澎湃新闻记者 陈沁涵【编者按】,今天小编就来聊一聊关于全球能源结构正在向什么转型?接下来我们就一起去研究一下吧!

全球能源结构正在向什么转型(一个资源约束型国家的艰难押注)

全球能源结构正在向什么转型

澎湃新闻记者 陈沁涵

【编者按】

今年,在新冠疫情及各国应对气候变化而采取措施等多种因素作用下,全球能源进一步出现供需失衡,刺激国际原油、天然气、煤炭等化石能源价格持续上涨至历史高位,引发了一场席卷全球的能源危机。

这场危机背后有何历史背景?它以何种形式影响到不同的国家?石油和天然气出口大国是否可以长期利用能源布局?过度依赖化石能源的国家如何自救?与此同时,资源约束型国家仍在漫漫探索转型之路,而不少欧洲国家已走在了能源转型的前列。

澎湃新闻(www.thepaper.cn)国际部自12月28日起推出“能源启示录”系列年终报道,从多个维度呈现2021年这场能源危机背后,未来的世界能源形势。寒冬来临,人类能找到那根救命稻草吗?

距离日本福岛第一核电站约40公里的工业废弃物填埋场,遍地枯草,三台太阳能光伏设备孤独地架设在一角。

十年来,位于福岛县相马市车站附近的光伏发电系统持续运营。“与其说是发电设施,更像是一个景观,因为它是埃隆·马斯克亲自带来的。”65岁的相马市居民吉村孝对澎湃新闻(www.thepaper.cn)说道。

2011年东日本大地震及海啸给相马市的农业、渔业造成了摧毁性的打击,人们对核电的安全性丧失信任。当年7月,特斯拉CEO马斯克来到相马市,向当地捐赠了太阳能光伏发电系统。据《日本经济新闻》报道,当时马斯克说,期待福岛成为世界领先的“可再生能源一大圣地”。

2011年7月,马斯克向时任相马市长立谷秀清赠送太阳能电池板。

吉村孝是相马市民间复兴团体“市民有志会”的一员,回想起十年前马斯克到访的新闻,“我们在灾区很受鼓舞,想着如果安全环保的太阳能完全取代核电,那就太好了。但十年过去了,当地太阳能发电规模没有持续扩大,可再生能源输电网络也未全面铺开。

相马市的曲折经历也是日本能源转型的一个缩影。十年前的福岛第一核电站事故导致民意反弹,迫使日本能源产业急转弯,大幅降低对核电的依赖。随着2050年“碳中和”目标的设立,日本能源转型面对提速压力。

日本政府今年10月发布的第六版能源基本计划,首次提出“最优先”发展可再生能源,到2030年日本可再生能源发电占比提高到2019年的约2倍——36%至38%。

对于日本这样的资源约束型国家,一直探索如何让化石燃料变得更加清洁,并试图挖掘可再生能源的发展潜力,但现有电力构成中仍有七成依赖化石能源。在亚洲,许多国家遭遇类似困境,能源转型考验中,每一道选择题背后都是得失的博弈。

现实之中“拔核”

在福岛第一核电站事故发生前,日本共有54座核电站,核能发电占比一度达到约三分之一,到2019年该比例降至6%。最新的能源计划提出2030年核电占比目标为20%-22%。

过山车一般的数据变化刻画着日本对核电爱恨交织的纠结。

核事故发生10周年之际,日本广播协会(NHK)2021年3月的民调显示,仅3%受访者支持增加核电。吉村孝对澎湃新闻说,日本十多年前寄希望于核电复兴,现在又打出“可再生能源复兴”的口号,“对于我们而言,保障安全充足的供能是第一位,曾经我们轻信‘核电安全神话’,现在希望三思而后行。”

福岛县知事内堀雅雄今年3月在接受澎湃新闻采访时提到可再生能源是打造“福岛创新海岸”构想的支柱性产业之一。他表示,在可再生能源领域,“将力争成为全日本的领头羊”。福岛县2019年可再生能源发电量为121亿千瓦时,占消费量的80.5%,而到2025年这一发电量有望增加两成以上,超过消费量。

核事故成为福岛县能源转型的转折点,也成为日本能源战略辩论的决定性时刻——构建3E S的能源组合方案:稳定供给(Energy Security)、经济效率(Economic Efficiency)、环境(Environment)、安全性(Safety),在确保安全的大前提下,实现平衡的能源供应。

以日本为首,各国纷纷对核电安全提出了更高要求,修订电力计划。韩国也是核电大国之一,多年来打造核电技术出口大国“品牌”,目睹邻国灾难性安全事故和欧洲国家掀起的“去核电”潮流,2017年6月韩国调转车头,放弃“以核能为中心的能源政策”,积极扶持新再生能源、LNG发电、太阳能等替代能源产业。

核电急刹车伴随而来的是巨大的经济代价,以及寻找煤炭替代能源的困境。

韩国国会立法调查处今年9月提交的报告显示,去核电政策给国家电力生产带来的损失在未来30年将累计超过1000万亿韩元。总统文在寅政府被在野党指责,以牺牲国家财富为代价追求政治利益。

在日本,核电拉锯战更为激烈。“资源匮乏的日本,不能没有核电。”日本前首相安倍晋三曾多次公开呼吁重启核电,以保障该国稳定的电力供应。自民党2012年推翻了民主党的“2030年零核电政策”,将核能重新定位为“基本负荷电源”。

日本电力公司、官僚和政治家形成的利益“铁三角”在能源政策制定过程中扮演重要角色,但“反核电”仍是民意主流。软银集团CEO孙正义作为财界反核电的代表人物之一,于2011年成立自然能源财团,希望对日本能源政策发挥影响力。

“未来不依赖核电,也可以实现2030年电力的稳定供应。”日本自然能源财团常务理事大野辉之对澎湃新闻表示,日本越来越多的核电站将超过运行许可的期限,而新建核电站的安全措施费用和其他成本增加,推高核电价格,与其他能源相比竞争力不强。

当下应对气候变化迫在眉睫,多国减少对煤电的投入以推行低碳战略,随之而来的是不同程度的供电危机。此时核电作为一种低碳能源,成为一张“救急牌”。

韩国电力公司的数据显示,2020年购买的核电度数创下文在寅政府上台后的最高纪录,几乎与往届政府持平,与去核电政策背道而驰。韩媒分析认为,煤炭发电量减少造成的用电缺口亟需用核电来填补。

“如果将利用核能排除在外,世界将不能实现已经商定的二氧化碳减排目标。” 欧洲经济委员会今年8月发布的能源技术简报中强调核电的低碳发电优势。

日韩在现实和理想之间艰难“拔核”,全球核电发展也处于低潮。

面对能源的安全性和经济性、“脱碳”的压力和效率,各国在能源转型之路上权衡取舍,每一个岔路口的选择都没有绝对的错与对。日韩在核电领域难回头,将目光转移到新赛道期待弯道超车。

“氢”洁化石能源

今夏的东京奥运会开幕式上,日本网球选手大坂直美手持火炬,点燃了象征“富士山之日”的奥运圣火,熊熊燃烧的火焰以氢作为燃料,且圣火的燃料来自于全球最大的可再生能源制氢工厂——福岛氢能源研究基地。

在东京奥运会上,大阪直美点燃奥运圣火。

从运动场馆的接驳巴士到奥运村供热系统,氢能是主要的能源支撑。东京奥运会上的“氢能秀”成为日本政府抢滩氢能布局的强力宣言。

日本对氢能的执着可追溯到1973年的那场石油危机,当时一项名为“阳光计划”的绿色能源倡议被广泛研究,从那时起日本就开始投资开发新能源,氢能因制法多样、清洁高效而成为能源新宠。2014年,日本政府发布的第四次《能源基本计划》将氢能定位为核心二次能源,并提出“氢能社会”的构想。

构建氢能制备、储存、运输和利用的全球产业链,这不仅是日本孜孜以求的目标,中国、韩国、美国、德国、澳大利亚等十余国都加入了发展氢能的队伍。韩国总统文在寅还于今年10月宣称,将凝聚韩国所有国家力量,争取韩国主导全球氢能经济。

氢能经济竞争的大幕徐徐拉开,日本能源经济研究所研究员小松洁对澎湃新闻指出,日本目前是加氢站数量最多的国家,在氢能利用上不同于大多数国家,将重点放在氢燃料电池车,日企已抢占先机。不过,“价格昂贵是氢燃料最大劣势之一,只有补贴政策持续下去,才能全面拓展市场。在氢燃料的制备和存储环节也需要更多技术突破,来降低成本。”

使用通过光伏发电、风电以及太阳能等可再生能源电解水制氢,将获得“绿色氢气”,但价格高昂。为兼顾能源转型和经济增长,日本给出了一个妥协式答案。

“日本将支持多样化又务实的能源转型,只要符合国情,所有燃料和技术都能使用。”今年6月,时任日本经济产业大臣梶山弘志的表态在几个月后发布的《第六次能源基本计划》中得到了印证。

计划中写明,2050年以氢、氨发电为主要电源。为了实现这一目标,到2030年化石火力中20%用氨与煤炭混烧,天然气火力中30%导入氢混烧,减少温室气体排放。

日本现任首相岸田文雄在今年11月《联合国气候变化框架公约》第二十六次缔约方大会(COP26)上发表演讲时重申了上述减碳方案,并希望以日本之力“强力推进全亚洲的零排放化”。

讽刺的是,由于日本没有谈及废除火力发电的方针,由全球环保组织组成的“气候行动网络”小组,向日本等3个国家颁发了“化石奖”,以批评他们应对气候变化上的消极态度。

“混氨发电实际只会延长燃煤发电寿命。”大野辉之指出,大约90%或更多的电力可由可再生能源提供,没有必要从可再生能源中生产氨和氢再用于发电。这样只会增加成本。氨和氢气发电在减排效果和成本上都不能作为可持续发展的长期战略,也不能作为过渡措施发挥有效的作用。

尽管饱受争议,今年夏天,日本国内最大发电运营商JERA旗下的碧南火力发电所已开始在煤炭火力发电中使用氨进行“混烧”,还计划到2040年试验氨“专烧”发电。不过,日本所主张的“让化石燃料更加清洁”的能源转型路线,能否为亚洲其他国家所用,需要打上一个问号。

全球能源互联网发展合作组织经济技术研究院研究员张锐对澎湃新闻表示,像日本、韩国受限于自身化石能源和可再生能源的资源禀赋较差,选择“让化石燃料更加清洁”的路线来突破先天不足的瓶颈。从总体思路上来看,这一路线适用于亚洲许多国家,我国也在推动传统的化石能源与新能源实现优化组合。

但张锐补充说,能源转型的核心任务是要扩大可再生能源的使用,如果化石能源的清洁化成本高于可再生能源,不如一步到位地走零碳能源开发的道路。

可再生“能与不能”

从高空俯瞰福岛县浪江町,山林附近有一块密集的黑色矩阵特别扎眼,那里是福岛县内最大的太阳能发电所,原本88万平方米的水田铺设了20万张太阳能电池板。

福岛县浪江町太阳能发电所。

日本全国各地可见住宅屋顶和农田上架设的太阳能电池板。自从2012年开始实行FIT制度(可再生能源以固定价格收购),太阳能发电规模急剧扩大。据国际可再生能源机构(IRENA)统计,截至2020年,日本的太阳能发电能力仅次于中国和美国,位居世界第三。若以每平方公里国土面积的太阳能引进量作比较,日本名列第一。

尽管如此,2019年日本可再生能源发电占比约为18%,日本政府还希望未来9年将这个数值翻番。前环境大臣小泉进次郎曾在今年3月的记者会上提出,将住宅屋顶架设太阳能电池板义务化。然而,经济产业省最新的调查报告显示,该国约2900万户住宅中,约35%的住宅因抗震强度不足而难以安装太阳能发电板。

为了解决场地问题,今年6月日本政府发布的“绿色成长战略”中提到了活用农田的方针,在作物上方约3米处架设太阳能电池板,被称为“营农型”太阳能发电。在国土狭小的日本,人们期待农业和可再生能源发电可以一石二鸟。

静冈县一处营农型太阳能发电场。

日本农林水产省可再生能源部门负责人西尾利哉对彭博社表示,虽然政府推广可再生能源,但不可能以损害优质农田为代价,各地经营者需要自行评判。况且,已有民间声音称,农营型太阳能发电规模的扩展会影响地域景观。

而风能发电在部署过程中也遭遇和太阳能类似的问题,风车产生的噪音、低频音、泥石流灾害风险、景观破坏等问题使居民产生抵触情绪。日本在可再生能源发展方面挑战重重,但大野辉之认为,如果采取正确的政策,将可再生能源的发电占比提高到36-38%不是一个“非常高的门槛”。

在气候变化背景下,能源转型是一个因地制宜的问题。像日本、韩国这样的资源约束型国家,资源禀赋不突出,发展可再生能源受限,而东南亚一些国家风光水资源相对较好。

越南被视为东南亚地区太阳能发展的成功典范。据越通社报道,从2018年至2020年,该国太阳能安装功率两年间增长100多倍。虽然能源转型速度较快, 2020年燃煤发电量占比约53%。

“火电对保障越南能源安全发挥重要作用。”越南工贸部部长阮洪延今年11月表示,该国承诺逐步淘汰煤电,但在2021-2030年期间还不能停止修建燃煤电站。

越南工贸部能源院今年5月的报告指出,未来5年越南可再生能源开发利用水平或将下降。太阳能等可再生能源建设投资时间短,具有间歇性、不稳定、依赖天气等特点,使得电力系统在调峰、调频等方面所面临的挑战越来越严峻。而且,可再生能源项目在资金方面仍面临许多困难。

与之形成对比的是,日本政府于6月提出“亚洲能源转型倡议”(AETI),提供100亿美元的金融援助,帮助亚洲进行能源转型,包括支援可再生能源、液化天然气、节能项目等。

张锐指出,日本的优势在于它是发达国家,有相对充足的资金开发新技术,可以去试错。亚洲大多数国家并没有足够的财力兼顾保障能源安全和加速能源转型两个任务。但是,“能源转型的先进和落后是不以发达国家和发展中国家划线”。亚洲多国在推动能源转型和应对气候变化方面,除了作出承诺之外,需要有坚定的转型决心、系统的政策体系和充足的开发资金。

随着冬季到来,包括亚洲在内的许多国家出现电力缺口,电费上涨,再次成为考验能源转型决心和策略的关口。

“转型非一朝一夕之事,重要的是(政府)随时调整政策方向,避免让国民过度承担负面后果。”小松洁说道。

责任编辑:张无为 图片编辑:李晶昀

校对:徐亦嘉