以 能 源 轉 型 推 進“碳 中 和”的北歐經驗借鑒與中國方案初探

李風雷，尹 璐，趙 吉，張力偉，陳科霖

（1.湖北三峽職業技術學院，湖北 宜昌 443000；2.香港科技大學 人文社會科學學院，香港 999077；3.上海交通大學 國際與公共事務學院，上海 200030；4.吉林大學 行政學院，吉林 長春 130012；5.深圳大學城市治理研究院，廣東 深圳 518060）

0 引言

面對全球復雜的生態環境問題，“碳中和”是應對氣候變化、促進可持續發展的重要手段，在技術與策略上已經取得了國際社會的廣泛共識，并成為世界各國履行環境治理責任的基本方案。我國的“十四五”規劃綱要提出，力爭2030年前實現碳達峰，2060年前實現碳中和，積極為應對氣候變化做出實質性努力[1]。發達國家與發展中國家均制定了一系列能源轉型政策，以可再生能源技術升級、產業優化等手段推進“碳中和”目標[2]。根據能源轉型的國際經驗，北歐國家取得了較好的成績，在可再生能源的應用方面為國際社會提供了可資借鑒的技術與政策范例[3]。能源轉型的國際合作和經驗互鑒是全球環境治理的基本要求。本文通過分析北歐國家能源轉型的政策文本，并結合北歐國家的實踐案例，總結北歐國家以能源轉型推進“碳中和”方面的經驗；結合我國推進能源轉型的戰略探討實現“碳中和”的中國方案；為加速我國的可再生能源產業建設與技術研發、優化我國“碳中和”路線圖提供思路借鑒。

1 實現“碳中和”的北歐經驗

（1）可再生能源的綜合優化利用同供應鏈碳排放管理相結合

北歐是能源產業政策及能源轉型研究與實踐成果豐富的地區。國際能源署（IEA）資料顯示，在全球碳排放總量持續走高的趨勢下，北歐地區的碳排放總量已經呈下降趨勢（圖1）。

為了實現“碳中和”的目標，北歐國家以提高工業產業中能源利用率為支撐，致力于優化可再生能源使用，因地制宜開發水力、風力、太陽能和林業生物質等多元化的可再生能源產業[4]。其中，各國的可再生能源應用側重也有所不同（表1）。

表1 北歐各國可再生能源產業發展特征Table 1 Developmental features of renewable energy in the Nordics

北歐國家通過提升能源系統的靈活性來提升能源使用潛力，即相互配合地優化使用不同種類的可再生能源。如表2顯示，近15年來，北歐國家的可再生能源利用比顯著提升。

表2 2005至2019年北歐國家可再生與非可再生能源總利用比Table 2 Total percentage of renewable and non-renewable energy in the Nordics from 2005 to 2019

在提升能源利用率方面，北歐國家的主要舉措是在提升可再生能源使用比例的同時，強化供應鏈中的碳排放管理，具體分為3個方面。

第一，工業部門將化石燃料在其能源使用中的比例削減一半，降至20%以下，同時增加生物質能、電力和熱能的使用。

第二，在確證能源效率為節能減排提供巨大潛力的基礎上，加強對能源效率提升技術的政策扶持力度和資金投入。

第三，強制性實施碳捕獲和儲存。即使采用可再生能源，化石燃料的工業過程排放也無法避免[4]，因此在水泥、化學制品和鋼鐵產業等領域對CO2進行提純、分離與壓縮，并將其打入深層地質結構中儲存，實現對CO2的永久捕集和儲存。

（2）二氧化碳負排放計劃

二氧化碳負排放計劃（Negative CO2Emission Project）是在燃燒生物質能中運用化學鏈燃燒（Chemical-Looping Combustion of Biomass，Bio-CLC）技術來減少碳排放的方法。研究表明，瑞典燃燒生物質能所產生的二氧化碳為3 100萬t/a，燃燒化石燃料所排放的二氧化碳為4 300萬t/a。如果充分利用生物質能，并且能夠很好地捕集與儲存生物質能所產生的二氧化碳，那么瑞典的二氧化碳排放量將減少150%[5]。

在充分測算二氧化碳排放的基礎上，二氧化碳負排放計劃正式列入了北歐能源轉型的議程當中，實施時間為2015年11月-2020年8月。在北歐國家，從生物質能中捕集和永久儲存二氧化碳的潛力很大。例如，挪威在儲存二氧化碳方面有著20年的經驗，并計劃于2022年建造一個大型的二氧化碳運輸和儲存設施，可以儲存來自北歐甚至西歐的二氧化碳。其中，生物質化學鏈燃燒（Bio-CLC）是重要的碳捕集和儲存技術（圖2）。Bio-CLC裝置通過燃料與Fe3O4等固體金屬氧化物顆粒發生反應來解決氮氣問題，從而在系統中產生富氧、無氮的燃燒環境。近年來，原位氣化化學鏈燃燒（iG-CLC）技術通過二級獨立流化床反應器，進一步降低了二氧化碳排放，并提升了反應的轉化率，使CLC技術進一步成熟。目前，CLC技術已經在瑞典、挪威、芬蘭等北歐國家逐步推廣[6]。

圖2 Bio-CLC的簡化程序Fig.2 A simplified procedure of Bio-CLC

（3）明確的時間規劃與良好的政策環境

除技術革新外，實現“碳中和”，首先要有明確的時間規劃。北歐國家的研究指出，將在2050年實現“碳中和”，零碳能源部門（Carbon-Free Energy Sector）要在21世紀20年代全面部署完畢。另外，可再生能源的使用和能源轉型技術的應用必須建立在良好的政策環境中。面對能源轉型的挑戰，北歐國家構建了一個協同的能源轉型治理機制，并以推進政策改革來實現“碳中和”的愿景。例如，破解不同參與者之間不足的市場信號問題，構建公平的技術競爭環境，實施動態的關稅與稅收結構，來實現能源市場中商業模式的優化[5]。

北歐各國在國家層面的正向積極政策，對可再生能源的應用具有顯著的驅動作用[7]。在國家層面的政策標準基礎上，地方與社區層級的政策標準還要高于國家標準。北歐國家同樣關注能源轉型中涉及的“能源正義”（Energy Justice）問題。例如，可再生能源產業的發展必然會犧牲傳統能源產業吸引就業的能力，并且可再生能源使用的支付成本要高于傳統能源，這對于下層中產階級或者窮人來說無疑是雪上加霜[8]。因此，針對能源轉型中的轉移支付問題，北歐國家也提供了先行先試的經驗。

2 我國推進“碳中和”進程中的方案

據測算，發達國家在21世紀初基本達到了“碳達峰”，并承諾在2050年左右實現“碳中和”。對比之下，我國作為世界上最大的能源消費國之一，在實現經濟快速發展的同時，用30年的時間完成發達國家50年的工作，必將面對著更加復雜且嚴峻的挑戰[8]。在全球能源轉型的背景下，通過系統的方法推進“碳中和”的戰略愿景，既要借鑒其他國家能源轉型的先進經驗，也要充分考慮和結合我國的客觀實際。

（1）優化可再生能源產業布局，因地制宜地推進可再生能源的應用

從國際經驗看，推進能源轉型最直接、最有效的策略之一就是以可再生能源來替代化石燃料。作為我國可再生能源轉型的突出特征，可再生能源取代化石燃料的領域主要是電力行業[9]。根據國家能源局的統計數據，2020年全國可再生能源發電量達22 148億kW·h，同比增長約8.4%。水電、風電、光伏與生物質發電的貢獻均有增長，如表3所 示[10]。

表3 2020年全國可再生能源發電量Table 3 National generating capacity of renewable energy in 2020

我國在取得可再生能源產業和應用的突出成績同時，仍須通過優化產業布局和因地制宜的發展方式來提升可再生能源的利用率和在能源轉型中的作用。

第一，設定可再生能源多領域科學發展、平衡發展、協調發展的目標，在保證可再生能源在電力行業占比逐步提高的同時，進一步推廣可再生能源在農業農村、城市建筑與交通等領域的應用。能源轉型的目標須要涵蓋不同產業，在與工業體系深度契合的同時，能源轉型要逐步地向其他產業過渡。例如，在城市領域，零碳建筑（Net Zero Carbon Building）是目前城市可再生能源應用的重要范例。在德國，建筑物及其使用能源約占能源總消耗和排放總量的三分之一[11]。在歐洲一些國家，零碳建筑的標準涵蓋了不同建筑物的種類，覆蓋了建筑物從建造到維修以及供熱供冷的全項環節。在我國農村，發展分布式光伏、太陽能熱利用、風電、生物質、沼氣等可再生能源，自給自足集中供電，解決北方清潔供暖問題，多余的電可出售給電網，增加農民收入[12]。

第二，根據區位資源優勢制訂科學的可再生能源發展規劃，實現多元系統的可再生能源產業布局。根據北歐國家可再生能源發展的經驗，可再生能源產業和應用必須要建立在獨特的區位資源優勢之上。例如，在北歐以及加拿大等林業資源相當豐富的國家和地區，林業生物質應用是重要的可再生能源產業[13]。水能、風能與太陽能產業的發展也是同樣的道理。在可再生能源產業規劃方面，有兩點問題須要注意：①明確區域內可再生能源產業的輻射能力及成本收益，保障可再生能源的產業投入呈正向經濟與社會效益，防止可再生能源產業的形象工程化；②確保區域內部可再生能源產業應用的可持續性。以沼氣使用為例，如果氣候地理條件所處極寒區域難以適配沼氣應用，就要尋找替代性的可再生能源，保障區域可再生能源應用的可持續性[14]。

（2）構建科學的可再生能源配套政策，提升可再生能源產業發展的靈活性，推動可再生能源技術與產業國際合作

世界各國為實現“碳中和”的愿景而提出了明確的時間規劃。以能源轉型來推動“碳中和”，須要在時間規劃的基礎上加以配套的、科學的政策體系，明確能源轉型中“發展什么”和“如何發展”的問題。通過靈活的可再生能源產業體系和政策體系來提升可再生能源的回報率。

根據國際可再生能源產業發展的現狀，一項可再生能源產業的規劃、落地以及回報需要特定的周期。因此，在目標時間明確的前提下，須要根據可再生能源產業的回報周期來規劃可再生能源的發展模式，確定優先發展的成熟產業和重點投資的朝陽產業。在北歐，由于風電、水電和熱能產業發展得較為成熟，這些產業有望在21世紀30年代實現“碳中和”的目標。在這些成熟產業的牽引下拉動其他可再生能源產業的發展，有利于形成產業合力，提升產業回報效率[15]。對于我國而言，首先要根據可再生能源技術的成熟度以及產業布局，來確定可再生能源產業發展的時間與空間次序，保障特定產業在實現“碳中和”進程中的火車頭作用。其次要對具有發展潛力的產業加大投資。例如，生物質能在可再生能源發電中的比重逐年提高，加之其涵蓋大中小型等多元使用目標，具有巨大的發展潛力，要在政府、市場、社會等層面強化對生物質能產業的支持力度[16]。

可再生能源產業的可持續發展必須依靠嚴格配套的政策、市場與監管機制。無論是國內還是國際，可再生能源發展的主要困境不單單在于技術研發的滯后，更多在于政策支持保障力度不足、市場公平競爭環境缺失和監督監管機制式微。以我國沼氣行業的發展為例，由于相關政策的不確定性，一些部門或地方行政機構在執行某些政策時采取了對沼氣行業的區別對待，一些利好政策的穩定性嚴重不足，使得沼氣行業在獲取工程建設、發電上網、沼肥利用等國家政策支持時步履維艱[16]。借鑒國際經驗，我國可再生能源產業發展必須基于經過充分論證的產業成本效益，在合理的政策導向、公平的市場環境和嚴格的監管機制下擴大規模，構建靈活性、系統性的可再生能源產業布局。

國際合作也是可再生能源發展的重要途徑。可再生能源的開發和利用需要國際合作，2004年的波恩會議已經開始正式討論這個問題[17]。相較于發達國家，我國可再生能源技術還存在一定的進步空間，因此，強化國際合作，引入發達國家成熟的可再生能源技術經驗，有利于提升我國可再生能源的應用效率和水平。為此，須要降低國際合作的政策壁壘，對于國際合作的可再生能源研發項目要予以配套的資源傾斜，吸引境外可再生能源技術的創新擴散；在技術合作的基礎上，拓展可再生能源的制度框架深化、金融合作等，提升跨區域的可再生能源產業發展的協同性。

3 討論與展望

基于推進“碳中和”的北歐經驗以及我國方案的基礎上，以能源轉型推進“碳中和”須要兼顧Why，How，What 3個方面問題。這3個方面也對應著3個能源轉型進程中的核心影響要素（表3）。

表3 能源轉型中的三大問題Table 3 Three main issues in energy transition

以能源轉型推進“碳中和”目標還有一些深層次問題須要考量，總體可以分為技術問題、政策問題與社會問題。

（1）技術問題

技術是可再生能源產業發展的一個根本性問題。在現有技術上優化產業布局是在特定規劃時間內實現“碳中和”目標的根本舉措之一。國際經驗表明，可再生能源的規劃與布局必須要盡早抓住發展機遇，擴展現有的產業基礎，逐漸向多元化產業過渡[15]；否則，為了在特定的時間節點實現目標，滯后的產業發展必須要依靠大規模的投資來扶持，這種代價高昂的投入將破壞可再生能源產業的成本收益。此外，可再生能源產業的發展須要遵循因地制宜的原則，在地理環境條件約束下發展最具區位優勢的產業——既要確保地理環境條件有利于可再生能源產業借助區域的自然資源優勢，又要保障可再生能源產業在特定區域的成本收益與輻射能力[18]。

（2）政策問題

能源轉型不僅是一個技術問題，還是一個政策問題。政策不僅能夠引導產業布局的規劃和資源配置，同時會激勵能源消費者的行為。對于我國而言，可再生能源轉型的困局很大程度上在于配套政策的不科學、不系統。以光伏發電政策為例，由于地方沒有相應的配套政策，且沒有政策參照，使電價問題和個人光伏使用的善后問題沒有明確的規定。與政策相伴的是監管問題。生物質能的推廣政策由于缺乏相應的監管，使生物質能產業成為一些無良企業騙取國家補貼的漏洞[19]。在這些現實問題中，一項可再生能源政策的制定須要整合所有與之相關的條線部門以及市場、社會、公眾等主體。頂層設計的落地必須依靠自上而下配套政策體系和監管機制的支持。

（3）社會問題

社會問題指的是可再生能源產業發展所引發的社會影響。例如，前文提到的“能源正義”問題，即可再生能源產業在取代傳統能源產業中所涉及的人員轉移與安置問題，其本質反應了新能源與傳統能源之間的利益博弈以及可再生能源產業在發展中環境影響的社會接受度問題。案例表明，在德國和芬蘭的可再生能源合作中，可再生能源產業導致的電價提高以及引發的潛在環境風險是拉低其社會接受度的重要原因，甚至會引發社會上的反對與抗議[18]。從社會問題上考慮，可再生能源產業發展也要權衡其社會影響，求取產業發展和社會接受之間的平衡。

技術、政策與社會這三大問題的出現并非獨立，而是相互交織、相互影響的關系。這意味著能源轉型政策的制訂到執行，必然要從長遠的角度思考這三大問題之間的關系以及對經濟社會發展的影響。總之，實現“碳中和”的愿景是一項極具復雜性的系統工程，對于能源轉型來說，可再生能源產業的發展不僅需要頂層設計的宏觀視野，還須要綜合技術、政策以及社會等多要素開展分析。能源轉型具有鮮明的區域特征，雖然不同國家的能源轉型方向總體趨近，但由于發展起點、資源稟賦、經濟社會發展水平不同，能源轉型的路徑和方式亦應有所不同。對于中國而言，要實現有效的能源轉型，既要借鑒發達國家的技術和政策經驗，同時要平衡我國可再生能源發展中的經濟、政治、社會、環境之間的關系。因此，在宏觀系統規劃、中觀分類施策與微觀技術進步的共同努力之下，我國有望逐步實現“碳達峰”與“碳中和”的發展目標，為人類社會的永續發展做出歷史性貢獻。