摘 要：全球能源轉(zhuǎn)型主要趨勢(shì)包括能源效率的全面提升、現(xiàn)有能源利用系統(tǒng)的變革、可再生能源的大規(guī)模開發(fā)利用。各國(guó)由于資源稟賦、能源戰(zhàn)略、技術(shù)水平等差異，走上了不同的轉(zhuǎn)型道路。美國(guó)在追求能源獨(dú)立的前提下，以天然氣和可再生能源作為過渡能源，推動(dòng)能源結(jié)構(gòu)清潔化;德國(guó)大力削減化石能源消費(fèi)，廢棄核電，率先推進(jìn)可再生能源規(guī)模化應(yīng)用，在歐洲能源轉(zhuǎn)型中具有代表性;日本立足國(guó)情，將技術(shù)優(yōu)勢(shì)作為能源轉(zhuǎn)型的戰(zhàn)略手段;中東國(guó)家出于能源政治、經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)型的考慮，也加入全球能源轉(zhuǎn)型發(fā)展隊(duì)伍，開始推進(jìn)可再生能源應(yīng)用;中國(guó)以控制能源總量消費(fèi)、加大非化石能源供應(yīng)、推進(jìn)節(jié)能減排為主要舉措，為世界能源轉(zhuǎn)型做出了突出貢獻(xiàn)。各國(guó)能源轉(zhuǎn)型實(shí)踐的經(jīng)驗(yàn)和啟示包括：能源轉(zhuǎn)型是一項(xiàng)長(zhǎng)期的艱巨任務(wù)，中國(guó)需立足國(guó)情并走好通往低碳未來的過渡階段;規(guī)模經(jīng)濟(jì)是新興能源技術(shù)走向產(chǎn)業(yè)化的重要推力;交通是各國(guó)能源轉(zhuǎn)型的重點(diǎn)和難點(diǎn)領(lǐng)域;能源轉(zhuǎn)型需要在開放的國(guó)際合作視野下進(jìn)行創(chuàng)新。
高 慧 楊 艷 劉雨虹
劉 嘉 劉月洋 吳謀遠(yuǎn)
中國(guó)石油集團(tuán)經(jīng)濟(jì)技術(shù)研究院
關(guān)鍵詞：能源轉(zhuǎn)型;能源政策;能源效率;可再生能源
1 世界能源轉(zhuǎn)型趨勢(shì)
21世紀(jì)以來，為應(yīng)對(duì)全球能源需求增長(zhǎng)、油價(jià)波動(dòng)和日益嚴(yán)峻的氣候環(huán)境問題，許多國(guó)家開展了能源生產(chǎn)和消費(fèi)的轉(zhuǎn)型發(fā)展實(shí)踐?？v觀各國(guó)能源戰(zhàn)略和具體措施，全球能源轉(zhuǎn)型大致包括如下3方面主要路徑。
第一，能源效率全面提升。20世紀(jì)70年代，能效開始作為“隱藏的能源”得到普遍關(guān)注并逐漸影響各國(guó)能源政策制定。全球能耗強(qiáng)度(單位國(guó)內(nèi)生產(chǎn)總值能耗)持續(xù)下降，1970—2010年間，平均每年下降1.3%，2010年以來，平均每年下降2.1%，其中中國(guó)能耗強(qiáng)度降速最快、降幅最大(圖1)。國(guó)際能源署(IEA)提出“能效不僅是隱性的能源，更是第一能源”，其最早的11個(gè)成員國(guó)提升能效的投資已帶來顯著的節(jié)能效益。2010年，這11個(gè)成員國(guó)的節(jié)能量超過任何一種能源的消費(fèi)量，與石油和天然氣的消費(fèi)量總和相當(dāng)。
第二，現(xiàn)有能源利用系統(tǒng)變革，電力、氫能等二次能源消費(fèi)規(guī)模不斷擴(kuò)大。電力在終端能源消耗中所占的比例已從2000年的16%，增長(zhǎng)到2018年的20%。國(guó)際可再生能源署(IRENA)認(rèn)為，全球電力需求量將持續(xù)高速增長(zhǎng)，2050年，電力在終端能源消費(fèi)中所占比例將提高到49%左右。國(guó)際能源署認(rèn)為，全球電力需求的增長(zhǎng)在發(fā)達(dá)國(guó)家和發(fā)展中國(guó)家將表現(xiàn)出兩條截然不同的路徑：在發(fā)達(dá)國(guó)家，電力需求增長(zhǎng)將被數(shù)字化和電氣化技術(shù)進(jìn)步帶來的能效全面提升所抵消;在發(fā)展中國(guó)家，家庭收入的增長(zhǎng)、工業(yè)規(guī)模的擴(kuò)大和服務(wù)業(yè)的發(fā)展正在有力地推動(dòng)電力需求增長(zhǎng)，按照既定政策，預(yù)計(jì)2019—2040年，發(fā)展中國(guó)家對(duì)全球電力需求增長(zhǎng)的貢獻(xiàn)接近90%(圖2)。
在20世紀(jì)70年代以來幾次短暫的“氫能熱”之后，近年全球能源清潔低碳化趨勢(shì)和氫能技術(shù)進(jìn)步共同推動(dòng)氫能產(chǎn)業(yè)步入商業(yè)化發(fā)展早期。世界各國(guó)的支持政策和氫能利用項(xiàng)目數(shù)量迅速增加。截至2019年底，全球已建成432 座加氫站，另有226座計(jì)劃建設(shè)。國(guó)際氫能委員會(huì)(Hydrogen Council)認(rèn)為：全球?qū)?030年開始大規(guī)模利用氫能，2040年氫能將承擔(dān)全球終端能源消費(fèi)量的18%，2050年氫能利用可以貢獻(xiàn)全球二氧化碳減排量的20% ;2020—2030年，氫的高壓氣態(tài)、液態(tài)及管道運(yùn)輸成本將分別下降60%、59%、63%，氫在合成氨、燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電、大客車、重型卡車的應(yīng)用成本將分別下降45%、35%、45%、50%。
第三，可再生能源大規(guī)模開發(fā)利用。風(fēng)力發(fā)電和太陽能光伏發(fā)電成為全球成本下降最快、平均成本最低的可再生能源發(fā)電方式。2018年，除海上風(fēng)電以外，全球各地多種可再生能源發(fā)電技術(shù)的成本開始具備較強(qiáng)的成本競(jìng)爭(zhēng)力(圖3)。在許多國(guó)家和地區(qū)，可再生能源已開始了對(duì)化石能源發(fā)電的存量替代。中國(guó)是世界上可再生能源利用規(guī)模最大、平均成本最低的國(guó)家，從2014年開始，每年的風(fēng)電和太陽能發(fā)電量均超過全社會(huì)新增用電量。
2 主要國(guó)家能源轉(zhuǎn)型實(shí)踐
在能源轉(zhuǎn)型的漫長(zhǎng)過程中，各國(guó)由于資源稟賦、能源戰(zhàn)略、技術(shù)水平、環(huán)境承載力等基礎(chǔ)條件的不同，走上了不盡相同的實(shí)踐道路。
2.1 美國(guó)
自1973年第一次石油危機(jī)開始，美國(guó)歷屆政府將“能源獨(dú)立”作為能源政策的核心思想，通過擴(kuò)大能源供給、以市場(chǎng)調(diào)節(jié)能源需求、適度開發(fā)新能源、支持先進(jìn)能源技術(shù)研發(fā)等手段，探索能源獨(dú)立的道路。2007年，美國(guó)能源部成立了先進(jìn)能源研究計(jì)劃署(The Advanced Research Projects Agency-Energy，ARPA-E)，2009年以來資助了數(shù)百個(gè)研究項(xiàng)目，研究領(lǐng)域涉及太陽能、風(fēng)能、生物燃料、儲(chǔ)能技術(shù)、靈活輸電技術(shù)、碳捕集技術(shù)、建筑節(jié)能技術(shù)等，其中多項(xiàng)技術(shù)已取得重大進(jìn)展并走向商業(yè)化應(yīng)用，為世界能源技術(shù)進(jìn)步做出了突出貢獻(xiàn)。奧巴馬就任總統(tǒng)后簽署的《2009年美國(guó)清潔能源與安全法》，首次系統(tǒng)提出清潔能源和節(jié)能減排發(fā)展目標(biāo)，初步確立了美國(guó)能源轉(zhuǎn)型的目標(biāo)體系，此后部分目標(biāo)不斷調(diào)整，聯(lián)邦政府和各州政府出臺(tái)了多項(xiàng)支持性政策。
與歐洲的高比例可再生能源、激進(jìn)的碳減排目標(biāo)政策不同，美國(guó)能源轉(zhuǎn)型是在實(shí)現(xiàn)“能源獨(dú)立”的前提下推動(dòng)能源系統(tǒng)清潔化，以增加清潔能源(包括核電、可再生能源、天然氣和潔凈煤等)應(yīng)用比例為主要手段。2000年，美國(guó)和德國(guó)化石能源占一次能源消費(fèi)總量的比例分別是85%和88. 6%，從這一角度來看兩國(guó)能源轉(zhuǎn)型起點(diǎn)相似;2018年，美國(guó)和德國(guó)可再生能源在一次能源消費(fèi)量中所占比例分別為11.4%和16.6%，德國(guó)略勝一籌?？v觀1973年以來美國(guó)的能源生產(chǎn)、消費(fèi)和進(jìn)出口情況，自2005年起，美國(guó)可再生能源和核電產(chǎn)量快速增長(zhǎng)，清潔能源消費(fèi)比例加速上升;2010以來，一次能源產(chǎn)量快速增長(zhǎng)，并在2019年實(shí)現(xiàn)了“能源獨(dú)立”(圖4)。
2.2 德國(guó)
歐洲發(fā)達(dá)國(guó)家一直走在能源轉(zhuǎn)型和應(yīng)對(duì)氣候變化的前列，對(duì)可再生能源發(fā)展前景最為看好，采取了有力推進(jìn)措施并且取得顯著成效。德國(guó)是歐洲能源轉(zhuǎn)型的代表性國(guó)家。
德國(guó)能源資源稟賦不佳，除了煤炭?jī)?chǔ)量相對(duì)豐富外，石油和天然氣高度依賴進(jìn)口。德國(guó)能源轉(zhuǎn)型實(shí)踐始于21世紀(jì)初，確立了“能源安全、經(jīng)濟(jì)效率和環(huán)境可承受”的能源政策三大目標(biāo)，核心思想是可持續(xù)發(fā)展。2000年，德國(guó)出臺(tái)《可再生能源法》，確定了可再生能源發(fā)展的多項(xiàng)激勵(lì)措施，并分別在2004年、2009年、2012年、2014年針對(duì)實(shí)際情況做出修訂和調(diào)整。2014年底，德國(guó)頒布《國(guó)家能效行動(dòng)計(jì)劃》，對(duì)能源消費(fèi)總量、建筑能效和交通能效等提出行動(dòng)目標(biāo)。考察2020年之前所完成的半數(shù)轉(zhuǎn)型目標(biāo)，與其他國(guó)家相比，德國(guó)是能源轉(zhuǎn)型的“優(yōu)等生”(圖5)。
德國(guó)的能源轉(zhuǎn)型舉措主要包括減少能源消費(fèi)和提高能效、棄用核能、擴(kuò)大可再生能源利用3個(gè)方面。整體而言，德國(guó)在減少能源消費(fèi)、提高能效方面的政策目標(biāo)完成情況不理想。2018年，德國(guó)一次能源消費(fèi)總量?jī)H比2008年減少了10.3%，難以實(shí)現(xiàn)2020年比2008年減少20%的目標(biāo)。由于德國(guó)建筑能耗占全國(guó)能源消費(fèi)量的25%左右，建筑節(jié)能被視作節(jié)能降耗的重點(diǎn)領(lǐng)域。近年來，德國(guó)建筑節(jié)能改造比例每年平均為0.9%，沒有達(dá)到“每年改造2%”的政策目標(biāo)。電動(dòng)汽車的推廣數(shù)量也未達(dá)到目標(biāo)。未來，德國(guó)計(jì)劃加大建筑節(jié)能改造和電動(dòng)汽車、氫燃料電池汽車的支持力度。在棄用核能方面，2011年日本福島核電站事故之后，德國(guó)確立了核電站退出計(jì)劃，當(dāng)年關(guān)閉了17座核電站中的8座，并計(jì)劃在2022年之前完全淘汰核電站。截至2019年底，德國(guó)已廢除11座核電站，其余6座將在2020—2022年按計(jì)劃全部廢除。在擴(kuò)大可再生能源利用方面，2020年各項(xiàng)政策目標(biāo)均可實(shí)現(xiàn)，其中可再生能源發(fā)電量在總發(fā)電量中的比例從2000年的7%穩(wěn)步提升到2019年的45%，已于2018年提前實(shí)現(xiàn)目標(biāo)。
2.3 日本
日本能源消費(fèi)高度依賴進(jìn)口，能源自給率低于10%，是發(fā)達(dá)國(guó)家中能源自給率最低的國(guó)家之一。日本能源轉(zhuǎn)型戰(zhàn)略的主要思路不拘泥于能源自給率，著力通過能源技術(shù)優(yōu)勢(shì)彌補(bǔ)資源稟賦的劣勢(shì)，將能源技術(shù)能力作為保障能源安全、穩(wěn)定能源供給、優(yōu)化能源結(jié)構(gòu)和提高產(chǎn)業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力的戰(zhàn)略性手段。2018年，日本發(fā)布了第五次《能源基本計(jì)劃》，提出了能源轉(zhuǎn)型戰(zhàn)略的新目標(biāo)、新路徑和新方向(表1)。
日本以積極的措施推進(jìn)能源轉(zhuǎn)型。在能源生產(chǎn)方面，日本尋求更多的能源供給選擇，如加強(qiáng)近海油氣資源勘探、加快可燃冰商業(yè)開發(fā)進(jìn)程，以及建設(shè)從澳大利亞和文萊進(jìn)口液氫的項(xiàng)目。由于在2030年以前將火電作為主力電源，日本近年來持續(xù)擴(kuò)大整體煤氣化聯(lián)合循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)、燃料電池發(fā)電系統(tǒng)、碳捕集與封存等先進(jìn)技術(shù)的利用規(guī)模，并加速淘汰落后火電機(jī)組。自2012年推行可再生能源發(fā)電固定收購價(jià)制度以來，可再生能源裝機(jī)容量大幅增長(zhǎng)，光伏發(fā)電占比不斷攀升。
在能源消費(fèi)方面，2012—2016年，日本能源消費(fèi)總量減少了6.1%，接近實(shí)現(xiàn)2030年節(jié)能目標(biāo)所需的平均速度。日本能源轉(zhuǎn)型以氫能規(guī)?；脼轱@著特色和重要抓手，將氫能與電力和熱能并列定位為核心二次能源，并提出建設(shè)“氫能社會(huì)”的愿景，希望通過氫燃料電池實(shí)現(xiàn)氫能在家庭、工業(yè)、交通甚至全社會(huì)領(lǐng)域的應(yīng)用。日本在《氫能基本戰(zhàn)略》提出的主要發(fā)展目標(biāo)詳見圖6。
過去30多年，日本政府投入數(shù)千億日元用于氫能及燃料電池技術(shù)研發(fā)推廣，并對(duì)相關(guān)基礎(chǔ)設(shè)施和終端用戶進(jìn)行補(bǔ)貼。日本氫能和燃料電池技術(shù)專利數(shù)量居全球第一，已步入燃料電池汽車和家用燃料電池的商業(yè)化推廣早期。日本的燃料電池汽車產(chǎn)業(yè)領(lǐng)跑全球，2014年上市的豐田Mirai燃料電池乘用車已在全球售出7000輛，占全球燃料電池乘用車總銷量的70%;豐田還推出了燃料電池大巴Sora和燃料電池叉車。2009年上市的家用燃料電池?zé)犭娐?lián)供系統(tǒng)Ene-Farm是目前世界上規(guī)模最大、推廣最成功的商業(yè)化燃料電池利用系統(tǒng)。Ene-Farm利用城市管網(wǎng)天然氣或液化石油氣，通過燃料電池技術(shù)同時(shí)生產(chǎn)電和熱水，一套裝置大約可提供日本普通家庭平均能耗的40%~60%，減少約50%的碳排放，每年節(jié)省60000~75000日元電費(fèi)(約為3500~4400元人民幣)。截至2019年5月，Ene-Farm已累計(jì)售出29萬套，售價(jià)比剛上市時(shí)下降75%。然而，燃料電池汽車和Ene-Farm的推廣速度、發(fā)展規(guī)模都與政策目標(biāo)的要求有較大差距。日本政府計(jì)劃未來將以更大力度推動(dòng)氫能利用。
2.4 中東國(guó)家
20世紀(jì)中葉，全球步入油氣時(shí)代，國(guó)際能源體系形成了在能源形態(tài)上高度依賴油氣、在能源供應(yīng)上高度依賴中東的格局。中東國(guó)家嚴(yán)重依賴油氣收入，尚未建立起完整的現(xiàn)代工業(yè)基礎(chǔ)和國(guó)民經(jīng)濟(jì)體系。這種依賴，在提升中東國(guó)家國(guó)際話語權(quán)和財(cái)富水平的同時(shí)，也預(yù)示了這些國(guó)家在下一次全球能源轉(zhuǎn)型中的尷尬處境。
21世紀(jì)以來，全球能源格局發(fā)生重大變化，以美國(guó)頁巖氣革命為代表的非常規(guī)油氣開采量爆發(fā)式增長(zhǎng)，可再生能源產(chǎn)業(yè)高速發(fā)展，全球能源消費(fèi)中心不斷向發(fā)展中國(guó)家轉(zhuǎn)移。這些因素促使中東國(guó)家對(duì)后石油時(shí)代進(jìn)行戰(zhàn)略思考。近年來，推進(jìn)能源轉(zhuǎn)型、擴(kuò)大可再生能源應(yīng)用比例逐步進(jìn)入政府部門的視野，沙特阿拉伯、阿聯(lián)酋、卡塔爾、科威特等國(guó)相繼制定了多項(xiàng)政策目標(biāo)(表2)。
中東太陽能、風(fēng)能和地?zé)豳Y源豐富，是近年來全球可再生能源成本削減的主要地區(qū)之一，可再生能源已成為最便宜的新建發(fā)電裝機(jī)選擇。阿聯(lián)酋阿勒馬克圖姆太陽能公園的900MW光伏發(fā)電項(xiàng)目，以1.7美分/(kW·h)報(bào)價(jià)成為世界上成本最低的光伏發(fā)電項(xiàng)目之一。沙特阿拉伯、也門、科威特和阿曼的年平均風(fēng)速在7m/s以上，是公認(rèn)的適宜發(fā)展風(fēng)電的地區(qū)。對(duì)中東國(guó)家而言，發(fā)展可再生能源可增強(qiáng)能源安全、促進(jìn)產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型。國(guó)際可再生能源組織認(rèn)為，如果這些國(guó)家實(shí)現(xiàn)其可再生能源發(fā)展目標(biāo)，中東地區(qū)電力部門的用水量將減少12%，可產(chǎn)生顯著的綜合效益。
3 中國(guó)能源轉(zhuǎn)型實(shí)踐
中國(guó)作為世界上最大的發(fā)展中國(guó)家，既要在能源資源稟賦欠佳的情況下發(fā)展經(jīng)濟(jì)，還要在技術(shù)水平較低的情況下解決相對(duì)脆弱的環(huán)境和生態(tài)問題，能源轉(zhuǎn)型面臨嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。
中國(guó)歷來重視能源開發(fā)與利用戰(zhàn)略。早在20世紀(jì)80年代，中國(guó)就確立了“能源開發(fā)與節(jié)約并重，把節(jié)約放在首位”的政策方針，并逐步形成較為完善的能源管理政策體系。21世紀(jì)初，為了增加能源供應(yīng)、改善能源結(jié)構(gòu)并保護(hù)環(huán)境，中國(guó)跟隨世界步伐，開始加大可再生能源發(fā)展力度，并于2005年制定了《中華人民共和國(guó)可再生能源法》。2007年12月，國(guó)務(wù)院發(fā)布《中國(guó)的能源狀況與政策》白皮書，詳細(xì)介紹了中國(guó)能源發(fā)展現(xiàn)狀、能源發(fā)展戰(zhàn)略和目標(biāo)，可視為中國(guó)能源轉(zhuǎn)型的開始。
2014年6月13日，習(xí)近平總書記在中央財(cái)經(jīng)領(lǐng)導(dǎo)小組第六次會(huì)議上發(fā)表重要講話，強(qiáng)調(diào)“推動(dòng)能源消費(fèi)革命，抑制不合理能源消費(fèi);推動(dòng)能源供給革命，建立多元供應(yīng)體系;推動(dòng)能源技術(shù)革命，帶動(dòng)產(chǎn)業(yè)升級(jí);推動(dòng)能源體制革命，打通能源發(fā)展快車道;全方位加強(qiáng)國(guó)際合作，實(shí)現(xiàn)開放條件下能源安全”。“四個(gè)革命、一個(gè)合作”能源安全新戰(zhàn)略成為我國(guó)能源改革發(fā)展的根本方向。同年11月，國(guó)務(wù)院發(fā)布《能源發(fā)展戰(zhàn)略行動(dòng)計(jì)劃(2014—2020年)》，提出2020年的能源戰(zhàn)略目標(biāo);中美兩國(guó)發(fā)表《中美氣候變化聯(lián)合聲明》，提出中國(guó)計(jì)劃到2030年左右二氧化碳排放達(dá)到峰值且將努力早日達(dá)峰。2015年6月，中國(guó)政府向聯(lián)合國(guó)氣候變化框架公約秘書處提交應(yīng)對(duì)氣候變化國(guó)家自主貢獻(xiàn)文件，提出了中國(guó)2030年減排目標(biāo)和實(shí)施路徑。2016年10月，中國(guó)汽車工程學(xué)會(huì)受國(guó)家制造強(qiáng)國(guó)建設(shè)戰(zhàn)略咨詢委員會(huì)和工信部委托，編制發(fā)布了《節(jié)能與新能源汽車技術(shù)路線圖》，描繪了中國(guó)汽車工業(yè)未來15年的發(fā)展藍(lán)圖。2016年12月，國(guó)家能源局發(fā)布《能源生產(chǎn)和消費(fèi)革命戰(zhàn)略(2016—2030)》，提出2020年的目標(biāo)要求。2017年4月，工信部、發(fā)改委、科技部聯(lián)合發(fā)布《汽車產(chǎn)業(yè)中長(zhǎng)期發(fā)展規(guī)劃》，確立了“力爭(zhēng)經(jīng)過10年努力，成為新車制造大國(guó)、新車消費(fèi)大國(guó)和汽車產(chǎn)品研發(fā)大國(guó)”的發(fā)展目標(biāo)。
截至2020年，從中國(guó)主要能源政策目標(biāo)的完成情況可以看出：(1)中國(guó)作為世界能源生產(chǎn)、消費(fèi)第一大國(guó)，在能源消費(fèi)總量控制、非化石能源消費(fèi)比例以及單位國(guó)內(nèi)生產(chǎn)總值能耗和碳排放方面的目標(biāo)完成情況良好;(2)交通能效及新能源汽車產(chǎn)業(yè)指標(biāo)完成情況不理想。
國(guó)際能源署高度評(píng)價(jià)中國(guó)在國(guó)際能源轉(zhuǎn)型中的貢獻(xiàn)。國(guó)際能源署前署長(zhǎng)田中伸男認(rèn)為，2014年以來，在世界經(jīng)濟(jì)持續(xù)增長(zhǎng)的同時(shí)，全球碳排放量逐漸呈現(xiàn)與能源消費(fèi)脫鉤的趨勢(shì)，這主要得益于中國(guó)政府大力推動(dòng)綠色發(fā)展。近年來，國(guó)際能源轉(zhuǎn)型有四大革命性變化，分別是：美國(guó)成為全球最大的油氣生產(chǎn)國(guó);光伏發(fā)電成為許多國(guó)家最便宜的新增裝機(jī)選擇;中國(guó)經(jīng)濟(jì)切換至新常態(tài)發(fā)展模式，并推動(dòng)了全國(guó)能源系統(tǒng)清潔低碳化;電力的應(yīng)用不斷拓寬至供冷、電動(dòng)汽車、數(shù)字化等領(lǐng)域。其中后3項(xiàng)都由中國(guó)主導(dǎo)并做出了突出貢獻(xiàn)。
4 經(jīng)驗(yàn)與啟示
4.1 能源轉(zhuǎn)型是一項(xiàng)長(zhǎng)期艱巨任務(wù)，中國(guó)需立足國(guó)情走好通往低碳未來的過渡階段
各國(guó)的轉(zhuǎn)型戰(zhàn)略和政策都立足于國(guó)情，面向長(zhǎng)遠(yuǎn)未來精心設(shè)計(jì)。中國(guó)的資源稟賦、經(jīng)濟(jì)發(fā)展階段、能源消耗規(guī)模和各省市嚴(yán)重不均的發(fā)展基礎(chǔ)，決定了中國(guó)能源轉(zhuǎn)型任務(wù)格外艱巨而繁重。
從當(dāng)前到未來的低碳能源世界，各國(guó)選擇了不同的過渡路徑。德國(guó)重視環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)，減少化石能源消費(fèi)，廢除核電，率先大力推進(jìn)可再生能源規(guī)模化應(yīng)用;日本資源稟賦貧乏，將技術(shù)優(yōu)勢(shì)作為迎接能源轉(zhuǎn)型的主要手段;美國(guó)在追求“能源獨(dú)立”的前提下，把天然氣作為與可再生能源并重的過渡能源，推動(dòng)能源結(jié)構(gòu)清潔化。
各國(guó)在能源轉(zhuǎn)型取得成效的同時(shí)，也遇到一系列問題：在政治層面，需協(xié)調(diào)國(guó)內(nèi)不同利益主體之間的關(guān)系，并從全球合作的角度來保障能源供應(yīng)安全;在經(jīng)濟(jì)方面，除了可再生能源成本問題、提升能效成本問題和化石能源企業(yè)虧損問題之外，還面臨能源市場(chǎng)整合和新興能源基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)不足的問題;在技術(shù)方面，長(zhǎng)期面臨多種能源技術(shù)持續(xù)研發(fā)的需求。
這些經(jīng)驗(yàn)和問題啟發(fā)中國(guó)能源管理部門、能源企業(yè)和相關(guān)學(xué)者，要結(jié)合國(guó)情，對(duì)中國(guó)的能源轉(zhuǎn)型進(jìn)行深入思考。
4.2 規(guī)模經(jīng)濟(jì)是新興能源技術(shù)走向產(chǎn)業(yè)化的重要推力
近年來，在全球可再生能源成本迅速下降的過程中，除了政策支持和技術(shù)進(jìn)步以外，產(chǎn)業(yè)規(guī)模經(jīng)濟(jì)和規(guī)模效益是不容忽視的重要推力。中國(guó)得益于較為完備的基礎(chǔ)工業(yè)體系和龐大的市場(chǎng)，在推動(dòng)風(fēng)電、光伏發(fā)電、生物質(zhì)發(fā)電、動(dòng)力電池、氫能利用等產(chǎn)業(yè)發(fā)展過程中，發(fā)揮了巨大的規(guī)模經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢(shì)。2013年以來，在國(guó)家政策的大力支持下，中國(guó)光伏發(fā)電產(chǎn)業(yè)不斷擴(kuò)大規(guī)模，迅速發(fā)展為全球最大的市場(chǎng)，同時(shí)也擺脫了困擾光伏產(chǎn)業(yè)多年的“兩頭在外”的尷尬局面。2013—2018年，中國(guó)光伏裝機(jī)容量達(dá)到1.74×108kW，年復(fù)合增長(zhǎng)率超過73%，較2012年的0.065×108kW增長(zhǎng)26 倍。光伏發(fā)電上網(wǎng)電價(jià)從2011年的1元/(kW·h)，下降到2020年的0.35~0.49 元/(kW·h)(2020年6月1日開始實(shí)施)(圖7)。在這一過程中，國(guó)內(nèi)涌現(xiàn)出一批優(yōu)秀的光伏企業(yè)，在2019全球光伏企業(yè)20強(qiáng)排行榜上有16家中國(guó)公司，前10名中有7家中國(guó)公司。
在新興能源技術(shù)的發(fā)展過程中，需要以發(fā)展的眼光看待技術(shù)進(jìn)步的“學(xué)習(xí)曲線”及其應(yīng)用場(chǎng)景和市場(chǎng)空間的擴(kuò)張趨勢(shì)。2019年，IEA 發(fā)布《氫能的未來》報(bào)告提出，車用燃料電池的單廠生產(chǎn)規(guī)模，從目前的1000臺(tái)/a到擴(kuò)大到10萬臺(tái)/a，成本可下降21%~28%;加氫站的加氫量在從50kg/d增至500kg/d的過程中，可使每千克氫氣成本降低75%。這種潛在的發(fā)展趨勢(shì)應(yīng)在產(chǎn)業(yè)發(fā)展初期就予以充分考慮，并作為制定長(zhǎng)期決策的依據(jù)。
4.3 交通是能源轉(zhuǎn)型的重點(diǎn)和難點(diǎn)領(lǐng)域
交通能耗在各國(guó)均是能源消費(fèi)的主要領(lǐng)域，在各國(guó)一次能源消費(fèi)中占比為25%~40%。德國(guó)、中國(guó)、日本、美國(guó)等國(guó)，在交通燃料清潔化、交通能效提高和新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展等方面都遇到了較大的困難。如前文所述，德國(guó)、中國(guó)和日本在交通領(lǐng)域的2020年政策目標(biāo)完成情況不佳。美國(guó)曾把政策重點(diǎn)放在生物燃料產(chǎn)業(yè)發(fā)展上，然而交通燃料清潔化進(jìn)展比電力系統(tǒng)清潔化緩慢得多。1981年，美國(guó)生物燃料在交通燃料中所占比例為0.03%，2001年為0.54%，2014年為4.76%，2019年達(dá)到5.5%。
未來，降低交通能耗、實(shí)現(xiàn)交通燃料清潔低碳化仍是各國(guó)能源轉(zhuǎn)型的關(guān)鍵，也為各國(guó)的技術(shù)研發(fā)、政策制定和市場(chǎng)引導(dǎo)提出了要求。
4.4 能源轉(zhuǎn)型需要在開放的國(guó)際合作視野下進(jìn)行創(chuàng)新
美國(guó)能源技術(shù)和公共政策學(xué)者Gregory F. Nemet于2019年出版著作《光伏如何變得便宜》(How Solar Became Cheap)，書中介紹了光伏發(fā)電技術(shù)在歷史上的不同發(fā)展階段、成本變化的關(guān)鍵驅(qū)動(dòng)因素、關(guān)鍵國(guó)家對(duì)成本降低的貢獻(xiàn)，以及光伏發(fā)電對(duì)其他低碳能源技術(shù)發(fā)展的經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ?。光伏發(fā)電的4個(gè)關(guān)鍵階段為：(1)20世紀(jì)50—70年代美國(guó)早期實(shí)驗(yàn)室研究，推動(dòng)每兆瓦時(shí)的裝機(jī)成本從10萬美元級(jí)降到1萬美元級(jí);(2)20世紀(jì)90年代的日本“屋頂光伏計(jì)劃”，推動(dòng)每兆瓦時(shí)裝機(jī)成本降至1000美元級(jí);(3)21世紀(jì)初德國(guó)《可再生能源法》的發(fā)布實(shí)施，推動(dòng)裝機(jī)成本降至1000美元/(MW·h)以下;(4)中國(guó)以“光伏標(biāo)桿電價(jià)”等強(qiáng)力政策推動(dòng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展，促進(jìn)裝機(jī)成本降至100美元/(MW·h)以內(nèi)(圖8)。
世界能源轉(zhuǎn)型需要各國(guó)在開放的國(guó)際合作環(huán)境中進(jìn)行創(chuàng)新發(fā)展，有效利用國(guó)際資源，把握和擴(kuò)大合作各方的利益交集，堅(jiān)持經(jīng)濟(jì)與外交并重、投資和貿(mào)易并舉的策略，加大前瞻性能源技術(shù)研發(fā)合作力度，加強(qiáng)政府間、企業(yè)間、研究機(jī)構(gòu)間的合作交流。
評(píng)論