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十年反思录--低碳发展与能源转型
发布日期: 2018-04-11   阅读:259

能源转型(Energy Transition)在过去的10年正日益成为一个与大众广泛关系的政策和社会议题。尽管人们对于转型的内涵与含义等具体议题,并没有足够充分的讨论与共识。

在2008年左右,“低碳经济”成为一个热点词汇和学界研究的热门,成为应对气候变化问题的一个阶段性顶点。

2007年政府间气候变化组织(IPCC)被集体授予诺贝尔奖;我国在OPEC 2007会议发出“发展低碳经济”的主张;2008年“两会”,全国政协委员吴晓青建议明确将“低碳经济”提到议题上来;同年,欧盟碳市场第二阶段的碳价格达到历史最高(接近30欧元/吨CO2e),之后一路下跌,直至跌破5欧元/吨;国内清洁发展机制(CDM)项目申请如火如荼,低碳城市试点,环境交易所建设雨后春笋般涌现。

2009年的Copenhagen气候大会上,我国第一次确定量化具体的减排目标(2020),各国政府、国际机构、全社会高度关注,但事实上却以“接近失败”,如果以达成一致性的自上而下减排任务协议为标准。自此,国际气候谈判基本上告别了“自上而下”分任务的方式,而转而求助于“自底向上”自主贡献(比如国家自主减排贡献NDC等),城市、行业、地区分散化的气候行动为主的方式。

愈发严峻的能源环境形势,使得“控制能源消费总量”的讨论也在基于实现“十一五”(2005-2010)节能减排目标而从2008年开始发端,在2010-2013年形成热点。吊诡的是,这种讨论在如此长的时间,基本维持在讨论“政策目标必要性”的严峻形势层面,不断猜测永远存在多种可能性与不确定性的2020年的能源消费到底是40亿吨,还是41亿吨,39亿吨还是其他,而丝毫没有涉及到“政策目标确定的价值标准”、“政策工具设计的有效性、效率与分布式影响”等问题,从而沦为了极其贫乏的公共问题讨论。

本文中,作者将结合2008年以来的历史事件,以能源转型为着眼点,解读已经发生的事实、信息与争论,并尝试给出基于公共政策与企业战略两种截然不同视角的分析与评论。

能源转型的必要性——社会生产率提高的要求

能源转型的必要性,首先是社会生产率的提高,这一点在煤炭上体现的最为典型。

2008年,山西采矿业从业人员达到71.7万人,连续7年增加,当年煤炭产量7亿吨左右;内蒙古2008年煤炭行业从业人数约15万人,煤炭产量5亿吨左右。到了2017年,内蒙古煤炭产量接近9亿吨,而山西的产量为8.5亿吨,而山西省煤炭行业直接就业人数由于去产能人员分流等原因也出现了万人规模的明显下降。二者对比,内蒙古的人均生产率是山西的5倍左右。

煤炭行业的转型与结构变化,是随着技术进步与时间推进必须要发生的。曾几何时,一个井下工作面可能超过200名作业人员,而我国的煤炭技术、安全规划要求,到2020年,要全面实现井下无人值守,建设采煤自动化工作面。所以,即使不存在环境与气候约束,这种转型仍是不可避免的——或快或慢。这是涉及企业竞争力的问题。

从企业视角而言,我国的煤炭企业,其转型的挑战并不是区分何种视角的“清洁发展”,而是一个基本竞争力的问题,与其他能源的竞争,以及与国外同行的竞争。

能源转型的必要性——本地环境质量与经济效率

从我国的能源结构来看,煤炭比重过大是一个明显的问题。这一“过大”,造成了系统的成本上升,从而具有经济效率改进的空间,这突出的表现在:

1、煤炭的使用,特别是直接的燃烧,造成了严重的环境污染与健康损失。技术的进步可以改善煤炭的表现,但是起码过去所有国家的经验都证明,所有这些进步效应都与煤炭造成的危害不可相提并论,煤炭仍旧是“脏”的。

2、煤电在电力系统中份额过大,每年只有几百小时利用率的负荷部分,也通过煤电调峰去满足。这有悖于系统成本最小化的基本经济效率原则。

3、大容量、远距离的基荷燃煤发电送电,造成了诸多的经济无谓损失。通过压低送电价格,使得整个体系貌似可行,使得完全可以依靠进口更清洁廉价能源——比如液化天然气的东部沿海地区也患上了“煤炭依赖症”。

煤炭的更多地使用,无关乎能源安全(已经足够安全了),更多的是在经济效率与环境质量上的得不偿失。

能源转型的必要性——气候变化问题与可再生能源的特性

IPCC的文献综述显示,要在本世纪末实现温升不超过2度的目标(对应66%的概率),整个能源与生态系统的碳排放只有大约1万亿吨的CO₂当量预算。这意味着,如果目前的排放不明显减少,那么在不到20年的时间内这一预算就要耗尽。而现存燃煤电厂在其剩余的寿期(如果正常退役)的排放就要超过这一预算的1/3。

如果坚持这一目标(更不要说更紧的1.5度目标,整个预算只有4500-6000亿吨预算),由于人为温室气体排放增加造成的气候变化问题,其挑战的量级似乎要大于之前全体人类面临的所有问题。要实现这一目标,目前探明可采储量中,80%以上的煤炭、50%的石油与40%以上的天然气,都需要永久地留在地壳中。

如果化石能源的份额在今后的十几年与几十年,无法实现大幅度的下降,甚至是总体上的负排放(借助一些生物质碳回收技术等),那么无疑意味着应对气候变化重大议题的失败。也就是说,可再生能源占据更大的结构份额,甚至成为主导能源,是必须要实现的气候安全目标。

那么,可再生能源(风电、光伏)能量密度低、分布分散、出力波动的特点,必须有一个全新的基础设施系统(比如输电网与配网)与之相配合。这个系统,是过去形成的能源系统继续线性发展进化所无法实现的,必须以“革命”的转型形态出现。

煤炭“长期主体”地位不可改变——含义模糊与无政策行动含义的论断

《煤炭工业“十二五”规划》开篇提及,“在未来相当长时期内,煤炭作为主体能源的地位不会改变”。与此类似,诸如“二三十年内不会改变”,“资源禀赋决定了煤炭主体地位不变”等等类似说法很多。

如果煤炭在一次能源消费中的比重代表其地位,那么“主体能源地位与否”的标准是什么,是 70%、50%还是 30%?本来,这一比重就是在一个连续变化的区间,并没有什么“主体”、“非主体”与二者判断的标准,而存在任意多的可能性。并且,这一“主体”地位的含义是相当模糊的。

它的含义是说“快速降低煤炭的比重是不可能的吗”?这将又是一句没有任何含义的表达。因为如果说煤炭比重下降是个共识,那么“多快算快”就又是一个连续区间的问题,从 0%到任意大的百分比,这完全取决于煤炭直接与间接限制政策的松紧程度。从而对应于不同的松紧程度,考验整个能源系统的惯性与转型难度、经济损失的承受能力,乃至政治领导人的政治心理。

历史上,英国的天然气比重在10年内从5%上升到40%,意大利的火电在4年内(2012-2015)从80%下降到50%以下。这个问题是个连续性问题,更确切的表达是“额外于自然趋势的下降速度对应的经济损失与政治上的可行性”。

“煤炭为主体”的含义是意味着煤炭的清洁化很重要吗?那不一定。根本的标准还在于从全社会整体的角度,实现既定的减排目标,哪些方式是成本最低的。以减少煤炭污染为例,这些潜在的方式既包括提高排放效率的清洁化标准,也包括减少煤炭利用设施的活动水平、进行燃料替代等。边际成本低的减排选择,应该首先去实现与采用。

那么,提高煤炭的排放清洁化程度一定比直接弃用煤炭的减排成本低吗?某些情况下是这样,但是显然也有相当的可能排放进一步降低的成本很高(比如在脱硫水平已经很高的情况下进一步提高标准,比如加装碳回收的 CCS 装置,既增加大量投资又损失能源效率),而比不上直接实现煤炭的替代。如前所述,如果环保的目标过紧(比如本地污染物完全要求零排放,或者推行气候 2 度目标),那么显然,清洁化利用技术的剩余排放仍旧显得过多、过贵(如果征收排放税),那么减少煤炭利用,而不是促进清洁化就是唯一的选择了。先认定煤炭是主体,然后推导出“清洁”很重要,似乎限入了循环论证。

因此,“煤炭在长期仍旧是我国的主体能源”这一论断,信息含量有限,跳过了能源转型的必要性带来煤炭的或松或紧的各种约束条件——无法指明未来增量与边际意义上的改变;缺乏政策与行动含义——我们是否必须实现减煤目标,以促进整个体系结构的优化与环境质量的改善。即使,我们都同意与承认,“替代能源,不可能完全取代传统能源”,也就是说:替代能源不可能是100%的。那又如何呢?关键的问题在边际上额外的变化。

在后一点上,跟“中国煤炭消费已经达峰”的论断类似,它无法导出主动的、能动性的,对应于我们未来目标与任务有效的、额外于目前政策安排的进一步的减煤控煤政策。中国煤炭消费已经达峰,这或许是对的,或许不对。但是一方面,这种达峰,如果是一个自然的结果而不存在额外的长效机制上的努力,那么本身并没有什么正向的含义;另一方面,也意味着这种达峰并不一定是稳固的。笔者的“预测”性质的观点是“2013年以来的煤炭消费低谷,大部分是经济周期作用的影响,未来如果没有新的额外的政策,煤炭的反弹,乃至进一步创新高,是完全有可能的”。然而,这种创新高的可能,将意味着我国的公共政策,甚至整个人类的失败。我们不能让它成为现实。

这无疑,是中长期尺度上,我国能源转型的一大要义——不断地降低煤炭在整个能源结构中的份额。即使完全不关心气候变化,也是这样,这是生产率提升与改善环境质量的根本要求。因为必要,所以必须具有可行性。如果我们真的关心,那么,这一节奏需要大大的加快。

能源转型主要在机制与政策模式的转型

在更一般的视角上,笔者很不情愿将“能源转型”简化为“可再生能源替代煤炭等化石能源”(虽然笔者也承认,我们的选择其实相当有限)。这将不具有短期稳定性——有些基于特定条件的煤炭反弹是符合经济效率的,并不存在“逆替代”一说;而经济效率是目标,往往是比环境减排(往往是约束)要求更大的大道理。

能源转型要实现足够的水平,本身是需要额外的机制与政策的。而作为合格的机制以及最优的政策,往往需要是“技术中性”的,也就是追求机制的经济效率与其执行中的激励相容,而不是偏好某种特定的技术。一种技术获得优势地位,应该是其本身属性决定的,而不应该是这种机制安排本身。合适的目标,往往只有通过合适的机制与政策工具,才能既不过度也不亏欠地实现。

能源转型,意味着长期尺度上社会经济系统进化的重大含义——更加地分散与自主决策,更好更灵活的协调机制,更强的韧性与面临突发事件的稳健。能源转型,更多的应该是确定的经济社会环境目标下必要的中性机制与特定政策的讨论。这对于我们这样一个前计划经济国家,往往是更加具有意义的,是对传统的“说个优点,就是好的,好的就给好处,获得补贴与特权”的能源管制与政策模式的最大颠覆。

小结

能源转型的必要性逐渐成为共识,这是经济效率、生产率提升的需要,是提升本地环境质量的需要,更是应对气候变化,保护气候安全的需要。从2008年开始,我国的能源转型已经出发,并且,我们越来越清楚“到哪里去的问题”。但是,足够水平的能源转型从来就不会自动发生,成为一种趋势。如何以最低的社会成本,实现我国的能源转型,比如2050年50%可再生能源,以及电力部门80%可再生能源,考验着社会、政府、公众与能源行业的从业者。