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丹麦:和化石燃料说再见(2)

理查德森 凯瑟琳

Readinen

在文章的第二部分,凯瑟琳·理查德森针对丹麦告别化石燃料的计划,探讨了实现该转变所需的技术和经济机制。

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 总的来说,无论丹麦国会的各政党、还是产业界和地方政府,都已经接受了丹麦气候变化政策委员会的报告(参见第一部分)。2010年10月国会的开幕式上,首相宣布让丹麦在2050年摆脱化石燃料已经成为政府的目标。反对党在整体上也抱支持态度。2011年2月,政府提出了一项关于开始向无化石燃料的丹麦目标过渡的行动提案,其中包括到2020年之前在能源体系中减少化石燃料的具体目标。但有关这项提案的谈判还没开始,政府就换届了。但新政府延续了前政府的2050年目标,甚至还宣布了更加大胆的短期目标,比如:到2020年一半的电力都将来自风能,到2035年将完全消除电力和能源部门的化石燃料。

但是丹麦如何才能实现这个转变呢?委员会的结论是:丹麦摆脱化石燃料的关键在于提高风力发电机的发电能力,特别是离岸的。据委员会估计,2050年丹麦对风力发电能力的需求将为1100万千瓦(在有平价生物质进口的情况下)到1850万千瓦(在雄心勃勃情境下,只限使用丹麦自身生产的生物质)。而丹麦2008年的风力发电能力只有315万千瓦。未来风能将占据丹麦全国能源供应总量的45%。

生物质和废料在丹麦未来的能源生产中也将扮演重要角色。据委员会估计,在雄心勃勃情境下,到2050年,这些资源在能源供应中的比例将达到34%。而在“无雄心”情境下,生物质能和废料在能源供应中的比例更会高达72%。

委员会估计,到2050年用于房屋采暖和集中供暖的能源中,有44%到63%都将由热泵从土地、水和空气中抽取。有许多采用集中供暖的城市都建在有地热资源的区域,却由于地热温度太低而常常无法直接利用,只能通过热泵来加温。最后,大型太阳能装置也有望成为重要的集中供暖方式。在雄心勃勃情境下,热泵、地热和太阳能供热加在一起,估计将占到丹麦未来能源需求的约23%。

太阳能光伏和波浪能技术目前还不具有竞争力,未来它们是否能够和其他类型的可再生能源竞争也是未知数。正因为如此,委员会采用的模型并没有把这些技术视为2050年能源体系中的重要角色。但是,随着时间的推移,这一情况很可能发生变化。因此,很重要的一点就是不要把委员会的分析结果当作对2050年能源体系构成的最终预测。不过,委员会的分析表明,即使利用今天已有的技术,丹麦摆脱化石燃料的目标在技术上是可能的,在经济上也是可行的。

委员会指出经济手段的利用对实现摆脱化石燃料依赖的目标来说至关重要。想要逐步淘汰化石燃料消费,一个关键手段就是逐步引入化石燃料使用税。能源基础设施使用时间相对较长。因此,很重要的一点就是要采取一些激励措施来防止对新化石燃料基础设施进行投入。对此,委员会最重要的建议之一就是政府应该建立长期的框架条件,包括提高化石燃料的税率。这将成为新化石燃料基础设施投入的抑制因素,与此同时也将鼓励能效的提高。

委员会提出了几个能够确保2050年波动性的电力供应与需求相匹配的机制。

1. 生物质 、沼气和废弃物在风能等波动性能源无法输电时作为备用能源。
2. 可在系统中加入智能技术,在电力生产过程中,可输送或储存电力。这些电力技术可行且价格实惠。
3. 为了探索丹麦风电与地区其他国家能源生产(如北欧国家的水力发电)间的合作道路,应该增加进出丹麦的输电容量 。
4. 在很多情况下,跨境电力贸易增加带来的潜在经济收益将证明增加输电容量是正确之举 。

使用生物质进行区域供热的热电联产发电厂也可以在有额外生产需求的时候进行一些电力生产。此外,“快速启动”型的电力生产设施(利用生物质和沼气)对于确保全天候满足电力需求来说也是不可或缺的。这些设施应该有更大的生产能力(超过600万千瓦),但每年能工作的时间有限。

从交通的角度来说,最有可能替代汽油和柴油的能源是电力和生物燃料。生物燃料在商业上是可行的,但它也有很多缺陷,包括二氧化碳减排很少以及在低效的内燃发动机里转化造成的能量损失。另一方面,电动汽车还没有发展到足以替代常规汽车的程度,主要问题是电池蓄电能力不足和充电速度太慢。此外,电动汽车的发展和普及必须有发达的智能化充电基础设施作为支持,但现实显然还没有这个条件。插电式混合动力汽车在不牺牲常规汽车弹性的同时可以部分取代汽油和柴油消费,但无论是油电混合动力汽车还是纯电动汽车仍然比内燃发动机汽车贵得多,原因部分在于高昂的生产成本,部分在于电池的高成本。委员会预测电动技术将成为今后小客车的主导模式。

为了对这个能源转型的整体经济影响进行评估,委员会引入了两种不同的宏观经济模型。在两种模型下,如果将对丹麦经济的衍生影响包括进来,摆脱化石燃料的长期额外成本都占丹麦2050年GDP的约0.5%。这两种截然不同模式在结论上的殊途同归让我们对能源转型结果的信心大增。这个结果体现了在摆脱化石燃料未来模型下与继续使用化石燃料模型下社会负担的额外成本的对比情况。额外成本必须放在巨大的预期经济增长的语境中来理解。丹麦财政部给出的官方增长预测是,到2050年丹麦的GDP将翻一番。此外,我们还必须注意到这里采用的参照情境中包含了对能源体系和持续减排的巨大投入。因此,这里所界定的成本不应该被当作转型的全部成本,而是继续使用化石燃料的参照情境与摆脱化石燃料的未来情境的成本差别。

无论是在雄心勃勃的全球气候和能源政策的情境下,还是在“无雄心”的气候政策情境下,上述结果都是成立的。在两种情境下,2050年的能源价格,包括二氧化碳价格都要比现在高得多。这意味着两种情境下对丹麦的整体社会经济影响不会有实质差别。

向着无化石燃料能源体系的转型,与未来四十年的经济增长和社会福利缩水可能并不存在必然联系,但在转型的一些时期内丹麦的能源价格会比其它国家更高。这个差别可能会导致丹麦经济中一些领域的竞争力下降。但是,由于丹麦经济中的能源密集型产业相对较少,丹麦有能力采取措施来抵御竞争力丧失 。

逐步淘汰石油、天气和煤炭的使用从长期来说并不需要多大的社会成本,这个结论乍看起来似乎令人吃惊。但我们有很多理由可以对其作出解释。首先,能源体系的转型是在很长一段时期内逐渐发生的,因此现有的股本(基础设施)将得到充分利用。其次,在这段时期内,全世界能源需求的增加意味着朝向可再生能源的转换成本仍然更高。与此同时,技术发展将让很多可再生能源更具竞争力,如果丹麦继续使用化石燃料,减排目标也会给它带来巨大的成本。最终,在两种情境下,能源服务的总花费在2050年丹麦GDP中的比例都非常小(只有5%到6%)。因此,尽管朝着无化石燃料能源体系的转型将让总能源服务花费增加约5%,但如果按占GDP的百分比来衡量,这个增量就不值一提了。总的来说,上述的计算并不包括实现无化石燃料未来必需手段的管理成本,这是因为目前我们无法确定整个转型期内需要的具体手段 。

丹麦能源体系向无化石燃料的完全转型需要大量的投入。这既包括整体基础设施,也包括从热泵到电动汽车和能效设备等众多新的能源技术。不断上涨的能源价格将吸引能源服务成本从燃料流向资本投资,在无化石燃料的未来,能源技术的投资成本将占主导地位,而燃料成本则会变得十分有限。未来最大的投入预计包括以下几个方面:一是将电动汽车引入交通领域,二是离岸风力发电能力的扩张,三是自采暖和集中供暖中热泵的应用,四是建筑物方面的能源创新,五是电力基础设施的扩大。但是,基础设施投资成本的增加会通过化石燃料和二氧化碳减排花费的降低得到补偿。如果丹麦能够实现百分之百不依赖化石燃料,预计将让它的温室气体排放在1990年的基础上减少80%,剩下最大的排放源将是来自农业的非二氧化碳温室气体。因此,委员会的分析表明,如果丹麦(在实现无化石燃料目标后)追求进一步的减排,就必须把注意力集中在农业部门,为其发展新技术。2050年完全实现能源部门无化石燃料的目标后,预计丹麦全国的人均年排放还不到两吨二氧化碳当量。

化石燃料代表着一种有限的全球资源。没人确知哪一天这些资源就会枯竭,也不知道它们的价格会涨到多高。但是,归根结底各国都必须找到自己的替代能源。无论是确保未来能源安全,还是减少温室气体排放,如今在丹麦都被当做推动能源体系转型的理由。此外,一些人认为先行建立无化石燃料能源体系,能为丹麦带来经济收益。目前绿色能源和能效技术占丹麦出口总额的约12%。考虑到全球能源需求的不断增长和化石燃料供应中巨大的不确定性,未来在新能源技术方面很可能会出现一个巨大的国际市场。因此,丹麦倾举国之力建设一个无化石燃料的能源体系,将有助于丹麦企业在这样一个市场上分得一块蛋糕。

作者简介:凯瑟琳·理查德森,哥本哈根大学副教务长,生物海洋学教授,丹麦气候变化政策委员会主席。该文章最初刊登在《解决方案》杂志上,经作者同意,本网发表其缩减版本。

 图片来源:绿色和平

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