成本打下基礎(chǔ)。另外,與其他國家不同的是,我國將煤炭清潔化利用作為能源轉(zhuǎn)型的一部分。我國已建成世界規(guī)模最大的清潔高效煤電系統(tǒng),煤電超低排放機組超過8億千瓦(2018年底數(shù)據(jù)),燃煤電廠排放的煙塵,二氧化硫和氮氧化物排放水平,與燃氣電廠相接近,這些排放限值比世界上其他發(fā)達國家的排放要求大概嚴(yán)50%以上。

  我國與典型國家的主要差異

  能源轉(zhuǎn)型方面,我國與其他國家有很多不同,包括能源效率、電氣化應(yīng)用程度、能源消費與結(jié)構(gòu)等等。以下主要對能源消費總量、非化石能源消費量以及GDP進行分析。

  能源消費情況

  我國與其他國家能源消費情況不同,一方面我國能源消費總量仍然呈上漲態(tài)勢,另一方面我國人均能源消費量遠遠低于其他國家。這也決定了我國能源轉(zhuǎn)型不能照搬國外經(jīng)驗。

  一是我國能源消費增量遠高于其他國家。從圖1可以看出,2010-2018年,我國能源消費總量從35.6億噸標(biāo)煤增至46.8億噸標(biāo)煤,增長幅度31.4%。美國能源消費總量從31.8億噸標(biāo)煤增至32.9億噸標(biāo)煤,增長了3.5%。德國能源消費總量從4.7億噸標(biāo)煤降至4.6億噸標(biāo)煤,降幅為1.2%。

  二是我國人均能源消費量遠遠落后發(fā)達國家(見圖2)。2010-2018年,我國人均能源消費量從2.66噸標(biāo)煤增至3.36噸標(biāo)煤,美國人均能源消費量一直維持在10噸標(biāo)煤左右,德國一直維持在5.6噸標(biāo)煤左右。從2018年數(shù)據(jù)看,我國人均能源消費量僅為美國的33%、德國的60%。

 

  

  非化石能源消費情況

  我國非化石能源比重相比其他國家較低,但是非化石能源增長速度非常快,絕對數(shù)量完全超過任何一個國家,即我國能源轉(zhuǎn)型的步伐更快。

  我國非化石能源比重增速非???。我國非化石能源比重雖然低于美國、德國等發(fā)達國家,但增長幅度非???見圖3)。2018年,我國化石能源消費比重為14.7%,低于世界平均水平的15.3%,同時也低于美國的15.7%以及德國的21.1%。但是我國非化石能源消費比重增長幅度較大。2010-2018年,我國非化石能源消費比重增長了7個百分點,遠高于世界平均水平的2.3個百分點,以及美國的2.7個百分點、德國的4.2個百分點。2010-2018年,世界非化石能源消費總量增加了7.8億噸標(biāo)煤,而我國增加了4.1億噸標(biāo)煤,占全球增加的52.7%。美國與德國僅新增了1.0億噸標(biāo)煤與0.18億噸標(biāo)煤。

  人均GDP情況

  能源轉(zhuǎn)型需要國家的財政支撐,或民眾的財力支持,這與一個國家的經(jīng)濟發(fā)展水平密不可分。從成本上看,雖然部分國家已經(jīng)實現(xiàn)新能源平價上網(wǎng),但是若將系統(tǒng)平衡成本考慮進去,風(fēng)電與光伏發(fā)電成本仍然高于煤電。即能源轉(zhuǎn)型需要代價。

  我國GDP總量較大,但是人均GDP遠遠落后發(fā)達國家。2010-2018,我國GDP逐年上漲,從6.1萬億美元增至10.8萬億美元,已經(jīng)位居世界第二,正在與美國的差距不斷縮小。但是從人均GDP來看,我國與發(fā)達國家差距仍然較大。2018年,我國人均GDP僅為7753美元,僅為美國的14%、德國的16%。具體見表1與表2。

  對我國實施能源轉(zhuǎn)型的相關(guān)建議

  世界很多國家已經(jīng)明確了能源轉(zhuǎn)型的目標(biāo),并制定了具體的實施方案。但是各國國情不同,決定了各國能源轉(zhuǎn)型路徑不盡相同。我國能源消費總量持續(xù)上漲,美國、德國能源消費總量比較穩(wěn)定,這決定了在轉(zhuǎn)型方面我國要調(diào)整存量與做優(yōu)增量并舉;我國非化石能源比重相比發(fā)達國家較低,但是我國轉(zhuǎn)型的步伐較快,為此不可否認(rèn)我國在世界能源轉(zhuǎn)型中的貢獻;相比之下,我國人均GDP非常低,這對我國能源轉(zhuǎn)型的路徑提出了思考,即我國能否向德國一樣通過推高社會用能成本支持轉(zhuǎn)型?基于以上分析與考慮,提出以下建議:

  盡最大可能爭取社會各界支持。近幾年,霧霾大范圍侵襲,引起了人們對能源轉(zhuǎn)型的強烈支持。借此之際,一是加大宣傳力度,尤其是綠證自愿交易的宣傳力度,將綠色證書自愿認(rèn)購?fù)葡蛩杏脩魧用?,降低申請門檻,簡化申請程序,拓寬申請途徑,能夠讓更多人士為能源轉(zhuǎn)型作出貢獻。二是進一步擴大階梯電價差。完善企業(yè)、家庭用能統(tǒng)計,繼續(xù)提高高階用電的價格,倒逼用電大戶節(jié)約用電。做好重點行業(yè)、低收入家庭用能保障工作。

  加快科技進步步伐??紤]到平衡成本,風(fēng)電與光伏發(fā)電成本仍然在煤電成本之上,隨著轉(zhuǎn)型的深入推進,社會用能成本必然增加。2018年我國人均GDP僅為美國的14%、德國的16%,顯然,依靠推高社會用能成本實現(xiàn)轉(zhuǎn)型路徑面臨的挑戰(zhàn)較大。為此,必須將科技進步放在至關(guān)重要的地位,一是繼續(xù)加大技術(shù)研發(fā)投入,不斷降低風(fēng)電與光伏發(fā)電的制造成本以及運維等成本。二是對于能夠提供平衡能力的儲能技術(shù),加大技術(shù)研發(fā)支持力度,不斷提高儲能技術(shù)的安全性與經(jīng)濟性,加快推廣應(yīng)用。三是在消費環(huán)節(jié),繼續(xù)研發(fā)推廣應(yīng)用高效用能設(shè)施,提高用能效率。

  繼續(xù)將節(jié)約用能作為第一要務(wù)。從人均用能結(jié)構(gòu)上看,2018年我國人均用能僅為3.36噸標(biāo)煤/人,是美國的33%、德國的60%。要是達到美國水平,預(yù)計我國能源消費總量將達到139億噸標(biāo)煤/年,是目前的3倍,顯然能源資源將不可承受。為此,我國需要以更高的能效標(biāo)準(zhǔn)約束能源發(fā)展,將能源效率與能源節(jié)約貫穿能源生產(chǎn)、轉(zhuǎn)換、消費各個環(huán)節(jié),同時繼續(xù)加快推廣再電氣化進程,進一步提高我國終端能源利用效率。

  統(tǒng)籌各能源之間的關(guān)系。兼顧社會成本、就業(yè)、經(jīng)濟發(fā)展等各方面因素,統(tǒng)籌化石能源與非化石能源之間的關(guān)系。落實消納條件,積極發(fā)展可再生能源。充分考慮系統(tǒng)靈活性需求,將靈活性資源作為未來的重要發(fā)展方向。對于煤電不可采取過激措施。煤電對調(diào)節(jié)間歇性的風(fēng)電與光伏發(fā)電具有不可或缺的作用,而且對于推動經(jīng)濟發(fā)展、穩(wěn)定就業(yè)等意義重大,需要清潔高效發(fā)展,穩(wěn)步淘汰落后產(chǎn)能。

  完善市場建設(shè)。一是不斷完善電力市場。盡快完善8個電力現(xiàn)貨市場試點,逐步向全國推廣。通過電力市場,一方面充分發(fā)揮可再生能源低邊際成本的優(yōu)勢,提高利用率;另一方面不斷優(yōu)化火電結(jié)構(gòu),淘汰小型高能耗機組。二是健全用能權(quán)市場。通過用能權(quán)交易,優(yōu)化用能產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu),促使用能企業(yè)優(yōu)勝略汰,提高用能效率。

  總體來看,我國經(jīng)濟下行壓力加大,能源領(lǐng)域需要肩負(fù)起支撐經(jīng)濟發(fā)展的重任??紤]到我國國情不同,我國能源轉(zhuǎn)型必須以“四個革命、一個合作”能源安全新戰(zhàn)略為指引,尤其在供應(yīng)側(cè),不僅僅支持可再生能源發(fā)展,而是要建立煤、油、氣、核、新能源、可再生能源多輪驅(qū)動的能源供應(yīng)體系。

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