一、歐洲能源轉(zhuǎn)型概況
(一)歐盟氣候能源目標(biāo)演進(jìn)
能源行業(yè)發(fā)展受到氣候目標(biāo)、國家利益等影響，進(jìn)入本世紀(jì)以來，特別是最近十余年，應(yīng)對氣候變化問題對歐盟能源政策的影響越來越大，歐洲國家在應(yīng)對氣候變化問題上的廣泛共識成為推動其能源轉(zhuǎn)型的基石。為應(yīng)對氣候變化、推動能源轉(zhuǎn)型，歐盟致力于建立穩(wěn)定可靠的能源政策框架，設(shè)定具有法律約束力的氣候和能源發(fā)展目標(biāo)。
2007年3月，歐洲理事會提出《2020年氣候和能源一攬子計劃》，確定歐盟2020年氣候和能源發(fā)展目標(biāo)，即著名的“20-20-20”一攬子目標(biāo)：將歐盟溫室氣體排放量在1990年基礎(chǔ)上降低20%，將可再生能源在終端能源消費(fèi)中的比重增至20%，將能源效率提高20%。2008年12月，歐洲議會正式批準(zhǔn)這項(xiàng)計劃。歐盟氣候和能源一攬子計劃成為一整套具有法律約束力的可持續(xù)能源發(fā)展目標(biāo)。
2011年，歐盟公布《2050年能源路線圖》和《2050年邁向具有競爭力的低碳經(jīng)濟(jì)路線圖》，提出歐盟2050年實(shí)現(xiàn)在1990年基礎(chǔ)上減少溫室氣體排放量80%～95%的長遠(yuǎn)目標(biāo)。
2014年10月，歐洲理事會通過《2030年氣候與能源政策框架》，初步確定歐盟2030年氣候和能源發(fā)展目標(biāo)，即將溫室氣體排放量在1990年基礎(chǔ)上降低40%，將可再生能源在終端能源消費(fèi)中的比重增至27%，將能源效率提高27%。其中溫室氣體減排40%的目標(biāo)，正是2015年《巴黎氣候協(xié)定》框架下歐盟國家自主貢獻(xiàn)預(yù)案(INDC)的基礎(chǔ)所在，并且這一目標(biāo)與此前公布的《2050年能源路線圖》一脈相承。如果到2050年歐盟溫室氣體排放量至少降低80%，那么到2030年排放量降幅預(yù)計將達(dá)到中間值40%。
2018年6月，歐盟就上調(diào)2030年可再生能源和能效目標(biāo)達(dá)成協(xié)議，即到2030年可再生能源在終端能源消費(fèi)中的比重增至32%、將能源效率提高32.5%。2019年6月，歐盟正式上調(diào)了可再生能源和能效目標(biāo)。
2019年12月，歐盟委員會正式發(fā)布《歐洲綠色協(xié)議》(簡稱“綠色新政”)，闡明歐洲邁向氣候中性循環(huán)經(jīng)濟(jì)體的行動路線，提出提高歐盟2030和2050年氣候目標(biāo)，即2030年溫室氣體排放量在1990年基礎(chǔ)上減少50%～55%，2050年實(shí)現(xiàn)凈零排放的碳中和目標(biāo)(見圖1)。
資料來源：EC圖1 歐盟歷史溫室氣體排放量與目標(biāo)溫室氣體排放量
2050年實(shí)現(xiàn)碳中和的歐洲愿景由歐盟委員會于2018年11月首次提出，這與《巴黎協(xié)定》提出的將全球溫控目標(biāo)一致。歐洲議會與歐洲理事會相繼于2019年3月、12月批準(zhǔn)了2050年溫室氣體凈零排放的目標(biāo)。2020年3月，歐盟委員會提交《歐洲氣候法》，旨在從法律層面確保歐洲到2050年實(shí)現(xiàn)氣候中和，該法案為歐盟所有政策設(shè)定了目標(biāo)和努力方向。在《歐洲氣候法》的框架下，歐盟委員會提出到2050年實(shí)現(xiàn)溫室氣體凈零排放具有法律約束力的具體目標(biāo)，歐盟機(jī)構(gòu)和成員國有義務(wù)在歐盟和國家層面采取必要措施實(shí)現(xiàn)該目標(biāo)。
2020年10月，歐洲議會投票通過，到2030年溫室氣體排放在1990基礎(chǔ)上減少60%。這一目標(biāo)比歐委會此前提出的到2030年減排50%～55%更高，為此需要與歐盟成員國達(dá)成共識。
除了歐盟層面的努力外，基于對氣候變化問題的共識，許多歐洲國家已行動起來。2019年，英國修訂《氣候變化法案》，確立到2050年實(shí)現(xiàn)溫室氣體凈零排放的目標(biāo);丹麥議會通過首個氣候法案，制定丹麥到2030年實(shí)現(xiàn)溫室氣體減排70%的目標(biāo);德國聯(lián)邦議院通過《氣候保護(hù)法》，確定德國中長期溫室氣體減排目標(biāo)，包括到2030年時應(yīng)實(shí)現(xiàn)溫室氣體排放總量較1990年至少減少55%，到2050年時應(yīng)實(shí)現(xiàn)溫室氣體凈零排放。此外，芬蘭政府承諾最早在2035年實(shí)現(xiàn)碳中和，瑞典承諾2045年將溫室氣體排放縮減為零，挪威政府設(shè)定到2030年實(shí)現(xiàn)碳中和目標(biāo)，冰島提出到2050年完全擺脫對化石能源的依賴等。
(二)歐洲能源轉(zhuǎn)型進(jìn)展
從各國實(shí)踐看，能源轉(zhuǎn)型的趨勢是通過逐漸降低能源生產(chǎn)和消費(fèi)中的碳排放，建立低碳甚至零碳的能源系統(tǒng)。零碳能源的實(shí)現(xiàn)，一方面是提高能源效率，減少化石能源消費(fèi)總量，另一方面是發(fā)展可再生能源。能源系統(tǒng)轉(zhuǎn)型的關(guān)鍵是電力系統(tǒng)的轉(zhuǎn)型。國際能源署2020年6月發(fā)布的《歐盟2020——能源政策回顧報告》深入評估了歐盟能源和氣候政策過去5年中取得的進(jìn)展，并指出，歐洲能源轉(zhuǎn)型在電力方面進(jìn)展迅速。
國際能源署發(fā)布的數(shù)據(jù)顯示，2019年歐盟溫室氣體排放量比2005年下降17%、比1990年下降23%，這意味著歐盟已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了到2020年減排20%的目標(biāo)。同時，歐洲還是全世界電力行業(yè)碳強(qiáng)度最低的地區(qū)。2019年歐盟發(fā)電碳強(qiáng)度為235克二氧化碳/千瓦時，同比下降35克二氧化碳/千瓦時，發(fā)電排放強(qiáng)度明顯低于其他大型經(jīng)濟(jì)體。
歐洲統(tǒng)計局發(fā)布的數(shù)據(jù)顯示，2018年，可再生能源在歐盟終端能源消費(fèi)總量中的占比達(dá)到18%，與此前一年相比提高了0.5個百分點(diǎn)，是2004年可再生能源占比的兩倍以上。自2004年以來，可再生能源占比在所有成員國中都有顯著增長。到2018年，瑞典的終端能源消費(fèi)中一半以上(54.6%)來自可再生能源，其次是芬蘭(41.2%)、拉脫維亞(40.3%)、丹麥(36.1%)和奧地利(33.4%);可再生能源占比不足10%的國家僅剩荷蘭(7.4%)、馬耳他(8.0%)、盧森堡(9.1%)和比利時(9.4%)?？稍偕茉丛诮K端能源消費(fèi)中的占比增加對于實(shí)現(xiàn)歐盟的氣候和能源目標(biāo)至關(guān)重要。歐盟的目標(biāo)是2020年可再生能源占比達(dá)到20%，到2030年至少達(dá)到32%。成員國也有各自的國家約束性目標(biāo)。圖2顯示了2018年各成員國可再生能源實(shí)際占比與其2020年國家約束性目標(biāo)之間的差距。如圖2所示，保加利亞、德國、丹麥、愛沙尼亞、希臘、克羅地亞、意大利、拉脫維亞、立陶宛、塞浦路斯、芬蘭和瑞典等12國已經(jīng)達(dá)到或超過各自的2020年國家約束性目標(biāo)，奧地利、葡萄牙、羅馬尼亞、匈牙利等4國已接近實(shí)現(xiàn)其目標(biāo)(距離目標(biāo)不到1個百分點(diǎn))，而其他國家則距離各自目標(biāo)仍有一定差距。
資料來源：Eurostat
圖2 2018年歐盟各國可再生能源占比及其2020年目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)程度
氣候及能源智庫Ember發(fā)布數(shù)據(jù)稱，2020年上半年，由于啟用了一批新的風(fēng)電和光伏發(fā)電裝置，以及溫和多風(fēng)的有利氣候條件帶動風(fēng)電光伏出力強(qiáng)勁，歐盟風(fēng)電、光伏、水電和生物質(zhì)能等可再生能源占到成員國電力供應(yīng)的40%，僅風(fēng)電和光伏兩項(xiàng)就創(chuàng)造了歐洲地區(qū)總發(fā)電量21%的歷史紀(jì)錄，并且在一些國家風(fēng)光的發(fā)電量占比更高，如丹麥(64%)、愛爾蘭(49%)和德國(42%)。而同期化石燃料發(fā)電占比34%，風(fēng)能和太陽能等可再生能源已超過化石燃料，成為歐盟成員國電力供應(yīng)的主要來源。
歐盟當(dāng)前發(fā)電結(jié)構(gòu)如圖3所示。歐盟發(fā)電總裝機(jī)容量略高于1太瓦，年發(fā)電量約3400太瓦時。發(fā)電總裝機(jī)中約一半是可再生能源裝機(jī)，可再生能源裝機(jī)中又有三分之二是風(fēng)電和太陽能裝機(jī)。可再生能源發(fā)電量約占年發(fā)電量的三分之一，風(fēng)電和太陽能發(fā)電量約占可再生能源發(fā)電量的一半。
圖3 2020年歐盟發(fā)電裝機(jī)容量和發(fā)電量(預(yù)估)
殼牌公司的《天空遠(yuǎn)景》、DNV-GL的《能源轉(zhuǎn)型展望》、芬蘭拉彭蘭塔理工大學(xué)和能源觀察組織的《基于100%可再生能源的全球能源系統(tǒng)——電力部門》等多個報告均對2050年歐洲能源系統(tǒng)做出預(yù)測。包括全球風(fēng)能協(xié)會、歐洲風(fēng)能協(xié)會等多個可再生能源行業(yè)協(xié)會也評估2050年可再生能源在歐洲能源結(jié)構(gòu)中的作用。綜合各機(jī)構(gòu)研究報告的預(yù)測情景，預(yù)計到2050年，歐洲電力部門脫碳需要2000吉瓦的太陽能裝機(jī)和650吉瓦的風(fēng)能裝機(jī)，每年生產(chǎn)大約3000太瓦時的太陽能電力和200太瓦時的風(fēng)能電力。2050年歐洲終端能源需求約為10000太瓦時，其中50%將來自于太陽能和風(fēng)能發(fā)電。
二、能源轉(zhuǎn)型的政策驅(qū)動
(一)根據(jù)減排目標(biāo)加快退煤進(jìn)程
截至目前，歐洲共有15個國家先后宣布退煤計劃，其中比利時、奧地利和瑞典三國已率先實(shí)現(xiàn)電力系統(tǒng)去煤。歐洲已明確在2030年或更早的時間節(jié)點(diǎn)關(guān)閉燃煤電廠總計35.4吉瓦，相當(dāng)于歐洲在運(yùn)煤電裝機(jī)的21%。
為了落實(shí)《巴黎協(xié)定》中的溫室氣體減排目標(biāo)，歐洲各國政府陸續(xù)公布了淘汰煤炭的時間表(見表1)。第一個結(jié)束燃煤使用歷史的歐洲國家為比利時，該國于2016年停止使用煤炭。2020年，奧地利和瑞典相繼關(guān)停各自國內(nèi)最后一座燃煤電廠，正式結(jié)束燃煤發(fā)電歷史。
預(yù)計到2025年或更早，葡萄牙、法國、斯洛伐克、英國、愛爾蘭和意大利等國將結(jié)束煤炭使用，隨后到2030年，希臘、荷蘭、芬蘭、匈牙利和丹麥等國也將終止使用煤炭。
在已宣布退煤的歐洲國家中，德國是唯一一個計劃在2030年后淘汰煤炭的國家。德國是歐洲最大的經(jīng)濟(jì)體、最大的煤炭消費(fèi)國，德國煤電發(fā)電量大約占全國發(fā)電量的40%，煤電碳排放量占電力部門的80%。2019年1月，德國煤炭委員會正式宣布，已就淘汰燃煤電廠的時間表達(dá)成協(xié)議，確定德國最晚將在2038年年底結(jié)束煤電。此外，德國還計劃到2022年關(guān)閉國內(nèi)約四分之一的燃煤電廠，停運(yùn)12.5吉瓦煤電裝機(jī);2023～2030年間將煤電裝機(jī)降至17吉瓦，平均每年減少2.4吉瓦。相比此前歐洲國家提出的煤電淘汰計劃，德國的煤電淘汰規(guī)模最大。2020年7月，德國最終通過退煤法案，確定到2038年退出煤炭市場，并就煤電退出時間表及相關(guān)問題給出詳細(xì)規(guī)劃。法案規(guī)定，在2026年和2029年將對煤炭退出進(jìn)度進(jìn)行評估，如果進(jìn)行順利，有可能會在2035年前結(jié)束煤電。
目前歐洲國家已明確在2030年或更早的時間節(jié)點(diǎn)關(guān)閉燃煤電廠裝機(jī)總計35.4吉瓦，相當(dāng)于歐洲在運(yùn)煤電裝機(jī)的21%(或歐盟在運(yùn)煤電裝機(jī)的25%)，再加上2030年后德國計劃關(guān)閉的燃煤電廠，歐洲煤電裝機(jī)還將在此基礎(chǔ)上減少17吉瓦。
其余國家中，捷克、西班牙和北馬其頓3國正在就何時終止燃煤發(fā)電進(jìn)行討論。阿爾巴尼亞、塞浦路斯、愛沙尼亞、冰島、拉脫維亞、立陶宛、盧森堡、馬耳他和瑞士的發(fā)電結(jié)構(gòu)中無煤電。挪威國內(nèi)僅有一個小型熱電聯(lián)產(chǎn)項(xiàng)目，正在考慮清潔替代燃料。
此外還有波斯尼亞-黑塞哥維那、保加利亞、克羅地亞、科索沃、黑山共和國、波蘭、羅馬尼亞、塞爾維亞、斯洛文尼亞、土耳其共計10國尚未討論退煤問題，其中波蘭、羅馬尼亞和保加利亞是歐洲運(yùn)營燃煤電廠的傳統(tǒng)地區(qū)，其國內(nèi)電力結(jié)構(gòu)對煤炭的依賴程度較大。這3國在役硬煤和褐煤電廠裝機(jī)規(guī)模超過40吉瓦，是歐盟未宣布退役的燃煤裝機(jī)主力。長遠(yuǎn)來看，對于這些高度依賴煤電的歐洲國家，電力系統(tǒng)脫碳可帶來數(shù)十億歐元的清潔能源投資機(jī)會，并將助力歐洲碳中和目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。
(二)碳定價機(jī)制增加碳排放成本
1.碳排放權(quán)交易
歐盟溫室氣體排放貿(mào)易機(jī)制是世界首個、也是最大的跨國二氧化碳交易項(xiàng)目。歐洲電力行業(yè)是受到排放限額管制、履約減排的重點(diǎn)行業(yè)，自2013年其全部通過拍賣獲得碳配額。不斷改革的碳交易市場正在成為歐洲減少碳排放、實(shí)現(xiàn)氣候目標(biāo)的重要措施。
在世界各國減少溫室氣體排放的諸多實(shí)踐中，碳排放權(quán)交易被認(rèn)為是最有效的市場經(jīng)濟(jì)手段之一。電力行業(yè)不僅是碳排放和碳減排的重要領(lǐng)域，也是碳市場覆蓋的主要行業(yè)。歐盟溫室氣體排放貿(mào)易機(jī)制(EU-ETS)于2005年正式啟動，是世界首個、也是最大的跨國二氧化碳交易項(xiàng)目，涵蓋歐盟成員國以及挪威、冰島和列支敦士登，覆蓋該區(qū)域近半數(shù)的溫室氣體排放，為11000多家高耗能企業(yè)及航空運(yùn)營商設(shè)置了排放上限。
歐盟碳排放貿(mào)易體系從成立到2020年的運(yùn)行可分為三個階段，其中第一階段2005～2007年為試運(yùn)行，第二階段和第三階段分別為2008～2012年、2013～2020年。2013～2020年排放上限在2008～2012年配額總量年均分配基礎(chǔ)上每年以線性系數(shù)1.74%遞減。2018年2月，歐盟批準(zhǔn)碳排放貿(mào)易體系第四階段(2021～2030年)改革方案。改革措施包括加速減少配額總量，通過市場穩(wěn)定儲備機(jī)制(MSR)收回更多的富余配額甚至可以注銷配額，免費(fèi)分配的配額基準(zhǔn)線根據(jù)技術(shù)進(jìn)步每五年更新一次等。具體來說，從2019年開始，市場穩(wěn)定儲備機(jī)制每年將減少24%的超額排放配額直至2023年;從2021年起配額總量發(fā)放上限將從逐年減少1.74%變?yōu)闇p少2.2%，并于2024年起配額上限減少幅度會更大。
歐洲電力行業(yè)是主要的溫室氣體排放行業(yè)，因此也是受到排放限額管制、履約減排的重點(diǎn)行業(yè)。在歐盟碳市場，從2013年開始，電力部門(利用廢氣發(fā)電和部分中東歐國家的除外)以及捕獲、傳輸和儲存二氧化碳的部門全部通過拍賣獲得配額。對于電網(wǎng)建設(shè)較為落后或能源結(jié)構(gòu)較為單一且經(jīng)濟(jì)較不發(fā)達(dá)的10個成員國，歐盟提供了“減損”選擇，允許其在第三階段的電力部門配額從免費(fèi)分配逐漸過渡到拍賣，2013年時可以獲得最多70%的免費(fèi)配額，比例逐年遞減，到2020年時需要全部通過拍賣獲得配額。最終有8個東歐國家(捷克、保加利亞、羅馬利亞、愛沙尼亞、匈牙利、塞浦路斯、立陶宛和波蘭)采取了此選擇，拉脫維亞和馬耳他放棄了該方案。
歐洲電力企業(yè)可以使用不同類型碳資產(chǎn)(如碳配額EUA、核證減排量CER、減排單位ERU)履約以降低碳減排成本。對于同時擁有煤炭、天然氣、生物質(zhì)等不同發(fā)電燃料的電力企業(yè)來說，其從事生產(chǎn)經(jīng)營活動必須考慮到碳資產(chǎn)價格的影響。發(fā)電企業(yè)需要對發(fā)電燃料價格、電價、不同燃料產(chǎn)生的碳排放量和碳資產(chǎn)價格等數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合比較，最終確定最優(yōu)的生產(chǎn)經(jīng)營活動(選擇何種燃料發(fā)電)。
從運(yùn)行效果看，自2011年起，歐盟碳配額價格一直維持在個位數(shù)，進(jìn)入漫長的低迷期。通過一系列改革，特別是完善強(qiáng)化碳交易體系的措施為碳市場帶來了積極的信號，歐盟碳配額價格2018年突破了多年在個位數(shù)徘徊狀態(tài)，到2018年底、2019年初已上漲至20歐元/噸以上。2020年下半年，歐盟碳市場持續(xù)升溫，交易活躍，碳配額價格連續(xù)攀升，7月份已突破30歐元/噸。
碳配額價格上漲最重要的支撐因素來自碳市場參與者對未來氣候政策的樂觀預(yù)期。配額總量是依據(jù)氣候目標(biāo)決定的，提高氣候目標(biāo)意味著減排力度進(jìn)一步加大，配額總量每年遞減幅度會更大、下降會更快，進(jìn)而提高碳配額價格。除氣候因素外，市場穩(wěn)定儲備機(jī)制亦會對碳交易市場產(chǎn)生巨大影響。自2019年啟動以來，該機(jī)制有效減少了過剩流通配額，提升了市場信心。歐委會將和各方在今明兩年商討現(xiàn)行市場穩(wěn)定儲備機(jī)制的延續(xù)問題。如果市場穩(wěn)定儲備機(jī)制2024年后仍以24%的比例減少超額的排放配額，那么將進(jìn)一步推高碳配額價格。
2.碳稅
歐洲是全球碳稅征收最為成熟的地區(qū)。碳稅對歐洲國家，尤其對北歐國家減少碳排放、降低能耗、改變能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)產(chǎn)生了積極的促進(jìn)作用。2018年以來，一些歐洲國家強(qiáng)化了碳稅政策，包括取消稅收減免、與碳交易制度形成聯(lián)動等。
碳稅是以應(yīng)對氣候變化、減少二氧化碳排放為目的，向化石燃料生產(chǎn)或使用者征收的環(huán)境稅。它通過增加稅賦來提高含碳化石能源價格，以促進(jìn)能效提高和資源節(jié)約利用，相對減少溫室氣體排放，是國際社會應(yīng)對氣候變化的主要政策措施之一。歐洲幾個發(fā)達(dá)國家是全球碳稅征收的先鋒，尤其以北歐四國為代表，隨后從北歐向愛爾蘭、冰島、西班牙、葡萄牙、愛沙尼亞、法國、瑞士、和英國等國逐步推廣開來?？傮w而言，歐洲是全球碳稅征收最為成熟的地區(qū)。
截至目前，全球碳稅主要分為兩類。一類是將碳稅作為一個單獨(dú)的稅種，以芬蘭、丹麥、瑞典、挪威和荷蘭為代表，這些國家碳稅歷史較長，比較成熟。芬蘭是世界上第一個征收碳稅的國家。自從芬蘭1990年推出對化石燃料按碳含量征收碳稅之后，挪威、丹麥、瑞典也紛紛開征碳稅，征稅對象逐步從一次能源擴(kuò)大到二次能源如電力等。
另一類并不是將碳稅作為一個單獨(dú)的稅種提出，而是將之與能源稅或者環(huán)境稅相結(jié)合，主要代表國家是意大利、德國、英國。例如，英國并沒有一個確定的稅種叫做碳稅，但是英國有和碳稅功能類似效果相近的稅種，如1990年引入的化石燃料稅，針對化石燃料進(jìn)行征稅。2004年英國開始征收氣候變化稅，這是一種全國性稅制，針對天然氣、煤、液化天然氣和電力征收，以減少二氧化碳排放，應(yīng)對日益嚴(yán)峻的氣候形勢。
關(guān)于稅率水平，碳稅總體穩(wěn)定，歐洲發(fā)達(dá)國家稅率水平相對較高。根據(jù)世界銀行2018年3月發(fā)布的數(shù)據(jù)，北歐國家碳稅水平遙遙領(lǐng)先。瑞典、芬蘭、挪威的碳稅分別為139美元/噸、77美元/噸、64美元/噸，丹麥碳稅略低，也達(dá)到29美元/噸。碳稅作為一個有效的環(huán)境經(jīng)濟(jì)政策工具，對北歐國家減少碳排放、降低能耗、改變能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)產(chǎn)生了積極促進(jìn)作用。
碳稅征收給出了價格信號，但有時不足以給企業(yè)帶來巨大的成本壓力，或者企業(yè)可能采取其他手段轉(zhuǎn)移征稅影響，因此，將征稅和其他手段相互結(jié)合，才能促使這些行業(yè)真正采取行動，降低碳排放。如同時運(yùn)用碳交易和碳稅這兩種經(jīng)濟(jì)手段，全面覆蓋各類經(jīng)濟(jì)部門，以提升政策效果、增強(qiáng)減排力度。此前有一些歐洲國家同時采用碳交易和碳稅，但通常覆蓋不同部門。冰島、瑞典、丹麥等對交通燃料征收碳稅，不與歐盟碳交易體系覆蓋的工業(yè)部門重合。隨著各國氣候目標(biāo)不斷強(qiáng)化，一些國家逐漸加大政策力度，提升減排效果，使越來越多的企業(yè)受到碳交易和碳稅的雙重管制。2018年，葡萄牙規(guī)定碳交易體系下的燃煤電廠同樣需要交納碳稅。同年，瑞典取消了碳交易體系下的熱電聯(lián)產(chǎn)等企業(yè)享受的碳稅豁免或減免，以加快淘汰煤炭的步伐。
(三)激勵可再生能源快速發(fā)展
依照歐盟可再生能源指令有關(guān)規(guī)定，各成員國根據(jù)國情制定了各自的國家可再生能源行動計劃和支持政策，其中絕大多數(shù)支持政策集中在發(fā)電行業(yè)，包括上網(wǎng)電價、溢價補(bǔ)貼、差價合約、綠色證書等。歐洲可再生能源政策機(jī)制是激勵行業(yè)快速發(fā)展的關(guān)鍵。
從歐洲可再生能源發(fā)展經(jīng)驗(yàn)來看，一方面，歐洲各國建立了以上網(wǎng)電價為主的補(bǔ)貼政策機(jī)制;另一方面，在上網(wǎng)電價政策機(jī)制的框架下，不斷調(diào)整具體電價政策，以實(shí)現(xiàn)可再生能源的合理有序開發(fā)。
歐盟可再生能源政策發(fā)端于1997年的《可再生能源白皮書》。此后，歐盟陸續(xù)發(fā)布2001/77/EC、2003/30/EC等可再生能源指令，到2009年6月歐盟發(fā)布可再生能源指令2009/28/EC，基本上已形成相對完備的可再生能源發(fā)展法律框架(見表2)。歐盟委員會要求成員國將可再生能源指令轉(zhuǎn)化為國家立法，并制訂相應(yīng)的國家可再生能源行動計劃和支持政策。
表2 歐盟可再生能源指令概述
自歐盟第一個可再生能源指令被采用以來，各成員國出臺的支持機(jī)制進(jìn)一步推動了整個歐盟的可再生能源發(fā)展?？傮w來看，可再生能源支持政策涵蓋了發(fā)電、供熱制冷、交通等各個領(lǐng)域，其中絕大多數(shù)支持政策集中在發(fā)電行業(yè)。多年來，已經(jīng)有多種支持機(jī)制和特定政策設(shè)計被廣泛應(yīng)用。其中最常用的可再生能源支持機(jī)制有上網(wǎng)電價(FIT)、溢價補(bǔ)貼(FIP)、差價合約(CfD)或溢價補(bǔ)貼遞減、具有配額義務(wù)的綠色證書(GC)等(見表3)。
表3 歐盟可再生能源電力激勵政策對比
由于政策框架不同，歐洲各國可再生能源上網(wǎng)電價政策并不存在完全統(tǒng)一的模式，但從應(yīng)用范圍來看，政府強(qiáng)制要求電網(wǎng)企業(yè)在一定期限內(nèi)按照一定電價收購電網(wǎng)覆蓋范圍內(nèi)可再生能源發(fā)電量的固定上網(wǎng)電價政策是應(yīng)用最為廣泛的模式。固定上網(wǎng)電價政策根據(jù)可再生能源種類、裝機(jī)規(guī)模、發(fā)電量等因素制定了有差別的上網(wǎng)電價標(biāo)準(zhǔn)和收購期限，具有很強(qiáng)的針對性和可操作性，為投資者和參與者提供了穩(wěn)定的預(yù)期，極大地刺激了可再生能源領(lǐng)域投資。但是隨著可再生能源開發(fā)規(guī)模的擴(kuò)大，固定上網(wǎng)電價政策也帶來了政府可再生能源發(fā)電補(bǔ)貼負(fù)擔(dān)過重和居民電價不同幅度上漲等問題。
歐洲各國可再生能源支持機(jī)制近期的發(fā)展趨勢是放棄固定補(bǔ)貼。各國政府從此前采納的固定上網(wǎng)電價，轉(zhuǎn)而支持溢價補(bǔ)貼和差價合約。這使得各國政府能夠在鼓勵新增可再生能源發(fā)電容量的同時，通過這些機(jī)制管理補(bǔ)貼預(yù)算負(fù)擔(dān)。采用溢價補(bǔ)貼的代表國家是德國、西班牙、丹麥等，采用差價合約的代表國家是英國。
德國2012年全面引入溢價補(bǔ)貼機(jī)制。其設(shè)計特點(diǎn)是，可再生能源按照電力市場規(guī)則與其他電源無差別競價上網(wǎng)，承擔(dān)類似于常規(guī)電源的電力系統(tǒng)平衡義務(wù)，同時政府為上網(wǎng)可再生能源提供溢價補(bǔ)貼，可再生能源上網(wǎng)電價水平為“溢價補(bǔ)貼+電力市場價格”。這種機(jī)制的設(shè)計，一方面有利于可再生能源利用其低邊際成本的價格優(yōu)勢實(shí)現(xiàn)優(yōu)先消納;另一方面，由于電力市場零電價和負(fù)電價的引入，電力市場供需平衡信息能夠及時傳導(dǎo)，也避免了可再生能源的過度投資。
英國從2017年起開始實(shí)施差價合約機(jī)制。其核心是可再生能源按照電力市場規(guī)則進(jìn)入電力市場，由政府管理的專門機(jī)構(gòu)與可再生能源發(fā)電企業(yè)按合同價格簽訂長期合同(該合同價格由招標(biāo)確定且必須低于政府指導(dǎo)價)。在交易過程中，如果市場平均電價低于合同價，則向發(fā)電企業(yè)予以補(bǔ)貼至合同價;反之須返還高出部分。差價合約機(jī)制采用招標(biāo)確定合同電價的方式，通過合約既保證可再生能源企業(yè)的合理收益，又避免了對可再生能源的過度激勵。
除了上述最常見的支持類型之外，歐洲還使用其他支持機(jī)制，如投資補(bǔ)助、貸款擔(dān)保、稅收優(yōu)惠等，或結(jié)合多種支持機(jī)制，激勵可再生能源發(fā)展。由于歐盟各成員國的氣候和地理?xiàng)l件不同，可再生能源產(chǎn)業(yè)的規(guī)模和實(shí)力不同，社會和政治偏好不同，每個國家都選擇了一套適用于自身的政策工具。統(tǒng)計顯示，歐洲大多數(shù)國家偏向于采用固定上網(wǎng)電價和溢價補(bǔ)貼政策。同時，越來越多的國家使用拍賣的方式來實(shí)施上網(wǎng)電價和溢價補(bǔ)貼。
(四)綠色投融資引導(dǎo)經(jīng)濟(jì)資源流向
歐盟的資金工具覆蓋能源產(chǎn)業(yè)整個創(chuàng)新價值鏈，參與能源研究、開發(fā)和示范等各個環(huán)節(jié)，大型投資機(jī)構(gòu)通過綠色信貸、綠色基金等方式，引導(dǎo)經(jīng)濟(jì)資源流向更環(huán)保的領(lǐng)域，促進(jìn)能源轉(zhuǎn)型、能源可持續(xù)性發(fā)展。
發(fā)揮綠色金融的杠桿作用，一方面是要控制并收緊涉及化石能源行業(yè)的融投資，通過資本向傳統(tǒng)化石燃料企業(yè)施壓，迫使其向低碳燃料供應(yīng)商轉(zhuǎn)型;另一方面則是通過綠色信貸、綠色基金等方式，支持清潔能源技術(shù)研發(fā)和產(chǎn)業(yè)發(fā)展，引導(dǎo)經(jīng)濟(jì)資源流向更環(huán)保的領(lǐng)域，以綠色融投資，促進(jìn)能源轉(zhuǎn)型、能源可持續(xù)性發(fā)展，培育新的增長點(diǎn)。
在歐洲，已出售或承諾出售化石燃料產(chǎn)業(yè)投資的大型投資機(jī)構(gòu)包括全球最大主權(quán)財富基金挪威政府全球養(yǎng)老基金、歐洲保險龍頭法國保險集團(tuán)安盛、北歐最大的基金管理公司北歐銀行資產(chǎn)管理公司等，尤其是政府公共資金正在逐步撤離化石燃料投資。2018年7月，愛爾蘭眾議院通過化石燃料撤資法案，愛爾蘭主權(quán)基金——愛爾蘭戰(zhàn)略投資基金于五年內(nèi)出售其在煤炭、石油、天然氣等全球化石燃料產(chǎn)業(yè)的投資，并禁止未來對化石燃料行業(yè)再進(jìn)行任何投資。愛爾蘭由此成為全球首個主權(quán)基金投資全面撤出化石燃料行業(yè)的國家。2019年6月，挪威議會通過決議，要求挪威政府全球養(yǎng)老基金從化石燃料領(lǐng)域撤出超過130億美元的投資，轉(zhuǎn)投可再生能源項(xiàng)目，其中預(yù)計從煤炭領(lǐng)域撤資60億美元，從石油勘探和生產(chǎn)企業(yè)撤資70億美元。這是該基金迄今為止規(guī)模最大的撤資，未來挪威政府全球養(yǎng)老基金將動用200億美元的資產(chǎn)(相當(dāng)于其管理資產(chǎn)總額的2%)直接投向未上市的可再生能源項(xiàng)目，并優(yōu)先投資風(fēng)能和太陽能發(fā)電項(xiàng)目。
面對環(huán)保壓力和政府減排承諾，為降低自身財務(wù)風(fēng)險，荷蘭國際集團(tuán)、法國農(nóng)業(yè)銀行、德意志銀行、法國巴黎銀行等歐洲金融機(jī)構(gòu)，已先后宣布不再為煤電和煤炭開采項(xiàng)目提供融資。歐洲投資銀行則成為全球首個提出削減天然氣項(xiàng)目貸款的主要多邊金融機(jī)構(gòu)。2019年11月，歐洲投資銀行宣布，將在2021年底前停止為一切化石能源項(xiàng)目提供貸款，包括燃煤發(fā)電及天然氣發(fā)電項(xiàng)目。從2021年底開始，該銀行資助的能源項(xiàng)目二氧化碳排放限制將從此前的每千瓦時發(fā)電量二氧化碳排放量不得高于550克，縮減為每千瓦時發(fā)電量二氧化碳排放量不得高于250克。未來10年，歐洲投資銀行還將為對抗氣候變化以及可持續(xù)發(fā)展等相關(guān)項(xiàng)目釋放出超過10000億歐元的資金。根據(jù)這一投資政策，歐洲絕大多數(shù)化石能源項(xiàng)目，甚至包括天然氣發(fā)電項(xiàng)目，都將排除在融資范圍外。
2014～2020年，歐盟將預(yù)算的至少20%投向了氣候變化相關(guān)活動，資金高達(dá)1800億歐元。歐盟的資金工具覆蓋能源產(chǎn)業(yè)整個創(chuàng)新價值鏈，地平線歐洲(Horizon Europe)、創(chuàng)新基金(the Innovation Fund)、現(xiàn)代化基金(the Modernisation Fund)，投資歐洲(Invest EU)等多個資金計劃參與能源研究、開發(fā)和示范等各個環(huán)節(jié)。預(yù)計歐洲投資銀行將在刺激私營部門投資方面發(fā)揮重要作用。與5年前相比，歐洲投資銀行更多地參與了早期階段和風(fēng)險更大的能源項(xiàng)目，在支持能源效率投資和風(fēng)險更大的創(chuàng)新項(xiàng)目方面發(fā)揮著關(guān)鍵作用。如2019年，根據(jù)能源技術(shù)發(fā)展所需的資本密集度和長遠(yuǎn)需求，歐洲委員會、歐洲投資銀行、突破性能源風(fēng)險投資公司聯(lián)合成立歐洲突破性能源投資基金，幫助歐洲公司開發(fā)創(chuàng)新清潔能源技術(shù)。
歐盟上調(diào)氣候目標(biāo)，將進(jìn)一步促進(jìn)歐洲地區(qū)可再生能源的大規(guī)模投資。路透社指出，如果2030年55%的減排目標(biāo)最終寫入立法，預(yù)計2021～2030年期間，歐洲可再生能源領(lǐng)域?qū)㈩~外增加至少3500億歐元的投資。歐盟官網(wǎng)指出，為了確保2030年55%減排目標(biāo)能夠獲批，將重新修訂可再生能源融資機(jī)制，旨在幫助成員國更輕松地獲得項(xiàng)目融資以及更便捷地推進(jìn)合作和項(xiàng)目部署。歐委會確定了資金投入的三大優(yōu)先考慮領(lǐng)域，其中面向未來的清潔技術(shù)和可再生能源為第一優(yōu)先領(lǐng)域;第二優(yōu)先領(lǐng)域是能源效率，特別是改善公共和私人建筑物的能耗水平;第三優(yōu)先領(lǐng)域是創(chuàng)新能源技術(shù)，包括智能交通工具、智慧基建、大數(shù)據(jù)等。
三、能源轉(zhuǎn)型的技術(shù)驅(qū)動
(一)部署CCUS，促進(jìn)化石能源清潔化
碳捕集、利用和封存技術(shù)是世界公認(rèn)的最有前景的碳減排技術(shù)之一。在國際能源署的可持續(xù)發(fā)展情景中，2019～2070年間，歐洲利用CCUS技術(shù)捕集的二氧化碳中，42%來自電力部門;到2050年，捕獲的二氧化碳大部分與化石燃料的使用有關(guān)。
碳捕集、利用和封存(CCUS)技術(shù)在不改變能源結(jié)構(gòu)的前提下，實(shí)現(xiàn)碳的有效封存，是世界公認(rèn)的最有前景的碳減排技術(shù)之一，對全球溫升控制目標(biāo)有著重要的意義。
國際能源署數(shù)據(jù)顯示，2019年歐洲能源相關(guān)二氧化碳排放總量為39億噸。其中電力部門為主要排放源(32%)，其次是交通部門(25%)，工業(yè)制造部門(20%)，建筑和農(nóng)業(yè)部門(18%)。大約8億噸二氧化碳為工業(yè)排放，主要來自鋼鐵、水泥和化學(xué)品等能源密集型行業(yè)。歐洲未來數(shù)十年內(nèi)運(yùn)行的發(fā)電廠還會繼續(xù)排放二氧化碳。目前，歐洲化石燃料發(fā)電廠平均服役年限為28年(燃煤電廠33年，燃?xì)怆姀S17年)，而平均技術(shù)壽命約為50年。如果發(fā)電廠不進(jìn)行CCUS改造，或者不提前退役，那么在2019～2070年間，上述這些在運(yùn)的發(fā)電廠，再加上建設(shè)中和規(guī)劃中的發(fā)電廠，累計將排放超過250億噸二氧化碳。
歐洲現(xiàn)有CCUS項(xiàng)目主要部署在北海地區(qū)，包括挪威1996年投運(yùn)的Sleipner項(xiàng)目和2008年投運(yùn)的Sn?hvit項(xiàng)目，這2個項(xiàng)目的二氧化碳封存能力為170萬噸/年。此外還有至少11個總封存能力近3000萬噸/年的試點(diǎn)和示范項(xiàng)目正在歐洲其他地方開展，其中有冰島的CarbFix項(xiàng)目，英國的Drax CCS試點(diǎn)項(xiàng)目，瑞典的STEPWISE項(xiàng)目，西班牙的CIUDEN項(xiàng)目和克羅地亞地?zé)岚l(fā)電廠的一個CCS項(xiàng)目。CCUS工業(yè)示范項(xiàng)目呈現(xiàn)數(shù)目逐步增多、規(guī)模逐步擴(kuò)大的發(fā)展特點(diǎn)。
同時，歐洲CCUS技術(shù)的投資環(huán)境一直在改善。如歐盟委員會于2020年啟動的創(chuàng)新基金對歐盟所有成員國及冰島和挪威開放，為CCUS等領(lǐng)域的突破性技術(shù)提供資金;荷蘭SDE++計劃支持部署二氧化碳減排技術(shù);英國政府宣布建立不低于8億英鎊(約10億美元)的碳捕集封存基礎(chǔ)設(shè)施基金，至少在兩地部署CCUS設(shè)施。
近日，微軟、挪威國家石油公司、殼牌和道達(dá)爾簽署合作協(xié)議，將通過挪威北極光CCUS項(xiàng)目展開合作，并尋找如何協(xié)助歐洲CCUS標(biāo)準(zhǔn)化和放大部署規(guī)模。北極光項(xiàng)目今年獲得挪威政府承諾約20億歐元的資助，計劃每年運(yùn)輸和封存150萬噸二氧化碳，并將累計封存1億噸二氧化碳。挪威政府同時還承諾了約15.5億歐元，用于資助挪威Longship CCUS項(xiàng)目，包括水泥廠和垃圾發(fā)電廠的大規(guī)模碳捕集計劃。
在國際能源署的可持續(xù)發(fā)展情景中，預(yù)計到2030年，歐洲的二氧化碳捕集量將增加到3500萬噸左右，到2050年將達(dá)到3.5億噸，到2070年將超過7億噸(見圖4)。2019～2070年間，利用CCUS技術(shù)捕集的二氧化碳中，42%來自電力部門，31%來自工業(yè)部門，26%來自交通部門。到2050年，捕獲的二氧化碳大部分與化石燃料的使用有關(guān)。2050年后，生物能源碳捕獲和儲存(BECCS)和直接空氣碳捕集(DAC)將發(fā)揮更為突出的作用。到2070年，電力部門捕獲的二氧化碳中三分之二與BECCS有關(guān)。
資料來源：IEA圖4 歐洲二氧化碳捕集量增長預(yù)測
(二)發(fā)展替代燃料，減少化石燃料使用
1.氫能技術(shù)
氫能開發(fā)與利用是世界新一輪能源技術(shù)變革的重要方向，是能源系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)脫碳目標(biāo)的必然選擇。歐洲在發(fā)展氫能技術(shù)和氫能產(chǎn)業(yè)方面擁有諸多優(yōu)勢。到2050年，預(yù)計歐洲氫能發(fā)電總量能夠達(dá)到2250太瓦時，占?xì)W盟能源需求總量的四分之一。
作為清潔能源供給體系的重要載體，氫能開發(fā)與利用是世界新一輪能源技術(shù)變革的重要方向，是能源系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)脫碳目標(biāo)的必然選擇。歐洲在發(fā)展氫能技術(shù)和氫能產(chǎn)業(yè)方面擁有以下基礎(chǔ)。
首先，歐洲在氫能方面擁有強(qiáng)大的研究機(jī)構(gòu)，歐盟、國家和區(qū)域各級支持氫能研發(fā)。歐盟采取多項(xiàng)舉措，如為氫能源生產(chǎn)提供50億歐元至300億歐元支持，將下個長期預(yù)算中對氫能源項(xiàng)目的扶持資金提升至13億歐元，通過特別基金項(xiàng)目加大對可再生能源和氫能源基礎(chǔ)設(shè)施投資等，來推動氫能源技術(shù)發(fā)展。歐洲氫能學(xué)會發(fā)布2×40吉瓦綠色氫能倡議計劃，以支持歐盟市場綠色氫的生產(chǎn)。德國通過《國家氫能戰(zhàn)略》，計劃將氫能技術(shù)發(fā)展成為德國出口的核心業(yè)務(wù)領(lǐng)域。2019年，德國宣布投資1.8億歐元用于發(fā)展氫能產(chǎn)業(yè)。89個歐洲地區(qū)和城市宣布參與燃料電池和氫能聯(lián)合組織(FCH-JU)提出的氫能轉(zhuǎn)型計劃，將共同推進(jìn)約18億歐元的重大投資項(xiàng)目，以達(dá)成未來5年在歐洲部署氫能和燃料電池技術(shù)的目標(biāo)。
第二，歐洲在氫能產(chǎn)業(yè)價值鏈上擁有眾多參與者，可以推動氫解決方案的開發(fā)和部署。如歐洲先后通過Ene-field、PACE示范項(xiàng)目推廣基于氫燃料電池的熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)，目前已經(jīng)部署了大約10000套燃料電池微型熱電聯(lián)產(chǎn)裝置。歐洲四大燃料電池?zé)犭娐?lián)產(chǎn)企業(yè)Bosch、SOLIDpower、Vaillant和Viessmann產(chǎn)能超1000套/年。根據(jù)歐盟《氫能路線圖》，預(yù)計到2040年歐盟將部署超過250萬套燃料電池?zé)犭娐?lián)產(chǎn)裝置，可節(jié)省電網(wǎng)電量15太瓦時，除供電外氫能能滿足所有商用建筑以及1100萬戶家庭的供暖需求。在德國，政府通過的kfW433法案，對滿足性能要求的燃料電池?zé)犭娐?lián)產(chǎn)裝置進(jìn)行補(bǔ)貼，并要求燃料電池系統(tǒng)總效率高于82%，發(fā)電效率高于32%，使用壽命達(dá)到10年。
第三，歐洲建有龐大的天然氣管網(wǎng)，為氫能應(yīng)用提供了空間。一方面，天然氣供應(yīng)網(wǎng)脫碳需要?dú)錃?。來自歐洲天然氣輸配網(wǎng)絡(luò)的管道天然氣約占?xì)W洲供熱用能的40%、發(fā)電用能的15%，利用氫替代天然氣供熱、發(fā)電是實(shí)現(xiàn)歐洲能源消費(fèi)低碳轉(zhuǎn)型最有潛力的發(fā)展方向。另一方面，完善的天然氣管輸網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施可以以最低的成本轉(zhuǎn)換為氫氣輸送設(shè)施。DNV-GL和Kiwa在荷蘭聯(lián)合進(jìn)行的研究表明，現(xiàn)有的天然氣輸配網(wǎng)絡(luò)只需稍加改造或不做改造，即可用于氫氣的輸送，這對管道天然氣逐漸由氫替代提供了有力的設(shè)施保障。也就是說，生產(chǎn)商不需要對管網(wǎng)進(jìn)行重大升級，即可將氫氣通過管網(wǎng)輸配，或者可以輸送用氫氣合成的天然氣，甚至直接輸送純氫氣。這也是歐洲發(fā)展氫能的主要優(yōu)勢所在，未來歐洲能源系統(tǒng)轉(zhuǎn)型升級極有可能會充分利用現(xiàn)有天然氣管網(wǎng)。
根據(jù)歐委會此前發(fā)布的《歐盟氫能戰(zhàn)略》，歐盟將分三個階段發(fā)展氫能，第一階段將在2024年前建成至少6吉瓦的綠氫項(xiàng)目;第二階段為2025～2030年，氫能將成為歐盟能源體系的重要組成部分，將有多個區(qū)域制氫產(chǎn)業(yè)中心——“氫谷”落成;第三階段為2030～2050年，重點(diǎn)研究氫能在能源密集型行業(yè)的大規(guī)模應(yīng)用。
2019年2月，歐洲燃料電池和氫能聯(lián)合組織結(jié)合17家活躍于氫和燃料電池技術(shù)領(lǐng)域的企業(yè)的信息和數(shù)據(jù)，制定并發(fā)布《歐洲氫能路線圖：歐洲能源轉(zhuǎn)型的可持續(xù)發(fā)展路徑》。報告提出歐洲發(fā)展氫能的路線圖，明確到2030年歐洲在氫能發(fā)電、氫燃料電池汽車、家庭和建筑物用氫、工業(yè)制氫用氫等方面的具體目標(biāo)(見圖5)。
資料來源：FCH-JU圖5 2030年歐洲各部門用氫目標(biāo)
到2050年，預(yù)計歐洲氫能發(fā)電總量能夠達(dá)到2250太瓦時，占?xì)W盟能源需求總量的四分之一;氫能生產(chǎn)及相關(guān)設(shè)備的產(chǎn)值將達(dá)到8200億歐元;整個氫能行業(yè)可提供540萬個高技能就業(yè)崗位;歐盟碳排放量將減少約5.6億噸。
2.生物質(zhì)能技術(shù)
生物質(zhì)能是唯一可替代化石能源轉(zhuǎn)化成燃料及其他化工原料或產(chǎn)品的碳資源，是應(yīng)對全球氣候變化最有潛力的能源技術(shù)方向之一。歐洲是世界上生物柴油產(chǎn)量最大的地區(qū)，生物沼氣技術(shù)世界領(lǐng)先，生物質(zhì)發(fā)電供熱在電力和熱力系統(tǒng)中發(fā)揮著重要作用。
作為清潔可再生的能源形式，生物質(zhì)能是唯一可替代化石能源轉(zhuǎn)化成液態(tài)、固態(tài)和氣態(tài)燃料及其他化工原料或產(chǎn)品的碳資源，也是應(yīng)對全球氣候變化、能源短缺和環(huán)境污染最有潛力的發(fā)展方向之一。
生物質(zhì)能源的主要利用形式包括生物液體燃料、生物沼氣和生物質(zhì)發(fā)電供熱等。在生物液體燃料方面，歐洲以菜籽油為主要原料，是世界上生物柴油產(chǎn)量最大的地區(qū)，德國生物柴油已替代普通柴油使用;北歐挪威、芬蘭等國已經(jīng)形成航空生物燃料規(guī)?；袌?，建立起從原料、煉制、運(yùn)輸?shù)郊幼⒑驼J(rèn)證的完整產(chǎn)業(yè)鏈。在生物沼氣方面，生物沼氣提純后可用來加熱、發(fā)電或作為車用燃料，歐盟地區(qū)沼氣技術(shù)世界領(lǐng)先，德國、丹麥等國多采用傳統(tǒng)全混式沼氣發(fā)酵工藝，工程技術(shù)及裝備已達(dá)到系列化、工業(yè)化水平。2018年，全球沼氣產(chǎn)量約580億立方米，其中德國沼氣年產(chǎn)量已超過200億立方米，瑞典生物天然氣滿足國內(nèi)約30%的車用燃?xì)庑枨?。在生物質(zhì)發(fā)電供熱方面，生物質(zhì)發(fā)電是可再生能源發(fā)電的重要形式，目前全球200多座生物質(zhì)混燃示范電站中有100多座分布在歐洲地區(qū);歐洲可再生能源供熱在供熱能源需求總量中占比超過30%的國家有10個(瑞典占比高達(dá)70%，芬蘭、拉脫維亞和愛沙尼亞占比也都在50%以上)，生物質(zhì)能在這些國家的供熱系統(tǒng)中發(fā)揮著巨大作用，歐洲獨(dú)立建筑使用生物質(zhì)供暖的供熱鍋爐和壁爐供熱效率較高。
生物液體燃料可替代石油基燃料使用及后加工，是鏈接能源企業(yè)、特別是石油公司主營業(yè)務(wù)和新能源業(yè)務(wù)的最佳結(jié)合點(diǎn)之一。在國際能源署的可持續(xù)發(fā)展情景中，生物質(zhì)轉(zhuǎn)化為液體燃料這一新興技術(shù)將推動全球生物燃料供應(yīng)快速增長。近年間，歐洲大型石油公司紛紛進(jìn)入生物質(zhì)能領(lǐng)域，嘗試包括燃料乙醇、生物柴油、航空生物煤油等在內(nèi)的各種生物液體燃料業(yè)務(wù)。如BP先后收購多家生物能源企業(yè)的股份或業(yè)務(wù)，與杜邦公司成立生物燃料合資公司，率先開發(fā)生物燃料丁醇汽油，解決車輛及基礎(chǔ)設(shè)施與生物燃料兼容性的關(guān)鍵問題。殼牌致力于開發(fā)應(yīng)用第二代纖維素乙醇技術(shù)。目前，纖維素乙醇技術(shù)可行，但經(jīng)濟(jì)成本偏高，隨著技術(shù)進(jìn)步，未來有望實(shí)現(xiàn)規(guī)?；虡I(yè)生產(chǎn)。2019年，道達(dá)爾公司出資改建的法國第一座生物燃料工廠La Mede投產(chǎn)。原料中70%來自植物油、30%來自處理后的廢油，產(chǎn)品為綠色柴油和航空生物煤油。
(三)重視系統(tǒng)靈活性，提高可再生能源部署能力
電力系統(tǒng)靈活運(yùn)行能力被視為電力系統(tǒng)優(yōu)化的關(guān)鍵，對可再生能源并網(wǎng)至關(guān)重要。發(fā)展靈活性技術(shù)、提高系統(tǒng)靈活性是歐洲電力系統(tǒng)在高比例可再生能源并網(wǎng)過程中必須考慮的問題。未來電池儲能將成為平衡歐洲電網(wǎng)、取代氣電調(diào)峰的更優(yōu)技術(shù)選擇。
歐洲是全球可再生能源發(fā)展程度較高的地區(qū)。高比例可再生能源并網(wǎng)勢必會對電力系統(tǒng)的平衡和穩(wěn)定運(yùn)行產(chǎn)生諸多影響，并且這些影響會隨著可再生能源滲透率的提高而逐步增強(qiáng)，這是各國電力系統(tǒng)在高比例可再生能源并網(wǎng)過程中必須考慮的問題。電力系統(tǒng)靈活運(yùn)行能力被視為電力系統(tǒng)優(yōu)化的關(guān)鍵，提高系統(tǒng)靈活性對可再生能源并網(wǎng)至關(guān)重要。為提高可再生能源部署水平，歐洲主要在以下幾個方面提升現(xiàn)有電力系統(tǒng)靈活性。
在電源側(cè)，廣泛應(yīng)用各種發(fā)電機(jī)組靈活性提升技術(shù)，提高除風(fēng)電和光伏之外其他發(fā)電廠的靈活度。根據(jù)歐洲能源轉(zhuǎn)型智能網(wǎng)絡(luò)技術(shù)與創(chuàng)新平臺(ETIP SNET)發(fā)布的《2021-2024年綜合能源系統(tǒng)研發(fā)實(shí)施計劃》，未來4年歐洲在發(fā)電靈活性方面主要研發(fā)示范任務(wù)包括：開發(fā)用于風(fēng)力渦輪機(jī)和太陽能光伏最大功率點(diǎn)追蹤的有效控件，以實(shí)現(xiàn)靈活性和儲備共享;增加水力發(fā)電和抽水蓄能電站運(yùn)行靈活性;提高火電靈活性;使用碳中性燃料提高火電燃料靈活性;開發(fā)和測試集成靈活中小型火電、供熱和制冷、儲能的解決方案等。
在電網(wǎng)側(cè)，為了增加電網(wǎng)互聯(lián)容量，歐盟提出2020年各成員國跨國輸電能力至少占本國裝機(jī)容量的10%，2030年要達(dá)到15%。目前，德國和鄰國電網(wǎng)間的電力交換能力已經(jīng)達(dá)到25吉瓦，占其總裝機(jī)容量的12%、冬季最高負(fù)荷的30%。歐洲輸電系統(tǒng)運(yùn)營商聯(lián)盟(ENTSO-E)每兩年發(fā)布一次電網(wǎng)十年發(fā)展規(guī)劃(TYNDP)，ENTSO-E最新發(fā)布的TYNDP對跨國電網(wǎng)進(jìn)一步互聯(lián)進(jìn)行了詳細(xì)規(guī)劃，利用場景分析深入研究高比例可再生能源結(jié)合電動汽車、智能電網(wǎng)和儲能等和電網(wǎng)系統(tǒng)的融合，推動系統(tǒng)協(xié)調(diào)發(fā)展。
在用戶側(cè)，借助于完善的市場機(jī)制，歐洲各國普遍開展了需求側(cè)響應(yīng)，引導(dǎo)用戶根據(jù)市場情況改變電力需求，以維持系統(tǒng)平衡。提高電力需求側(cè)的靈活性，主要是綜合運(yùn)用儲能、熱泵、電動汽車、智能電表等技術(shù)手段，提高負(fù)荷的可調(diào)節(jié)性。根據(jù)AFRY管理咨詢公司的分析，預(yù)計未來10年，歐盟27個成員國的需求響應(yīng)容量將增加一倍以上，從目前的7吉瓦增加到15吉瓦。歐盟電力系統(tǒng)正在變得越來越智能化和分散化。
在電源側(cè)、電網(wǎng)側(cè)和用戶側(cè)采用儲能技術(shù)，提高這些環(huán)節(jié)的靈活性。目前，歐洲電網(wǎng)側(cè)儲能裝機(jī)容量不足2吉瓦，其中約四分之三是鋰離子電池，其他技術(shù)包括鉛酸、氧化還原液流和鈉基電池。歐委會數(shù)據(jù)顯示，目前英國電池儲能裝機(jī)容量約為880兆瓦，是歐洲最大的市場份額;德國電池儲能裝機(jī)容量約530兆瓦。據(jù)悉，英國有1350萬千瓦電池儲能項(xiàng)目正在等待建設(shè)。
伍德麥肯茲最新研究數(shù)據(jù)顯示，在歐洲5大電力市場(英國、德國、法國、意大利和西班牙)，波動性可再生能源發(fā)電(風(fēng)電、光伏發(fā)電)最快有望在2023年成為最大的發(fā)電來源。在歐洲上述幾個電力市場中，未來將接入較大比例的風(fēng)電、光伏及其他可再生能源，到2040年，預(yù)計將新增169吉瓦風(fēng)電和172吉瓦光伏發(fā)電裝機(jī)。為了平衡可再生能源激增，抽水蓄能電站、天然氣調(diào)峰電站、儲能系統(tǒng)、電網(wǎng)互聯(lián)項(xiàng)目等靈活性資源必不可少。預(yù)計系統(tǒng)靈活性資源將從2020年的122吉瓦增加到2030年的202吉瓦、2040年的260吉瓦(見圖6)。
天然氣調(diào)峰電站就目前而言，是歐洲電力市場重要的靈活調(diào)節(jié)電源，但由于燃料和碳價格不斷上漲，技術(shù)成本卻沒有大幅下降，在減排政策驅(qū)動下，到2030年，儲能系統(tǒng)將取代天然氣調(diào)峰電站。歐洲5大電力市場儲能裝機(jī)容量預(yù)計將從目前的3吉瓦(不含抽水蓄能)增長至2030年的26吉瓦、2040年的89吉瓦。伍德麥肯茲預(yù)測認(rèn)為，到2040年，上述市場擁有的儲能容量有望實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的秒級平衡，其中大部分將來自于電網(wǎng)側(cè)電池儲能系統(tǒng)。屆時電池儲能將成為平衡歐洲電網(wǎng)、取代氣電調(diào)峰的更優(yōu)技術(shù)選擇。
資料來源：Wood Mackenzie圖6 歐洲5大電力市場可再生能源和靈活性資源新增裝機(jī)預(yù)測
(四)推動數(shù)字化進(jìn)程，提高能源使用效率
能源和資源數(shù)字化后，被智能化分配，以便在合適的時間、合適的地點(diǎn)以最低的成本提供能源，能源利用效率可得到大幅提升。歐洲地區(qū)在能源數(shù)字化技術(shù)的開發(fā)和應(yīng)用方面走在世界前列。
隨著新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)革命加速興起，云計算、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)、移動互聯(lián)、人工智能、區(qū)塊鏈等數(shù)字化技術(shù)與能源產(chǎn)業(yè)有機(jī)相融，引領(lǐng)能源產(chǎn)業(yè)變革。各國在能源轉(zhuǎn)型過程中，將能源系統(tǒng)與信息技術(shù)、數(shù)字技術(shù)等深度融合，搶占未來能源科技的戰(zhàn)略制高點(diǎn)。歐洲地區(qū)在能源數(shù)字化技術(shù)的開發(fā)和應(yīng)用方面走在世界前列。
以區(qū)塊鏈技術(shù)為例。作為推動能源行業(yè)數(shù)字化的熱點(diǎn)技術(shù)，區(qū)塊鏈技術(shù)將極大改變能源系統(tǒng)生產(chǎn)和交易模式，能源交易主體可以點(diǎn)對點(diǎn)實(shí)現(xiàn)能源產(chǎn)品生產(chǎn)、交易、能源基礎(chǔ)設(shè)施共享，能源區(qū)塊鏈可以實(shí)現(xiàn)能源的數(shù)字化精準(zhǔn)管理，正在向能源交易、能源融資、碳證交易和綠證核發(fā)、分布式能源等能源互聯(lián)場景不斷延伸。根據(jù)國際可再生能源署2019年發(fā)布的數(shù)據(jù)，全球區(qū)塊鏈能源初創(chuàng)公司有超過46%分布在歐洲地區(qū)。涉及到具體項(xiàng)目，2019年12月MINDSMITН聯(lián)合SKOLKOVO Energy Centre發(fā)布的《電力行業(yè)區(qū)塊鏈項(xiàng)目和投資者分類報告》顯示，截至2019年，全球電力行業(yè)共啟動了234個區(qū)塊鏈項(xiàng)目，其中歐洲地區(qū)占到了項(xiàng)目總數(shù)的近一半。
根據(jù)國際能源署《數(shù)字化和能源》中的預(yù)測，在歐盟，到2040年僅通過數(shù)字化需求響應(yīng)和增加存儲就可以將光伏發(fā)電和風(fēng)力發(fā)電的棄電率從7%降至1.6%，從而減少3000萬噸二氧化碳排放。
歐洲各國紛紛采取措施，推動數(shù)字化進(jìn)程，將智能數(shù)字化實(shí)時管理和控制系統(tǒng)引入到能源系統(tǒng)，以實(shí)現(xiàn)提高能效的目的。2019年，德國出臺《能源轉(zhuǎn)型數(shù)字化法案》，計劃實(shí)施智能電網(wǎng)并布局能源互聯(lián)網(wǎng)項(xiàng)目，加強(qiáng)對網(wǎng)絡(luò)攻擊和大規(guī)模停電的防御，使小型能源系統(tǒng)之間的連接更加智能、高效。芬蘭繼續(xù)發(fā)揮在可再生能源供熱與優(yōu)化能源系統(tǒng)方面的優(yōu)勢，通過智能電表等設(shè)備，快速收集用戶的電力需求、用電情況、電力價格等變量，以便實(shí)現(xiàn)自動化需求響應(yīng)，更好地調(diào)節(jié)電力供需。
一些大數(shù)據(jù)公司將電力企業(yè)大量、龐雜、無序的智能儀表數(shù)據(jù)與天氣數(shù)據(jù)、建筑物信息等結(jié)合起來，經(jīng)過深度分析挖掘后，實(shí)現(xiàn)商業(yè)智能分析，從而輔助管理人員進(jìn)行決策，對生產(chǎn)業(yè)務(wù)進(jìn)行智能調(diào)控。德國E.ON電力公司基于大數(shù)據(jù)技術(shù)實(shí)現(xiàn)實(shí)時用電查詢，除了能夠監(jiān)測電網(wǎng)狀態(tài)和測量用戶用電，還可將歷史24個月電表數(shù)據(jù)存儲并加密保護(hù)，提供實(shí)時用電消費(fèi)計算及實(shí)時查詢。英國國家電網(wǎng)公司完成了基于大數(shù)據(jù)技術(shù)測量設(shè)備資產(chǎn)信息、設(shè)備運(yùn)行數(shù)據(jù)、天氣信息、腐蝕速率等相關(guān)信息，并實(shí)現(xiàn)資產(chǎn)戰(zhàn)略管理。隨著大數(shù)據(jù)分析及機(jī)器學(xué)習(xí)、區(qū)塊鏈、分布式能源管理和云計算等數(shù)字技術(shù)在能源生產(chǎn)、輸送、交易、消費(fèi)及監(jiān)管等環(huán)節(jié)的深入應(yīng)用，能源領(lǐng)域，尤其在能源轉(zhuǎn)型過程中，智能數(shù)字化實(shí)踐應(yīng)用正在變得愈發(fā)多元。
四、對歐洲能源轉(zhuǎn)型的思考
(一)各國利益訴求不同影響歐洲能源轉(zhuǎn)型整體進(jìn)程
能源問題對于推動歐盟形成曾發(fā)揮了重要作用，如今能源轉(zhuǎn)型仍是歐盟合作的重要內(nèi)容。然而由于各國利益訴求不同，歐盟在氣候治理和能源轉(zhuǎn)型的政策決策中，往往難以達(dá)成其偏好性的一致選擇，尤其是中東歐國家，鑒于自身的經(jīng)濟(jì)、政治和自然資源狀況，在能源發(fā)展等問題上有著獨(dú)特的態(tài)度和立場，對歐盟整體的政策推行形成一定的牽制，也給歐洲的碳中和目標(biāo)帶來沖擊。
對于2019年年底歐盟正式發(fā)布的《歐洲綠色協(xié)議》，在歐盟內(nèi)部，以波蘭為代表的嚴(yán)重依賴化石燃料的成員國，發(fā)起了強(qiáng)烈抵制，呼吁歐盟在制定政策時不要一刀切。波蘭是中東歐大國，也是歐洲溫室氣體排放大戶，其國內(nèi)80%的能源依賴煤炭，煤炭利益集團(tuán)在波蘭擁有強(qiáng)大的影響力，并且得到了煤炭工會的支持。波蘭能源轉(zhuǎn)型成本顯然高于歐洲其他國家。波蘭政府表示，波蘭能源經(jīng)濟(jì)過渡需要數(shù)千億歐元，因此希望歐盟允許嚴(yán)重依賴化石燃料的經(jīng)濟(jì)體在2050年以后擁有額外時間向綠色能源過渡。在此前的聯(lián)合國氣候變化大會(COP24)上，波蘭作為主辦國提出了“一起轉(zhuǎn)變”的口號，還向聯(lián)合國提交了《團(tuán)結(jié)和公正過渡西里西亞宣言》，呼吁世界各國保護(hù)受能源轉(zhuǎn)型影響的產(chǎn)業(yè)工人。能源轉(zhuǎn)型在大量使用燃煤的國家中引發(fā)的就業(yè)和社會問題由此可見一斑。
考慮到嚴(yán)重依賴化石能源的國家訴求，甚至還要考慮到這些國家由于各種社會問題在能源發(fā)展走向上存在的差異和分化，是歐洲推行整體能源政策、推動整體能源轉(zhuǎn)型過程中面臨的一大挑戰(zhàn)。
(二)能源轉(zhuǎn)型需各終端用能領(lǐng)域協(xié)調(diào)發(fā)展
如前所述，歐洲能源轉(zhuǎn)型在電力部門進(jìn)展迅速，但是在電力部門以外，能源轉(zhuǎn)型才剛剛開始。在交通運(yùn)輸、建筑、工業(yè)等終端用能部門，能效和可再生能源部署結(jié)果不盡相同，能源轉(zhuǎn)型進(jìn)展相對較慢。
能源效率提升使歐盟溫室氣體排放與能源消費(fèi)“脫鉤”。若非歐盟范圍內(nèi)能效的改善，2010～2019年間該地區(qū)的碳排放量和能源消耗量會更高。然而，歐盟能效提高速度已經(jīng)放慢，國際能源署認(rèn)為，歐盟無法實(shí)現(xiàn)其2020年的能源效率目標(biāo)。歐洲統(tǒng)計局?jǐn)?shù)據(jù)顯示，2004～2018年期間可再生能源發(fā)電占比已從14.2%增至32%，同期可再生能源供熱占比從10.4%增至19.7%，交通運(yùn)輸可再生能源利用占比從1.4%增至8%。在交通運(yùn)輸?shù)冉K端用能部門，可再生能源的占比低于預(yù)期。到2019年底，交通運(yùn)輸部門(尤其是航空運(yùn)輸部門)和建筑部門碳排放量回升，建筑部門仍在密集使用化石燃料。道路和航空運(yùn)輸中不斷增長的能源消耗是歐盟無法實(shí)現(xiàn)2020年能效目標(biāo)的重要原因。工業(yè)部門沒有任何關(guān)于能源效率或可再生能源的具體目標(biāo)，該部門雖被納入歐盟溫室氣體排放貿(mào)易機(jī)制，但并無實(shí)質(zhì)性減排。2013～2018年間，歐盟工業(yè)部門碳排放量僅減少了0.3%。
歐洲環(huán)境署分析指出，歐盟各成員國到2019年實(shí)施的國家措施還不足以實(shí)現(xiàn)歐盟到2030年比1990年減排40%的目標(biāo)(綠色新政前的目標(biāo))。歐盟委員會認(rèn)為，成員國提交的《國家能源與氣候計劃》是當(dāng)前能源部門治理的核心，對于實(shí)現(xiàn)減排目標(biāo)至關(guān)重要。歐盟需要實(shí)施相對目前更強(qiáng)有力的政策措施，同時在《國家能源和氣候計劃》框架下加強(qiáng)合作，以實(shí)現(xiàn)2030年溫室氣體排放、可再生能源和能源效率的目標(biāo)，以及長期的脫碳目標(biāo)。
