世界主要國家能源轉型對我國的啟示

發布時間: 2020-05-14 12:21:59   來源:中國電力企業管理  作者:司紀朋 張 哲

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

  主要國家能源轉型目標

  能源目標倒逼政府制定相應措施,為此目標的制定至關重要。目前很多國家已經制定了長遠的目標。以下對德國、美國以及我國能源轉型的目標進行介紹。

  德國能源轉型目標

  2010年9月,德國聯邦政府發布《能源概念》(Energy Concept),提出了德國到2050年的能源轉型戰略長期發展目標。德國決定從根本上改變能源供應結構,摒棄核能與化石能源,轉向可再生能源為主體的能源系統。此外,德國《可再生能源法案》陸續修訂,不斷提高可再生能源發展目標。德國能源轉型的具體目標為: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。

  美國能源轉型目標

  美國沒有制定一整套自上而下推動能源轉型的頂層設計和戰略,沒有系統的能源轉型長遠目標。

  我國能源轉型目標

  2016年,我國出臺了《能源生產和消費革命戰略(2016-2030)》,明確了具體的能源發展目標:2030年,我國能源消費總量控制在 60 億噸標準煤以內,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,單位國內生產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。

  主要國家能源轉型的典型特征

  各國能源轉型呈現出不同的特征。例如德國通過財政補貼等方式激勵可再生能源大規模發展,同時將補貼通過終端電價進行疏導,推高了整個社會用能成本。美國通過技術進步使大規模、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,此外還通過環保電價等相關政策推動煤炭與煤電清潔化發展。值得注意的是,我國能源轉型并未推高終端用能成本。

  德國能源轉型特征

  德國能源轉型源于20世紀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。無論何種執政聯盟上臺,都堅持推動轉型進程。石油危機、反核運動以及可再生能源技術進步等共同推動了德國能源轉型戰略的形成,包括提高能源效率(降低能源和電力消費總量)、棄核、大力發展可再生能源、減排二氧化碳等戰略舉措。

  德國通過固定電價或招標電價(目前新建電站采用招標電價)激勵可再生能源發展,通過向終端用戶征收可再生能源附加費的方式疏導可再生能源發電帶來的附加成本。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,德國對高能耗行業實施可再生能源附加稅豁免政策,有效保障了高能耗行業的競爭力。以2017年電費為例,享受特權用戶的電費為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,近期的民調結果顯示,93%的民眾大力支持能源轉型。

  美國能源轉型特征

  美國清潔能源轉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。這種轉型主要由自下而上的多種因素驅動,包括市場力量、技術進步和各級補貼優惠政策。除聯邦政府相關支持政策外,各州也出臺了各自的政策,主要分為監管政策和財稅補貼政策。其中,監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、電網接入政策、風電光伏資源開放政策、建筑能效標準。各州可再生能源財稅補貼政策包括稅收抵免、資助、退稅或貼現等。

  技術進步對美國能源轉型貢獻巨大。美國是通過技術進步使頁巖氣大規模開采成為可能,美國天然氣比重不斷上升,價格不斷下降,天然氣正在大規模替代煤炭。雖然特朗普宣布退出《巴黎協定》,大力支持煤炭產業發展,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%。

  我國能源轉型特征

  2014年,習近平總書記提出了“四個革命、一個合作”能源安全新戰略,這成為指導我國能源發展的頂層設計。尤其在供給側,我國與其他國家不同,我國將繼續大力推進煤炭清潔高效利用,著力發展非煤能源,形成煤、油、氣、核、新能源、可再生能源多輪驅動的能源供應體系。

  我國通過固定電價支持可再生能源發展,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展。我國光伏與風電的固定電價往往高于煤電的標桿電價,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生變化,而且工商業電價連續幾年下調,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型,2010-2018年,我國風電造價從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%,為降低轉型成本打下基礎。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型的一部分。我國已建成世界規模最大的清潔高效煤電系統,煤電超低排放機組超過8億千瓦(2018年底數據),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達國家的排放要求大概嚴50%以上。

  我國與典型國家的主要差異

  能源轉型方面,我國與其他國家有很多不同,包括能源效率、電氣化應用程度、能源消費與結構等等。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型不能照搬國外經驗。

  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35.6億噸標煤增至46.8億噸標煤,增長幅度31.4%。美國能源消費總量從31.8億噸標煤增至32.9億噸標煤,增長了3.5%。德國能源消費總量從4.7億噸標煤降至4.6億噸標煤,降幅為1.2%。

  二是我國人均能源消費量遠遠落后發達國家(見圖2)。2010-2018年,我國人均能源消費量從2.66噸標煤增至3.36噸標煤,美國人均能源消費量一直維持在10噸標煤左右,德國一直維持在5.6噸標煤左右。從2018年數據看,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???,絕對數量完全超過任何一個國家,即我國能源轉型的步伐更快。

  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7.8億噸標煤,而我國增加了4.1億噸標煤,占全球增加的52.7%。美國與德國僅新增了1.0億噸標煤與0.18億噸標煤。

  人均GDP情況

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

  我國GDP總量較大,但是人均GDP遠遠落后發達國家。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。

  對我國實施能源轉型的相關建議

  世界很多國家已經明確了能源轉型的目標,并制定了具體的實施方案。但是各國國情不同,決定了各國能源轉型路徑不盡相同。我國能源消費總量持續上漲,美國、德國能源消費總量比較穩定,這決定了在轉型方面我國要調整存量與做優增量并舉;我國非化石能源比重相比發達國家較低,但是我國轉型的步伐較快,為此不可否認我國在世界能源轉型中的貢獻;相比之下,我國人均GDP非常低,這對我國能源轉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,將綠色證書自愿認購推向所有用戶層面,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型作出貢獻。二是進一步擴大階梯電價差。完善企業、家庭用能統計,繼續提高高階用電的價格,倒逼用電大戶節約用電。做好重點行業、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,風電與光伏發電成本仍然在煤電成本之上,隨著轉型的深入推進,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轉型路徑面臨的挑戰較大。為此,必須將科技進步放在至關重要的地位,一是繼續加大技術研發投入,不斷降低風電與光伏發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,加大技術研發支持力度,不斷提高儲能技術的安全性與經濟性,加快推廣應用。三是在消費環節,繼續研發推廣應用高效用能設施,提高用能效率。

  繼續將節約用能作為第一要務。從人均用能結構上看,2018年我國人均用能僅為3.36噸標煤/人,是美國的33%、德國的60%。要是達到美國水平,預計我國能源消費總量將達到139億噸標煤/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準約束能源發展,將能源效率與能源節約貫穿能源生產、轉換、消費各個環節,同時繼續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。

  統籌各能源之間的關系。兼顧社會成本、就業、經濟發展等各方面因素,統籌化石能源與非化石能源之間的關系。落實消納條件,積極發展可再生能源。充分考慮系統靈活性需求,將靈活性資源作為未來的重要發展方向。對于煤電不可采取過激措施。煤電對調節間歇性的風電與光伏發電具有不可或缺的作用,而且對于推動經濟發展、穩定就業等意義重大,需要清潔高效發展,穩步淘汰落后產能。

  完善市場建設。一是不斷完善電力市場。盡快完善8個電力現貨市場試點,逐步向全國推廣。通過電力市場,一方面充分發揮可再生能源低邊際成本的優勢,提高利用率;另一方面不斷優化火電結構,淘汰小型高能耗機組。二是健全用能權市場。通過用能權交易,優化用能產業結構,促使用能企業優勝略汰,提高用能效率。

  總體來看,我國經濟下行壓力加大,能源領域需要肩負起支撐經濟發展的重任??紤]到我國國情不同,我國能源轉型必須以“四個革命、一個合作”能源安全新戰略為指引,尤其在供應側,不僅僅支持可再生能源發展,而是要建立煤、油、氣、核、新能源、可再生能源多輪驅動的能源供應體系。

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      關鍵詞: 能源轉型

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