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GMT产业:德国与美国当前能源转型进程比较分析

近年来,在应对全球气候变化成为国际主流议题的大背景下,以大力发展可再生能源替代化石能源为主要内容的能源转型(energytransition)已成为许多国家能源政策的重要内容。德国和美国是其中的两个有代表性的国家。两国推动的新一轮能源转型实践表明,国家能源转型路径不存在唯一性,不同国家的能源转型既有共同点,也有差异性。我国近年来颁布了一系列促进可再生能源发展的政策,可再生能源发展规模和速度均居世界各国前列,但与德国和美国的相比,无论是在能源转型的战略重视程度,还是能源转型政策的系统性等方面都存在很大差距。因此,深入理解和把握德国和美国能源转型的共同点和差异性,对我国制定一个既能反映国家能源转型一般规律,又能充分体现中国国情的国家能源转型战略有着重要意义。

 一 两国能源转型的核心动机不同

    一个国家主动推进能源转型的“动机”,通常有确保能源安全、改善环境问题,或创造新的工业竞争优势,等等。哪一个是能源转型的核心动机呢?从德国和美国能源转型实践看,美国能源转型的核心动机一直非常明确,那就是改善能源安全,降低对进口能源的依赖,环境保护等其他动机的地位是次于能源安全动机的。与美国相反,在德国能源转型动机中,环境保护一直明显居于最主要地位,尽管能源安全动机对德国也非常重要。

1.1 德国能源转型的核心动机是大气与环境保护


    2011年6月6日,德国联邦议院决定将德国能源政策的三个政策目标——能源安全、负担得起的能源、与环境兼容的能源供应作为指导其能源转型的指南。因此,在理论上,能源供应的安全、可负担和环境兼容均可视为德国能源转型的重要动机。

    从2000年以来德国能源转型的进程看,虽然能源供应安全一直是重要的动机,但环境友好的能源供应近年来已经逐渐超过供应安全成为其能源转型的核心动机。

    为了使能源转型与环境兼容、安全并且可负担,德国制定了能源转型的总体目标和分层目标,并把大力发展可再生能源和提高能源效率作为推进德国能源转型的两大支柱。自2000年以来,德国可再生能源在能源结构中的比例日益提升:可再生能源发电的比重从2000年的6.2%增加到2014年的27.8%,在终端能源消费中,可再生能源占比提高到了12%。

    显然,德国大力发展可再生能源既与环境保护动机有关,也与能源供应安全动机有关。一方面,与化石能源相比,可再生能源没有污染物和温室气体排放;另一方面,可再生能源都是本地化能源,对石油和天然气主要依靠进口的德国来说,用可再生能源替代化石能源有明显的能源安全效应。可以想象的是,当2050年德国实现终端能源消费中60%来自可再生能源时,其能源安全状况必然大为改观。

    如果说大力发展可再生能源是环境保护与能源安全双重动机驱动的,那么德国决定2022年之前完全淘汰核能的政策走向只能理解为环境动机日益重要,并成为该国能源转型核心动机的结果,因为发展核能对改善德国能源对外依赖程度有着积极作用。可见,德国政府和公众把与降低核事故和核废料处理的事故风险有关的环境问题放到了比供应安全问题更为优先的位置。

    事实上,德国核能退出政策也经历了“过山车”式的变化。2002年,作为绿党关键的政治要求,施罗德联合政府与该国四大电力公司达成协议,决定到2022年关闭该国所有核电站。2009年大选,德国保守的自由主义联盟上台后,默克尔政府于2010年10月否决了这一协议,计划将核电站的使用寿命延长到2036年。2011年3月,日本福岛核事故后,“剧情”被默克尔再次逆转。德国议会决定2011年8月之前关闭8座核电,到2022年之前完全退出。

    同样,出于对大规模单一种植所导致的生物多样性损失的担忧,德国近年来对生物燃料的支持力度有所下降。例如,自2006年德国政府开始逐步取消生物燃料的税收优惠政策以来,该国生物燃料产量开始趋于下降,从2007年的31.8亿吨油当量(历史最高水平)下降到2014年的26.84亿吨油当量,下降幅度为15.6%。


1.2 美国能源转型的核心动机是能源安全


    美国发展可再生能源和清洁能源的目的非常明确,那就是减少对进口能源的依赖,确保能源安全。可以说,美国能源转型的核心动机始终是追求能源独立,确保能源安全。因此,美国政府很早就出台了鼓励生物燃料发展的政策。例如,1978年的《能源税收法案》就规定在汽油中添加10%的乙醇。《1980年能源安全法案》引入贷款担保等融资机制,鼓励乙醇燃料和太阳能等新能源的发展;同时规定从1980年3月1日起,对石油公司利润征收50%的暴利税,主要用于研究和开发新能源。卡特政府更为激进,1979年成立的“国有”美国合成燃料集团,联邦政府连续5年为其提供了200亿美元作为启动资金,向利用煤炭和页岩生产汽化和液化燃料的公司提供投资和贷款保证。所有这些举措,目的只有一个,就是替代国内石油的消费,增加国内石油替代能源的生产,减少对进口石油的依赖。

    20世纪70年代末至今,美国为实现能源独立而推动的能源转型主要依靠如下四个支柱:一是大力发展生物燃料,以减轻交通燃料对石油产品的依赖;二是鼓励清洁能源和非常规化石能源的发展,包括核电、页岩气、煤层气以及煤炭清洁利用等;三是提高能源效率;四是积极推动风能、太阳能等可再生能源发展。

    总体上,美国生物燃料和可再生能源都是在2000年以后才开始呈现加速发展态势的。在页岩气革命效果显现之前,上述措施对于美国降低对石油进口的依赖没有产生实质性作用。自2005年开始,美国页岩气革命的结果显现,石油进口量开始触顶回落。2013年,美国石油进口量比2005年减少近40%,极大地改善了美国的石油安全状况。

    事实上,正是因为美国能源独立和能源安全状况有了实质性的改变,美国联邦政府在气候变化问题上的立场才逐渐从消极走向积极。尽管美国不少州政府在发展可再生能源应对气候变化问题上行动积极,但在联邦政府层面,直到2008年奥巴马总统任期开始,美国才开始表示要在气候变化方面“担当领导责任”。

    奥巴马在总统竞选期间就承诺,到2020年把美国的温室气体排放量减少到1990年的水平,到2050年在此基础上再减少80%。2013年6月25日,美国发布了《总统气候行动计划》,标志着美国联邦政府层面上“气候沉默”时代的历史性终结。

    不过,即使美国政府在气候问题上的立场发生了逆转,也并不意味着美国能源转型的核心动机变成了环境问题。事实上,美国能源转型的核心动机依然是能源安全。因为美国政府并没有把能源转型的“重担”全部托付给可再生能源,相反,在其向能源转型的战略中,天然气、核电和煤炭清洁化仍居相当重要的地位。

 二  两国能源转型核心动机差异导致转型方向与路径不同

    德国和美国不同能源转型战略的形成当然与其能源资源条件密切相关,但从实践看,这种各具特色的能源转型首先是不同核心动机推动的结果。同时,考虑到这种差异性,如果用不同“标准”来衡量两国能源转型的进展,我们会得到比“可再生能源发展”这一单一标准评价更为丰富的结论。

2.1德国向可再生能源转型,美国向清洁能源转型


    从能源转型目标看,德国与美国的能源转型区别非常明显。德国政府明确提出“大力发展可再生能源”作为能源转型的方向,提出2050年终端能源消费中60%、总发电量中80%来自可再生能源,并希望最终实现100%可再生能源消费。相比之下,美国虽然不断有研究机构发布研究成果称,2050年美国有望实现“100%可再生能源”供能,①美国能源部和一些州也在一些小镇做“100%可再生能源供能”的小范围实验,但美国政府至今没有提出以可再生能源作为唯一或最主要方向的能源转型战略。

    迄今为止,美国政府最为“大胆”的能源转型目标是奥巴马总统在2011年国情咨文演讲中提出的,即到2035年,美国80%的电力将来自可再生能源、天然气和核能共同构成的清洁能源。基于此,我们认为,德国能源转型核心特征是向可再生能源转型,美国能源转型则是向清洁能源转型。

    德国和美国的差异化能源转型战略主要是不同核心动机驱动的结果。在环境问题(包括气候变化)这一核心动机的驱动下,德国可再生能源发展的速度远远超过美国和其他国家。在环境动机的驱使下,德国政府甚至在2011年做出2022年前关闭所有核电站的政策选择。而对于美国政府来说,能源安全动机始终是其能源转型的首要和核心动机。20世纪80年代以来,美国始终围绕降低对石油进口依赖,改善能源安全为目标,制定税收和补贴政策,大力推动国内非常规油气开发以及风电、太阳能、地热等可再生能源发展,走出了有美国特色的清洁能源转型之路。


2.2从非水电可再生能源发展看,德国的能源转型进展远超美国


    如果用可再生能源发展程度为度量尺度,德国能源转型的成效非常明显,其进展远远超过美国。各国度量可再生能源发展经常用的指标是“非水电可再生能源②占总发电量比重”,这或许是因为可再生能源利用的主要方式是电力。不过,从能源转型的含义看,用“非水电可再生能源在一次能源消费中的比重”这一指标更能客观反映2000年以来两国能源转型的进展。

    从图1可知,相对指标看,2000年德国和美国非水电可再生能源发展的起点基本相同:德国一次能源消费中非水电可再生能源份额为0.84%,同年美国为0.76%。但此后由于两国关于可再生能源发展的政策力度和实施方式不同,美国与德国的差距迅速拉大。2014年,在德国的一次能源消费中,非水电可再生能源的比重迅速增加到10.2%,而同期美国这一比重仅为2.8%。美国与德国在这一指标上的差距扩大到7.4个百分点。

    因此,从可再生能源的发展看,德国毫无疑问是能源转型成功的典范,并成为世界上很多国家学习的样板。2.3从清洁能源的发展看,德国近年来开始落后于美国德国能源消费中可再生能源份额迅速增加,并远远领先于美国,说明德国能源转型战略实施的成功,战略目标与实施路径及相关政策匹配度高。如果用与描述美国能源转型战略的“清洁能源”发展指标来比较两国的能源转型进展,则结论的变化是明显的(见图2)。


    首先,在两国一次能源消费中,清洁能源的比重都呈现上升趋势,但美国的增长幅度超过德国:美国清洁能源份额从2000年的37.2%上升到2014年43.9%,增加了6.7个百分点;德国清洁能源份额从2000年的35.5%上升到2014年的39.3%,增加了3.8个百分点。

    其次,2000-2014年,美国和德国清洁能源发展曾经交替领先。2000-2003年,美国一次能源中清洁能源所占份额领先于德国;2003-2010年德国清洁能源所占份额继续上升,并领先于美国,而美国同期经历了先降后升的变化;2010年后,美国清洁能源所占份额领先于德国。

    再次,2010年以后,美国与德国清洁能源发展开始再次出现分:美国的份额加速上升,而德国初步显示出缓慢下降的态势,两者差异有进一步扩大的趋势,2014年,德国清洁能源所占份额比美国低4.6个百分点。

    总之,从清洁能源的标准看,美国能源转型进展快于德国,这同样说明了美国清洁能源转型战略及其实施的成功。美国清洁能源所占份额增长的原因主要有两个:一是2006年以后美国“页岩气革命”的成功;二是其间美国非水电可再生能源的加速发展,特别是风电和地热。

三 过渡能源选择是国家能源转型的必备要件

    从当前全球能源转型的大背景和动机看,能源转型的终极目标是实现能源体系从基于不可再生的化石能源和核能的体系转向可再生、可持续能源体系。对世界多数国家而言,这一终极目标的实现需要在相当长的时间内持续推进能源转型,可能需要上百年的时间,一些国家可能需要更长的时间。因此,在通向终极目标的进程中,选择恰当的、符合本国实际的过渡能源就成为能源转型的一个必备要件。过渡能源的选择不仅关系到一个国家能源转型能否顺利推进,而且对能源转型的成本高低有着重要影响。


3.1美国能源转型明确以核能和天然气为过渡能源


    美国的清洁能源转型战略,明确将天然气和核能作为通向可再生、可持续能源体系的过渡能源。这是美国现阶段以清洁能源为导向的能源转型战略下的必然选择,也是美国在能源安全动机的驱动下,长期鼓励非常规能源开发的结果。

    自2000年以来,天然气和核能在美国向清洁能源的转型中起到了非常重要的作用。2000-2014年,美国天然气份额从26%增加到30.2%,增长了4.2个百分点;核能份额从7.8%增加到8.3%;非水电可再生能源从0.76%增加到2.83%,增加了2.09个百分点。同期煤炭和石油的份额稳步下降,其中石油份额从38.2%下降到36.4%,煤炭从24.6%下降到19.7%(见图3)。因此,美国在水电份额有所下降,非水电可再生能源增加份额也不大的情况下,天然气份额的大幅上升和核电份额的稳中有升,确保了美国清洁能源转型战略的顺利推进。同时,较低价格的天然气份额的增加对于降低美国能源转型成本和推进难度起到了关键作用。



3.2德国取消核能作为过渡能源阻碍了煤炭和石油消费下降的趋势


   相比之下,德国的能源转型战略是全力推进可再生能源的发展,并力图在2050年前使可再生能源成为主导能源。其能源转型战略中不存在明确的过渡能源安排。然而,无论是否选择,过渡能源都是能源转型过程中的现实需要。因此,在没有确定过渡能源及其配套政策,同时核能发展又被明确排除在外的情况下,市场会主动选择性价比最好,但却未必符合能源转型大方向的过渡能源。(国际石油经济)


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