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能源轉(zhuǎn)型進(jìn)程中過渡能源的選擇
發(fā)布時(shí)間：
2019-03-26
隨著能源轉(zhuǎn)型的推進(jìn)，以及可再生能源的快速發(fā)展，我國能源行業(yè)出現(xiàn)了一些問題，同時(shí)也產(chǎn)生了一些觀念沖擊和爭議。
比如，我們習(xí)慣于把能源轉(zhuǎn)型簡單地理解為一次能源品種的替代，而沒有意識到，這種轉(zhuǎn)型本質(zhì)上是能源生產(chǎn)、消費(fèi)方式、商業(yè)模式，乃至觀念的轉(zhuǎn)變。
所以，當(dāng)我們說“化石能源在2050年仍將是我國的主力能源”時(shí)，言外之意恐怕更多意味著“可再生能源靠不住”，自然也沒必要花那么大力氣推動培育和推動真正適合可再生能源發(fā)展的新模式，其結(jié)果必然是可再生能源更加靠不住了。
此外，我們往往還會把能源安全與能源轉(zhuǎn)型對立起來，因?yàn)榭稍偕茉吹摹安环€(wěn)定”、“不安全”。
本文基于能源轉(zhuǎn)型的視角和邏輯，圍繞兩個(gè)問題談?wù)効捶āＲ皇侨绾握J(rèn)識能源轉(zhuǎn)型與能源安全的關(guān)系；二是能源轉(zhuǎn)型進(jìn)程中過渡能源的選擇問題。
能源轉(zhuǎn)型可以成為改善能源安全的助推器
近年來，包括中國在內(nèi)的很多國家逐漸將其能源政策的核心目標(biāo)集中到三個(gè)方面：實(shí)現(xiàn)能源供應(yīng)安全、可負(fù)擔(dān)且環(huán)境友好。
這三個(gè)目標(biāo)顯然不可能同時(shí)實(shí)現(xiàn)，由于國情不同，不同國家優(yōu)先順序也不同。其中最優(yōu)先目標(biāo)就成為決定能源轉(zhuǎn)型方向的核心動機(jī)。
從德國和美國能源轉(zhuǎn)型實(shí)踐看，美國能源轉(zhuǎn)型的核心動機(jī)一直非常明確，那就是改善能源安全，降低對進(jìn)口能源的依賴，環(huán)境保護(hù)等其他動機(jī)的地位是次于能源安全動機(jī)的；相反，德國能源轉(zhuǎn)型動機(jī)中，環(huán)境保護(hù)一直明顯居于最主要地位，盡管能源安全動機(jī)對德國也非常重要。
1、德國能源轉(zhuǎn)型的核心動機(jī)是大氣與環(huán)境保護(hù)
2011年6月6日，德國聯(lián)邦議院決定將德國能源政策的三個(gè)政策目標(biāo)——能源安全、負(fù)擔(dān)得起的能源、與環(huán)境兼容的能源供應(yīng)——作為指導(dǎo)其能源轉(zhuǎn)型的指南。因此，理論上，能源供應(yīng)的安全、可負(fù)擔(dān)和環(huán)境兼容均可視為德國能源轉(zhuǎn)型的重要動機(jī)。
然而，這三者顯然難以同時(shí)實(shí)現(xiàn)。從2000年以來德國能源轉(zhuǎn)型進(jìn)程看，能源供應(yīng)安全動機(jī)當(dāng)然一直是重要動機(jī)，但環(huán)境友好的能源供應(yīng)近年來已經(jīng)逐漸超過供應(yīng)安全動機(jī)成為能源轉(zhuǎn)型的核心動機(jī)。
為了使能源轉(zhuǎn)型與環(huán)境兼容、安全并且可負(fù)擔(dān)，德國制定了能源轉(zhuǎn)型的總體目標(biāo)和分層目標(biāo)，并把大力發(fā)展可再生能源和提高能源效率作為推進(jìn)德國能源轉(zhuǎn)型的兩大支柱。
2000年以來，德國可再生能源在能源結(jié)構(gòu)中地位日益提升：可再生電力消費(fèi)的比重從2000年的6.2%增加到2014年的33.1%。
顯然，大力發(fā)展可再生能源既與環(huán)境保護(hù)動機(jī)有關(guān)，也與能源供應(yīng)安全動機(jī)有關(guān)。一方面，與化石能源相比，可再生能源沒有污染物和溫室氣體排放；另一方面，可再生能源都是本地化能源，對石油和天然氣主要依靠進(jìn)口的德國來說，用可再生能源替代化石能源有明顯的“能源安全”效應(yīng)。
可以想象的是，當(dāng)2050年德國實(shí)現(xiàn)終端能源消費(fèi)中60%來自可再生能源時(shí)，能源安全狀況必然大為改觀。
如果說大力發(fā)展可再生能源是環(huán)境保護(hù)與能源安全雙重動機(jī)驅(qū)動的，那么德國決定2022年之前完全淘汰核能的政策走向只能理解為環(huán)境動機(jī)日益重要，并成為能源轉(zhuǎn)型核心動機(jī)作用的結(jié)果。因?yàn)楹四馨l(fā)展對改善德國能源對外依賴程度明顯有積極作用。
也就是說，德國政府和公眾把與降低核事故和核廢料處理的事故風(fēng)險(xiǎn)有關(guān)的環(huán)境問題放到了比“供應(yīng)安全”問題具有更為優(yōu)先的位置。
同樣，出于對大規(guī)模單一種植所導(dǎo)致的“生物多樣性”損失的擔(dān)憂，德國近年來對生物燃料的支持力度有所下降，比如，2006年開始，德國政府開始逐步取消生物燃料的稅收優(yōu)惠政策以來，生物燃料產(chǎn)量開始趨于下降。從2007年的324.3萬噸油當(dāng)量下降到2014年319.8萬噸油當(dāng)量。
2、美國能源轉(zhuǎn)型的核心動機(jī)是能源安全，并且有效改善了能源安全
與德國追求“純粹”的“可再生能源轉(zhuǎn)型”不同，美國追求的是“清潔能源轉(zhuǎn)型”。
這里的清潔能源，主要包括可再生能源、天然氣和核電。美國能源政策，以及當(dāng)前正在推進(jìn)的清潔能源轉(zhuǎn)型的核心動機(jī)始終是追求能源獨(dú)立，確保能源安全。
美國政府很早就出臺了生物燃料發(fā)展的鼓勵政策。1978年《能源稅收法案》就規(guī)定全國汽油中添加10%的乙醇。《1980年能源安全法案》引入貸款擔(dān)保等融資機(jī)制，鼓勵乙醇燃料和太陽能等新能源發(fā)展；同時(shí)規(guī)定從1980年3月1日起，對石油公司利潤征收50%的暴利稅，主要用于研究和開發(fā)新能源。
卡特政府甚至更為激進(jìn)，1979年成立的“國有”的美國合成燃料集團(tuán)，聯(lián)邦政府連續(xù)5年為其提供了200億美元作為啟動資金，向利用煤炭和頁巖生產(chǎn)氣化和液化燃料的公司提供投資和貸款保證。
所有這些舉措，目的只有一個(gè)，就是替代國內(nèi)石油的消費(fèi)，增加國內(nèi)石油替代能源的生產(chǎn)，減少對進(jìn)口石油的依賴。
從20世紀(jì)70年代末到現(xiàn)在，美國為實(shí)現(xiàn)“能源獨(dú)立”而推動的能源轉(zhuǎn)型主要依靠如下四個(gè)“支柱”：
·一：大力發(fā)展生物燃料，以減輕交通燃料對石油產(chǎn)品的依賴；
·二：鼓勵清潔能源和非常規(guī)化石能源的發(fā)展，包括核電、頁巖氣、煤層氣以及煤炭清潔利用等；
·三：提高能源效率；
·四：積極推動風(fēng)能、太陽能等可再生能源發(fā)展。
總體上，生物燃料和可再生能源都是在2000年以后才開始出現(xiàn)加速發(fā)展態(tài)勢。而且，在“頁巖氣革命”效果顯現(xiàn)之前，上述應(yīng)對措施對于降低美國石油進(jìn)口依賴方面沒有產(chǎn)生實(shí)質(zhì)性影響。
2005年開始，作為美國“頁巖氣革命”的結(jié)果，美國石油進(jìn)口量開始觸頂回落。到2013年，美國石油進(jìn)口量比2005年減少近40%，極大地改善了美國石油安全狀況。
3、能源轉(zhuǎn)型應(yīng)有利于改善我國的能源安全狀況
我國的能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)以煤炭為主導(dǎo)，但進(jìn)入“煤炭時(shí)代”的時(shí)間并不長。
根據(jù)哈佛大學(xué)歷史能源數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)，我國直到20世紀(jì)60年代中后期，煤炭消費(fèi)才完全超過薪柴成為一次主導(dǎo)能源，進(jìn)入“煤炭時(shí)代”。
也就是說，我國進(jìn)入煤炭時(shí)代的時(shí)間還不到50年，而德國煤炭時(shí)代持續(xù)了100多年，美國持續(xù)了65年。從能源轉(zhuǎn)型階段看，在世界平均已經(jīng)進(jìn)入石油時(shí)代的背景下，我們依然處于煤炭時(shí)代。
2010年，我國一次能消費(fèi)中，煤炭消費(fèi)份額為62%，石油消費(fèi)份額為17.8%，天然氣消費(fèi)份額只有3.6%，同時(shí)薪柴依然占有8.1%的消費(fèi)份額。
因此，一個(gè)可以預(yù)期的中期趨勢是我國將從煤炭時(shí)代向石油時(shí)代過渡，即石油和天然氣消費(fèi)份額將進(jìn)一步上升，而煤炭份額將出現(xiàn)明顯下降。
然而，考慮到我國能源資源稟賦狀況和最近二十年來能源供需，特別是石油天然氣供需變化，能源結(jié)構(gòu)的上述變化趨勢將帶來更大的“能源安全”壓力。
2017年，我國原油和天然氣占一次能源消費(fèi)份額為18.3%和6.2%情況下，其對外依存度已經(jīng)分別達(dá)到了68.6%和39%。
顯然，在我國能源消費(fèi)總量達(dá)峰之前，我國原油和天然氣對外依存度進(jìn)一步提高是一個(gè)必然的趨勢。
盡管如此，將這一問題置于50年以上的能源轉(zhuǎn)型大背景下來考慮，應(yīng)該確立一個(gè)基本的思路是：從長期來看，能源轉(zhuǎn)型戰(zhàn)略的事實(shí)應(yīng)有利于減少對外能源依賴，改善能源安全狀況。
如前德國與美國實(shí)踐所表明的，能源轉(zhuǎn)型本身也可以成為改善能源安全助推器。
要使能源轉(zhuǎn)型的能源安全改善效應(yīng)真正變成現(xiàn)實(shí)，需要從當(dāng)下開始，梳理阻礙能源轉(zhuǎn)型的政策、機(jī)制與體制障礙，以“螞蟻搬家”、“遍地開花”的觀念和心態(tài)，利用真正符合可再生能源低能量密度和分散化特點(diǎn)的生產(chǎn)與消費(fèi)方式、商業(yè)模式構(gòu)建可再生能源發(fā)展的產(chǎn)業(yè)生態(tài)，扎實(shí)推動可再生能源發(fā)展。
選擇恰當(dāng)?shù)摹斑^渡能源”是國家能源轉(zhuǎn)型順利推進(jìn)的關(guān)鍵
關(guān)于能源轉(zhuǎn)型的討論和交流，我觀察到一個(gè)有趣的現(xiàn)象：可再生能源圈往往有意無意“高估”可再生能源的現(xiàn)實(shí)影響和沖擊（低估了體制的韌性和利益調(diào)整的難度）；而化石能源圈往往有意無意“低估”可再生能源的現(xiàn)實(shí)影響和沖擊（只看技術(shù)創(chuàng)新，忽略商業(yè)模式與技術(shù)創(chuàng)新交互作用的沖擊）。
而兩者共同一個(gè)的“認(rèn)知陷阱”是：忽略了從“當(dāng)下”到我們討論的能源轉(zhuǎn)型的目標(biāo)之間怎么辦的問題，即如何從一個(gè)以化石能源為主導(dǎo)的能源系統(tǒng)逐漸轉(zhuǎn)向一個(gè)以可再生能源為主導(dǎo)的能源系統(tǒng)。
這個(gè)問題的回答當(dāng)然不簡單，但首要涉及的是“過渡能源”的選擇問題。
德國與美國的能源轉(zhuǎn)型實(shí)踐表明，過渡能源的選擇是一個(gè)國家能源轉(zhuǎn)型戰(zhàn)略的必備要件。選擇恰當(dāng)?shù)摹⒎媳緡鴩榈倪^渡能源不僅有利于能源轉(zhuǎn)型進(jìn)程的推進(jìn)，而且對能源轉(zhuǎn)型的成本高低有著重要影響。
1、美國能源轉(zhuǎn)型明確以核能和天然氣為過渡能源
美國的“清潔能源”轉(zhuǎn)型戰(zhàn)略，明確將天然氣和核能作為通向“可再生、可持續(xù)”能源體系的過渡能源。
這是美國現(xiàn)階段以清潔能源為導(dǎo)向的能源轉(zhuǎn)型戰(zhàn)略下的一個(gè)必然選擇，同時(shí)是美國在能源安全動機(jī)驅(qū)動下，長期鼓勵“非常規(guī)能源”開發(fā)的結(jié)果。
2000年以來，天然氣和核能在美國向清潔能源轉(zhuǎn)型中起到了非常重要的作用。
2000-2016年之間，天然氣份額從26%增加到31.5%，核能份額從7.8%增加到8.4%，非水可再生能源從0.76%增加到3.7%。
同期煤炭消費(fèi)份額大幅下降，從24.6%下降到15.8%，而石油消費(fèi)份額大致保持不變。
因此，美國水電份額有所下降，天然氣份額大幅上升和核電份額穩(wěn)中有升，確保了美國清潔能源轉(zhuǎn)型戰(zhàn)略的順利推進(jìn)。
同時(shí)，較低價(jià)格的天然氣份額增加對于降低美國能源轉(zhuǎn)型成本和推進(jìn)難度起到了關(guān)鍵作用。
2、德國取消核能作為過渡能源妨礙了煤炭和石油下降趨勢
相比之下，德國能源轉(zhuǎn)型戰(zhàn)略是全力推進(jìn)可再生能源發(fā)展，并力圖在2050年前使可再生能源成為主導(dǎo)能源。
其能源轉(zhuǎn)型戰(zhàn)略中不存在明確的“過渡能源”安排。然而，無論是否選擇，“過渡能源”都是能源轉(zhuǎn)型過程中的現(xiàn)實(shí)“需要”。
因此，在沒有確定“過渡能源”及其配套政策，同時(shí)核能發(fā)展又被明確排除在外的情況下，市場會主動選擇“性價(jià)比”最好，但卻未必符合能源轉(zhuǎn)型大方向的過渡能源。
·一是可再生能源份額增長迅速。
一次能源消費(fèi)中非水電可再生能源份額從2000年的0.84%快速增長到2016年的11.7%；
·二是核能從2011年宣布2022年前永久棄核之后，核能份額迅速下降。
2000年核能占一次能源消費(fèi)份額為11.5%，2010年下降到9.9%，2011年快速減少到7.9%，2016年進(jìn)一步減少到5.9%；
·三是天然氣的份額從上升轉(zhuǎn)為下降。
從2000年的21.5%增加到2005年的23.4%，然后轉(zhuǎn)為趨勢性下降。2014年達(dá)到階段最低值20.4%后有所反彈。2016年，天然氣份額回升到22.5%，仍然沒有超過2010年的份額。
然而，德國可再生能源發(fā)展取得很大成績的同時(shí)，非清潔能源煤炭和石油的份額近年來卻有抬頭的趨勢。
石油份額從2000年從38.9%穩(wěn)步下降到2007年的34.4%之后，石油份額開始止跌反彈到2009年的36.7%。
此后，2010-2016年，石油份額圍繞35%左右小幅波動。煤炭份額從2000年的25.6%下降到2009年的23.1%后開始止跌反彈。
2014年煤炭份額再次接近2000年水平，為25.5%。
2016年，煤炭份額為23.3%，仍高于2009年的水平。
可見，德國在加速向可再生能源轉(zhuǎn)型的過程中，由于沒有選擇適當(dāng)?shù)倪^渡能源，同時(shí)將核能排除在未來能源結(jié)構(gòu)之外，導(dǎo)致能源轉(zhuǎn)型過程中煤炭和石油等“非清潔”能源下降趨勢受阻。
德國能源轉(zhuǎn)型沒有主動選擇恰當(dāng)?shù)摹斑^渡”能源的不利影響還表現(xiàn)在褐煤發(fā)電難以下降，對德國電力清潔化和碳減排產(chǎn)生不良影響。
如圖所示，2000-2016年，德國總發(fā)電量中非水電可再生能源份額從5.4%快速增加到2016年的29.2%，同期，雖然硬煤發(fā)電下降較快（從24.8%下降到17.2%），而核能因?yàn)檎咴蜷_始也呈現(xiàn)快速下降趨勢（從29.4%下降到12.4%）。
故而2010年德國褐煤發(fā)電和天然氣發(fā)電出現(xiàn)了相反的走勢：褐煤發(fā)電2010止跌連續(xù)兩年出現(xiàn)反彈，從2011年的23%回升到2012年的25.5%，2013-2014年連續(xù)兩年維持在25%以上，此后開始下跌，但2016年褐煤發(fā)電份額為23.1%，接近2010年水平。
同期天然氣發(fā)電份額從2010年開始停止增長勢頭轉(zhuǎn)而下降：從2010年的14.1%下降到2014年的9.5%，四年下降了4.6個(gè)百分點(diǎn)。近兩年有所反彈，但2016年依然不到13%，不超過2010年的水平。
3、我國能源轉(zhuǎn)型應(yīng)選擇一個(gè)恰當(dāng)?shù)倪^渡能源“組合”
一旦確定可再生能源是未來能源系統(tǒng)的主要構(gòu)成部分，就已確定了我們討論能源轉(zhuǎn)型的時(shí)間跨度至少在30年以上，甚至50年或者更長。
在這一長達(dá)數(shù)十年的“過渡期”內(nèi)，能源品種的替代，能源系統(tǒng)的轉(zhuǎn)型是一個(gè)漸進(jìn)過程。
因此，推動我國能源轉(zhuǎn)型，一方面，要通過體制改革和完善政策機(jī)制，構(gòu)建有利于可再生能源發(fā)展及其技術(shù)創(chuàng)新的制度環(huán)境；另一方面，根據(jù)化石能源近期難以大量退出的現(xiàn)實(shí)，需要選擇一個(gè)恰當(dāng)?shù)倪^渡能源“組合”。
我國國情決定了我們不可能像美國選擇1-2個(gè)品種作為過渡能源，而只能選擇一個(gè)包括核能、天然氣、煤炭、石油在內(nèi)的“組合式”過渡能源。
“過渡能源”的含義，不僅是指這些能源利用在排放上要符合清潔、低碳的要求，更重要的是，在利用方式上要更具“靈活性”，使其能較好的與未來能源系統(tǒng)“兼容。
因?yàn)橐钥稍偕茉礊橹鲗?dǎo)的未來能源系統(tǒng)中，“系統(tǒng)靈活性”是最大的稀缺資源，因此，越大越好的傳統(tǒng)利用方式要“有節(jié)制”的發(fā)展，以降低未來成為“擱置資產(chǎn)”的風(fēng)險(xiǎn)。
這些過渡能源組合中的能源品種，在滿足低碳清潔的條件下，能夠以具有競爭力的成本提供“靈活性”的能力越強(qiáng)，則在能源轉(zhuǎn)型進(jìn)程中的生命周期越長。此外，作為過渡能源，應(yīng)該有利于改善我國能源安全狀況。
從上述前兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)看，天然氣顯然是作為過渡能源的最佳選擇。
相對于其他化石能源，天然氣不僅相對“清潔”,而且從利用方式上，兼具集中式和分布式特點(diǎn)，是化石能源系統(tǒng)向可再生能源系統(tǒng)轉(zhuǎn)型的最佳橋梁。
但從我國實(shí)際情況看，天然氣作為過渡能源存在兩個(gè)不足：一是天然氣價(jià)格缺乏競爭力，影響市場滲透率；二是從我國目前天然氣勘探開發(fā)情況看，天然氣份額的快速提高將大幅增加我國能源對外依賴度，不利于能源安全狀況的改善。
因此，從必要性和可能性考慮，天然氣作為過渡能源，將有一個(gè)適度的份額，但不宜過度依賴。
核能作為“無碳”能源，成本具有一定的市場競爭力，是我國能源轉(zhuǎn)型進(jìn)程中過渡能源的較好選擇。但從未來能源系統(tǒng)特點(diǎn)和要求看，核能在過渡能源組合中的地位，根本上取決于其供能的“靈活性”程度。
綜合考慮清潔低碳、經(jīng)濟(jì)性、靈活性和能源安全等要求的情況下，天然氣和核能近中期可能也難以完全“承擔(dān)”過渡期職責(zé)的情況下，煤炭與石油的清潔利用應(yīng)作為一個(gè)退而求其次的選擇。
當(dāng)然，即使是天然氣，同樣存在進(jìn)一步清潔利用問題。這些清潔能源利用技術(shù)的進(jìn)展和商業(yè)化時(shí)間，將不僅影響過渡能源“過渡期”的長短，而且決定各過渡能源品種的相對地位。
比如，如果二氧化碳的資源化利用技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)規(guī)模化推廣和商業(yè)應(yīng)用，解決了目前化石能源系統(tǒng)二氧化碳大規(guī)模排放問題，則煤炭、石油和天然氣均可成為“無碳”能源，這將對未來能源結(jié)構(gòu)發(fā)生重大影響。
此外，核聚變技術(shù)的研發(fā)和工業(yè)化進(jìn)展，將不僅影響目前的核能利用方式和壽命，而且對未來能源轉(zhuǎn)型方向和路徑產(chǎn)生不可忽視的影響。
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