
歐洲是人類發展指數較高及適宜居住的大洲之一,也是全球應對氣候變化、減少溫室氣體排放行動的有力倡導者,在能源轉型上走在全球前列。
2019年12月歐盟委員會正式發布的《歐洲綠色協議》明確指出,要在2050年前建成全球首個“氣候中和”的大洲。
丹麥和瑞典更是放出豪言,要在一代人之內實現無化石能源社會。歐洲社會為何能夠對能源轉型達成如此廣泛的社會共識?他們又將如何實現這些目標?
根據《歐洲綠色協議》提出的氣候目標,2030年溫室氣體排放量在1990年基礎上減少50%~55%,在2050年前歐洲建成全球首個“氣候中和”的大洲。
“氣候中和”不同于“碳中和”,北京國際能源專家俱樂部陳新華指出,“碳中和”指的是將二氧化碳排放降到最低,無法完全消除的部分通過森林碳匯、永久封存等途徑來抵消,使得進入大氣的二氧化碳總量為零。而“氣候中和”不僅包含二氧化碳,還包括其他溫室氣體,使得人類活動不再加劇氣候變暖。
基于對氣候變化問題的共識,許多歐洲國家已行動起來。法國是歐盟第一個在法律上明確“2050年碳中和”目標的國家,英國《氣候變化法案》、德國《氣候保護法》也均將應對氣候變化提升到了國家立法層面。
《歐洲綠色協議》指出,能源對溫室氣體排放的貢獻達78%,因此能源轉型至關重要。目前歐洲的能源轉型技術路線圖已經基本清晰,“轉向清潔能源”是《歐洲綠色協議》提出的首要舉措。
可再生能源占比不斷提升是歐洲能源轉型的重要標志。歐洲各國在提高可再生能源利用的實踐方面各具特色。
“奧地利維也納是我見過的風機最多的首都,該國政府提出了2030年可再生能源100%的目標;挪威特隆赫姆市最大的光電建筑每年光伏發電48萬度,超過了自身用電量;法國巴黎埃菲爾鐵塔下安裝了光伏智慧垃圾桶……”清華大學能源轉型與社會發展中心常務副主任何繼江介紹,在歐洲多國,可再生能源已逐漸滲入到百姓生活中。
其中,北歐五國可謂是歐洲能源轉型的先鋒,其中挪威、芬蘭和瑞典政府已分別承諾在2030、2035和2045年實現碳中和。
以瑞典為例,瑞典曾非常依賴石油,20世紀70年代石油危機后,經歷了水電擴容、核電大發展、生物質能源持續增長,近10年,風電、分布式光伏發展迅速。目前,在瑞典,電、熱領域已經基本不再使用煤炭和石油等傳統化石能源,可再生能源占比超過55%。
德國2019年11月通過《氣候保護法》,首次以法律形式確定德國中長期溫室氣體減排目標,到2030年實現溫室氣體排放總量較1990年至少減少55%,到2050年實現溫室氣體凈零排放,即實現“碳中和”。德國將“碳中和”視為其作為工業大國和歐盟經濟最強成員國的“特殊責任”。
《氣候保護法》明確了能源、工業、建筑、交通、農林等不同經濟部門所允許的碳排放量,并規定聯邦政府部門有義務監督有關領域遵守每年的減排目標。這意味著,一旦相關行業未能實現減排目標,主管部門須在3個月內提交應急方案,聯邦政府將在征詢有關專家委員會意見的基礎上,采取相應措施確保減排。
此外,不同領域的碳排放詳細數據每年將由聯邦環境局測定并在次年3月公布。一個由氣候、社會、經濟、環境等領域專家組成的獨立專家委員會將評估聯邦環境局公布的年度數據,并向聯邦議院和政府作報告。
《氣候保護法》在執行時也保留了一定靈活性,即如果某個部門超過了減排指標,原則上,可以用其他部門的減排指標來抵消。
2020年底,日本政府公布了脫碳路線圖草案。其中不僅書面確認了“2050年實現凈零排放”,還為海上風電、電動汽車等14個領域設定了不同的發展時間表,旨在通過技術創新和綠色投資的方式加速向低碳社會轉型。
根據日本經濟產業省發布的路線圖草案,綠色投資被視為日本疫后重塑經濟的重點,以及引領日本遠離化石燃料、加速清潔能源轉型的關鍵。日本政府將投入大量資金,鼓勵14個行業的技術創新和潛在增長,包括海上風電、氫氨燃料、核能、汽車、海運、農業、碳循環等。
據了解,日本經濟產業省將通過監管、補貼和稅收優惠等激勵措施,動員超過240萬億日元(約合2.33萬億美元)的私營領域綠色投資,力爭到2030年實現90萬億日元(約合8700億美元)的年度額外經濟增長,到2050年實現190萬億日元(約合1.8萬億美元)的年度額外經濟增長。
此外,日本政府還將成立一個2萬億日元(約合192億美元)的綠色基金,鼓勵和支持私營領域綠色技術研發和投資。不過,上述規劃和目標仍然是暫定計劃,具體實施措施仍將取決于日本國家整體能源投資組合。預計日本內閣將在2021年6月前對這份路線圖草案進行二次修訂。

日本在草案中確定,將在15年內逐步停售燃油車,采用混合動力汽車和電動汽車填補燃油車的空缺,并將在此期間加速降低動力電池的整體成本。
據日本經濟新聞社報道,為了加速電動汽車的普及,日本政府計劃到2030年將電池成本“砍半”至1萬日元/千瓦時(約合96.9美元/千瓦時),同時降低充電等相關費用,使電動汽車用戶的花費降至燃油車用戶相當的水平。
不過,有業內人士指出,對日本而言,全面淘汰燃油車還面臨極大挑戰。目前,該國6000多萬就業人口中,超過500萬從事汽車制造、銷售、服務行業,大型汽車公司又關聯著眾多零部件供應商,停售燃油車無疑將引發嚴重的失業問題。此外,日本電動汽車的發展環境尚不完善,充電站數量嚴重不足制約著電動汽車的普及。有數據顯示,目前,日本全國僅有3萬個電動汽車充電樁。
據悉,草案中并未提及上述細節問題的解決之策。業內預計,2021年6月,該草案二次修訂之后將對此予以說明并制定明確目標。
草案中還對日本清潔電力發展進行了明確規劃,目標是到2050年,可再生能源發電占比較目前水平提高3倍,達到50%~60%,同時還將最大限度地利用核能、氫、氨等清潔能源。此外,海上風電也將是日本未來電力領域的發力重點,目標是到2030年將海上風電裝機增至10吉瓦、2040年達到30~45吉瓦,并在2030—2035年間將海上風電成本削減至8~9日元/千瓦時(約合0.08~0.09美元/千瓦時)。
日本政府表示,由于工業、交通和家庭加速電氣化,預計到2050年,日本國內電力需求將激增30%~50%,屆時一半左右的電力將由可再生能源滿足,10%的電力將由氫和氨提供,剩余30%~40%的電力則由核能以及配有碳捕捉技術的燃煤電站滿足。
另據行業資訊機構標普全球普氏報道,在核能領域,日本將推動開發新的小型反應堆,預計2040年實現規模化發展;氫能領域的目標則是到2030年將電力和運輸領域的氫消費量提高至1000萬噸,到2050年提高至2000萬噸。
不過,要實現上千萬噸氫氣的消耗目標,必須大幅削減成本。日本政府表示,將向氫能行業提供2萬億日元(約合192億美元)的資金支持,同時還將予以一定的稅收優惠。
日本經濟資產大臣梶山弘志透露,計劃在2030年前后建成一條商業化的氫能源供應鏈,將在下一財年申請一項8億美元的氫能源預算,較本財年增加了20%。
不過,日本可再生能源研究所所長Mika Ohbayashi表示:“日本政府的可再生能源發展目標仍然不夠積極,目標應該定為到2030年可再生能源發電占比達50%~60%,而不應該等到2050年。”
據日本共同社報道,日本政府還計劃引入碳價機制來助力減排,在2021年制定一項根據二氧化碳排放量收費的制度。據了解,碳定價是根據二氧化碳排放量要求企業與家庭負擔經費的機制,旨在通過定價減少二氧化碳排放。目前,日本國內東京都、埼玉縣地區正在實施碳排放交易,但由于業內存在意見分歧,擔心增加經濟負擔,使得政府對于全國引入碳定價機制仍然持謹慎態度。
以瑞典為例,瑞典曾非常依賴石油,20世紀70年代石油危機后,經歷了水電擴容、核電大發展、生物質能源持續增長,近10年, 風電、分布式光伏發展迅速。
國際能源署指出,日本作為二氧化碳排放大國,自2011年福島核事故后,就嚴重依賴進口煤炭和LNG。根據該國原定的減排目標,即到2030年實現碳排放比2013年減少26%,根本無法實現2050年碳中和目標,因此全面引入碳定價機制是必須之舉。
高比例的可再生能源并網勢必會對電力系統的平衡和穩定運行產生消極影響,這是各國電力系統必須考慮的問題。
那么如何提高電力系統的穩定性?歐洲國家采用的重要手段之一就是電力市場。
以北歐電力市場互聯為例,通過跨國聯網調節余缺,讓水電和風電資源“打好配合”。比如,若丹麥因風車停頓、發電量驟降,導致丹麥輸送到德國的電力不足,可通過強大的電網及時調整,確保受電國家的電力供應;再比如,丹麥在風力資源優越時可向挪威輸電,在風電出力不足時則可從挪威調入水電。與此同時,靈活的電價機制則可讓發電方“多發盡賣”,減少棄風棄光。據了解,北歐電力市場的電價以15分鐘為一個時間單位進行調整。對天氣的預測能力對于衡量可再生能源,尤其是新能源電廠經營水平就顯得尤為重要。
在城市層面的需求側,大量工商業用戶的終端負荷集成、電動汽車低谷負荷、智能家居以及大量儲能設施需求響應等均為電網提供了靈活的分布式資源。
此外,“更加靈活的電源、更大的電網、用戶側響應以及儲能,是德國應對風電、光伏對電網帶來波動的4個主要手段。”中德可再生能源合作中心執行主任陶光遠介紹。
“但與此同時,我國無論是國家規模還是發展水平、地區差異都與歐洲有很大差別,如何找到最符合我國國情的能源轉型方案確實具有挑戰。”北京大學能源研究院副院長楊雷指出。
借鑒歐洲經驗,我國的電動汽車、綠色建筑、工業負荷與電網、波動性電源的良好互動,可以很好地解決可再生能源電力的間歇性、不穩定性問題。長遠看,大規模的可再生電力將具有比煤電更高的競爭力,煤電退出將成為可能,從而成為碳達峰、碳中和最主要的助推力。
◎ 來源|綜合中國能源報、經濟參考報