上海交通大学教授洞见: 我国能源转型将带来新的复杂性

上海交通大学安泰经济与管理学院 2019-08-27 浏览量: 1160

MBA中国网讯】能源问题是一个世界性难题,全球都亟需可行的解决方案,其中,尤以中国最为迫切。作为一个发展中国家,我国不仅受到能源安全和环境保护两方面制约,严重的雾霾天气及巨大的减排压力也迫使我们必须尽快找到解决能源问题的突破口。因此,中国能源转型势在必行,传统能源行业的稳定状态势必会被打破。

在能源短缺和生态环境恶劣的压力下,全球各国都在寻找能源转型的有效途径。对我国而言,能源转型过程中将遇到哪些困难?传统化石能源是否会被可再生能源被完全取代?政府推进能源转型的力量应作用在供给端还是需求端?中美新能源行业之间的差距又在哪里?

就以上话题,我们邀请到了上海交通大学安泰经济与管理学院副院长、上海交通大学行业研究院新能源发电行业研究团队负责人尹海涛教授发表看法。

中国作为全球最大的能源生产国和消费国,随着工业化、信息化、城镇化进程加快,对于能源的需求始终保持较快增长。然而日益严峻的环境污染与排放问题、不断变化的能源供需格局以及传统化石能源短缺问题,都成为我国现代化进程中所面临的巨大挑战与制约因素。我们需要尽快找到解决能源问题的突破口,中国能源向清洁低碳、安全高效转型势在必行。

尹海涛教授认为对于风能、太阳能、生物能、核能等新能源资源的开发与使用,确实会有效减少对于环境的危害并且降低相应成本。但同时,能源转型必然带来新的复杂性。

能源转型需要构建整体系统

目前推动我国能源转型的因素首先涉及两个方面。其一是环境污染问题,即与能源的使用有关。常见的二氧化硫、二氧化碳、氮氧化物以及让我们担心的雾霾等污染物,都是由传统的化石燃料燃烧产生的,这都涉及工业企业中能源的结构问题。因此,从本质上讲,在未来若要解决环境污染问题,实际上就是要去解决能源的使用问题。

其二是能源安全问题。从整体看,伴随全国经济平稳增长和新旧动能转换,煤炭需求还未显现大幅度的下降趋势。根据国家能源局公布的数据,2018年中国能源消费总量46.2亿吨标准煤,较2017年的44.9亿吨增长2.9%。此外,根据中国石油集团经济技术研究院发布的《2018年国内外油气行业发展报告》,2018年中国的石油进口量为4.4亿吨,同比增长11%,石油对外依存度升至69.8%;天然气进口量1254亿立方米,同比增长31.7%,对外依存度升至45.3%,预计2019年,中国油气对外依存度还将继续上升。因此,对一个国家而言,构建全面开放条件下的能源安全保障体系、提升国际能源市场话语权,成为当务之急。

正是这两方面的原因要求着我国传统化石能源向可再生能源转化,这种转化并非简单的新旧替换。

目前,我国在转化能源方面已经采取了多种手段,比如推广使用电动汽车、推进使用新能源供暖等,以期解决环境污染的问题。然而能源转型并不是简单地将传统化石能源替换为可再生能源,必须构建一个整体的系统,各级政府、供给端的能源生产者以及消费端的能源需求者都要付出共同努力。

当前对于使用电动汽车的大多数批评也就在于此。有研究表明电动汽车的发展对二氧化碳减排的贡献并不显著。纯电动汽车由电力提供动能,而在全世界范围内电力供应主要还是来自煤燃烧所提供的热能。在表面上,纯电动汽车不需要消耗石油,但实际上仍需要大量消耗煤炭、天然气等化石能源,在燃烧发电的过程中仍然产生了二氧化硫等污染物,从全生命周期角度电动汽车的碳减排潜力还有待进一步挖掘。能源转型不能仅仅是从表面把燃烧汽油的方式转化为充电的方式,而不去改变发电方式。治标不治本,对于环境的危害依旧存在。

政府应把力量作用在需求端

在过去,我国能源的供给端一直是政府推动能源转型时施加力量的一侧,政府补贴、税收减免等政策也都面向于此。对风能、太阳能和生物能等新能源资源开发生产的补贴,很大程度上促进了行业的发展,但同时也助长了“弃风、弃光、弃水”的现象。许多新能源企业在并没有明确需求的情况下盲目建立发电站,当地消纳能力不足,向外输送能力有限,造成了极大的资源浪费。

为什么在国家推进能源生产和消费革命的总体要求下,对于新能源资源的需求仍未得到显著提高?这依然与政府力量作用于供给端的方式有关。

当前与新能源相关的政策手段都作用在了电厂而非电网上,这导致电网公司在实际收购时并不一定会选择使用新能源生产的电力资源。这里包含了两方面的考量:首先是成本,在正常情况下,新能源发电成本高于煤电。其次是调度上的困难,电网公司承担着电力调度的职责,在面对新能源电力时会遇到供应不确定的风险。电力不同于其他能源,它很难储存,需要保持供等于需的状态,同时相较于煤来说,太阳、风等自然资源很难进行预测。因此,虽然政策要求国家电网必须收购一定量的新能源电力,但在实际操作层面上,电网公司并不一定会选择购买。这就是政府力量仅仅作用于供给端的弊端。

2019年5月16日,国家发展改革委和国家能源局下发《关于建立健全可再生能源电力消纳保障机制的通知》,备受市场关注的可再生能源配额制终于落地。《通知》提出,按省级行政区域对电力消费规定应达到的可再生能源消纳责任权重(包括可再生能源电力总量消纳责任权重和非水电可再生能源电力消纳责任权重),以及各省级行政区域必须达到的最低消纳责任权重和超过即奖励的激励性消纳责任权重。《通知》还明确将提升可再生能源利用水平、促进可再生能源消纳作为政策目标之一,并对政府部门、电网企业、电力用户等各类承担消纳责任的市场责任进行了明确规定。

政府力量这一次终于是落到了需求端上。需求端被刺激以后,自然能够带动起供给端的发展。

此次《通知》采用“可再生能源消纳责任权重”替代了在2018年文件编制过程中三次征求各方面意见稿以及原有国务院和国家发展改革委、国家能源局发布的相关文件中使用的“配额”名称。这充分体现各类承担消纳责任的市场主体及所有电力消费者共同履行可再生能源电力消纳责任的政策初衷。

从全球促进可再生能源发展的措施来看,主要分为三个方面:一是制定可再生能源发展战略目标,明确可再生能源在未来能源转型中的地位。二是制定支持可再生能源产业化发展的经济激励政策,例如:招标、固定电价、固定补贴和税收减免等。三是制定强制性可再生能源市场份额政策,既“可再生能源消纳责任权重”。

上世纪90年代至今,全球范围目前共有100多个国家或联邦州(省)实施了强制性可再生能源市场份额政策。美国、英国等电力市场成熟的国家均普遍采用强制性市场份额政策促进可再生能源开发利用。国外强制性市场份额政策体系主要以电力市场为基础,对参与市场竞争的电力供应商提出约束性的市场份额要求,并通过绿色电力证书交易制度实现强制性市场份额完成量的流转。可再生能源电力除了通过电力销售获得电价收入,还可以通过绿色证书交易获得额外收入。从实施效果来看,强制性市场份额政策对可再生能源发展起到了重大推动作用,已证明是一种行之有效的促进可再生能源可持续发展的长效机制。

与国外不同,我国可再生能源电力消纳保障制度建立的初衷并非解决可再生能源发展经济代价的疏导和分摊,而是解决可再生能源电力的消纳问题。为落实可再生能源优先利用法定要求,依法按省级行政区域对电力消费规定应达到的可再生能源消纳责任权重,对各类直接向电力用户售电的电网企业、售电公司和通过电力市场直接购电的用电企业的市场行为进行引导。通过建立有足够保障力和可操作性的具体措施,打通管理、机制和电力输送物理通道。在总体目标和市场化思路方面,消纳保障机制与当前的电力体制改革、电力市场建设是一致的。可再生能源电力消纳保障机制总思路就是在电力市场化交易的总体框架下,通过市场化方式,促进可再生能源本地消纳,实现可再生能源跨省区大范围内优化配置,促使电力系统的运行机制、资源配置、运行区域为满足权重目标而进行强制性调整,确保可再生能源电力的市场消纳,为可再生能源的持续性发展提供制度性保障。

当前全球各国都将可再生能源作为国家的战略新兴产业,通过多种方式推动产业发展。但是各国资源禀赋、经济结构、政策体系、市场环境、行业发展千差万别,可再生能源应结合国情,以合理布局为前提,提升可再生能源综合利用效率,从而降低用能成本。

中国作为绿色转型的后来者,需要审慎地认识与思考他国转型背后的经验与教训,把握节奏形成多种“能源组合”,平稳过渡绿色发展,并应稳妥推动可再生能源参与市场竞争,优化发展规模和结构,提升补贴资金使用效率,减轻公众的消费负担。

传统化石能源不会被完全取代

为加速推动能源转型,世界主要国家纷纷进行了新能源发展战略布局。欧盟于2015年公布了升级版《欧盟战略能源技术计划》,美国于2017年推出《美国优先能源计划》,日本于2016、2017年分别发布《能源环境技术创新战略2050》与《氢能基本战略》,阿联酋启动“2050年能源战略投资计划”。而我国则是把发展清洁低碳能源作为调整能源结构的主攻方向。党的十九大提出,要推进能源生产和消费革命,构建清洁低碳、安全高效的能源体系,逐步降低煤炭消费比重,提高天然气消费比重,大幅增加风电、太阳能、地热能等可再生能源和核电消费比重。

能源朝着绿色低碳转型已成为国际共识,也是能源开发企业未来转型发展的方向,但在此过程中,传统化石能源并不会被完全取代。

中国的煤炭资源丰富,技术发达,火力发电仍是我国主要的发电方式,具有巨大潜力。当环保节能成为中国电力工业结构调整的重要方向时,火电行业在“上大压小”的政策导向下积极推进产业结构优化升级,关闭大批能效低、污染重的小火电机组,在很大程度上加快了国内火电设备的更新换代——2015年12月9日,国家发改委、环保部、国家能源局三部门联合下发《关于实行燃煤电厂超低排放电价支持政策有关问题的通知》。

2015年12月2日,国务院常务会议决定,在2020年前,对燃煤机组全面实施超低排放和节能改造,大幅降低发电煤耗和污染排放。2016年1月15日,国家能源局、国家发改委、国家环保部召开加快推进全国超低排放和节能改造动员大会。2017年9月19日,兖矿集团与清华大学共建工业级清洁煤技术实验室正式揭牌,旨在开展工业级清洁煤技术及燃烧污染物控制技术研究,推动燃煤节能环保事业进步。

传统化石能源行业在面对新能源行业加速发展时,应积极介入新能源开发并寻求转型,而不是固守。随着技术的发展,传统化石能源将变得越来越清洁,在环保层面未必不会有可取之处,传统化石能源是发电所需最稳定的形态,仍具有存在价值。

新能源行业可能遇到的问题

党的十九大提出,要推进能源生产和消费革命,构建清洁低碳、安全高效的能源体系。2017年12月6日,国家能源局召开党组会议,审议并通过《国家能源局贯彻落实党的十九大精神重点工作任务与分工方案》,研究编制2050年能源发展战略纲要。但就目前来看,我国能源结构中化石能源比重依旧偏高,特别是煤炭消费占比 59%,发电量中煤电占比 70%,均高出世界平均水平 30 个百分点左右。要实现 2020 年非化石能源占比 15%、2030 年占比 20%、2050年占比50%的目标,任务还十分艰巨。

当下我国能源转型与新能源行业发展的关键不在于成本,而是系统。

前文中已经提到,能源转型并不是简单地将传统化石能源替换为可再生能源,必须构建一个整体的系统,各级政府、供给端的能源生产者以及消费端的能源需求者都要付出共同努力。发电行业不同于其他,由于难以储存的特性,需时时刻刻保持供需上的平衡。这就产生了很大的问题,尤其是对火力发电厂而言。

为了配合新能源发电的时间性与供应不确定性,火力发电厂就必须不断调整负荷来保证用电正常,同时为了完成机组开关机的工作,所有技术人员都要在场。这对火力发电厂来说简直是噩梦,率先推进能源转型的德国便是前车之鉴。

德国能源转型最初源于反核诉求,其中提出两大目标:一是退出核电,预计2022年最后一个核电站退出现役。二是以1990年为基准,到2050年将二氧化碳排放量减排80%至95%。在此过程中,德国颁布了《可再生能源法》,使得可再生能源领域的投资成为无风险、高利润的投资领域,为可再生能源份额的提高提供了法律保障。

2000年,包括风能、太阳能、生物质能等在内的可再生能源电力(绿色电力)仅满足了德国6.3%的电力需求,而到了2016年,这一比例已经达到30%。按照德国的改革方案,到2025年,德国绿色电力占比将提升至40%-45%。为实现这一目标,德国政府实施了大规模补贴措施。自1991年开始,德国政府对绿色电力生产企业提供补贴,目前的年补贴额已超过200亿欧元。在补贴带动下,德国成为全球新能源投资额最大的国家之一。

政府的高额补贴导致德国绿色电力发电量飙升,但电网却无法吸纳这些电力,导致绿色电力过剩。这是供需不匹配导致的“相对过剩”,要解决这一问题,必须对电网进行大幅改造、开发新的储能技术,以实现在生产和消费之间进行智能调配。

德国经验告诉我们的是:发电、送电、储电、用电,应当获得相对均衡、系统的关注,如果补贴政策仅集中于供给端,将人为导致电能的“相对过剩”,也造成作为公共资源的政府补贴的浪费。

储电与送电紧密相关,在全球范围内,能源储存技术至今没有大的突破,这是非常大的瓶颈。而从电力调度层面来说,长距离向外输送电能时的消耗问题也没有得到很好的解决。现在许多证券咨询公司对于新能源行业的发展带有盲目的乐观,他们所制作的行业报告中也未提及这些严峻的现实制约因素,这是不太负责任的。

(来源:上海交大行业研究院)

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