摆脱化石燃料:能源转型如何推进?

作者: 周游

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图/视觉中国

日前,国家气候中心最新发布的消息称,2023年,全国平均气温10.7℃,较常年偏高0.8℃,为1961年以来最高。世界气象组织发布的《全球气候状况临时报告》称,2023年为有气象记录以来最热的年份,全球平均气温比工业化前水平高出1.4℃。全球海平面上升和南极冰盖的消退程度都创下新高。

2023年12月,《联合国气候变化框架公约》第二十八次缔约方大会(英文缩写COP28)在阿联酋落幕。依据《巴黎协定》的规定,COP28完成了第一次全球盘点,全面评估了各国在减缓气候变化目标方面取得的进展,被国内外媒体称为一次里程碑式的会议。COP28最终达成《阿联酋共识》,并首次将“转型摆脱化石燃料”写入文件。

国家气候变化专家委员会委员、国家发改委能源研究所原所长周大地对《中国新闻周刊》分析说,在“转型脱化”时代,中国不能复刻发达国家先转型天然气再发展新能源的老路,应走“先立后破、有序降碳”的新路线。国内可再生能源在产能和技术手段等方面都发展良好,亟待解决的最大问题是,电力系统如何快速适应低碳发展的需求。“电力系统像有多年驾龄的汽车司机,如今突然要开飞机。”周大地说。

不完美但必要的多边进程

在延期一天后,COP28于2023年12月13日在阿联酋迪拜落幕。原定于12月12日的谈判截止期到来前,与会各国代表未能就化石燃料的相关措辞达成一致。当晚,各国代表就最终案文进行了激烈谈判。最终,“转型摆脱化石燃料”这一共识诞生,这也是COP共识文件首次提及“化石燃料”字眼。阿联酋工业和先进技术部长、COP28主席苏尔坦·贾比尔会后称,《阿联酋共识》(下称《共识》)按下了逐步终结化石燃料时代的启动键。

作为多次联合国气候变化大会的深度参与者,能源基金会首席执行官兼中国区总裁邹骥告诉《中国新闻周刊》,《共识》作为一项全球政治决议,在落实各国国家自主贡献(英文缩写NDC)等方面有了进一步部署,并敦促各国在2030年于巴西举办的COP30上对自身NDC进行全面更新。周大地称,COP28的重要性在于守住了《巴黎协定》力争1.5℃升温目标的基本盘,坚定了能源转型的大方向。

邹骥表示,关于措辞的激辩每次COP都不会缺席,这种争论的基础是IPCC多项报告所展现的科学基础。从1992年首次缔结《联合国气候变化框架公约》以来,气候变化的几大议题,包括减缓、适应、资金、技术转移、能力建设等,就已确立。其中减缓议题的核心就是减少化石燃料使用,降低大气温室气体输入水平,减缓全球升温过程。此次《共识》的进展在于,将减缓推进成脱离,但相对于完全淘汰仍是一种妥协。

美国气候科学家、哥伦比亚大学兼职教授詹姆斯·汉森对《中国新闻周刊》指出,为后代创造一个友善的环境,需要三项基本行动,这一研究结果已于2023年3月发表于学术期刊《牛津公开气候变化》上,汉森是研究的第一作者。这些行动涉及经济激励措施如征收碳税,扩大科学技术方面的国际合作,以及一些更为激进的手段,如注入大气气溶胶反射太阳辐射,以控制温室效应。汉森总结,上述行动未能写入《共识》,同时缔约方会议很难用强硬手段督促各国履约,造成《共识》效力较低,追责困难。

气候融资进程即体现了《共识》薄弱的约束力。2009年哥本哈根气候大会上,发达国家承诺到2020年将向发展中国家每年提供1000亿美元的气候援助,以帮助发展中国家减少碳排放并应对气候变化的影响。后来,该承诺也成为了2015年《巴黎协定》的一个重要组成部分。然而非法律效力的“共识”和“协定”使这些承诺容易成为空头支票。中国气候谈判首席代表苏伟告诉《中国新闻周刊》,目前1000亿美元目标仍是一笔“糊涂账”,本次盘点将该承诺的兑现期延续到2025年,但之后的常态化资金机制仍成问题。

联合国环境规划署2023年11月发布的《2023年适应差距报告》指出,发展中国家的适应资金需求是现有国际公共资金流的10~18倍。在COP28第一天通过的“损失与损害”基金最终筹得约7亿美元注资,仅占发展中国家适应资金需求的0.2%。

在邹骥看来,缺乏约束力是多边进程的固有弱点。COP28共有196个缔约方,包括发达国家和发展中国家,还可细分为石油出口组织、小岛国、最不发达国家等。他们的既得利益、立场诉求差异巨大。例如阿联酋、委内瑞拉、尼日利亚这些石油输出国,其国民经济几乎完全仰仗石油。中国、印尼、南非等国家对煤炭依赖程度高,中国煤炭的一次能源占比超过50%。就算是发达国家,比如美国,其已从油气消费国变成出口国,经济上同样对化石能源保持依赖。因此,能源转型是全球任务,涉及全球经济的根本性变革。COP的结果通常是“谁都不满意,但谁都可以接受”,这是典型的多边进程特征。

“目前我们仍然离不开多边进程。”邹骥称,基于多边进程的气候治理体系起到政治纲领性作用,共识和协定发出的政治信息、树立的全球目标依然十分必要。但同时,仅靠多边进程显然不够,因为有妥协就有理想与现实的差距。

如何弥补多边进程的弱点?周大地指出,气候谈判应进一步强调大国作用,尤其是G20等所包含的经济体的作用。G20作为国际经济合作主要论坛下属20国集团,涵盖中美和欧盟等多经济体,贡献了全球碳排放量的80%。这些国家或经济体的政策目标、技术变革、转型行动,都将很大程度上决定多边进程的快慢、力度,甚至于成败。

苏伟指出,大国合作已经在推动COP共识的过程中展露锋芒。2014年,中美两国元首发布的《中美气候变化联合声明》为次年《巴黎协定》的制定奠定了基础,正如2023年11月的中美共同发表的《关于加强合作应对气候危机的阳光之乡声明》之于《共识》。邹骥称,这符合现代国际多边政治的实践规律。

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2023年12月13日,在联合国气候变化迪拜大会闭幕全体会议上,COP28主席苏尔坦·贾比尔宣布达成《阿联酋共识》后,参会人员起立鼓掌。图/新华
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华北电力大学能源互联网研究中心主任、中国能源研究会能源互联网专委会主任曾鸣向《中国新闻周刊》表示,COP28之后,大多数国家的新能源发展、减碳目标、应对气候变化措施等方面可能会比《巴黎协定》时期更为谨慎。各国都需要时间进行新能源新业态、新模式的探索,从而实现稳妥逐步的转型。邹骥则预计,在NDC方面,各国至少在2025年前会保持激进,COP30的NDC会呈现更严格、更有雄心的减排目标。

严控煤炭增量

除了“转型脱化”,《共识》的另一醒目成果为全球新能源转型的两大具体目标,也即呼吁各国在2030年前实现全球可再生能源装机增至三倍,全球能效提高年均速率增加至两倍。

邹骥认为,转型不是硬着陆,各国有不同的时间框架,总体上应按照先立后破、逐步有序的路线来实现摆脱。各国“转型脱化”的具体时间表取决于三个基本因素。一是现有化石能源资产、生产能力、基础设施等的寿命周期。以中国为例,目前国内最庞大的化石能源资产为火电厂的发电中心。发电机组的平均机龄14年,正常寿命30年,保守估计绝大部分将在20年后结束寿命周期。此外,化石能源本身也有“寿命周期”,其开采储量有限,随着后续开采难度上升,其经济性、便利性等都会下降。从资源储量和设施寿命来看,化石能源在未来都亟待替代,只是对于不同国家,紧迫性不同。

第二个因素是替代能源的技术迭代周期。可再生能源中的风、光能,取之不尽,用之不竭,不存在资源的自然寿命,因此,其应用的发展速度取决于技术的迭代速度。邹骥指出,过去十年里,中国国内光伏发电的成本下降超过九成,而且这种趋势还在继续。根据能源咨询公司伍德麦肯兹2023年底发布的研究报告,中国光伏组件的生产成本在2023年内下降了42%,储能技术近5年也进入一个明显的成本下行期,这与相关技术和产能的发展密切相关。

第三个因素是经济系统本身的经济景气周期。邹骥称,一定时间里,国家宏观财政、货币政策处于宽松模式,会刺激投资水平上升,中国正位于新一轮高投资经济窗口的初期,这一窗口理论上能维持5~10年或更长。

周大地分析说,从蒸汽机到煤炭,再到化石能源大规模进入工业化应用,传统能源系统由少数发达国家奠定。发达国家也走过高化石能源发展的道路,其能源转型第一步是完成石油天然气对煤炭替代过程,第二步才是发展可再生能源。目前,中国没有时间和资源条件实现这一过程,因此,需两步并作一步走,发展“多轮驱动”“多能互补”的转型局面。随着可再生能源降价、技术趋于成熟,国家新增电力需求应由非化石能源填补。厦门科华数能科技有限公司市场总监陈超向《中国新闻周刊》回忆,曾经部分新能源行业从业者存在一定的认知偏差,认为“新能源要革传统化石能源的命”,其实现在看是非常狭隘的。实际上,二者形成的不是对立面,而是结合面。

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山东省科学院能源研究所研究员孙荣峰告诉《中国新闻周刊》,能源转型要做两件事。一是存量转型。现有化石能源装机的功能,要从发电主力转变为新能源电力的辅助或者兜底。目前,国内火电机组年发电小时数已跌破4500小时,逐渐开始向兜底电力转变。实际碳排放和发电小时数密切相关,这种转变是能源转型的必经之路。二是增量把控。未来火电增量将受到严控,用可再生能源增量进行替代,后者的稳定和调节将通过更加灵活的储能、核能等来完成。可见,火电机组作为应急机组还会长期存在,但其作用在2060年达到碳中和目标时将显著弱化。

中国工程院院士、国家气候变化专家委员会顾问杜祥琬向《中国新闻周刊》表示,严控煤炭增量是中国实现“双碳”目标的手段,也是全球新能源转型的普遍实现路径。

中国目前的NDC目标明确,计划到2030年可再生能源总装机容量达到12亿千瓦以上。根据国家能源局2023年12月的最新数据,2023年中国新增电力装机约3.3亿千瓦,总装机达29亿千瓦,其中可再生能源总装机达14.5亿千瓦,占全国发电总装机比重超过50%,历史性地超过火电装机。计划已经变成现实。邹骥指出,2020年国内新能源总装机为9.3亿千瓦,2030年实现以装机量为代表的产能提升对于中国并非难事,更重要的是在能效上下功夫。

破解能源“不可能三角”

新能源的能效很大程度上取决于有效装机容量,也就是投入发电的新能源装机容量。邹骥认为,装太阳能板或风机相对容易,难的是装配之后的发电过程。风、光都是间歇式能源,其平稳供应取决于电网的有效调度,以及充足的储能调节。包含储能在内的电网互联互通、全局部署,是新能源转型的最大考验。

曾鸣认为,多能互补不是权宜之计,而是推进能源转型、解决能源“不可能三角”的必要手段。“不可能三角”理论源于金融政策领域,在能源领域中指能源的安全稳定、价格低廉和清洁低碳三者不可兼得,这是能源自身禀赋所决定的。曾鸣称,要实现能源的安全稳定供应,必然要更精密的运行维护和更强大的应急储备,这意味着成本增加,因此,排斥环保投入;如果增加环保投入,就会降低生产经济性,增加设备和工艺的复杂性,牺牲一部分安全性;多能互补原则上能做到取长补短、平稳过渡。

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