光伏風電上位難點知多少？
發布時間：2023-12-27 點擊量：347
近年來，在應對全球氣候變化成為國際主流議題的大背景下，以大力發展可再生能源替代化石能源為主要內容的能源轉型已成為很多國家能源政策的重要內容。根據國際可再生能源咨詢機構“21世紀可再生能源政策網絡”(REN21)的數據，到2015年初，已有至少164個國家擁有可再生能源發展目標，約145個國家頒布了可再生能源支持政策。同時，越來越多的國家制定了100%可再生能源或可再生能源電力目標。
然而，雄心勃勃的發展目標難以掩蓋能源轉型進程的艱難。即使是作為全球能源轉型“優等生”的德國，面對強力推動可再生能源發展進程中所產生的問題，最近也不得不調整策略：在強調2050年實現可再生能源發電比例80%目標不變的同時，降低對可再生能源設施補貼，并使可再生能源附加費分攤更加“公平”，等等。在這種情況下，很有必要對多重目標約束下的我國可再生能源發展實踐進行深刻反思，以利未來我國能源轉型的順利推進。
一、 我國當前能源轉型的難度與復雜性前所未有
相比世界其他主要經濟體和能源消費大國，我國“能源轉型”的難度和復雜性可能居于首位。大體上，我國能源轉型之難有四：
一是能源消費體量大。我國已經成為世界第一大能源消費國。按照BP世界能源統計的數據計算，2014年，我國一次能源消費量為29.72億噸油當量，相當于德國的9.6倍，日本的6.5倍，英國的15.8倍。
二是我國工業化和城市化均未完成，能源消費總量還處于遞增階段，能源消費總量在一段時期內依然有繼續增長的內在動力。而德國、日本、英國和其他后工業化國家已經進入能源消費總量下降階段。
三是我國能源消費結構中煤炭占比極高，而作為化石能源中“清潔能源”的天然氣占比非常低。2014年，煤炭占我國一次能源消費份額為66%，全球僅次于南非(70.6%)，是世界平均水平(30%)兩倍多;天然氣份額僅為5.6%，屬于全球最低的國家之一，而世界平均水平為23.7%。
四是碳減排壓力大，時間緊。2014年，我國二氧化碳排放量為97.6億噸，居全球第一。2000～2014年，二氧化碳排放年均增長7.6%。2014年11月12日，中美兩國在北京發布“中美氣候變化聯合聲明”。中國承諾到2030年碳排放達到峰值。雖然近幾年碳排放增速下降將快(2009～2014年排放年均增速為4%)，但中國碳排放要從目前的增長下降到零增長，僅有十五、六年的時間。總之，無論從能源的量級，能源需求的增長，還是能源結構和碳減排目標看，我國的能源轉型將面臨前所未有的、其他國家所難以想象的挑戰。
二、 影響當前我國能源轉型推進的首要障礙
上述“四難”當然會增加我國能源轉型的困難，但并不是影響我國能源轉型推進的最主要障礙。當前，我國能源轉型的首要障礙在于，產業界、理論界和實操部門不同程度地存在著對能源轉型簡單化、程式化理解傾向。在這一思維和觀念影響下，影響我國向可再生能源轉型的障礙主要表現在三個方面：
第一，能源轉型被簡化為單純“提高可再生能源份額”問題，能源轉型的推進也被歸結為完全取決于政府的“決心”。似乎只要政府政策力度大，補貼到位，能源轉型就能成功。德國成為向可再生能源轉型“模范生”的同時，其付出的可再生能源補貼規模也是龐大的。2013年，德國環境部部長曾表示，如果不收縮項目規模，德國的“綠色革命”在未來二十年成本將達到1萬億歐元(不包括已經花費的幾千億歐元)。因而，不久前國內產業界掀起了一場中國發展可再生能源能否負擔得起“高昂”補貼的爭論。
第二，目前的主流觀點傾向于把可再生能源的成本競爭力作為向可再生能源轉型的關鍵問題，認為隨著風電和光伏發電成本進一步下降到可以與常規能源競爭，向可再生能源發展面臨的問題就迎刃而解。然而，向可再生能源轉型中的關鍵問題其實不是成本問題。事實上，即使在現有市場制度沒有將化石燃料發電外部成本內部化的情況下，目前風力資源條件良好的陸上風力發電成本已經足以與化石燃料電廠展開競爭。
而在考慮化石能源外部性成本的條件下，風電、光伏發電的發電成本已經低于化石燃料發電成本。Ecofys能源咨詢公司2014年為歐盟委員會起草的一份研究報告指出，在考慮外部性成本的情況下，陸上風能和太陽能發電的度電成本分別為0.105歐元和0.125歐元，已經低于天然氣發電(0.164歐元)和煤炭發電成(0.233歐元)。當然，目前全球沒有一個國家建立基于“完全成本”的電力交易市場，但這表明了風電和光伏電力已經具備了與化石燃料競爭的技術和成本基礎。
第三，能源轉型的長期性和復雜性沒有得到正確理解和足夠重視。人類歷史上的能源轉型都需要經歷相當長的時間：煤炭取代薪柴成為主導能源經歷了140年左右，石油超過煤炭成為主導能源經歷了90年左右。可再生能源由于能量密度低、資源的位置限制、“轉換效率”等方面的限制，其要替代化石注定要花更長的時間。
比如，從19世紀70年末代利用法國最早水力渦輪機發電開始到今天，經歷了130多年，水電在全球一次能源消費中的比重僅為6%左右。20世紀30年代風力渦輪機發電，60年代光伏發電產生以來，目前風電與光伏發電在全球一次能源中的比重只有2%多一點。
然而，實踐中，向可再生能源轉型的這種“長期性”和“復雜性”沒有成為推動我們全面、深入研究能源轉型的動力，反而被一些不愿意推進能源轉型的市場主體作為理由，拖延轉型進程。
筆者認為，缺乏對能源轉型具體歷史進程的深入研究和深刻理解，是導致對能源轉型的簡單化理解，進而造成當前我國能源轉型實踐戰略思維缺位，政策應對抓不住主要矛盾，往往是“頭疼醫頭”，甚至是“頭疼醫腳”的重要原因。
三、 完整理解能源轉型的內涵是有效推進能源轉型的前提
簡而言之，能源轉型通常表現為一次能源品種主導地位的更替，“新”能源取代“舊”能源。但是，“新”能源份額的提升只是能源轉型的一個淺層表現，或者說，僅僅是一次成功的能源轉型的自然結果。
對一個國家而言，完整理解能源轉型的內涵是確立正確的能源轉型戰略，以及能源轉型能夠順利推進的前提。筆者認為，至少應從如下三個方面來理解很多國家當前正在推進的能源轉型：
首先，能源轉型決不僅僅是在現有能源體系中單純提高可再生能源或非化石能源比重，更重要的是要有能源體系的結構性變化。也就是說，與化石能源特性完全耦合的現有能源體系，特別是電力系統必須變革以適應可再生能源分布式、小功率特點。
沒有能源體系，特別是電力系統的適應性變革，現有能源體系容納可再生能源發展的空間相當有限。德國可再生能源十多年來的快速增長，除了眾所周知的政府政策強力支持外，法律強制電網企業為適應可再生能源的發展而進行電網智能化變革至關重要。可見，把能源體系變革作為能源轉型的一個核心要求，才能更好地理解可再生能源發展的正確方式與真實空間。
其次，每次能源轉型都會涉及到利益關系的再調整，都會產生失敗者和成功者。隨著石油逐步替代煤炭，石油供應商及相關企業崛起，部分煤炭供應及相關企業倒閉。隨著可再生能源對化石能源的替代的深入，可再生能源企業與化石能源企業之間的競爭將日益激烈。當然，被替代者也不甘失敗，會采取各種措施反擊，包括游說政府的支持，但最終難以抵御能源轉型大趨勢。
在這種情況下，如果政府不能正確把握能源轉型的大方向，以及由此導致的利益關系的再調整，或者受到“舊能源”集團的游說，有可能會出臺阻礙能源轉型的政策。
比如，19世紀初，當荷蘭傳統主導能源“泥炭”的消費地位受到發熱量更高的進口煤炭威脅時，荷蘭政府采取各種措施，包括征收煤炭進口關稅，來保護本國泥炭產業。結果不僅延遲了荷蘭能源體系向煤炭轉型，而且使本已開始衰退的荷蘭經濟雪上加霜。
最后，對當前能源轉型的長期性和復雜性要有清晰認識與足夠重視，尤其是電網系統要主動進行變革以適應可再生能源發展的要求。從能源轉型的歷史看，一種能源替代另一種能源，并獲得主導地位，需要幾十、甚至上百年時間。
當前的能源轉型，主要內容是可再生能源對化石能源的替代。從寬泛的意義上講，也可以說是非化石能源對化石能源的替代。與歷史上的能源轉型相比，其長期性和復雜性均更甚一籌。
從長期性看，作為替代能源主力軍的可再生能源，其能量密度與被替代的化石能源相比并無優勢。即使考慮到政策的“幫助”，也需要更長的時間來使其孕育出競爭優勢，方有可能成為主導能源。
從復雜性看，可再生能源是多個品種的集合，其中任何一個能源品種都不具備成為單一主導能源的“潛質”。而且，這些可再生能源品種的技術特性也不完全相同，水電基本與現有基于化石燃料的“大規模”電力系統兼容，風能和太陽能則更適合分布式、小功率，生物質能分布式集中式均可。要將這些能源利用技術整合為一個有機“新”能源體系，將面臨更多的技術、組織和制度方面的復雜性。對此，政府的政策制定與實施部門應予高度重視。
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