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德国从能源转型到2045气候中性探索值得中国借鉴
2021年07月02日•新闻资讯

涂建军

中国和德国的资源赋存条件都有“多煤”的特点,两国又都是全球制造业和贸易大国,而且共同面对油气对外依存度居高不下的能源安全挑战及在本世纪中叶实现净零排放承诺的气候政治压力,与其他经合组织国家相比较,德国在能源转型和温室气体减排领域的实践对中国尤其具有参考和借鉴价值。

德国能源转型高度重视推广高比例可再生能源

全球正在进行的能源大转型与历史上发生过的历次转型的动机、目的、驱动力及治理模式显著不同,而德国能源转型由于包含去核、去煤、大力发展分布式能源、积极探索100%可再生能源的电力系统、提倡节能、高度重视氢能经济等元素,本世纪以来一直受到国际社会的高度关注。德国能源转型进程对中国有借鉴价值的部分政策启示如下:

首先,德国能源转型对推广高比例可再生能源的重视程度值得中国参考。2020年,可再生能源在德国电力消费的占比虽然已经高达46%(风电和光伏的全国发电占比超过了30%),但德国政府仍继续坚定地推动本国可再生能源的大力发展。与此形成鲜明对比,2020年虽然中国风电和光伏在全国发电量的占比不到10%,但在“十四五”规划出台前,关于可再生能源发展的各种杂音却此起彼伏。有鉴于此,通过借鉴德国能源转型实践的相关经验和教训,将有助于推动中国可再生能源行业的健康与长足发展。

2011年3月福岛核危机发生后,德国政府迅速决定在2022年之前弃核。值得注意的是,核电政策由于涉及能源、气候、放射性废物后处理、军控、社会接受度、所在国资源禀赋等一系列复杂的因素,世界各国的核电政策需要基于本国国情制定,而非生搬硬套其他国家的经验。德国反核运动由来已久,福岛核危机只不过是“压倒骆驼的最后一根稻草”。早在20世纪70年代,德国地方政府组织抗议修建核电站,针对核电项目的集会和法律诉讼得到了跨党派的支持。而1979年美国三里岛核电站事故及1986年苏联切尔诺贝利核危机极大地加剧了德国社会的反核情绪。加之德国核电行业在商业化领域不太成功,在国内能源决策的话语权不大,最终没能扭转德国社会弃核的大趋势。

图1:德国自1800年以来的能源消费结构变化

德国弃核的决定中国难以照搬,原因非常简单,在全球范围内,迄今还没有任何核武大国选择弃核,单单这条原因就能解释,弃核在当前国际格局下并非中国政府考虑的政策选项。但德国弃核的过程反倒对中国有重大政策启示:由于核电行业具有“一人得病、全家吃药”的特点,中国能否保障本国核电安全与全球范围是否会爆发新的大型核电事故完全不是同一个概念。在福岛核危机爆发10周年后的今天,中国核电行业需要抓住“3060”承诺的政策风口及全球范围内未发生新的大型核电事故的窗口期,在保障安全的前提下,适度在沿海地区推进核电装机容量的进一步增长。由于任何国家的核电发展都是单纯的气候政策问题,中国内陆核电未来是否开闸、何时开闸?需要在国务院甚至是更高决策层面通盘考虑的基础上尽快得出明确的结论。

2019年初,德国宣布了2038年前全面淘汰煤炭的目标。但在德国政府最近公布了气候中性目标时间将由2050年提前到2045年的计划之后,德国掀起了新一轮的“是否提前弃煤”的政策讨论,仅仅制定了两年的弃煤时间表面临着进一步调整的可能性。如图1所示,自德国工业化开启以来,煤炭一直是该国经济增长和社会繁荣的基石。然而,气候变化、空气污染及日益严重的健康和环境问题推动了德国最终做出了弃煤的决策。可以肯定的是,在如何大幅降低煤炭消费占比领域,中德等能源系统严重依赖煤炭的国家将面临相似的社会经济挑战。

如果仔细审视德国弃煤决策的全过程,其程序正义公平值得中国学习:为了避免经济动荡及其他相关的社会问题对煤矿工人造成困扰,依赖煤炭的国家应基于本国国情启动关于如何从煤炭过渡到清洁能源的政治议程。2018年夏季,德国通过建立“增长、结构变化和就业委员会”(也称煤炭委员会)启动了这一议程。委员会内的31名成员来自能源部门、褐煤矿区、工业、环境组织、工会、科学界和联盟政党代表,提高了决策过程的公开性、广泛参与性与均衡性。在关键利益相关方的深入讨论之后,2019 年1月,委员会形成共识并提出到2038年逐步淘汰燃煤发电的全面路线图。德国联邦政府基于该委员会的建议最终落实了弃煤这一重大决策。

回过头来看德国弃煤的进程,德国智库圈的一个普遍的共识是,由于强大的特殊利益集团的阻挠,德国20世纪80年代以来长期存在污名化可再生能源为永远难当重任的“小众能源品种”的现象,这导致了德国弃煤决策的时间节点过于滞后,并极大地增加了该国能源转型的总成本。以上教训对于正在探讨碳达峰碳中和路线图的中国尤其具有重大警示作用。

德国退煤的机制中包含定期的监测、评估和调整也有其可取之处。因为无论是技术还是政策环境的发展变化都有相当的不确定性。最近德国政府决定将气候中性目标实现节点提前五年,德国当前的退煤路线图就有随着气候政策总体目标的变动予以相应调整的机制存在。

德国对氢能经济的高度重视值得中国借鉴。2020年6月,德国政府通过了国家氢能战略,为氢能的生产、运输、使用和相关创新、投资制定了行动框架。该战略中认定只有通过可再生能源生产的绿色氢能才具有可持续性,因此战略的目标是支持绿色氢能扩大市场。毋庸置疑,与基于化石能源生产的灰氢相比,绿氢的成本肯定更高,但从2060年前实现碳中和的角度来看,氢能经济的净零排放是中国能源行业未来迟早需要面对的一个硬骨头。德国当前在绿氢领域走在世界前列,这为中德两国在氢能经济的国际合作创造了广泛的空间。

由于氢气一般情况下是二次能源,生产、运输和使用过程都有技术、经济性及安全等方面的挑战,氢能经济最好还是要用于难以减排的行业。以交通行业为例,由于中国在乘用电动车领域已取得长足的进展,燃料电池用于乘用车的意义就相对有限。由于电动车在长途重卡的应用存在诸多障碍,氢能在长途重载货运领域的前景反倒值得有关各方予以高度重视。

实现德国气候中性目标所依靠的部分先进清洁能源技术在研发领域还需要取得重大突破,部分技术还处在市场化的早期阶段。有鉴于此,德国政府正在以数字化能源经济为抓手大力推动清洁能源技术创新。作为一个后发的混合经济体大国,中国如何进一步改善和优化清洁能源技术创新领域的法治化氛围与市场化基础,以鼓励本国产业界与包括德国在内的发达国家进一步深化相关领域的国际合作,在“十四五”期间值得国内有关各方深入思考和主动破局。

在能源转型的过程中,德国民众承受了全球最高的居民电价水平,但这并未影响到德国社会对气候中性议程的整体性支持态度。这对中国有两个非常重要的政策启示:首先,很难有一种能源结构和体制能够确保既有能源用,又没有污染,价格还便宜的所谓“不可能三角”。从政府治理的角度来看,在保障能源安全的前提下,在环境治理与能源价格目标之间,还需要进行合理的取舍。从深化国内能源行业改革的角度看,未来是否需要继续压制居民电价维持在较低水平还有待商榷。其次,任何国家大政方针的成功实施,最好都取得社会各界的支持和理解。从这个角度来看,中国政府有必要在全社会层面加大对2060年碳中和议程的宣传力度,争取未来在能源转型攻坚战的过程中能够得到更加广泛的民意支持。

让当代人更多地承担实现本国气候中性目标的历史责任

2019年12月,德国《气候保护法》正式生效,该法案规定德国将于2050年实现气候中性目标。然而,这一在世界其他地区广受关注的气候立法范本,今年4月27日却遭遇了德国联邦宪法法院对其“部分违宪”的裁定。除了驳回法案中对于2030年减排目标的制定,联邦宪法法院还要求法案为2050年气候中性情境设置2035、2040年的阶段性减排目标。裁决公开后,德国政府及各党派迅速回应。5月6日,德国总理默克尔表示德国将比原定计划提前五年至2045年实现碳中和实现气候中性目标。

德国青少年团体通过集体诉讼成功让当代人更多地承担实现本国气候中性目标的历史责任,这对正在平衡2030年前实现碳达峰与2060年前实现碳中和目标的中国有重大借鉴意义。由于中国碳排放高达全球总量的31%,中国2030年后只用30年实现碳中和的难度是史无前例的。如果中国2030年前能够尽快并在尽量低的水平实现碳达峰,这必将极大降低下一代人所需承担的实现碳中和目标的具体责任。

另外需要注意的是,德国政府之所以能够快速地宣布气候中性目标提前5年,是基于该国智库对相关政策议题的长期跟踪和深入研究。在德国总理宣布2045年气候中性目标的第二天,德国知名能源智库Agora能源转型论坛就联合其他机构公开发布了《迈向气候中性的德国2045》,在考虑经济性、投资周期和公众接受度的前提下,为实现德国2045年气候中性这一目标制定了政治及经济可行的路径和方案,并提出了“三步走”的路线图,该路线图包括以下主要内容及核心举措:

首先,到2030年,德国需在1990年温室气体排放水平的基础上实现65%的减排幅度。为了实现以上中期目标,德国需要在以下领域快速行动起来。

1.能源行业:去煤时间表从2038年大幅提前到2030年;大力发展可再生能源,将可再生能源发电占比在2030年提高到大约70%;实现区域供热的脱碳化;推广氢能应用。

2.交通行业:大力推广电动车;30%的公路运输里程实现电动化;推广与鼓励公共交通、步行、自行车和火车等低碳交通模式。

3.工业:试点氢气直接还原铁技术;停止使用煤炭;利用氢气制备工艺蒸气。

4.建筑:每年对1.6%的现有建筑进行绿色改造。

5.农业:降低化肥施用水平及牲畜存栏量,农场肥料发酵,提高能效;废弃物管理:优化垃圾填埋场的通风系统。

其次,到2045年,德国需在1990年温室气体排放水平的基础上实现95%的深度减排。实现以上长期目标的核心举措如下:

1.工业:利用氢气与生物质提供高温热能;氢气还原铁;化学品循环再利用;碳捕获与封存去除温室气体过程排放。

2.能源行业:100%可再生能源发电;氢气替代化石能源;集中供暖零碳化。

3.交通:乘用车电动化;零碳货运;增强公共交通在公众出行的占比。

4.建筑:每年对1.75%的现有建筑进行绿色改造,2045年前90%的存量建筑都已经完成改造或者新建,供热行业完全实现脱碳化与清洁化。

5.农业:降低化肥施用水平及牲畜存栏量,农场肥料发酵,提高能效;基于植物的合成牛奶和人造肉达到15%的市场份额。

6.废弃物管理:优化垃圾填埋场的通风系统。

最后,剩下的大约5%的少量温室气体排放将通过生物质碳捕获与封存、直接空气捕获与封存及绿色聚合物等负排放技术来予以中和: 剩余的温室气体排放主要来源于农业的动物养殖以及化肥施用,另外也可能来自于工业过程排放及废弃物填埋。主要减排手段包括但不限于:降低化肥施用强度;减少畜牧业的存栏量;改善农业堆肥技术。即便采用了低碳技术,水泥工业依旧会存在难以减排的温室气体。这部分温室气体排放可以通过捕获及封存生物质燃烧所产生的碳排放来予以中和。

图2:2045气候中性情景下的德国分行业温室气体排放变化情况

怎样解决合理的消费或经济增长与气候中性目标的矛盾

德国2045气候中性路线图将不依赖于减少消费或零增长战略,相反,它假设德国在未来数10年的年均经济增长率为1.3%。人类社会活动导致的温室气体减排及气候适应是非常复杂的全球性政策挑战,如果世界各国能够找到降低消费产生的环境足迹或者经济增长带来的温室气体排放的切实可行的方案,那么合理的消费或者经济增长与气候中性目标的实现将并不矛盾。换个角度来看,无论是对于德国这样的经合组织国家还是中国这样的新兴经济体国家,通过减少消费或者零增长来实现减排目标的社会接受度都不会太高。本报告中经济发展与气候中和目标现实可行的关键在于德国需要一个以气候中性为导向的综合性国家投资战略,其核心在于大力发展数字能源经济,重点投资领域具体包括但不限于:大力发展可再生能源;交通及供热的深度电力化;推动智能建筑和建筑节能;在工业领域大力推广氢能。

需要注意的是,虽然包括德国在内的许多国家都宣布了雄心勃勃的长期气候政策目标,但如何在短期内出台合理的一揽子方案,在未来5到10年为本国的清洁能源转型打下坚实的基础,对任何国家中长期气候目标的实现都是至关重要的。

从政策制定的角度来看,首先需要保证投资环境的稳定性和可预期性。在德国的语境下,就是需要保证各行各业出台的政策与本世纪温升控制在2摄氏度以下的《巴黎协定》目标相一致。这个原则对于公司一样适用,德国公司生产的产品不但需要符合当前的规范,还要积极开始为本世纪中叶的气候中和未雨绸缪。换个角度来看,未来任何与《巴黎协定》目标不符合的商务模式都需要尽快予以调整。归根结底,站在历史进程对立面的公司都无法成为本行业的领导者。

处于历史交汇期的关键节点,中国的气候承诺采取了在2030年和2060年分两步走的方式推进。未来10年内,中国经济在经过一个允许碳排放继续增长的缓冲期后,将正式进入碳中和的发展轨道。而德国将比原定计划提前5年至2045年实现气候中性目标。为共同应对净零排放所带来的重大历史性机遇与挑战,中德两国有必要继续深化在清洁能源转型领域的国际合作。

与此同时,世界各国的清洁能源转型和气候变化议程都需要基于本国国情。在以上领域的国际合作,中国有关各方需要特别注意防范两个极端化趋势:一个是闭门造车,以内卷化的方式来实质性抵制国际合作;另一个不可取的倾向是全盘照搬,不顾本国与发达国家国情的差异,将对方的经验全盘生搬硬套。只有在基于本国具体国情的基础上,合理吸收发达国家能源转型和气候变化实践的经验及教训,中国的能源和气候议程才能以最小的代价不断优化和推进。有鉴于此,中国能源气候领域的国际合作未来应该成为一个越来越双向而非单向交流的通道。

为实现净零排放目标,能源行业急需技术创新与突破,为积极破解相关产业链脱钩的潜在风险,中国要主动推进新一轮改革开放,通过庞大的国内市场吸引包括德国在内的全球人才来华创业,并引领“时势造英雄、无问东西”的清洁能源转型财富大爆炸。

(作者为Agora能源转型论坛高级顾问、北京师范大学环境学院客座教授、哥伦比亚大学全球能源政策中心及法国国际关系研究院客座研究员,曾任国际能源署中国合作部主任)

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