歐盟2030/2050年的長期能源目標(biāo)

 

　　歐盟有雄心成為應(yīng)對氣候變化的主導(dǎo)力量。2014——2020年，歐盟將預(yù)算的至少20%投向了氣候變化相關(guān)的活動，資金高達(dá)1800億歐元。歐盟范圍內(nèi)的能源系統(tǒng)轉(zhuǎn)型，比如實施共同目標(biāo)政策和推進(jìn)歐盟結(jié)構(gòu)化整合，被視為經(jīng)濟(jì)脫碳的關(guān)鍵驅(qū)動力。

 

　　2009年10月，歐洲理事會制定了溫室氣體排放量的長期目標(biāo)，2050年將比1990年減少80——95%。2014年10月，歐洲理事會同意制定更具體、更全面的2030年目標(biāo)和政策目標(biāo)（見下表）。這些目標(biāo)旨在實現(xiàn)一個更具競爭力、更安全、更可持續(xù)的能源體系，并實現(xiàn)2050年長期溫室氣體減排目標(biāo)。但是這些并不妨礙歐盟成員國實現(xiàn)它們自己更為宏大的目標(biāo)。

 

　　表2 2030和2050年歐盟的能源目標(biāo)

 

　　歐洲能源政策的最新發(fā)展：冬季“一攬子”方案

 

　　歐盟正在努力建立一個歐洲內(nèi)部能源市場，以制訂總體框架滿足能源在歐盟區(qū)域內(nèi)自由流動（無技術(shù)和監(jiān)管障礙）。這旨在增加競爭性，匯集所有成員國不同的能力，并改善能源安全和系統(tǒng)穩(wěn)定性。

 

　　歐盟在能源轉(zhuǎn)型中遵循輔助性原則的做法，可以作為中國面臨挑戰(zhàn)的范例和參照。歐盟作為中心實體，致力于制定和監(jiān)測明確的共同目標(biāo)，并確?？偪蚣埽ㄊ袌鼋Y(jié)構(gòu)、法規(guī)、基礎(chǔ)設(shè)施等）能夠朝著新能源體系的方向進(jìn)行穩(wěn)步發(fā)展。另一方面，成員國在考慮到它們各自的區(qū)域條件時，有權(quán)利和義務(wù)執(zhí)行這些有助于實現(xiàn)共同目標(biāo)的政策。

 

　　圖7 普通立法程序后冬季“一攬子”方案的時間表

 

　　2016年11月，歐盟委員會公布了一些立法提案，總結(jié)為“面向所有歐洲人的清潔能源”一攬子計劃。這個所謂的“冬季一攬子計劃”旨在明確歐盟能源目標(biāo)2030的戰(zhàn)略實施和推動能源聯(lián)盟。一千多頁的方案主要涉及下列主題：

 

　　能源聯(lián)盟的管理

 

　　電力市場的設(shè)計

 

　　可再生能源和能源效率

 

　　目前，歐洲議會和歐洲聯(lián)盟理事會，即各國部長，正在按照所謂的歐盟普通立法程序協(xié)商一攬子方案（另見下文立法程序概覽）。

 

　　圖8 歐盟能源體系轉(zhuǎn)型的關(guān)鍵效果指標(biāo)

 

　　成就和挑戰(zhàn)：衡量歐盟的進(jìn)展和前瞻

 

　　歐盟能源政策中3個相互關(guān)聯(lián)的目標(biāo)（減少溫室氣體排放、減少歐盟對能源進(jìn)口的依賴、確保增長和就業(yè)）的關(guān)鍵效果指標(biāo)圖表顯示，自2000年以來，在這些目標(biāo)都取得了進(jìn)展。該圖表還強(qiáng)調(diào)了溫室氣體與經(jīng)濟(jì)增長的有效解耦。

 

　　然而，考慮到為2030年和2050年制定的宏偉目標(biāo)，歐盟和成員國都必須繼續(xù)加倍努力。這不僅意味著進(jìn)一步支持技術(shù)發(fā)展，提高能源效率，而且意味著徹底檢查所有與排放有關(guān)的政策領(lǐng)域，即運(yùn)輸和流動性。

 

　　參考資料：歐洲電力傳輸系統(tǒng)運(yùn)營商網(wǎng)絡(luò)和歐洲電網(wǎng)規(guī)劃過程

 

　　隨著2009年歐洲輸電系統(tǒng)運(yùn)營商網(wǎng)絡(luò)的建立，歐洲輸電系統(tǒng)運(yùn)營商被賦予了重要任務(wù)，從而對歐洲電力市場和輸電系統(tǒng)的發(fā)展產(chǎn)生了重大影響。輸電系統(tǒng)運(yùn)營商規(guī)劃的主要產(chǎn)品是（非約束性的）十年電網(wǎng)發(fā)展規(guī)劃，該規(guī)劃根據(jù)歐盟條例714/2009每兩年進(jìn)行一次。

 

　　歐洲電力傳輸系統(tǒng)運(yùn)營商網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃過程包括3個步驟：首先，為了確定不確定性以及確定歐洲在電力傳輸基礎(chǔ)設(shè)施方面需要什么，開發(fā)了未來的不同方案?；谶@些情況，來自34個歐洲國家的41個電系統(tǒng)運(yùn)營商的專家開展了共同規(guī)劃研究。規(guī)劃研究的結(jié)果是一系列的基礎(chǔ)設(shè)施項目。最后一步，這些項目按照歐洲批準(zhǔn)的方法進(jìn)行評估，以評估項目的成本和效益。這種評估不僅僅是純粹的經(jīng)濟(jì)評估。相反地，它還考慮了項目如何支持環(huán)境、歐洲福利、供應(yīng)安全等。

 

　　每年，歐盟委員會都會更新一份歐洲重要項目的清單，即所謂的“共同感興趣的項目”。這張清單以其過去十年網(wǎng)絡(luò)發(fā)展規(guī)劃為出發(fā)點。這些項目必須遵守有關(guān)透明度和利益相關(guān)者參與的某些規(guī)則，從而能夠更快地獲得歐盟的許可和財政支持。

 

　　3

 

　　丹  麥

 

　　經(jīng)濟(jì)增長與能源消費和溫室氣體排放解耦

 

　　丹麥經(jīng)濟(jì)和能源部門的總趨勢表明，丹麥能夠在發(fā)展經(jīng)濟(jì)的同時降低能源消費和溫室氣體排放（見下圖）。分析數(shù)據(jù)顯示，制造業(yè)的外遷其實對丹麥經(jīng)濟(jì)增長與能源消費和溫室氣體排放的影響微乎其微，真正使得他們解耦的重要因素是可再生能源結(jié)構(gòu)調(diào)整，包括熱電聯(lián)產(chǎn)（CHP）和地區(qū)供熱的擴(kuò)大，以及可再生能源使用的急劇增加。

 

　　圖9 丹麥能源系統(tǒng)轉(zhuǎn)型的關(guān)鍵效果指標(biāo)

 

　　在丹麥的能源板塊，發(fā)生最急劇的變化是在可再生能源發(fā)電領(lǐng)域，可再生能源占2016年總能源消費的31%。而在20世紀(jì)90年代初，丹麥可再生能源發(fā)電量占發(fā)電總量的不到5%。2016年，數(shù)據(jù)60%是因為丹麥對陸上和海上風(fēng)力發(fā)電潛力進(jìn)行了大量勘探（42%），并伴隨著燃料轉(zhuǎn)型—從煤炭和天然氣轉(zhuǎn)變向生物燃料（14%）。

 

　　丹麥?zhǔn)娇稍偕茉吹恼?mdash;靈活與開放的能源市場

 

　　為了應(yīng)對丹麥50%發(fā)電量的波動（風(fēng)電和光伏），丹麥輸電系統(tǒng)運(yùn)營商（TSO） Energinet.dk已經(jīng)實施了一些倡議和系統(tǒng)解決方案。主要因素是：

 

　　•規(guī)劃和預(yù)測：

 

　　丹麥TSO開發(fā)了先進(jìn)的監(jiān)測系統(tǒng)來預(yù)測風(fēng)電和光伏等能源的預(yù)期發(fā)電量，以便改進(jìn)以小時為單位發(fā)電的計劃，從而減少對備用能力的需要。

 

　　•發(fā)電站的靈活性和備用能力：

 

　　備用容量加上大多數(shù)傳統(tǒng)發(fā)電站將發(fā)電量調(diào)整到其額定容量的50%以下的技術(shù)能力，意味著可再生能源成為丹麥系統(tǒng)的基荷能源。

 

　　•有效和透明的電力市場：

 

　　風(fēng)電和光伏的整合得到了北歐日前電力市場的支持。風(fēng)力發(fā)電和光伏發(fā)電的邊際成本非常低，這意味著它們在“效果排序”中被市場“分派”到傳統(tǒng)能源之前。

 

　　•強(qiáng)大的國內(nèi)輸電網(wǎng)絡(luò)和跨境互聯(lián)：

 

　　為了平衡和市場目的，丹麥與北方鄰國（挪威和瑞典）和南部國家（德國和荷蘭）實現(xiàn)了充分的能源相互連接，使丹麥在電力不足（或盈余）從鄰國獲?。ɑ蚪o予鄰國），以實現(xiàn)平衡。尤其是挪威和瑞典以水電為主，水電是平衡間歇性風(fēng)電和光伏的理想選擇。這些都是通過耦合的電力市場實現(xiàn)的，目前從芬蘭到南歐的電力市場都是如此。

 

　　• TSO在可再生能源的購買彈性：

 

　　大型風(fēng)電項目已被證明在大風(fēng)條件下具有非常有效的平衡能力。風(fēng)電站的響應(yīng)時間很短，啟動成本也很低。在適當(dāng)?shù)募詈?ldquo;虛擬電廠控制系統(tǒng)”的幫助下，大型風(fēng)電項目可以在一般電力市場價格較低時，參與到特定的均衡電力市場中，獲得具有吸引力的電價。

 

　　展望未來，為了應(yīng)對丹麥波動的電力能源系統(tǒng)，進(jìn)一步規(guī)劃基礎(chǔ)設(shè)施（電網(wǎng)）和保持系統(tǒng)的高度穩(wěn)定和電力價格的競爭性至關(guān)重要。與鄰國和歐盟電力系統(tǒng)的進(jìn)一步整合和互聯(lián)也是答案的一部分。此外，還在探索通過熱轉(zhuǎn)換器等其他部門儲存和使用電力的能力，未來的交通電氣化也都是這個計劃的一部分。丹麥能源規(guī)劃與歐盟建立更深入一體化密切相關(guān)的能源聯(lián)盟計劃。

 

　　新的能源協(xié)議正在制定

 

　　在歐盟2030年能源目標(biāo)的基礎(chǔ)上，圍繞新的能源協(xié)議的政治談判已經(jīng)開始。新的能源協(xié)議將為丹麥能源部門設(shè)定2020年后的發(fā)展方向和目標(biāo)，議程的重點將是進(jìn)一步擺脫以化石燃料為基礎(chǔ)的能源來源，進(jìn)一步提高能源效率，建立一個以市場為基礎(chǔ)的能源部門，為消費者和企業(yè)進(jìn)行成本效益的改革，從而使能源價格具有競爭性。政府正在努力實現(xiàn)可再生能源到2030年，占到丹麥能源消費總量達(dá)到50%的目標(biāo)。為了實現(xiàn)這個目標(biāo)，歐盟法規(guī)和丹麥專家的建議都指出了更多競爭性的支持方案，如用于部署海上風(fēng)力的投標(biāo)系統(tǒng)。

 

　　4

 

　　德  國

 

　　“Energiewende”—能源轉(zhuǎn)型源于德國

 

　　德國所謂的能源轉(zhuǎn)型是一項長期的能源和氣候戰(zhàn)略，旨在建立一個以發(fā)展可再生能源和提高能源效率為基礎(chǔ)的低碳能源系統(tǒng)。它被認(rèn)為是一個雄心勃勃的工業(yè)項目，需要在德國國內(nèi)和整個歐洲進(jìn)行技術(shù)和社會轉(zhuǎn)型。能源轉(zhuǎn)型基于四個主要目標(biāo)：應(yīng)對氣候變化、避免核風(fēng)險、改善能源安全以及保障經(jīng)濟(jì)競爭力和增長。Energiewende是一個綜合政策框架，涵蓋能源和經(jīng)濟(jì)的所有部門。它包括降低二氧化碳排放、發(fā)展可再生能源、到2022年逐步淘汰核能以及提高能源效率的目標(biāo)和政策措施。

 

　　表3 德國能源轉(zhuǎn)型的關(guān)鍵目標(biāo)

 

　　雖然能源轉(zhuǎn)型取得了一定的進(jìn)展，但仍然有很長的路要走

 

　　近幾十年來，德國以推動可再生能源為目標(biāo)，實現(xiàn)電力結(jié)構(gòu)的多樣化（可再生能源發(fā)電量從1990年的4%增至2017年的35%以上），包括2000——2010年期間公民擁有的可再生能源項目急劇增加。然而，可再生能源在其他部門（交通運(yùn)輸和供暖/供冷）中的占比并未實現(xiàn)按比例增加。

 

　　由于法律、政治和監(jiān)管方面存在很多挑戰(zhàn)，輸電電網(wǎng)必要的擴(kuò)張是一個漫長的過程，因此在整個電力系統(tǒng)管理中，輸電電網(wǎng)建設(shè)相關(guān)的延期現(xiàn)象越發(fā)明顯：電網(wǎng)阻塞頻率增加，此外可再生能源電站的進(jìn)一步發(fā)展使其越來越容易暴露于電網(wǎng)結(jié)構(gòu)問題的風(fēng)險之中。除輸配電網(wǎng)的擴(kuò)張以外，通過鼓勵新技術(shù)和新流程（例如需求側(cè)管理、儲能技術(shù)、P2X技術(shù)、系統(tǒng)管理數(shù)字化）以提高電力系統(tǒng)的靈活性。

 

　　盡管光伏發(fā)電上網(wǎng)電價補(bǔ)貼（FIT）退坡計劃已經(jīng)導(dǎo)致光伏價格從2004年的50ct/kWh以上降至現(xiàn)在的約100ct/kWh，但是可再生能源的拍賣為未來提供了客觀的價格預(yù)期：最近的拍賣導(dǎo)致平均價格降至4.91ct/kWh。最近的陸上風(fēng)電拍賣的平均價格為3.82ct/kWh，最近的海上風(fēng)電拍賣（將于21世紀(jì)20年代中期建造）的價格從0——6ct/kWh（平均加權(quán)價格0.44 ct/kWh，另外1.5ct/kWh為并網(wǎng)需要支付的費用）?？傮w而言，可再生能源價格大幅下跌，預(yù)計將進(jìn)一步下降。

 

　　圖10 德國能源系統(tǒng)轉(zhuǎn)型的關(guān)鍵效果指標(biāo)

 

　　展望：提高能源系統(tǒng)的靈活性和數(shù)字化

 

　　目前能源部門的政治辯論涉及幾個議題。其中包括關(guān)于增加可再生能源裝機(jī)容量的討論，特別是關(guān)于公民接受的討論。不過，裝機(jī)容量的增加，主要是陸上風(fēng)電裝機(jī)容量的增加，而且仍然很高。重點還在于光伏發(fā)電的自我消費，這對家庭和商業(yè)消費者都有吸引力。在這方面，儲能系統(tǒng)的開發(fā)和安裝變得越來越重要，因為它們允許最大限度地提高自我消費，并提高系統(tǒng)的靈活性。目前辯論的另一個重要部分是數(shù)字化問題，這是能源轉(zhuǎn)型成功的關(guān)鍵要素。間歇性可再生能源（光伏、風(fēng)電）需要一個將發(fā)電、消費者和電網(wǎng)相結(jié)合的連接網(wǎng)絡(luò)。能源系統(tǒng)需要始終提供靈活性，以平衡間歇性可再生能源發(fā)電。只有在發(fā)電和（靈活）需求能夠使用安全和數(shù)字化的連接渠道的情況下，才有可能做到這一點。因此，2016年，德國政府批準(zhǔn)了一項關(guān)于"能源轉(zhuǎn)型數(shù)字化"的法律。最后特別是，實現(xiàn)所有部門（能源、交通運(yùn)輸、建筑、工業(yè)）高度連接所產(chǎn)生的協(xié)同作用是能源轉(zhuǎn)型議程上的優(yōu)先事項。隨著2018年的聯(lián)盟條約，Energiewende問題仍然是政府政治議程的優(yōu)先事項。2020年的減排目標(biāo)不可能實現(xiàn)。然而，基督教民主人士聯(lián)盟（CDU/CSU）和社會民主黨（SPU）的目標(biāo)是實現(xiàn)這些目標(biāo)，并致力于實現(xiàn)2030年的目標(biāo)。為此，他們將電力部門2030年的可再生能源目標(biāo)提高到65%。

 

　　基于市場的可再生能源整合以作為應(yīng)對能源轉(zhuǎn)型復(fù)雜性的具有成本效益的方法

 

　　德國的Energiewende就是一個例子，說明高度工業(yè)化的經(jīng)濟(jì)體如何能夠在確保能源安全的同時，將其電力系統(tǒng)向氣候友好型、經(jīng)濟(jì)競爭力的體系過渡。間歇性可再生能源市場和系統(tǒng)整合措施的經(jīng)驗表明，與作為協(xié)調(diào)行為者的監(jiān)管機(jī)構(gòu)進(jìn)行基于市場的整合，同時考慮到所有相關(guān)利益相關(guān)方，能夠?qū)崿F(xiàn)成本的大幅度下降。此外，事實證明，長期和中期目標(biāo)的制訂有助于使具有政策的長期目標(biāo)獲得短期效果?？紤]到從德國能源轉(zhuǎn)型學(xué)到的經(jīng)驗，中國有機(jī)會解決空氣污染問題，建立同樣允許經(jīng)濟(jì)增長的氣候友好型能源體系。

 

　　5

 

　　美  國

 

　　在美國，能源的發(fā)展主要受到技術(shù)創(chuàng)新、市場競爭以及標(biāo)準(zhǔn)和政策（特別是州和地方層面）的影響。

 

　　技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和政策通過在進(jìn)入市場的早期明顯地降低可再生能源的價格支持了可再生能源技術(shù)的競爭空間。據(jù)統(tǒng)計，州和地方可再生能源組合標(biāo)準(zhǔn)（RPS）刺激了2000——2015年間60％的可再生能源發(fā)展，并通過增加裝機(jī)容量降低了可再生能源的成本。公司平均燃料經(jīng)濟(jì)性（CAFE）標(biāo)準(zhǔn)推動了汽車燃料效率的創(chuàng)新，例如啟停系統(tǒng)的內(nèi)燃機(jī)等。激勵措施可以降低和減輕早期使用者在這些轉(zhuǎn)變過程中的成本和不確定性負(fù)擔(dān)，有針對性的研發(fā)投資可以解決投資者的特定問題和技術(shù)限制。

 

　　市場對美國能源轉(zhuǎn)型和碳減排產(chǎn)生了主導(dǎo)影響。盡管新的基礎(chǔ)設(shè)施（如傳輸和運(yùn)營）的建設(shè)和監(jiān)管對成本有重要影響，但當(dāng)前政府采用可再生能源技術(shù)面臨的成本仍比十年前要低得多。風(fēng)電，光伏和儲能等先進(jìn)技術(shù)的全球共享使可再生能源產(chǎn)生了巨大的跨越式發(fā)展。今天可再生能源技術(shù)的發(fā)展已經(jīng)不再面臨早期發(fā)展中的市場動蕩問題。雖然天然氣的出現(xiàn)使得能源轉(zhuǎn)型的發(fā)展很難預(yù)見，但政府還是在確保公平、有效、起作用的市場平臺方面發(fā)揮了作用。政府的這些平臺能夠可靠地整合所有形式的能源，提高能源安全性、降低成本，并實現(xiàn)既定的社會目標(biāo)和環(huán)境目標(biāo)。

 

　　圖11 美國能源系統(tǒng)轉(zhuǎn)型的主要效果指標(biāo)

 

　　展望：能源系統(tǒng)的結(jié)合和市場模式

 

　　隨著可再生能源技術(shù)的提高和成本的降低，美國能源轉(zhuǎn)型的焦點將開始集中到可靠性、彈性和電力系統(tǒng)的靈活性等方面，包括各種發(fā)電形式的結(jié)合、通過可靠的和物理的基礎(chǔ)設(shè)施傳輸電力、以安全且經(jīng)濟(jì)的方式管理負(fù)荷。傳感器和先進(jìn)計量的大規(guī)模應(yīng)用為以前無法獲得的大數(shù)據(jù)提供了重要的新機(jī)會。能源部門的這種數(shù)字化可以為人工智能和機(jī)器學(xué)習(xí)提供改進(jìn)途徑，以增加主要電力系統(tǒng)的管理能力、減少公用事業(yè)的損失和降低消費者的成本。

 

　　同樣地，這些技術(shù)進(jìn)步也可能對具有能源生產(chǎn)和消費控制能力的分布式能源系統(tǒng)產(chǎn)生重大影響。隨著分布式發(fā)電和儲能技術(shù)的發(fā)展和大規(guī)模應(yīng)用，能源消費者的可選擇性和參與度也隨之提高，此時，監(jiān)管機(jī)構(gòu)和公用事業(yè)將在保證電網(wǎng)的技術(shù)、經(jīng)濟(jì)可行性方面發(fā)揮重要作用。