一、能源转型的国际趋势
全球变暖影响到所有国家,需要通过国际努力加以解决。巴黎协议是应对气候变化的重要里程碑。在会议上世界上首次几乎所有国家承认全球变暖的威胁,并且普遍认为“控制全球气温并使气温与工业革命以前的水平相比不高于2摄氏度,努力把温度差控制到1.5摄氏度以下”迄今为止,已有180多个国家向联合国提交了所谓的国家自主贡献(NDCs),并公布了国家温室气体减排目标。
全球能源转型成功的关键要素:
▶国际经验交流互鉴。
▶明确的长期目标,制定和定期修订中期目标,灵活的思路调整短期目标。
▶允许跨部门优化能源的综合方法。
此外,在过去几年中,许多国家已开始将其能源系统转型到以可再生能源为基础的更加可持续的能源供应系统。因此,中国能源系统的转型应该放在全球类似发展的背景下看待。到目前为止,所有这些国家采取的路径大相径庭,这是由于能源转型取决于若干变量,例如它们的时间和起点、地理位置或它们的政治和社会环境。本报告简要概述了中国能源转型的现状,然后通过案例研究来说明这一变化:
欧盟(EU)作为全球最大的市场,是全球领先的参与者,也是应对气候变化的坚定倡导者。随着“欧洲所有人的清洁能源”一揽子计划,欧洲能源转型的重要立法目前已经通过。
德国作为欧洲最大的经济体和人口最多的国家,是一个旨在实现经济脱碳的高度工业化国家的一个特别好的例子。全世界都在聚焦德国煤炭委员会煤炭逐步退出的实现路径。
丹麦在可再生能源,特别是风能以及电力和供暖系统的转型方面被广泛认为是先锋。最近,丹麦的政党达成了雄心勃勃的新能源协议。
美国是一个拥有复杂政治制度的广袤领土国家,是上述各种变数的另一个例子。
这些国家都具有在高度动态和国际交织的环境中行动的经验,同时将其能源系统从相当集中的方法(基于化石燃料的持续能源生产)转变为更加分散的系统,从数千个能源生产中产生波动的能量设施(风能,太阳能和生物质能)。这要求政治和监管具有明确的长期愿景,短期内构建坚实基础,以及定期修订的中期目标,并通过持续调整加以实现。
二、中国
1.建立清洁低碳、安全高效的现代能源体系
中国正处于为建立未来能源体系的能源转型初期。在十九大上再次强调,中国将推动能源生产和能源消费革命。报告明确指出,中国经济发展将从高速增长转向高质量增长,这也是适用于能源行业的发展模式转型。通过把2020年、2035年和2050年作为3个重要时间节点,中国谋划建立“清洁低碳、安全高效的能源体系”。
本章总结了2018年中国能源转型所取得的成就和为实现2030年发展目标中国能源未来的发展趋势。在对2018年能源消费、碳排放和电力结构变化进行简要回顾后,我们总结了最近的变化和新公布的政策,特别是有关可再生能源和未来阶段的政策——补贴退坡。中国已开始实施可再生能源义务,可再生招投标政策以及无补贴的风电和光伏示范。中国政策制定者正面临着国家碳排放交易体系(ETS)和区域电力现货交易市场建设延迟的局面。本章最后总结了中国能源转型整体所面临的挑战。
中国仍面临碳减排压力
2018年,中国的二氧化碳排放强度(单位GDP的二氧化碳排放量)下降了4.0%,能源强度(单位GDP的能源消耗)下降了3.1%。虽然两个强度均有所下降,但火电发电量仍增长了6.7%,第二产业能源消费增长了7.6%,这意味着二氧化碳排放和能源强度的改善主要是经济产出超过碳排放和能源消费增长的结果。不断增长的第二产业能源消费可能会对中国的煤炭总量控制和碳减排政策施加压力。
能源消费结构持续转变
中国正在努力实现煤炭能源转型并已取得了进展,其中包括扩大其他能源,以及限制关键地区的煤炭使用。2018年,中国的一次能源消费总量约为135.98PJ,年增长率为3.3%。虽然原煤产量增加了4.5%,但其在一次能源消费总量中的占比首次降至60%以下。同时,2018年原油消费量增长6.5%,天然气消费量增长17.7%。中国越来越依赖石油和天然气的进口:2018年石油消费总量的70.9%和天然气消费总量的45.3%均来自于进口。
用电量持续增加
2018年中国总用电量达到6846太瓦时,年增长8.5%,是2012年以来的最高的年增长率。第二产业贡献了5个百分点,其中高端科技和装备制造业的电力消费增长了9.5%。在电信、软件和信息技术的带动下,第三产业消费也将急剧增长。随着城市化、供暖电气化和生活水平不断提高,住宅用电量也继续呈现强劲增长态势。
煤电回暖,可再生能源仍继续增长
2018年,中国新增了120GW的电力装机容量,总装机容量达到1900GW。非化石能源占这一新增装机容量的73%。2018年,中国电力行业发电量为6990太瓦时时,其中30.9%来自非化石能源,26.7%为可再生能源,其余为核能。中国新增风电装机容量20.59GW,其中47%位于中东部和华南地区,风电发展在全国更多地区呈现出多样化发展的态势。中国新增太阳能光伏装机容量44GW,比2017年的新增装机容量下降了17%,但高于市场预期。分布式太阳能光伏发电的新增装机容量占增量的47%。太阳能光伏市场呈现出集中式和分布式并行发展的局面。
图:2018新增装机容量(左);2018年发电量增量(右)
图:2018年中国弃风电量(左)和弃光电量(右)
发布可再生能源配额制度征求意见稿
中国计划在2019年确立和发布实施省级可再生能源消纳目标。实施机制包括省级电网公司强制执行的可再生能源配额,以及使合规实体履行其义务的绿色证书。政府在2001年启动了中国可再生能源发电配额制相关政策的制定。由于省级反对和其他因素,该政策经历了近二十年的延迟。2017年,国家能源局(NEA)重新启动了该流程,并于2018年11月发布了第三份可再生能源发电配额制政策征求意见稿。该政策明确了鼓励可再生能源消纳的目标,特别是增加现有风能和太阳能的短期利用率。它还旨在解决弃风弃光、省间可再生能源传输通道受阻以及可能阻碍大客户购买清洁电力的双边电力交易等问题。国家能源局按省设定可再生电力消纳目标,并提供实现这些目标的措施。参与主体包括省级电网公司、国有和私营配电网公司、电力零售公司、拥有自己发电厂的工业企业,以及参与双边电力交易的大型终端用户。预计该政策在2019年生效。
2019年以后新建风电项目需要参与招投标
国家能源局正大大力推进降低新建风电项目的上网电价。自2019年年初以来,中国相关部门要求所有新建省级集中式陆上风电和海上风电项目需要参与投标,以获得建设允许和上网电价补贴。评估中出价价格权重至少占40%。2018年12月,风资源丰富的宁夏公布了第一批风电项目的竞标结果。结果显示,价格并不是决定中标的唯一因素。
图:宁夏陆上风电竞标结果
全国统一光伏招投标系统正在研究讨论中
中国在可再生能源招标方面拥有长期经验:国家发改委于2003年启动了第一批可再生能源项目招标。自2016年以来,政府要求所有公用事业规模的光伏项目均需要参与招标。作为对使用竞争性招标方式降低上网电价补贴金额地区的奖励,政府按比例提高年度省级光伏建设配额。这项旨在降低成本和减少补贴负担的政策已部分实现了这些目标。政策制定者正在研究一个全国范围的太阳能招标系统,以取代省级上网电价配额。一种可能的实施方案是,在全国范围内的招标过程中,省级政府将向国家能源局提供当地招标项目清单,国家能源局将低价中标的方式选择项目,直到年度补贴金额用完为止。省政府必须确认新增装机容量可以实现本地消纳。
图:中国的光伏发电招标政策路线图
计划扩大无补贴的风电和光伏项目
2019年1月,国家能源局和发改委联合宣布了一项计划,在风能或太阳能资源优越、地方用电量高的地区推出无补贴的风能和太阳能试点项目。由于这些试点项目不需要国家政府补贴,其容量不会影响年度省级风电和太阳能上网电价项目建设配额。试点项目的上网电价必须与当地煤电上网标杆电价相同或更低。通过提供另一手段以促进可再生能源发展和降低成本,试点政策应该有助于在一些有成本效益的地方扩大风能和太阳能发展规模,并加速逐步淘汰补贴。预计中国在“十四五”(2021年至2025年)初期,风能和太阳能将不再获取任何补贴。
国家碳排放交易体系建立一周年
中国的国家碳排放交易体系于2017年底正式启动。当时,建立碳排放交易体系的时间表包括准备阶段、试运行和正式运行三个阶段。中国碳排放交易体系目前仍处于准备阶段;中国一直致力于监管体系建设,基础设施建设,主要排放实体的历史排放数据核查,能力建设以及发电行业的碳交易。已经建立了一个国家数据上报系统,其中包括2016年和2017年的工业排放数据。虽然分配系统的设计尚未公布,但南方能源观察从业内人士了解到,国家已经确定了适当从紧的碳配额原则,同时现代试点普遍采用基准线分配法。
电力现货市场试点延迟
国家发改委和国家能源局于2017年8月共同宣布了第一批电力现货市场试点。这些试点覆盖了8个地区,并计划在2018年底完成市场设计。几乎所有试点都因2018年的各种困难而遭遇延迟。例如,浙江试点在政府和电网公司之间就电网参与市场组织和年度账户结算存在分歧。省级煤炭消费限制也会影响火电厂的市场地位。政府要求八个现货市场试点加快研究和准备启动现货市场和起草市场运作规则。试点应该在2019年6月底前开始试运行,并解决相应的障碍,各省应每月向上级政府部门报告进展情况。目前,已经启动了三个试点:广东,甘肃和山西。虽然省外电力不能参与交易影响其反映实际电力需求和供应信息的能力,但广东现货市场正在顺利运行。该系统还缺乏辅助服务市场和金融期货等支持机制。
现货市场形势对风电和光伏市场竞争的影响
在电力现货市场的第一个运营期,可再生能源可能面临与煤电竞争的更大的挑战。“十三五”规划(2016年至2020年)明确要求,到2020年,在没有补贴的情况下,风电应与煤电上网标杆电价竞争,太阳能光伏应与零售电价竞争。目前风能和太阳能很可能较为容易地达到目前的煤电上网标杆电价,但市场交易可能导致煤电价格仍然较低,从而降低风能和太阳能的竞争力。目前,环境税和其他外部性的税费价格太低,不会对煤电相对于可再生能源的价格产生重大影响。
2.展望:“三大变革”是中国能源领域的未来发展趋势
在十九大、政府提出了3大变革,以促进经济发展,包括经济发展质量变革、效率变革和动力变革。国家能源局在2018年的工作中在以下几个方面深入贯彻落实了这一理念。质量变革是关于通过淘汰煤炭和扩大可再生能源规模以优化现有和增量能源结构。效率变革促进了能源工业的协同发展,从而提高了整个能源系统的效率。动力革命依赖于技术和市场导向的创新战略,以推动和多样化能源领域的发展。根据国家可再生能源中心(CNREC)的预测,中国应在未来10年左右时间每年增加150~350GW的风电和太阳能光伏发电装机容量,其中风电为65~183GW,太阳能光伏为71~183GW,以实现低于2°C的目标。从长远来看,在这种情况下,风能和太阳能将主导电力领域的电力供应。
图:低于2℃情景下2017年至2050年风能和太阳能发电装机的年增长情况
3.结论
2018年,中国在能源转型以及可再生能源政策制定方面采取了多种措施。中国能源消费继续降低对煤炭的依赖,但由于第二产业的强劲增长,碳排放量仍有所上升。由于生活和经济水平的提升,电力消费增长越来也快。在发电领域,风电和光伏发电迅速增长,长期存在的弃风弃光问题开始得到改善。
为了建立清洁低碳、安全高效的能源体系,政府为了促进可再生能源大力发展采取了一系列新政策和相关法规。2018年,国家能源局要求所有新建风电项目自2019年起参与招标,并启动了无补贴的风能和太阳能发电项目,这些项目将获得相应的激励。目前,可再生能源配额制和全国太阳能招标系统正在研究和讨论中。这些努力将有助于促进具有成本效益的可再生能源发展。未来,中国的能源转型将侧重于发展质量、效率和动力的提升。
三、欧盟
1.欧洲能源转型的主要驱动因素和长期能源目标
欧盟有成为应对气候变化的主导力量的雄心。欧盟已同意将其2014~2020年预算的至少20%—高达1800亿欧元—用于与气候变化相关的行动。欧盟范围内的能源体系转型被视为经济脱碳的重要推动力。可以通过实施共同的有针对性的政策和推进欧盟的结构一体化来实现脱碳。
除了经济脱碳化之外,欧盟还在能源转型过程中追求另外两个重要目标:第一,降低欧盟对能源进口的依赖(目前能源进口占欧盟能源消费总量的50%以上),方法是在提高能源效率的同时,提高可再生能源在能源消费总量中的占比。第二,考虑到全球对清洁能源供应的需求和新技术的不断发展,促进新兴产业的增长和就业,以实现更可持续的可再生能源系统。
欧洲理事会于2009年10月确定了这一目标,即:“与1990年的水平相比,到2050年将温室气体排放量减少了80~95%的长期目标”。2014年10月,欧盟商定了更具体的欧盟2030年目标。2018年8月,根据本次战略的更新,审查并提高了能源效率(不具约束力)和可再生能源占比(欧盟一级的约束力)的目标(见下表)。
目标是实现更具竞争力、更安全和更可持续的能源系统,并实现2050年的长期温室气体减排目标。这些目标是在欧盟一级制定的,但并不妨碍成员国追求自己更雄心勃勃的目标。
表:2030年和2050年欧盟能源目标
2.“为所有欧洲人提供清洁能源”的一揽子计划
可以说,目前欧洲能源政策最深远的变化来自于所有欧洲人的清洁能源一揽子立法(也称为冬季一揽子计划):8项立法旨在为欧洲能源政策制定一个新的框架,以实现欧盟2030年和2050年的能源目标。它们分为以下3个主题:2020年后能源联盟的治理、电力市场的设计以及可再生能源和能源效率的市场条件。
①2020年后能源联盟的治理
能源联盟与气候行动治理条例(欧盟)2018/1999
该条例为所有成员国引入了一种报告机制,要求它们每十年在各自的“国家能源和气候综合计划“(见下图)中,为能源联盟的五个方面制定国家目标、指标和贡献。每两年,每一会员国应就该计划的执行情况向欧洲委员会提出报告。如果结果是国家野心水平的提高,就可以对该计划进行更新。此外,新条例对公众咨询和区域合作作出了详细规定,特别是建立了正式的多层次气候和能源对话。
图:欧盟能源联盟的5个维度
此外,每10年各成员国应提交至少30年的长期国家能源和气候战略,并每5年更新该战略。
欧共体的作用是每两年监测和评估成员国所取得的进展。如果国家目标和/或行动的会员国证明不足以达到欧盟目标如果建议由EC填补这一空缺不是由成员国,欧盟应当能够在欧盟层面采取措施,以确保欧盟目标达成。
②电力市场设计
修订规则,成立欧盟能源监管机构合作机构(ACER)
通过新的监管改革和加强,能源监管机构合作署(ACER)将作为一个独立的欧洲监管机构发挥作用,该机构能够平衡国家(政治)利益,创建一个更强大的机构来监管一体化能源市场,并决定与跨境相关的监管问题。这包括选用和执行电网标准规范,以及修订和批准欧洲输电系统网络运营商(ENTSO-E)为发电充足性评估和电力供应危机情景而制定的方法。
修改电力内部市场通用规则的指令
新指令制定了有关欧洲电力板块组织和运作的关键标准,特别是有关消费者赋权和保护、开放进入综合市场、第三方进入输配电基础设施、分拆规则以及独立的国家能源监管机构的规则。其中包括若干措施,使消费者和消费者能够积极参与内部电力市场,例如引进消费者权利:要求其能源供应商提供动态价格方案。该指令也会界定综合电力公司的角色,并指明输电系统和配电系统的任务和责任,并订明成员国、规管当局和输电系统之间的合作模式,以建立一个互相连接的内部电力市场。
重新制定电力内部市场的规章制度
欧洲内部电力市场的新监管框架为运作良好的一体化电力市场以及跨境电力交易的公平规则设定了基本原则。在考虑到各国市场的特殊特点的同时,应加强国内电力市场内的竞争。
规章制度包含:
▶平衡市场、日前市场和日内市场的一般规则;
▶建立一个更加市场化的发电厂调度框架,将可再生能源和高效热电联产的优先调度限制在小型设施、现有设施和示范项目;
▶定义区域电力市场(投标区)的过程,以改善跨境交易,从而提高经济效率和供应安全;
▶关于电网关税的新规定,应防止对储能和需求响应的歧视;
▶欧洲电力传输网络系统运营商(ENTSO-E)的任务和职责,以及所谓区域协调中心的框架,其目标是进一步发展输电网系统(TSOs)的区域协调,提高跨境电网和系统运营的可靠性和效率;
▶为配电网系统(DSOs)建立一个新的欧洲实体的框架,以提高欧盟配电网络的效率,并确保与TSOS/ENTSO-E密切合作。
电力行业风险防范新规
对早期《供应安全调度指令》的一项评估显示,各国能源系统之间的相互联系存在重大缺陷。因此,欧盟以一项新规定取代了该指令,该规定为成员国之间的合作制定了规则,旨在本着团结和透明的精神,预防和准备管理电力危机(如极端天气条件、网络攻击或燃料短缺)。它还考虑到国内电力市场竞争的需要。
值得注意的是,新规例包括以下措施:
▶建立一种方法,在区域一级识别跨境电力危机情景(由ENTSO-E开发);
▶为短期和季节性充足性评估制定欧洲方法,以便定期评估供应安全(ENTSO-E将制定);
▶实施强制性的国家风险防范计划,包括在发生危机时跨境信息交流和报告义务的机制;
▶在启动其他危机预防措施之前,制定一种利用所有基于市场的选项的方法。
③可再生能源和能源效率
关于推广使用可再生能源的指示(欧盟)2008/2001
该指令规定了一个约束目标:到2030年,欧盟范围内的可再生能源资源在最终能源消耗中所占比例为32%。与2020年战略不同的是,没有明确每个成员国的具体目标。然而,2020年可再生能源份额的国家目标现在已经成为一个有约束力的基线。到2023年,欧共体必须重新评估32%的目标,并在必要时引入填补缺口的额外措施,以达到共同的目标。
此外,还制定了一些具体措施,例如:
▶向跨境装机服务供应商开放可再生能源资源(RES)支持计划,作为成员国的一种选择,同时设定指示性目标(2023-2026每年新增装机容量的5%,2027-2030年:每年新增装机容量的10%);
▶设定一个欧盟的最低约束目标,即到2030年,在交通运输领域实现14%的RES份额,先进生物燃料从较低水平升至3.5%的最低份额;
▶降低生产者消费自产能源和参与能源市场的现有壁垒;
▶每年增加成员国从RES获得的供热和制冷份额1.3%(非约束性),为不使用余热和余冷的成员国设定较低的目标(1.1%);
▶为生物燃料和生物液体燃料制定更高的温室气体减排标准。
各成员国必须在2021年6月30日前将修订后的指令纳入本国立法。
指令(欧盟)2018/2002:能源效率修正指令
该指令的一个关键内容是,将目前的非约束性目标(与2007年的预测相比)从至少减少27%的能源消耗目标替换为到2030年至少减少32.5%的能源消耗目标。根据2023年的一项新立法提案,这一总体目标可能会上调(但不会下调)。此外,应为所有会员国制订指示性指标。修订后的指令规定,2021年至2030年间,新的年度节能义务为年度最终能耗的0.8%。欧盟需要评估欧盟作为一个整体是否实现了2020年的能源效率总体目标,并评估修订后的指令的功能。
所包括的进一步措施包括:
▶引入一种计算节能的新方法,以及比前一指令涵盖更多部门的更深远的节能义务;
▶加强基于实际消费的个人计量和计费的现有规定,并引入新的远程读取要求;
▶引入新的先进的区域供热、制冷和生活热水仪表的要求,到2020年实现远程读取(旧的仪表必须在2027年之前更换,除非证明这不是划算的);
▶通过为更好的账单信息制定清晰的规则,加强消费者获得准确信息的权利,提高能源消费者个人能源消费的透明度。
指令(欧盟)2018/844:建筑能源效益及能源效率指引修订
修订后的指引包括若干有关建筑的具体步骤,例如:
▶扩大成员国制定长期改造战略的规定,以支持改造全国公有和私有住宅和非住宅建筑存量。长期的改造战略将需要伴随着一个路线图,即到2050年实现高效和脱碳的国家建筑存量,并在2030年、2040年和2050年设定具有指示意义的里程碑;
▶为新建筑的最低能耗性能制定更明确的要求;
▶为新的非住宅建筑(以及正在进行大规模翻新的建筑)引入电力交通设施:一般来说,10个停车位以上的建筑至少应该有一个充电站,而预布线应适用于至少五分之一的停车位。此外,欧共体须于2023年1月1日之前发表一份关于促进楼宇电子交通的报告,该报告可能会导致采取进一步措施;
▶建立一个评估建筑物智能就绪程度的通用方案。评级应基于对建筑物或建筑单元的能力进行评估,以使其运行适应居住者和电网的需要,并提高其能源效率和整体性能;
▶设置各种阑值(和一些豁免),以确定定期检查供暖和空调系统的需要。
欧盟委员会应在2026年1月1日前审查修订后的指令,并有可能提出进一步修改。成员国将被要求在2020年3月10日前将修订后的指令转化为国家立法。
④转移到中国
辅助性—允许区域差异的政治决策过程
正如《巴黎协定》所述,中国和欧盟都有一个共同的首要目标:发展低碳、清洁、高效的能源体系,作为经济发展的基础。
一项针对整个欧洲的全面政策办法的内在价值现在已经很清楚。这是一个非常重要的结论,可以从欧盟过去几年的能源政策中得出,该政策现在在冬季一揽子计划中达到高潮。冬季一揽子计划没有单独考虑不同的部门和行动领域,而是把所有有关能源效率、再发展、能源市场发展以及研发和创新的政策措施统一在一个伞下。
此外,冬季一揽子计划的例子突出了欧盟各机构在努力确定各成员国的共同政策方面所发挥的作用,这些政策可能来自不同的出发点。同样,中国面临着如何同时做到两件事的挑战:一是坚持一贯的能源政策,二是考虑到地区差异,三是考虑到能源供给结构历史发展所带来的地理或气候条件。
欧盟的一般方法是遵循辅助性原则的原则:一方面,欧盟作为一个中央实体集中设置和监控明确的共同目标,确保总体框架(市场结构、法规、基础设施等)允许动态发展迈向新能源系统。另一方面,成员国有权利也有义务实施有助于实现共同目标的政策,同时尊重各自的具体国情和潜力。
除了中欧政治体制和行政体制存在明显差异外,需要强调的是,能源市场一体化是实现能源转型成功的关键。区域和/或部门的具体特点可以而且应该在这种能源市场的一般框架内加以考虑。
中欧能源合作平台(ECECP)
ECECP项目由欧盟出资350万欧元,旨在增进欧盟和中国在能源领域的相互了解,为全球向清洁能源转型做出贡献。以《落实中欧能源合作联合声明》(2018年7月)草案为指导,平台活动的主题是能源体系转型。会议将包括能源系统建模、能源效率、液化天然气市场开发以及如何加快创新能源技术的商业化等方面的交流。ECECP还将支持欧盟能源企业进入中国市场(沟通共同市场准入壁垒;展示欧盟的能力;有关能源行业的已知问题和解决办法、新规条、激励政策、标准、合规要求等方面的信息)。
该项目由ICF咨询公司、发改委能源所(ERI)和中国节能环保集团公司(CECEP)牵头,历时三年多时间实施。ECECP是根据伙伴关系文件提供资金的,该文件支持与已从双边发展援助中毕业的国家建立新关系,而欧盟在促进与这些国家的联系方面具有战略利益。总体指导由欧盟委员会提供,并与国家能源局(NEA)合作。