全球能源轉(zhuǎn)型的已知與未知

文 | 美國落基山研究所 Jules Kortenhorst

我們生活的時代充滿了各種不確定性。新冠肺炎疫情給全世界帶來不可估量的痛苦和損失，同時也向我們展示了，這個世界能夠以多快的速度發(fā)生變化。但這并不是我們在21世紀初面對的唯一巨變，事實上，我們面對的最大變化是氣候危機帶來的影響，而它已經(jīng)在全球各地造成了諸多顛覆性災(zāi)難。

能源形勢也在發(fā)生變化。此前，美國德克薩斯州的石油價格在歷史上首次短暫性地降至負值。我們知道，全球更大范圍內(nèi)正經(jīng)歷從化石燃料向清潔能源解決方案的轉(zhuǎn)型，但這一轉(zhuǎn)型的輪廓和狀態(tài)仍具有不確定性。

為了解讀這些問題，并將已知和未知的問題區(qū)分開，我們與世界經(jīng)濟論壇全球未來理事會（World Economic Forum’s Global Future Council）能源組的其他成員合作發(fā)表了一篇題為《能源轉(zhuǎn)型A-Z：已知與未知》（The A-Z of the Energy Transition: Knowns andUnknowns）的文章，列出我們對于全球能源轉(zhuǎn)型過程已知的13項關(guān)鍵事項和未知的13項關(guān)鍵問題。

這項工作尤為重要，因為能源轉(zhuǎn)型并非靜態(tài)，而是不斷發(fā)展變化的，并且我們的認知也隨之變化。今天我們已知的答案在十年，甚至幾年前都仍屬未知的疑問。

我們知道能源轉(zhuǎn)型正在發(fā)生，這是毋庸置疑的，并且在能效、可再生能源及電氣化等技術(shù)卓越經(jīng)濟性的推動下，轉(zhuǎn)型速度越來越快。LEDs、太陽能光伏、風(fēng)電機組和電動汽車（EV）等不僅僅是我們應(yīng)對氣候變化的技術(shù)，也是比那些已被它們替代的舊能源技術(shù)更優(yōu)秀的解決方案。這也是它們通常能夠在允許市場發(fā)揮作用的地方獲得成功的原因。

另一個近些年逐漸明朗化的問題是：化石燃料需求正在達到峰值。歐洲化石燃料需求的峰值發(fā)生在2006年，全球煤炭需求的峰值發(fā)生在2013年，而石油需求在發(fā)達國家已經(jīng)達峰。這些峰值的到來對化石能源部門的投資產(chǎn)生了巨大影響，而那些尚未意識到變化的人將會承擔(dān)變化帶來的后果。

然而，我們還有大量的工作要做。即便已經(jīng)具備有利的經(jīng)濟性，這些更清潔的選項要想在整個經(jīng)濟中替代化石燃料，仍將面對諸多挑戰(zhàn)。

這一問題的部分原因在于我們還面對著許多未知的領(lǐng)域，諸多細節(jié)問題也不夠明朗。我們尚未得知全球化石燃料需求的峰值到來或清潔替代方案完全普及的具體時間。能源轉(zhuǎn)型的許多動態(tài)趨勢都遵循非線性形態(tài)，能源系統(tǒng)的變化也很可能帶來諸多非線性和不可預(yù)測的結(jié)果。

新冠肺炎疫情等危機的爆發(fā)更進一步增加了這種不確定性，它已摧毀了化石燃料需求，但也減緩了清潔能源解決方案替代石油和其他化石燃料的進程。

在技術(shù)方面也存在一些疑問。雖然目前來看，LEDs、太陽能、風(fēng)能和鋰離子電池（無論是否用于電動汽車）等均已被確定為不可或缺的技術(shù)，但能源轉(zhuǎn)型還需要更多的技術(shù)，其中的一些技術(shù)仍需要進一步開發(fā)和規(guī)模化推廣。我們尚不得知哪些技術(shù)會取得成功，哪些技術(shù)可以解決能源轉(zhuǎn)型的一些棘手問題，如電力系統(tǒng)最后20%部分的脫碳問題。

當(dāng)然，我們具備了足夠的知識來展開行動。可再生能源的成本已經(jīng)低于化石燃料，我們再也沒有任何實質(zhì)性的理由去推遲能源轉(zhuǎn)型的加速。全球未來理事會的文章就在呼吁投資者、企業(yè)決策者、政策制定者和民間社會采取行動。是時候抓住能源轉(zhuǎn)型帶來的巨大機遇，展開全球合作，大膽行動了！

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能源轉(zhuǎn)型A-Z：已知與未知

關(guān)于能源轉(zhuǎn)型的已知關(guān)鍵事項

我們需要進行能源轉(zhuǎn)型。聯(lián)合國政府間氣候變化專門委員會（IPCC）于2018年發(fā)布的《全球升溫1.5℃特別報告》指出，如果一切照常，《巴黎協(xié)定》中設(shè)定的全球碳預(yù)算（carbon budget）將在20～30年內(nèi)被耗盡，并隨之開啟“溫室地球”（hothouse earth）時代。因此，我們必須從使用會排放溫室氣體的能源轉(zhuǎn)向可再生能源。

我們清楚自己應(yīng)該采取哪些行動。能源轉(zhuǎn)型的顯著特征包括通過能效的提升以及行為的轉(zhuǎn)變來減少需求，推動電力系統(tǒng)脫碳，提升電氣化水平以及推廣可再生能源制氫的應(yīng)用。當(dāng)然，為了確保能源轉(zhuǎn)型保持合理的節(jié)奏，可能還需要使用生物質(zhì)能和排放物脫除技術(shù)。

能源轉(zhuǎn)型會困難重重。化石燃料是現(xiàn)代社會的基石，在全球能源供應(yīng)中的占比仍然高達80%左右。許多國家和企業(yè)嚴重依賴于化石燃料的產(chǎn)出，英格蘭銀行曾指出，能源轉(zhuǎn)型會影響到20萬億美元的財富。抵制能源轉(zhuǎn)型的力量依然十分強大，它們試圖繼續(xù)保持現(xiàn)有化石燃料系統(tǒng)的運轉(zhuǎn)。

轉(zhuǎn)型的力量可能占據(jù)壓倒性優(yōu)勢。與保持現(xiàn)有路徑相比，進行轉(zhuǎn)型將讓更廣泛的群體受益，畢竟世界范圍內(nèi)有80%的人口生活在需要進口化石燃料的國家。從全球來看，化石燃料產(chǎn)業(yè)的從業(yè)人數(shù)只占總勞動力的1%，并且從化石燃料獲得的很大一部分收益都流入了少數(shù)出口國和出口商手中。與此同時，一些化石燃料產(chǎn)業(yè)鏈上的參與者正在轉(zhuǎn)向可再生能源，減少自己的碳足跡。

能源轉(zhuǎn)型是正義的。化石燃料主要被相對少數(shù)的富裕群體消費，由此產(chǎn)生的代價卻由相對多數(shù)的貧困群體承擔(dān)。與之相反，可再生能源廣泛存在，沒有應(yīng)用規(guī)模的限制，正在被用于解決最后一公里的難題，為幾億缺電人口供應(yīng)電力。一旦進入“溫室地球”時代，很多地區(qū)將不再宜居，最貧困群體的生機也會被摧毀，帶來數(shù)以千萬計的氣候難民。國際可再生能源署（IRENA）預(yù)計，能源轉(zhuǎn)型有望創(chuàng)造出的新能源就業(yè)崗位數(shù)將遠多于化石燃料產(chǎn)業(yè)損失的就業(yè)崗位數(shù)。全球的宗教和道德領(lǐng)袖們均在呼吁推進能源轉(zhuǎn)型。

能源轉(zhuǎn)型是成本更低的選項。隨著過去十年間可再生能源成本的急劇下降以及其他技術(shù)的快速進步，能源轉(zhuǎn)型的成本要低于保持現(xiàn)狀所付出的代價。據(jù)波士頓咨詢集團測算，能源轉(zhuǎn)型的成本只占到GDP的1%，維持現(xiàn)狀所付出的代價則至少達到GDP的30%。

關(guān)鍵參與者都在積極謀求轉(zhuǎn)型。許多金融機構(gòu)、大型企業(yè)、民間團體代表以及政府均要求做出改變。管理著120萬億美元資產(chǎn)的經(jīng)理人們已經(jīng)簽署氣候相關(guān)財務(wù)信息披露工作組（TCFD）的行動準則。歐盟宣布了綠色新政（Green New Deal）計劃。印度致力于使可再生能源發(fā)電裝機達到4.5億千瓦的目標，巴基斯坦則計劃讓可再生能源在其能源系統(tǒng)中的占比增長4倍。圍繞RE100倡議等確立的、與《巴黎協(xié)定》相一致的目標，越來越多的企業(yè)參與其中。民意調(diào)查也顯示，公眾一直要求為減緩全球變暖采取行動。殼牌、BP等石油公司也公布了自己的能源轉(zhuǎn)型戰(zhàn)略。

我們擁有了相應(yīng)的技術(shù)解決方案。現(xiàn)在，有越來越多的技術(shù)解決方案可以符合成本效益的方式來推動能源轉(zhuǎn)型。能效回報（efficiency gains）的提升有效減緩全球能源需求的增長速度。彭博新能源財經(jīng)（BNEF）的數(shù)據(jù)顯示，在全球大約2/3的地區(qū)，新建可再生能源發(fā)電項目的成本已經(jīng)低于化石燃料發(fā)電項目。同時，并網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展不斷打破可再生能源電力應(yīng)用比例的上限。此外，與以化石燃料為動力的輕型交通系統(tǒng)（light transport）相比，以電力為動力的輕型交通系統(tǒng)將很快在成本上占據(jù)優(yōu)勢。

上述技術(shù)解決方案的成本正在快速下降。與風(fēng)能、太陽能、電池和電解槽等相關(guān)的關(guān)鍵可再生能源技術(shù)正處于成本快速下降階段，它們的規(guī)模每翻番一次，其成本會降低15%～20%。這意味著在越來越多的地區(qū)，可再生能源成本正在迅速降至現(xiàn)有化石燃料技術(shù)成本之下。政策制定者由此也會獲得更大的操作空間。

峰值漸近。由于成本的迅速下降，關(guān)鍵可再生能源技術(shù)正沿著指數(shù)增長曲線（S曲線）快速發(fā)展，這使它們能夠滿足特定行業(yè)和國家日益增長的能源需求。在這種情況下，現(xiàn)有化石燃料技術(shù)的應(yīng)用規(guī)模已經(jīng)漸近峰值。歐洲化石燃料需求量在2006年達峰，2013年，全球煤炭的需求量達到峰值。內(nèi)燃機（ICE）汽車的使用量或許再也無法超過2017年的水平。世界資源研究所（WRI）指出，到2017年，有49個國家的碳排放量（占全球的36%）已經(jīng)達到峰值。

在位企業(yè)（incumbent company）處于風(fēng)險之中。峰值需求以及技術(shù)競爭使得能源系統(tǒng)的在位企業(yè)如果不能及時做出反應(yīng)，就將面臨低價和擱淺資產(chǎn)的風(fēng)險。我們已經(jīng)看到過在位化石燃料企業(yè)出現(xiàn)數(shù)千億美元的資產(chǎn)減值，以及與煤炭、電力、石油勘探相關(guān)的行業(yè)股價暴跌。

我們需要更多的政策行動來達成《巴黎協(xié)定》中的目標。如果希望確保轉(zhuǎn)型速度符合該協(xié)定的要求，政策制定者就必須采取更加堅定的行動。當(dāng)下，實施重大政策行動的空間依然巨大。據(jù)國際能源署（IEA）統(tǒng)計，2018年，全球化石燃料消費補貼高達4280億美元。經(jīng)濟合作與發(fā)展組織（OECD）的數(shù)據(jù)則顯示，同期，各國直接和間接對化石燃料征收的稅收額也僅接近5680億美元。與此同時，使用化石燃料所帶來的與身體健康和全球變暖相關(guān)的負外部性成本不低于100美元/噸。

政策制定者有必要為改變做足準備。由于系統(tǒng)會被逐步改變，若未能提前做好準備，將是十分危險的。政策制定者應(yīng)當(dāng)為重構(gòu)依賴于化石燃料的狀態(tài)與系統(tǒng)做好以下工作：重新培訓(xùn)勞動力，確保轉(zhuǎn)型是公正的；針對新的稅收來源做出安排；抑制對在轉(zhuǎn)型過程中易于遭到擱淺的資產(chǎn)進行投資。

關(guān)于能源轉(zhuǎn)型的未知關(guān)鍵問題

政治經(jīng)濟學(xué)將在各國發(fā)揮怎樣的作用？每個國家都有自己特殊的國情，因此，對于能源轉(zhuǎn)型，并不存在單一的解決方案。此外，在部分國家，化石燃料利益集團能夠通過控制政權(quán)來試圖阻止能源轉(zhuǎn)型。與此同時，越來越多的人將從能源轉(zhuǎn)型帶來的投資、增長和就業(yè)中受益，因而也會成為能源轉(zhuǎn)型的支持者。即便對于“減碳困難”（hard-to-abate）的重工業(yè)（如鋼鐵、化工）而言，通過轉(zhuǎn)型，也有望在替代燃料（如氫能）產(chǎn)業(yè)鏈上創(chuàng)造出大量就業(yè)崗位。

能源轉(zhuǎn)型會帶來怎樣的非線性影響？改變能源系統(tǒng)，可能會帶來很多非線性的、難以預(yù)料的結(jié)果。比如，隨著對全球變暖、氣候行動主義（climate activism）以及其他社會變遷的關(guān)注，消費者的行為可能會發(fā)生顯著變化。當(dāng)然，反饋循環(huán)（feedback loops）的存在有望加速改變的過程。由于無法對此加以預(yù)測，因此，我們必須對試圖基于過多細節(jié)建立模型的做法保持謹慎。

化石燃料的需求峰值何時到來？由于影響因素眾多，因此，很難準確測算化石燃料需求會在何時達到峰值。按照目前的新能源技術(shù)以及全球能效回報增長速度來估算，這一峰值有望在21世紀20年代到來。但如果新能源供應(yīng)突然停止增長，全球能源需求卻迅速增加，達到峰值的時間將被推遲至21世紀40年代。

哪些新技術(shù)正在到來？我們需要對已經(jīng)在應(yīng)用規(guī)模和成本上得到驗證的技術(shù)（如太陽能和風(fēng)能）、正處于清晰學(xué)習(xí)曲線上的技術(shù)（如電池與綠色氫能）、仍在探索降本以及大規(guī)模應(yīng)用路徑的技術(shù)（如碳捕獲與封存）加以辨別。在位企業(yè)預(yù)測能源未來走勢時，往往傾向于對接下來的創(chuàng)新采取十分保守的看法。然而，過去十年間可再生能源成本急劇下降的經(jīng)驗、行動的緊迫性以及更多的資源被投入到尋找解決方案中，似乎都表明了學(xué)習(xí)曲線將繼續(xù)發(fā)揮作用，更多的新技術(shù)也會陸續(xù)出現(xiàn)。

“天然氣橋”（gas bridge）會有多長？天然氣生產(chǎn)企業(yè)常常將天然氣標榜為通向可再生能源時代的一座橋梁，但它面臨著雙重威脅：高度的無組織排放（fugitive emission）、可再生替代能源成本的快速下降。現(xiàn)在不確定的是，整個天然氣系統(tǒng)是否會成為一座橋梁。

如何推進能源轉(zhuǎn)型的最后一程？用可再生能源滿足全球能源供應(yīng)的最后20%部分，無疑是非常困難的。然而，考慮到目前非化石能源在全球能源供應(yīng)中僅占20%左右，能源轉(zhuǎn)型目前并不會遇到太大阻力。如同其他任何轉(zhuǎn)型，能源轉(zhuǎn)型也是分階段的：新能源應(yīng)用的起步期，化石燃料的需求達峰階段，新能源應(yīng)用規(guī)模持續(xù)擴大的時期，化石燃料被完全替代的收官階段。隨著技術(shù)進步，即便是面對能源轉(zhuǎn)型“深水區(qū)”的棘手問題，解決起來也相對更容易。未來10年的挑戰(zhàn)在于，促使化石燃料需求峰值的到來。

如何解決“減碳困難”行業(yè)的大規(guī)模轉(zhuǎn)型問題？全球能源轉(zhuǎn)型委員會（ETC）已經(jīng)針對貨車運輸業(yè)、石油化工業(yè)、航空業(yè)、水泥業(yè)等“減碳困難”行業(yè)的轉(zhuǎn)型提出了一攬子解決方案。最近，彭博新能源財經(jīng)則描繪了如何在歐洲的運輸業(yè)、工業(yè)以及建筑業(yè)推進電氣化。至于如何在大范圍內(nèi)實現(xiàn)這種轉(zhuǎn)變，仍有待觀察。

新興市場將實現(xiàn)超越，還是保持模仿？多數(shù)現(xiàn)有的能源生產(chǎn)商認為，新興市場將采用成熟市場走過的能源發(fā)展路徑。然而，這似乎不會發(fā)生在那些存在嚴重污染問題、能源對外依存度高并且具有良好治理水平的國家。隨著更低成本的可再生能源解決方案變得易得，這些國家更有可能對此加以使用。中國與印度已經(jīng)領(lǐng)先一步，其他國家也有望奮力追趕。當(dāng)然，那些擁有豐富化石燃料資源的少數(shù)國家則不太可能做出這種轉(zhuǎn)變。

新興經(jīng)濟體能否獲得更低成本的資金？政策承諾只是驅(qū)動大規(guī)模能源轉(zhuǎn)型的關(guān)鍵力量之一。印度能源、環(huán)境與水資源中心（CEEW）指出，融資成本在目前印度可再生能源總成本中所占的比重最大，在那些風(fēng)險溢價（risk premium）更大的發(fā)展中國家，這一比例會更高。新興市場何時能夠突破可持續(xù)金融方面的可利用以及可負擔(dān)限制，不僅有賴于其國內(nèi)政策環(huán)境的改善，也取決于全球金融體系風(fēng)險評估機制、保費定價機制以及國家間的風(fēng)險防范機制的改革。

哪些是促成改變的最佳政策工具？它們是否會被更廣泛地采用？一系列政策正在被用于推動改變，其中的一些顯得更加有效，包括可再生能源拍賣、效率監(jiān)管和目標設(shè)定。

何時能夠?qū)崿F(xiàn)凈零排放？這還需要數(shù)十年的時間，期間存在大量變數(shù)和不確定性。現(xiàn)如今，我們應(yīng)當(dāng)聚焦更加關(guān)鍵的問題，比如尖峰需求、推動有效轉(zhuǎn)型的政策等。

在位企業(yè)應(yīng)當(dāng)為轉(zhuǎn)型做好哪些工作？在能源轉(zhuǎn)型的浪潮中，每家企業(yè)都會遭遇自己的挑戰(zhàn)和機遇，重要的是勿將各個企業(yè)遇到的特定問題與能源轉(zhuǎn)型的通解混為一談。通常而言，如同其他技術(shù)變革，轉(zhuǎn)變的過程往往是由創(chuàng)新者和外來者推動的，但一些在位企業(yè)也可能會發(fā)揮重要作用。

新冠肺炎疫情的影響幾何？政策層面會對此做出何種反應(yīng)？新冠肺炎疫情的爆發(fā)，進一步增加所有預(yù)測的不確定性。由此也引發(fā)了爭議，有觀點稱，這場危機會抑制全社會尋找應(yīng)對氣候變化解決方案的熱情，化石燃料則因成本相對較低而出現(xiàn)需求反彈。另一方認為，周期性減速將加速化石燃料需求峰值的到來，也會為能源進口國的政策制定者創(chuàng)造出操作空間，從而取消化石燃料的補貼，并對其負外部性征稅，最終推動能源轉(zhuǎn)型進程。