一、歐洲能源轉型概況
(一)歐盟氣候能源目標演進(jìn)
能源行業(yè)發(fā)展受到氣候目標、國家利益等影響，進(jìn)入本世紀以來(lái)，特別是最近十余年，應對氣候變化問(wèn)題對歐盟能源政策的影響越來(lái)越大，歐洲國家在應對氣候變化問(wèn)題上的廣泛共識成為推動(dòng)其能源轉型的基石。為應對氣候變化、推動(dòng)能源轉型，歐盟致力于建立穩定可靠的能源政策框架，設定具有法律約束力的氣候和能源發(fā)展目標。
2007年3月，歐洲理事會(huì )提出《2020年氣候和能源一攬子計劃》，確定歐盟2020年氣候和能源發(fā)展目標，即著(zhù)名的“20-20-20”一攬子目標：將歐盟溫室氣體排放量在1990年基礎上降低20%，將可再生能源在終端能源消費中的比重增至20%，將能源效率提高20%。2008年12月，歐洲議會(huì )正式批準這項計劃。歐盟氣候和能源一攬子計劃成為一整套具有法律約束力的可持續能源發(fā)展目標。
2011年，歐盟公布《2050年能源路線(xiàn)圖》和《2050年邁向具有競爭力的低碳經(jīng)濟路線(xiàn)圖》，提出歐盟2050年實(shí)現在1990年基礎上減少溫室氣體排放量80%～95%的長(cháng)遠目標。
2014年10月，歐洲理事會(huì )通過(guò)《2030年氣候與能源政策框架》，初步確定歐盟2030年氣候和能源發(fā)展目標，即將溫室氣體排放量在1990年基礎上降低40%，將可再生能源在終端能源消費中的比重增至27%，將能源效率提高27%。其中溫室氣體減排40%的目標，正是2015年《巴黎氣候協(xié)定》框架下歐盟國家自主貢獻預案(INDC)的基礎所在，并且這一目標與此前公布的《2050年能源路線(xiàn)圖》一脈相承。如果到2050年歐盟溫室氣體排放量至少降低80%，那么到2030年排放量降幅預計將達到中間值40%。
2018年6月，歐盟就上調2030年可再生能源和能效目標達成協(xié)議，即到2030年可再生能源在終端能源消費中的比重增至32%、將能源效率提高32.5%。2019年6月，歐盟正式上調了可再生能源和能效目標。
2019年12月，歐盟委員會(huì )正式發(fā)布《歐洲綠色協(xié)議》(簡(jiǎn)稱(chēng)“綠色新政”)，闡明歐洲邁向氣候中性循環(huán)經(jīng)濟體的行動(dòng)路線(xiàn)，提出提高歐盟2030和2050年氣候目標，即2030年溫室氣體排放量在1990年基礎上減少50%～55%，2050年實(shí)現凈零排放的碳中和目標(見(jiàn)圖1)。
資料來(lái)源：EC圖1 歐盟歷史溫室氣體排放量與目標溫室氣體排放量
2050年實(shí)現碳中和的歐洲愿景由歐盟委員會(huì )于2018年11月首次提出，這與《巴黎協(xié)定》提出的將全球溫控目標一致。歐洲議會(huì )與歐洲理事會(huì )相繼于2019年3月、12月批準了2050年溫室氣體凈零排放的目標。2020年3月，歐盟委員會(huì )提交《歐洲氣候法》，旨在從法律層面確保歐洲到2050年實(shí)現氣候中和，該法案為歐盟所有政策設定了目標和努力方向。在《歐洲氣候法》的框架下，歐盟委員會(huì )提出到2050年實(shí)現溫室氣體凈零排放具有法律約束力的具體目標，歐盟機構和成員國有義務(wù)在歐盟和國家層面采取必要措施實(shí)現該目標。
2020年10月，歐洲議會(huì )投票通過(guò)，到2030年溫室氣體排放在1990基礎上減少60%。這一目標比歐委會(huì )此前提出的到2030年減排50%～55%更高，為此需要與歐盟成員國達成共識。
除了歐盟層面的努力外，基于對氣候變化問(wèn)題的共識，許多歐洲國家已行動(dòng)起來(lái)。2019年，英國修訂《氣候變化法案》，確立到2050年實(shí)現溫室氣體凈零排放的目標;丹麥議會(huì )通過(guò)首個(gè)氣候法案，制定丹麥到2030年實(shí)現溫室氣體減排70%的目標;德國聯(lián)邦議院通過(guò)《氣候保護法》，確定德國中長(cháng)期溫室氣體減排目標，包括到2030年時(shí)應實(shí)現溫室氣體排放總量較1990年至少減少55%，到2050年時(shí)應實(shí)現溫室氣體凈零排放。此外，芬蘭政府承諾最早在2035年實(shí)現碳中和，瑞典承諾2045年將溫室氣體排放縮減為零，挪威政府設定到2030年實(shí)現碳中和目標，冰島提出到2050年完全擺脫對化石能源的依賴(lài)等。
(二)歐洲能源轉型進(jìn)展
從各國實(shí)踐看，能源轉型的趨勢是通過(guò)逐漸降低能源生產(chǎn)和消費中的碳排放，建立低碳甚至零碳的能源系統。零碳能源的實(shí)現，一方面是提高能源效率，減少化石能源消費總量，另一方面是發(fā)展可再生能源。能源系統轉型的關(guān)鍵是電力系統的轉型。國際能源署2020年6月發(fā)布的《歐盟2020——能源政策回顧報告》深入評估了歐盟能源和氣候政策過(guò)去5年中取得的進(jìn)展，并指出，歐洲能源轉型在電力方面進(jìn)展迅速。
國際能源署發(fā)布的數據顯示，2019年歐盟溫室氣體排放量比2005年下降17%、比1990年下降23%，這意味著(zhù)歐盟已經(jīng)實(shí)現了到2020年減排20%的目標。同時(shí)，歐洲還是全世界電力行業(yè)碳強度最低的地區。2019年歐盟發(fā)電碳強度為235克二氧化碳/千瓦時(shí)，同比下降35克二氧化碳/千瓦時(shí)，發(fā)電排放強度明顯低于其他大型經(jīng)濟體。
歐洲統計局發(fā)布的數據顯示，2018年，可再生能源在歐盟終端能源消費總量中的占比達到18%，與此前一年相比提高了0.5個(gè)百分點(diǎn)，是2004年可再生能源占比的兩倍以上。自2004年以來(lái)，可再生能源占比在所有成員國中都有顯著(zhù)增長(cháng)。到2018年，瑞典的終端能源消費中一半以上(54.6%)來(lái)自可再生能源，其次是芬蘭(41.2%)、拉脫維亞(40.3%)、丹麥(36.1%)和奧地利(33.4%);可再生能源占比不足10%的國家僅剩荷蘭(7.4%)、馬耳他(8.0%)、盧森堡(9.1%)和比利時(shí)(9.4%)?？稍偕茉丛诮K端能源消費中的占比增加對于實(shí)現歐盟的氣候和能源目標至關(guān)重要。歐盟的目標是2020年可再生能源占比達到20%，到2030年至少達到32%。成員國也有各自的國家約束性目標。圖2顯示了2018年各成員國可再生能源實(shí)際占比與其2020年國家約束性目標之間的差距。如圖2所示，保加利亞、德國、丹麥、愛(ài)沙尼亞、希臘、克羅地亞、意大利、拉脫維亞、立陶宛、塞浦路斯、芬蘭和瑞典等12國已經(jīng)達到或超過(guò)各自的2020年國家約束性目標，奧地利、葡萄牙、羅馬尼亞、匈牙利等4國已接近實(shí)現其目標(距離目標不到1個(gè)百分點(diǎn))，而其他國家則距離各自目標仍有一定差距。
資料來(lái)源：Eurostat
圖2 2018年歐盟各國可再生能源占比及其2020年目標的實(shí)現程度
氣候及能源智庫Ember發(fā)布數據稱(chēng)，2020年上半年，由于啟用了一批新的風(fēng)電和光伏發(fā)電裝置，以及溫和多風(fēng)的有利氣候條件帶動(dòng)風(fēng)電光伏出力強勁，歐盟風(fēng)電、光伏、水電和生物質(zhì)能等可再生能源占到成員國電力供應的40%，僅風(fēng)電和光伏兩項就創(chuàng )造了歐洲地區總發(fā)電量21%的歷史紀錄，并且在一些國家風(fēng)光的發(fā)電量占比更高，如丹麥(64%)、愛(ài)爾蘭(49%)和德國(42%)。而同期化石燃料發(fā)電占比34%，風(fēng)能和太陽(yáng)能等可再生能源已超過(guò)化石燃料，成為歐盟成員國電力供應的主要來(lái)源。
歐盟當前發(fā)電結構如圖3所示。歐盟發(fā)電總裝機容量略高于1太瓦，年發(fā)電量約3400太瓦時(shí)。發(fā)電總裝機中約一半是可再生能源裝機，可再生能源裝機中又有三分之二是風(fēng)電和太陽(yáng)能裝機?？稍偕茉窗l(fā)電量約占年發(fā)電量的三分之一，風(fēng)電和太陽(yáng)能發(fā)電量約占可再生能源發(fā)電量的一半。
圖3 2020年歐盟發(fā)電裝機容量和發(fā)電量(預估)
殼牌公司的《天空遠景》、DNV-GL的《能源轉型展望》、芬蘭拉彭蘭塔理工大學(xué)和能源觀(guān)察組織的《基于100%可再生能源的全球能源系統——電力部門(mén)》等多個(gè)報告均對2050年歐洲能源系統做出預測。包括全球風(fēng)能協(xié)會(huì )、歐洲風(fēng)能協(xié)會(huì )等多個(gè)可再生能源行業(yè)協(xié)會(huì )也評估2050年可再生能源在歐洲能源結構中的作用。綜合各機構研究報告的預測情景，預計到2050年，歐洲電力部門(mén)脫碳需要2000吉瓦的太陽(yáng)能裝機和650吉瓦的風(fēng)能裝機，每年生產(chǎn)大約3000太瓦時(shí)的太陽(yáng)能電力和200太瓦時(shí)的風(fēng)能電力。2050年歐洲終端能源需求約為10000太瓦時(shí)，其中50%將來(lái)自于太陽(yáng)能和風(fēng)能發(fā)電。
二、能源轉型的政策驅動(dòng)
(一)根據減排目標加快退煤進(jìn)程
截至目前，歐洲共有15個(gè)國家先后宣布退煤計劃，其中比利時(shí)、奧地利和瑞典三國已率先實(shí)現電力系統去煤。歐洲已明確在2030年或更早的時(shí)間節點(diǎn)關(guān)閉燃煤電廠(chǎng)總計35.4吉瓦，相當于歐洲在運煤電裝機的21%。
為了落實(shí)《巴黎協(xié)定》中的溫室氣體減排目標，歐洲各國政府陸續公布了淘汰煤炭的時(shí)間表(見(jiàn)表1)。第一個(gè)結束燃煤使用歷史的歐洲國家為比利時(shí)，該國于2016年停止使用煤炭。2020年，奧地利和瑞典相繼關(guān)停各自國內最后一座燃煤電廠(chǎng)，正式結束燃煤發(fā)電歷史。
預計到2025年或更早，葡萄牙、法國、斯洛伐克、英國、愛(ài)爾蘭和意大利等國將結束煤炭使用，隨后到2030年，希臘、荷蘭、芬蘭、匈牙利和丹麥等國也將終止使用煤炭。
在已宣布退煤的歐洲國家中，德國是唯一一個(gè)計劃在2030年后淘汰煤炭的國家。德國是歐洲最大的經(jīng)濟體、最大的煤炭消費國，德國煤電發(fā)電量大約占全國發(fā)電量的40%，煤電碳排放量占電力部門(mén)的80%。2019年1月，德國煤炭委員會(huì )正式宣布，已就淘汰燃煤電廠(chǎng)的時(shí)間表達成協(xié)議，確定德國最晚將在2038年年底結束煤電。此外，德國還計劃到2022年關(guān)閉國內約四分之一的燃煤電廠(chǎng)，停運12.5吉瓦煤電裝機;2023～2030年間將煤電裝機降至17吉瓦，平均每年減少2.4吉瓦。相比此前歐洲國家提出的煤電淘汰計劃，德國的煤電淘汰規模最大。2020年7月，德國最終通過(guò)退煤法案，確定到2038年退出煤炭市場(chǎng)，并就煤電退出時(shí)間表及相關(guān)問(wèn)題給出詳細規劃。法案規定，在2026年和2029年將對煤炭退出進(jìn)度進(jìn)行評估，如果進(jìn)行順利，有可能會(huì )在2035年前結束煤電。
目前歐洲國家已明確在2030年或更早的時(shí)間節點(diǎn)關(guān)閉燃煤電廠(chǎng)裝機總計35.4吉瓦，相當于歐洲在運煤電裝機的21%(或歐盟在運煤電裝機的25%)，再加上2030年后德國計劃關(guān)閉的燃煤電廠(chǎng)，歐洲煤電裝機還將在此基礎上減少17吉瓦。
其余國家中，捷克、西班牙和北馬其頓3國正在就何時(shí)終止燃煤發(fā)電進(jìn)行討論。阿爾巴尼亞、塞浦路斯、愛(ài)沙尼亞、冰島、拉脫維亞、立陶宛、盧森堡、馬耳他和瑞士的發(fā)電結構中無(wú)煤電。挪威國內僅有一個(gè)小型熱電聯(lián)產(chǎn)項目，正在考慮清潔替代燃料。
此外還有波斯尼亞-黑塞哥維那、保加利亞、克羅地亞、科索沃、黑山共和國、波蘭、羅馬尼亞、塞爾維亞、斯洛文尼亞、土耳其共計10國尚未討論退煤?jiǎn)?wèn)題，其中波蘭、羅馬尼亞和保加利亞是歐洲運營(yíng)燃煤電廠(chǎng)的傳統地區，其國內電力結構對煤炭的依賴(lài)程度較大。這3國在役硬煤和褐煤電廠(chǎng)裝機規模超過(guò)40吉瓦，是歐盟未宣布退役的燃煤裝機主力。長(cháng)遠來(lái)看，對于這些高度依賴(lài)煤電的歐洲國家，電力系統脫碳可帶來(lái)數十億歐元的清潔能源投資機會(huì )，并將助力歐洲碳中和目標的實(shí)現。
(二)碳定價(jià)機制增加碳排放成本
1.碳排放權交易
歐盟溫室氣體排放貿易機制是世界首個(gè)、也是最大的跨國二氧化碳交易項目。歐洲電力行業(yè)是受到排放限額管制、履約減排的重點(diǎn)行業(yè)，自2013年其全部通過(guò)拍賣(mài)獲得碳配額。不斷改革的碳交易市場(chǎng)正在成為歐洲減少碳排放、實(shí)現氣候目標的重要措施。
在世界各國減少溫室氣體排放的諸多實(shí)踐中，碳排放權交易被認為是最有效的市場(chǎng)經(jīng)濟手段之一。電力行業(yè)不僅是碳排放和碳減排的重要領(lǐng)域，也是碳市場(chǎng)覆蓋的主要行業(yè)。歐盟溫室氣體排放貿易機制(EU-ETS)于2005年正式啟動(dòng)，是世界首個(gè)、也是最大的跨國二氧化碳交易項目，涵蓋歐盟成員國以及挪威、冰島和列支敦士登，覆蓋該區域近半數的溫室氣體排放，為11000多家高耗能企業(yè)及航空運營(yíng)商設置了排放上限。
歐盟碳排放貿易體系從成立到2020年的運行可分為三個(gè)階段，其中第一階段2005～2007年為試運行，第二階段和第三階段分別為2008～2012年、2013～2020年。2013～2020年排放上限在2008～2012年配額總量年均分配基礎上每年以線(xiàn)性系數1.74%遞減。2018年2月，歐盟批準碳排放貿易體系第四階段(2021～2030年)改革方案。改革措施包括加速減少配額總量，通過(guò)市場(chǎng)穩定儲備機制(MSR)收回更多的富余配額甚至可以注銷(xiāo)配額，免費分配的配額基準線(xiàn)根據技術(shù)進(jìn)步每五年更新一次等。具體來(lái)說(shuō)，從2019年開(kāi)始，市場(chǎng)穩定儲備機制每年將減少24%的超額排放配額直至2023年;從2021年起配額總量發(fā)放上限將從逐年減少1.74%變?yōu)闇p少2.2%，并于2024年起配額上限減少幅度會(huì )更大。
歐洲電力行業(yè)是主要的溫室氣體排放行業(yè)，因此也是受到排放限額管制、履約減排的重點(diǎn)行業(yè)。在歐盟碳市場(chǎng)，從2013年開(kāi)始，電力部門(mén)(利用廢氣發(fā)電和部分中東歐國家的除外)以及捕獲、傳輸和儲存二氧化碳的部門(mén)全部通過(guò)拍賣(mài)獲得配額。對于電網(wǎng)建設較為落后或能源結構較為單一且經(jīng)濟較不發(fā)達的10個(gè)成員國，歐盟提供了“減損”選擇，允許其在第三階段的電力部門(mén)配額從免費分配逐漸過(guò)渡到拍賣(mài)，2013年時(shí)可以獲得最多70%的免費配額，比例逐年遞減，到2020年時(shí)需要全部通過(guò)拍賣(mài)獲得配額。最終有8個(gè)東歐國家(捷克、保加利亞、羅馬利亞、愛(ài)沙尼亞、匈牙利、塞浦路斯、立陶宛和波蘭)采取了此選擇，拉脫維亞和馬耳他放棄了該方案。
歐洲電力企業(yè)可以使用不同類(lèi)型碳資產(chǎn)(如碳配額EUA、核證減排量CER、減排單位ERU)履約以降低碳減排成本。對于同時(shí)擁有煤炭、天然氣、生物質(zhì)等不同發(fā)電燃料的電力企業(yè)來(lái)說(shuō)，其從事生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)活動(dòng)必須考慮到碳資產(chǎn)價(jià)格的影響。發(fā)電企業(yè)需要對發(fā)電燃料價(jià)格、電價(jià)、不同燃料產(chǎn)生的碳排放量和碳資產(chǎn)價(jià)格等數據進(jìn)行綜合比較，最終確定最優(yōu)的生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)活動(dòng)(選擇何種燃料發(fā)電)。
從運行效果看，自2011年起，歐盟碳配額價(jià)格一直維持在個(gè)位數，進(jìn)入漫長(cháng)的低迷期。通過(guò)一系列改革，特別是完善強化碳交易體系的措施為碳市場(chǎng)帶來(lái)了積極的信號，歐盟碳配額價(jià)格2018年突破了多年在個(gè)位數徘徊狀態(tài)，到2018年底、2019年初已上漲至20歐元/噸以上。2020年下半年，歐盟碳市場(chǎng)持續升溫，交易活躍，碳配額價(jià)格連續攀升，7月份已突破30歐元/噸。
碳配額價(jià)格上漲最重要的支撐因素來(lái)自碳市場(chǎng)參與者對未來(lái)氣候政策的樂(lè )觀(guān)預期。配額總量是依據氣候目標決定的，提高氣候目標意味著(zhù)減排力度進(jìn)一步加大，配額總量每年遞減幅度會(huì )更大、下降會(huì )更快，進(jìn)而提高碳配額價(jià)格。除氣候因素外，市場(chǎng)穩定儲備機制亦會(huì )對碳交易市場(chǎng)產(chǎn)生巨大影響。自2019年啟動(dòng)以來(lái)，該機制有效減少了過(guò)剩流通配額，提升了市場(chǎng)信心。歐委會(huì )將和各方在今明兩年商討現行市場(chǎng)穩定儲備機制的延續問(wèn)題。如果市場(chǎng)穩定儲備機制2024年后仍以24%的比例減少超額的排放配額，那么將進(jìn)一步推高碳配額價(jià)格。
2.碳稅
歐洲是全球碳稅征收最為成熟的地區。碳稅對歐洲國家，尤其對北歐國家減少碳排放、降低能耗、改變能源消費結構產(chǎn)生了積極的促進(jìn)作用。2018年以來(lái)，一些歐洲國家強化了碳稅政策，包括取消稅收減免、與碳交易制度形成聯(lián)動(dòng)等。
碳稅是以應對氣候變化、減少二氧化碳排放為目的，向化石燃料生產(chǎn)或使用者征收的環(huán)境稅。它通過(guò)增加稅賦來(lái)提高含碳化石能源價(jià)格，以促進(jìn)能效提高和資源節約利用，相對減少溫室氣體排放，是國際社會(huì )應對氣候變化的主要政策措施之一。歐洲幾個(gè)發(fā)達國家是全球碳稅征收的先鋒，尤其以北歐四國為代表，隨后從北歐向愛(ài)爾蘭、冰島、西班牙、葡萄牙、愛(ài)沙尼亞、法國、瑞士、和英國等國逐步推廣開(kāi)來(lái)?？傮w而言，歐洲是全球碳稅征收最為成熟的地區。
截至目前，全球碳稅主要分為兩類(lèi)。一類(lèi)是將碳稅作為一個(gè)單獨的稅種，以芬蘭、丹麥、瑞典、挪威和荷蘭為代表，這些國家碳稅歷史較長(cháng)，比較成熟。芬蘭是世界上第一個(gè)征收碳稅的國家。自從芬蘭1990年推出對化石燃料按碳含量征收碳稅之后，挪威、丹麥、瑞典也紛紛開(kāi)征碳稅，征稅對象逐步從一次能源擴大到二次能源如電力等。
另一類(lèi)并不是將碳稅作為一個(gè)單獨的稅種提出，而是將之與能源稅或者環(huán)境稅相結合，主要代表國家是意大利、德國、英國。例如，英國并沒(méi)有一個(gè)確定的稅種叫做碳稅，但是英國有和碳稅功能類(lèi)似效果相近的稅種，如1990年引入的化石燃料稅，針對化石燃料進(jìn)行征稅。2004年英國開(kāi)始征收氣候變化稅，這是一種全國性稅制，針對天然氣、煤、液化天然氣和電力征收，以減少二氧化碳排放，應對日益嚴峻的氣候形勢。
關(guān)于稅率水平，碳稅總體穩定，歐洲發(fā)達國家稅率水平相對較高。根據世界銀行2018年3月發(fā)布的數據，北歐國家碳稅水平遙遙領(lǐng)先。瑞典、芬蘭、挪威的碳稅分別為139美元/噸、77美元/噸、64美元/噸，丹麥碳稅略低，也達到29美元/噸。碳稅作為一個(gè)有效的環(huán)境經(jīng)濟政策工具，對北歐國家減少碳排放、降低能耗、改變能源消費結構產(chǎn)生了積極促進(jìn)作用。
碳稅征收給出了價(jià)格信號，但有時(shí)不足以給企業(yè)帶來(lái)巨大的成本壓力，或者企業(yè)可能采取其他手段轉移征稅影響，因此，將征稅和其他手段相互結合，才能促使這些行業(yè)真正采取行動(dòng)，降低碳排放。如同時(shí)運用碳交易和碳稅這兩種經(jīng)濟手段，全面覆蓋各類(lèi)經(jīng)濟部門(mén)，以提升政策效果、增強減排力度。此前有一些歐洲國家同時(shí)采用碳交易和碳稅，但通常覆蓋不同部門(mén)。冰島、瑞典、丹麥等對交通燃料征收碳稅，不與歐盟碳交易體系覆蓋的工業(yè)部門(mén)重合。隨著(zhù)各國氣候目標不斷強化，一些國家逐漸加大政策力度，提升減排效果，使越來(lái)越多的企業(yè)受到碳交易和碳稅的雙重管制。2018年，葡萄牙規定碳交易體系下的燃煤電廠(chǎng)同樣需要交納碳稅。同年，瑞典取消了碳交易體系下的熱電聯(lián)產(chǎn)等企業(yè)享受的碳稅豁免或減免，以加快淘汰煤炭的步伐。
(三)激勵可再生能源快速發(fā)展
依照歐盟可再生能源指令有關(guān)規定，各成員國根據國情制定了各自的國家可再生能源行動(dòng)計劃和支持政策，其中絕大多數支持政策集中在發(fā)電行業(yè)，包括上網(wǎng)電價(jià)、溢價(jià)補貼、差價(jià)合約、綠色證書(shū)等。歐洲可再生能源政策機制是激勵行業(yè)快速發(fā)展的關(guān)鍵。
從歐洲可再生能源發(fā)展經(jīng)驗來(lái)看，一方面，歐洲各國建立了以上網(wǎng)電價(jià)為主的補貼政策機制;另一方面，在上網(wǎng)電價(jià)政策機制的框架下，不斷調整具體電價(jià)政策，以實(shí)現可再生能源的合理有序開(kāi)發(fā)。
歐盟可再生能源政策發(fā)端于1997年的《可再生能源白皮書(shū)》。此后，歐盟陸續發(fā)布2001/77/EC、2003/30/EC等可再生能源指令，到2009年6月歐盟發(fā)布可再生能源指令2009/28/EC，基本上已形成相對完備的可再生能源發(fā)展法律框架(見(jiàn)表2)。歐盟委員會(huì )要求成員國將可再生能源指令轉化為國家立法，并制訂相應的國家可再生能源行動(dòng)計劃和支持政策。
表2 歐盟可再生能源指令概述
自歐盟第一個(gè)可再生能源指令被采用以來(lái)，各成員國出臺的支持機制進(jìn)一步推動(dòng)了整個(gè)歐盟的可再生能源發(fā)展?？傮w來(lái)看，可再生能源支持政策涵蓋了發(fā)電、供熱制冷、交通等各個(gè)領(lǐng)域，其中絕大多數支持政策集中在發(fā)電行業(yè)。多年來(lái)，已經(jīng)有多種支持機制和特定政策設計被廣泛應用。其中最常用的可再生能源支持機制有上網(wǎng)電價(jià)(FIT)、溢價(jià)補貼(FIP)、差價(jià)合約(CfD)或溢價(jià)補貼遞減、具有配額義務(wù)的綠色證書(shū)(GC)等(見(jiàn)表3)。
表3 歐盟可再生能源電力激勵政策對比
由于政策框架不同，歐洲各國可再生能源上網(wǎng)電價(jià)政策并不存在完全統一的模式，但從應用范圍來(lái)看，政府強制要求電網(wǎng)企業(yè)在一定期限內按照一定電價(jià)收購電網(wǎng)覆蓋范圍內可再生能源發(fā)電量的固定上網(wǎng)電價(jià)政策是應用最為廣泛的模式。固定上網(wǎng)電價(jià)政策根據可再生能源種類(lèi)、裝機規模、發(fā)電量等因素制定了有差別的上網(wǎng)電價(jià)標準和收購期限，具有很強的針對性和可操作性，為投資者和參與者提供了穩定的預期，極大地刺激了可再生能源領(lǐng)域投資。但是隨著(zhù)可再生能源開(kāi)發(fā)規模的擴大，固定上網(wǎng)電價(jià)政策也帶來(lái)了政府可再生能源發(fā)電補貼負擔過(guò)重和居民電價(jià)不同幅度上漲等問(wèn)題。
歐洲各國可再生能源支持機制近期的發(fā)展趨勢是放棄固定補貼。各國政府從此前采納的固定上網(wǎng)電價(jià)，轉而支持溢價(jià)補貼和差價(jià)合約。這使得各國政府能夠在鼓勵新增可再生能源發(fā)電容量的同時(shí)，通過(guò)這些機制管理補貼預算負擔。采用溢價(jià)補貼的代表國家是德國、西班牙、丹麥等，采用差價(jià)合約的代表國家是英國。
德國2012年全面引入溢價(jià)補貼機制。其設計特點(diǎn)是，可再生能源按照電力市場(chǎng)規則與其他電源無(wú)差別競價(jià)上網(wǎng)，承擔類(lèi)似于常規電源的電力系統平衡義務(wù)，同時(shí)政府為上網(wǎng)可再生能源提供溢價(jià)補貼，可再生能源上網(wǎng)電價(jià)水平為“溢價(jià)補貼+電力市場(chǎng)價(jià)格”。這種機制的設計，一方面有利于可再生能源利用其低邊際成本的價(jià)格優(yōu)勢實(shí)現優(yōu)先消納;另一方面，由于電力市場(chǎng)零電價(jià)和負電價(jià)的引入，電力市場(chǎng)供需平衡信息能夠及時(shí)傳導，也避免了可再生能源的過(guò)度投資。
英國從2017年起開(kāi)始實(shí)施差價(jià)合約機制。其核心是可再生能源按照電力市場(chǎng)規則進(jìn)入電力市場(chǎng)，由政府管理的專(zhuān)門(mén)機構與可再生能源發(fā)電企業(yè)按合同價(jià)格簽訂長(cháng)期合同(該合同價(jià)格由招標確定且必須低于政府指導價(jià))。在交易過(guò)程中，如果市場(chǎng)平均電價(jià)低于合同價(jià)，則向發(fā)電企業(yè)予以補貼至合同價(jià);反之須返還高出部分。差價(jià)合約機制采用招標確定合同電價(jià)的方式，通過(guò)合約既保證可再生能源企業(yè)的合理收益，又避免了對可再生能源的過(guò)度激勵。
除了上述最常見(jiàn)的支持類(lèi)型之外，歐洲還使用其他支持機制，如投資補助、貸款擔保、稅收優(yōu)惠等，或結合多種支持機制，激勵可再生能源發(fā)展。由于歐盟各成員國的氣候和地理條件不同，可再生能源產(chǎn)業(yè)的規模和實(shí)力不同，社會(huì )和政治偏好不同，每個(gè)國家都選擇了一套適用于自身的政策工具。統計顯示，歐洲大多數國家偏向于采用固定上網(wǎng)電價(jià)和溢價(jià)補貼政策。同時(shí)，越來(lái)越多的國家使用拍賣(mài)的方式來(lái)實(shí)施上網(wǎng)電價(jià)和溢價(jià)補貼。
(四)綠色投融資引導經(jīng)濟資源流向
歐盟的資金工具覆蓋能源產(chǎn)業(yè)整個(gè)創(chuàng )新價(jià)值鏈，參與能源研究、開(kāi)發(fā)和示范等各個(gè)環(huán)節，大型投資機構通過(guò)綠色信貸、綠色基金等方式，引導經(jīng)濟資源流向更環(huán)保的領(lǐng)域，促進(jìn)能源轉型、能源可持續性發(fā)展。
發(fā)揮綠色金融的杠桿作用，一方面是要控制并收緊涉及化石能源行業(yè)的融投資，通過(guò)資本向傳統化石燃料企業(yè)施壓，迫使其向低碳燃料供應商轉型;另一方面則是通過(guò)綠色信貸、綠色基金等方式，支持清潔能源技術(shù)研發(fā)和產(chǎn)業(yè)發(fā)展，引導經(jīng)濟資源流向更環(huán)保的領(lǐng)域，以綠色融投資，促進(jìn)能源轉型、能源可持續性發(fā)展，培育新的增長(cháng)點(diǎn)。
在歐洲，已出售或承諾出售化石燃料產(chǎn)業(yè)投資的大型投資機構包括全球最大主權財富基金挪威政府全球養老基金、歐洲保險龍頭法國保險集團安盛、北歐最大的基金管理公司北歐銀行資產(chǎn)管理公司等，尤其是政府公共資金正在逐步撤離化石燃料投資。2018年7月，愛(ài)爾蘭眾議院通過(guò)化石燃料撤資法案，愛(ài)爾蘭主權基金——愛(ài)爾蘭戰略投資基金于五年內出售其在煤炭、石油、天然氣等全球化石燃料產(chǎn)業(yè)的投資，并禁止未來(lái)對化石燃料行業(yè)再進(jìn)行任何投資。愛(ài)爾蘭由此成為全球首個(gè)主權基金投資全面撤出化石燃料行業(yè)的國家。2019年6月，挪威議會(huì )通過(guò)決議，要求挪威政府全球養老基金從化石燃料領(lǐng)域撤出超過(guò)130億美元的投資，轉投可再生能源項目，其中預計從煤炭領(lǐng)域撤資60億美元，從石油勘探和生產(chǎn)企業(yè)撤資70億美元。這是該基金迄今為止規模最大的撤資，未來(lái)挪威政府全球養老基金將動(dòng)用200億美元的資產(chǎn)(相當于其管理資產(chǎn)總額的2%)直接投向未上市的可再生能源項目，并優(yōu)先投資風(fēng)能和太陽(yáng)能發(fā)電項目。
面對環(huán)保壓力和政府減排承諾，為降低自身財務(wù)風(fēng)險，荷蘭國際集團、法國農業(yè)銀行、德意志銀行、法國巴黎銀行等歐洲金融機構，已先后宣布不再為煤電和煤炭開(kāi)采項目提供融資。歐洲投資銀行則成為全球首個(gè)提出削減天然氣項目貸款的主要多邊金融機構。2019年11月，歐洲投資銀行宣布，將在2021年底前停止為一切化石能源項目提供貸款，包括燃煤發(fā)電及天然氣發(fā)電項目。從2021年底開(kāi)始，該銀行資助的能源項目二氧化碳排放限制將從此前的每千瓦時(shí)發(fā)電量二氧化碳排放量不得高于550克，縮減為每千瓦時(shí)發(fā)電量二氧化碳排放量不得高于250克。未來(lái)10年，歐洲投資銀行還將為對抗氣候變化以及可持續發(fā)展等相關(guān)項目釋放出超過(guò)10000億歐元的資金。根據這一投資政策，歐洲絕大多數化石能源項目，甚至包括天然氣發(fā)電項目，都將排除在融資范圍外。
2014～2020年，歐盟將預算的至少20%投向了氣候變化相關(guān)活動(dòng)，資金高達1800億歐元。歐盟的資金工具覆蓋能源產(chǎn)業(yè)整個(gè)創(chuàng )新價(jià)值鏈，地平線(xiàn)歐洲(Horizon Europe)、創(chuàng )新基金(the Innovation Fund)、現代化基金(the Modernisation Fund)，投資歐洲(Invest EU)等多個(gè)資金計劃參與能源研究、開(kāi)發(fā)和示范等各個(gè)環(huán)節。預計歐洲投資銀行將在刺激私營(yíng)部門(mén)投資方面發(fā)揮重要作用。與5年前相比，歐洲投資銀行更多地參與了早期階段和風(fēng)險更大的能源項目，在支持能源效率投資和風(fēng)險更大的創(chuàng )新項目方面發(fā)揮著(zhù)關(guān)鍵作用。如2019年，根據能源技術(shù)發(fā)展所需的資本密集度和長(cháng)遠需求，歐洲委員會(huì )、歐洲投資銀行、突破性能源風(fēng)險投資公司聯(lián)合成立歐洲突破性能源投資基金，幫助歐洲公司開(kāi)發(fā)創(chuàng )新清潔能源技術(shù)。
歐盟上調氣候目標，將進(jìn)一步促進(jìn)歐洲地區可再生能源的大規模投資。路透社指出，如果2030年55%的減排目標最終寫(xiě)入立法，預計2021～2030年期間，歐洲可再生能源領(lǐng)域將額外增加至少3500億歐元的投資。歐盟官網(wǎng)指出，為了確保2030年55%減排目標能夠獲批，將重新修訂可再生能源融資機制，旨在幫助成員國更輕松地獲得項目融資以及更便捷地推進(jìn)合作和項目部署。歐委會(huì )確定了資金投入的三大優(yōu)先考慮領(lǐng)域，其中面向未來(lái)的清潔技術(shù)和可再生能源為第一優(yōu)先領(lǐng)域;第二優(yōu)先領(lǐng)域是能源效率，特別是改善公共和私人建筑物的能耗水平;第三優(yōu)先領(lǐng)域是創(chuàng )新能源技術(shù)，包括智能交通工具、智慧基建、大數據等。
三、能源轉型的技術(shù)驅動(dòng)
(一)部署CCUS，促進(jìn)化石能源清潔化
碳捕集、利用和封存技術(shù)是世界公認的最有前景的碳減排技術(shù)之一。在國際能源署的可持續發(fā)展情景中，2019～2070年間，歐洲利用CCUS技術(shù)捕集的二氧化碳中，42%來(lái)自電力部門(mén);到2050年，捕獲的二氧化碳大部分與化石燃料的使用有關(guān)。
碳捕集、利用和封存(CCUS)技術(shù)在不改變能源結構的前提下，實(shí)現碳的有效封存，是世界公認的最有前景的碳減排技術(shù)之一，對全球溫升控制目標有著(zhù)重要的意義。
國際能源署數據顯示，2019年歐洲能源相關(guān)二氧化碳排放總量為39億噸。其中電力部門(mén)為主要排放源(32%)，其次是交通部門(mén)(25%)，工業(yè)制造部門(mén)(20%)，建筑和農業(yè)部門(mén)(18%)。大約8億噸二氧化碳為工業(yè)排放，主要來(lái)自鋼鐵、水泥和化學(xué)品等能源密集型行業(yè)。歐洲未來(lái)數十年內運行的發(fā)電廠(chǎng)還會(huì )繼續排放二氧化碳。目前，歐洲化石燃料發(fā)電廠(chǎng)平均服役年限為28年(燃煤電廠(chǎng)33年，燃氣電廠(chǎng)17年)，而平均技術(shù)壽命約為50年。如果發(fā)電廠(chǎng)不進(jìn)行CCUS改造，或者不提前退役，那么在2019～2070年間，上述這些在運的發(fā)電廠(chǎng)，再加上建設中和規劃中的發(fā)電廠(chǎng)，累計將排放超過(guò)250億噸二氧化碳。
歐洲現有CCUS項目主要部署在北海地區，包括挪威1996年投運的Sleipner項目和2008年投運的Sn?hvit項目，這2個(gè)項目的二氧化碳封存能力為170萬(wàn)噸/年。此外還有至少11個(gè)總封存能力近3000萬(wàn)噸/年的試點(diǎn)和示范項目正在歐洲其他地方開(kāi)展，其中有冰島的CarbFix項目，英國的Drax CCS試點(diǎn)項目，瑞典的STEPWISE項目，西班牙的CIUDEN項目和克羅地亞地熱發(fā)電廠(chǎng)的一個(gè)CCS項目。CCUS工業(yè)示范項目呈現數目逐步增多、規模逐步擴大的發(fā)展特點(diǎn)。
同時(shí)，歐洲CCUS技術(shù)的投資環(huán)境一直在改善。如歐盟委員會(huì )于2020年啟動(dòng)的創(chuàng )新基金對歐盟所有成員國及冰島和挪威開(kāi)放，為CCUS等領(lǐng)域的突破性技術(shù)提供資金;荷蘭SDE++計劃支持部署二氧化碳減排技術(shù);英國政府宣布建立不低于8億英鎊(約10億美元)的碳捕集封存基礎設施基金，至少在兩地部署CCUS設施。
近日，微軟、挪威國家石油公司、殼牌和道達爾簽署合作協(xié)議，將通過(guò)挪威北極光CCUS項目展開(kāi)合作，并尋找如何協(xié)助歐洲CCUS標準化和放大部署規模。北極光項目今年獲得挪威政府承諾約20億歐元的資助，計劃每年運輸和封存150萬(wàn)噸二氧化碳，并將累計封存1億噸二氧化碳。挪威政府同時(shí)還承諾了約15.5億歐元，用于資助挪威Longship CCUS項目，包括水泥廠(chǎng)和垃圾發(fā)電廠(chǎng)的大規模碳捕集計劃。
在國際能源署的可持續發(fā)展情景中，預計到2030年，歐洲的二氧化碳捕集量將增加到3500萬(wàn)噸左右，到2050年將達到3.5億噸，到2070年將超過(guò)7億噸(見(jiàn)圖4)。2019～2070年間，利用CCUS技術(shù)捕集的二氧化碳中，42%來(lái)自電力部門(mén)，31%來(lái)自工業(yè)部門(mén)，26%來(lái)自交通部門(mén)。到2050年，捕獲的二氧化碳大部分與化石燃料的使用有關(guān)。2050年后，生物能源碳捕獲和儲存(BECCS)和直接空氣碳捕集(DAC)將發(fā)揮更為突出的作用。到2070年，電力部門(mén)捕獲的二氧化碳中三分之二與BECCS有關(guān)。
資料來(lái)源：IEA圖4 歐洲二氧化碳捕集量增長(cháng)預測
(二)發(fā)展替代燃料，減少化石燃料使用
1.氫能技術(shù)
氫能開(kāi)發(fā)與利用是世界新一輪能源技術(shù)變革的重要方向，是能源系統實(shí)現脫碳目標的必然選擇。歐洲在發(fā)展氫能技術(shù)和氫能產(chǎn)業(yè)方面擁有諸多優(yōu)勢。到2050年，預計歐洲氫能發(fā)電總量能夠達到2250太瓦時(shí)，占歐盟能源需求總量的四分之一。
作為清潔能源供給體系的重要載體，氫能開(kāi)發(fā)與利用是世界新一輪能源技術(shù)變革的重要方向，是能源系統實(shí)現脫碳目標的必然選擇。歐洲在發(fā)展氫能技術(shù)和氫能產(chǎn)業(yè)方面擁有以下基礎。
首先，歐洲在氫能方面擁有強大的研究機構，歐盟、國家和區域各級支持氫能研發(fā)。歐盟采取多項舉措，如為氫能源生產(chǎn)提供50億歐元至300億歐元支持，將下個(gè)長(cháng)期預算中對氫能源項目的扶持資金提升至13億歐元，通過(guò)特別基金項目加大對可再生能源和氫能源基礎設施投資等，來(lái)推動(dòng)氫能源技術(shù)發(fā)展。歐洲氫能學(xué)會(huì )發(fā)布2×40吉瓦綠色氫能倡議計劃，以支持歐盟市場(chǎng)綠色氫的生產(chǎn)。德國通過(guò)《國家氫能戰略》，計劃將氫能技術(shù)發(fā)展成為德國出口的核心業(yè)務(wù)領(lǐng)域。2019年，德國宣布投資1.8億歐元用于發(fā)展氫能產(chǎn)業(yè)。89個(gè)歐洲地區和城市宣布參與燃料電池和氫能聯(lián)合組織(FCH-JU)提出的氫能轉型計劃，將共同推進(jìn)約18億歐元的重大投資項目，以達成未來(lái)5年在歐洲部署氫能和燃料電池技術(shù)的目標。
第二，歐洲在氫能產(chǎn)業(yè)價(jià)值鏈上擁有眾多參與者，可以推動(dòng)氫解決方案的開(kāi)發(fā)和部署。如歐洲先后通過(guò)Ene-field、PACE示范項目推廣基于氫燃料電池的熱電聯(lián)產(chǎn)系統，目前已經(jīng)部署了大約10000套燃料電池微型熱電聯(lián)產(chǎn)裝置。歐洲四大燃料電池熱電聯(lián)產(chǎn)企業(yè)Bosch、SOLIDpower、Vaillant和Viessmann產(chǎn)能超1000套/年。根據歐盟《氫能路線(xiàn)圖》，預計到2040年歐盟將部署超過(guò)250萬(wàn)套燃料電池熱電聯(lián)產(chǎn)裝置，可節省電網(wǎng)電量15太瓦時(shí)，除供電外氫能能滿(mǎn)足所有商用建筑以及1100萬(wàn)戶(hù)家庭的供暖需求。在德國，政府通過(guò)的kfW433法案，對滿(mǎn)足性能要求的燃料電池熱電聯(lián)產(chǎn)裝置進(jìn)行補貼，并要求燃料電池系統總效率高于82%，發(fā)電效率高于32%，使用壽命達到10年。
第三，歐洲建有龐大的天然氣管網(wǎng)，為氫能應用提供了空間。一方面，天然氣供應網(wǎng)脫碳需要氫氣。來(lái)自歐洲天然氣輸配網(wǎng)絡(luò )的管道天然氣約占歐洲供熱用能的40%、發(fā)電用能的15%，利用氫替代天然氣供熱、發(fā)電是實(shí)現歐洲能源消費低碳轉型最有潛力的發(fā)展方向。另一方面，完善的天然氣管輸網(wǎng)絡(luò )基礎設施可以以最低的成本轉換為氫氣輸送設施。DNV-GL和Kiwa在荷蘭聯(lián)合進(jìn)行的研究表明，現有的天然氣輸配網(wǎng)絡(luò )只需稍加改造或不做改造，即可用于氫氣的輸送，這對管道天然氣逐漸由氫替代提供了有力的設施保障。也就是說(shuō)，生產(chǎn)商不需要對管網(wǎng)進(jìn)行重大升級，即可將氫氣通過(guò)管網(wǎng)輸配，或者可以輸送用氫氣合成的天然氣，甚至直接輸送純氫氣。這也是歐洲發(fā)展氫能的主要優(yōu)勢所在，未來(lái)歐洲能源系統轉型升級極有可能會(huì )充分利用現有天然氣管網(wǎng)。
根據歐委會(huì )此前發(fā)布的《歐盟氫能戰略》，歐盟將分三個(gè)階段發(fā)展氫能，第一階段將在2024年前建成至少6吉瓦的綠氫項目;第二階段為2025～2030年，氫能將成為歐盟能源體系的重要組成部分，將有多個(gè)區域制氫產(chǎn)業(yè)中心——“氫谷”落成;第三階段為2030～2050年，重點(diǎn)研究氫能在能源密集型行業(yè)的大規模應用。
2019年2月，歐洲燃料電池和氫能聯(lián)合組織結合17家活躍于氫和燃料電池技術(shù)領(lǐng)域的企業(yè)的信息和數據，制定并發(fā)布《歐洲氫能路線(xiàn)圖：歐洲能源轉型的可持續發(fā)展路徑》。報告提出歐洲發(fā)展氫能的路線(xiàn)圖，明確到2030年歐洲在氫能發(fā)電、氫燃料電池汽車(chē)、家庭和建筑物用氫、工業(yè)制氫用氫等方面的具體目標(見(jiàn)圖5)。
資料來(lái)源：FCH-JU圖5 2030年歐洲各部門(mén)用氫目標
到2050年，預計歐洲氫能發(fā)電總量能夠達到2250太瓦時(shí)，占歐盟能源需求總量的四分之一;氫能生產(chǎn)及相關(guān)設備的產(chǎn)值將達到8200億歐元;整個(gè)氫能行業(yè)可提供540萬(wàn)個(gè)高技能就業(yè)崗位;歐盟碳排放量將減少約5.6億噸。
2.生物質(zhì)能技術(shù)
生物質(zhì)能是唯一可替代化石能源轉化成燃料及其他化工原料或產(chǎn)品的碳資源，是應對全球氣候變化最有潛力的能源技術(shù)方向之一。歐洲是世界上生物柴油產(chǎn)量最大的地區，生物沼氣技術(shù)世界領(lǐng)先，生物質(zhì)發(fā)電供熱在電力和熱力系統中發(fā)揮著(zhù)重要作用。
作為清潔可再生的能源形式，生物質(zhì)能是唯一可替代化石能源轉化成液態(tài)、固態(tài)和氣態(tài)燃料及其他化工原料或產(chǎn)品的碳資源，也是應對全球氣候變化、能源短缺和環(huán)境污染最有潛力的發(fā)展方向之一。
生物質(zhì)能源的主要利用形式包括生物液體燃料、生物沼氣和生物質(zhì)發(fā)電供熱等。在生物液體燃料方面，歐洲以菜籽油為主要原料，是世界上生物柴油產(chǎn)量最大的地區，德國生物柴油已替代普通柴油使用;北歐挪威、芬蘭等國已經(jīng)形成航空生物燃料規?；袌?chǎng)，建立起從原料、煉制、運輸到加注和認證的完整產(chǎn)業(yè)鏈。在生物沼氣方面，生物沼氣提純后可用來(lái)加熱、發(fā)電或作為車(chē)用燃料，歐盟地區沼氣技術(shù)世界領(lǐng)先，德國、丹麥等國多采用傳統全混式沼氣發(fā)酵工藝，工程技術(shù)及裝備已達到系列化、工業(yè)化水平。2018年，全球沼氣產(chǎn)量約580億立方米，其中德國沼氣年產(chǎn)量已超過(guò)200億立方米，瑞典生物天然氣滿(mǎn)足國內約30%的車(chē)用燃氣需求。在生物質(zhì)發(fā)電供熱方面，生物質(zhì)發(fā)電是可再生能源發(fā)電的重要形式，目前全球200多座生物質(zhì)混燃示范電站中有100多座分布在歐洲地區;歐洲可再生能源供熱在供熱能源需求總量中占比超過(guò)30%的國家有10個(gè)(瑞典占比高達70%，芬蘭、拉脫維亞和愛(ài)沙尼亞占比也都在50%以上)，生物質(zhì)能在這些國家的供熱系統中發(fā)揮著(zhù)巨大作用，歐洲獨立建筑使用生物質(zhì)供暖的供熱鍋爐和壁爐供熱效率較高。
生物液體燃料可替代石油基燃料使用及后加工，是鏈接能源企業(yè)、特別是石油公司主營(yíng)業(yè)務(wù)和新能源業(yè)務(wù)的最佳結合點(diǎn)之一。在國際能源署的可持續發(fā)展情景中，生物質(zhì)轉化為液體燃料這一新興技術(shù)將推動(dòng)全球生物燃料供應快速增長(cháng)。近年間，歐洲大型石油公司紛紛進(jìn)入生物質(zhì)能領(lǐng)域，嘗試包括燃料乙醇、生物柴油、航空生物煤油等在內的各種生物液體燃料業(yè)務(wù)。如BP先后收購多家生物能源企業(yè)的股份或業(yè)務(wù)，與杜邦公司成立生物燃料合資公司，率先開(kāi)發(fā)生物燃料丁醇汽油，解決車(chē)輛及基礎設施與生物燃料兼容性的關(guān)鍵問(wèn)題。殼牌致力于開(kāi)發(fā)應用第二代纖維素乙醇技術(shù)。目前，纖維素乙醇技術(shù)可行，但經(jīng)濟成本偏高，隨著(zhù)技術(shù)進(jìn)步，未來(lái)有望實(shí)現規?；虡I(yè)生產(chǎn)。2019年，道達爾公司出資改建的法國第一座生物燃料工廠(chǎng)La Mede投產(chǎn)。原料中70%來(lái)自植物油、30%來(lái)自處理后的廢油，產(chǎn)品為綠色柴油和航空生物煤油。
(三)重視系統靈活性，提高可再生能源部署能力
電力系統靈活運行能力被視為電力系統優(yōu)化的關(guān)鍵，對可再生能源并網(wǎng)至關(guān)重要。發(fā)展靈活性技術(shù)、提高系統靈活性是歐洲電力系統在高比例可再生能源并網(wǎng)過(guò)程中必須考慮的問(wèn)題。未來(lái)電池儲能將成為平衡歐洲電網(wǎng)、取代氣電調峰的更優(yōu)技術(shù)選擇。
歐洲是全球可再生能源發(fā)展程度較高的地區。高比例可再生能源并網(wǎng)勢必會(huì )對電力系統的平衡和穩定運行產(chǎn)生諸多影響，并且這些影響會(huì )隨著(zhù)可再生能源滲透率的提高而逐步增強，這是各國電力系統在高比例可再生能源并網(wǎng)過(guò)程中必須考慮的問(wèn)題。電力系統靈活運行能力被視為電力系統優(yōu)化的關(guān)鍵，提高系統靈活性對可再生能源并網(wǎng)至關(guān)重要。為提高可再生能源部署水平，歐洲主要在以下幾個(gè)方面提升現有電力系統靈活性。
在電源側，廣泛應用各種發(fā)電機組靈活性提升技術(shù)，提高除風(fēng)電和光伏之外其他發(fā)電廠(chǎng)的靈活度。根據歐洲能源轉型智能網(wǎng)絡(luò )技術(shù)與創(chuàng )新平臺(ETIP SNET)發(fā)布的《2021-2024年綜合能源系統研發(fā)實(shí)施計劃》，未來(lái)4年歐洲在發(fā)電靈活性方面主要研發(fā)示范任務(wù)包括：開(kāi)發(fā)用于風(fēng)力渦輪機和太陽(yáng)能光伏最大功率點(diǎn)追蹤的有效控件，以實(shí)現靈活性和儲備共享;增加水力發(fā)電和抽水蓄能電站運行靈活性;提高火電靈活性;使用碳中性燃料提高火電燃料靈活性;開(kāi)發(fā)和測試集成靈活中小型火電、供熱和制冷、儲能的解決方案等。
在電網(wǎng)側，為了增加電網(wǎng)互聯(lián)容量，歐盟提出2020年各成員國跨國輸電能力至少占本國裝機容量的10%，2030年要達到15%。目前，德國和鄰國電網(wǎng)間的電力交換能力已經(jīng)達到25吉瓦，占其總裝機容量的12%、冬季最高負荷的30%。歐洲輸電系統運營(yíng)商聯(lián)盟(ENTSO-E)每?jì)赡臧l(fā)布一次電網(wǎng)十年發(fā)展規劃(TYNDP)，ENTSO-E最新發(fā)布的TYNDP對跨國電網(wǎng)進(jìn)一步互聯(lián)進(jìn)行了詳細規劃，利用場(chǎng)景分析深入研究高比例可再生能源結合電動(dòng)汽車(chē)、智能電網(wǎng)和儲能等和電網(wǎng)系統的融合，推動(dòng)系統協(xié)調發(fā)展。
在用戶(hù)側，借助于完善的市場(chǎng)機制，歐洲各國普遍開(kāi)展了需求側響應，引導用戶(hù)根據市場(chǎng)情況改變電力需求，以維持系統平衡。提高電力需求側的靈活性，主要是綜合運用儲能、熱泵、電動(dòng)汽車(chē)、智能電表等技術(shù)手段，提高負荷的可調節性。根據AFRY管理咨詢(xún)公司的分析，預計未來(lái)10年，歐盟27個(gè)成員國的需求響應容量將增加一倍以上，從目前的7吉瓦增加到15吉瓦。歐盟電力系統正在變得越來(lái)越智能化和分散化。
在電源側、電網(wǎng)側和用戶(hù)側采用儲能技術(shù)，提高這些環(huán)節的靈活性。目前，歐洲電網(wǎng)側儲能裝機容量不足2吉瓦，其中約四分之三是鋰離子電池，其他技術(shù)包括鉛酸、氧化還原液流和鈉基電池。歐委會(huì )數據顯示，目前英國電池儲能裝機容量約為880兆瓦，是歐洲最大的市場(chǎng)份額;德國電池儲能裝機容量約530兆瓦。據悉，英國有1350萬(wàn)千瓦電池儲能項目正在等待建設。
伍德麥肯茲最新研究數據顯示，在歐洲5大電力市場(chǎng)(英國、德國、法國、意大利和西班牙)，波動(dòng)性可再生能源發(fā)電(風(fēng)電、光伏發(fā)電)最快有望在2023年成為最大的發(fā)電來(lái)源。在歐洲上述幾個(gè)電力市場(chǎng)中，未來(lái)將接入較大比例的風(fēng)電、光伏及其他可再生能源，到2040年，預計將新增169吉瓦風(fēng)電和172吉瓦光伏發(fā)電裝機。為了平衡可再生能源激增，抽水蓄能電站、天然氣調峰電站、儲能系統、電網(wǎng)互聯(lián)項目等靈活性資源必不可少。預計系統靈活性資源將從2020年的122吉瓦增加到2030年的202吉瓦、2040年的260吉瓦(見(jiàn)圖6)。
天然氣調峰電站就目前而言，是歐洲電力市場(chǎng)重要的靈活調節電源，但由于燃料和碳價(jià)格不斷上漲，技術(shù)成本卻沒(méi)有大幅下降，在減排政策驅動(dòng)下，到2030年，儲能系統將取代天然氣調峰電站。歐洲5大電力市場(chǎng)儲能裝機容量預計將從目前的3吉瓦(不含抽水蓄能)增長(cháng)至2030年的26吉瓦、2040年的89吉瓦。伍德麥肯茲預測認為，到2040年，上述市場(chǎng)擁有的儲能容量有望實(shí)現系統的秒級平衡，其中大部分將來(lái)自于電網(wǎng)側電池儲能系統。屆時(shí)電池儲能將成為平衡歐洲電網(wǎng)、取代氣電調峰的更優(yōu)技術(shù)選擇。
資料來(lái)源：Wood Mackenzie圖6 歐洲5大電力市場(chǎng)可再生能源和靈活性資源新增裝機預測
(四)推動(dòng)數字化進(jìn)程，提高能源使用效率
能源和資源數字化后，被智能化分配，以便在合適的時(shí)間、合適的地點(diǎn)以最低的成本提供能源，能源利用效率可得到大幅提升。歐洲地區在能源數字化技術(shù)的開(kāi)發(fā)和應用方面走在世界前列。
隨著(zhù)新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)革命加速興起，云計算、大數據、物聯(lián)網(wǎng)、移動(dòng)互聯(lián)、人工智能、區塊鏈等數字化技術(shù)與能源產(chǎn)業(yè)有機相融，引領(lǐng)能源產(chǎn)業(yè)變革。各國在能源轉型過(guò)程中，將能源系統與信息技術(shù)、數字技術(shù)等深度融合，搶占未來(lái)能源科技的戰略制高點(diǎn)。歐洲地區在能源數字化技術(shù)的開(kāi)發(fā)和應用方面走在世界前列。
以區塊鏈技術(shù)為例。作為推動(dòng)能源行業(yè)數字化的熱點(diǎn)技術(shù)，區塊鏈技術(shù)將極大改變能源系統生產(chǎn)和交易模式，能源交易主體可以點(diǎn)對點(diǎn)實(shí)現能源產(chǎn)品生產(chǎn)、交易、能源基礎設施共享，能源區塊鏈可以實(shí)現能源的數字化精準管理，正在向能源交易、能源融資、碳證交易和綠證核發(fā)、分布式能源等能源互聯(lián)場(chǎng)景不斷延伸。根據國際可再生能源署2019年發(fā)布的數據，全球區塊鏈能源初創(chuàng )公司有超過(guò)46%分布在歐洲地區。涉及到具體項目，2019年12月MINDSMITН聯(lián)合SKOLKOVO Energy Centre發(fā)布的《電力行業(yè)區塊鏈項目和投資者分類(lèi)報告》顯示，截至2019年，全球電力行業(yè)共啟動(dòng)了234個(gè)區塊鏈項目，其中歐洲地區占到了項目總數的近一半。
根據國際能源署《數字化和能源》中的預測，在歐盟，到2040年僅通過(guò)數字化需求響應和增加存儲就可以將光伏發(fā)電和風(fēng)力發(fā)電的棄電率從7%降至1.6%，從而減少3000萬(wàn)噸二氧化碳排放。
歐洲各國紛紛采取措施，推動(dòng)數字化進(jìn)程，將智能數字化實(shí)時(shí)管理和控制系統引入到能源系統，以實(shí)現提高能效的目的。2019年，德國出臺《能源轉型數字化法案》，計劃實(shí)施智能電網(wǎng)并布局能源互聯(lián)網(wǎng)項目，加強對網(wǎng)絡(luò )攻擊和大規模停電的防御，使小型能源系統之間的連接更加智能、高效。芬蘭繼續發(fā)揮在可再生能源供熱與優(yōu)化能源系統方面的優(yōu)勢，通過(guò)智能電表等設備，快速收集用戶(hù)的電力需求、用電情況、電力價(jià)格等變量，以便實(shí)現自動(dòng)化需求響應，更好地調節電力供需。
一些大數據公司將電力企業(yè)大量、龐雜、無(wú)序的智能儀表數據與天氣數據、建筑物信息等結合起來(lái)，經(jīng)過(guò)深度分析挖掘后，實(shí)現商業(yè)智能分析，從而輔助管理人員進(jìn)行決策，對生產(chǎn)業(yè)務(wù)進(jìn)行智能調控。德國E.ON電力公司基于大數據技術(shù)實(shí)現實(shí)時(shí)用電查詢(xún)，除了能夠監測電網(wǎng)狀態(tài)和測量用戶(hù)用電，還可將歷史24個(gè)月電表數據存儲并加密保護，提供實(shí)時(shí)用電消費計算及實(shí)時(shí)查詢(xún)。英國國家電網(wǎng)公司完成了基于大數據技術(shù)測量設備資產(chǎn)信息、設備運行數據、天氣信息、腐蝕速率等相關(guān)信息，并實(shí)現資產(chǎn)戰略管理。隨著(zhù)大數據分析及機器學(xué)習、區塊鏈、分布式能源管理和云計算等數字技術(shù)在能源生產(chǎn)、輸送、交易、消費及監管等環(huán)節的深入應用，能源領(lǐng)域，尤其在能源轉型過(guò)程中，智能數字化實(shí)踐應用正在變得愈發(fā)多元。
四、對歐洲能源轉型的思考
(一)各國利益訴求不同影響歐洲能源轉型整體進(jìn)程
能源問(wèn)題對于推動(dòng)歐盟形成曾發(fā)揮了重要作用，如今能源轉型仍是歐盟合作的重要內容。然而由于各國利益訴求不同，歐盟在氣候治理和能源轉型的政策決策中，往往難以達成其偏好性的一致選擇，尤其是中東歐國家，鑒于自身的經(jīng)濟、政治和自然資源狀況，在能源發(fā)展等問(wèn)題上有著(zhù)獨特的態(tài)度和立場(chǎng)，對歐盟整體的政策推行形成一定的牽制，也給歐洲的碳中和目標帶來(lái)沖擊。
對于2019年年底歐盟正式發(fā)布的《歐洲綠色協(xié)議》，在歐盟內部，以波蘭為代表的嚴重依賴(lài)化石燃料的成員國，發(fā)起了強烈抵制，呼吁歐盟在制定政策時(shí)不要一刀切。波蘭是中東歐大國，也是歐洲溫室氣體排放大戶(hù)，其國內80%的能源依賴(lài)煤炭，煤炭利益集團在波蘭擁有強大的影響力，并且得到了煤炭工會(huì )的支持。波蘭能源轉型成本顯然高于歐洲其他國家。波蘭政府表示，波蘭能源經(jīng)濟過(guò)渡需要數千億歐元，因此希望歐盟允許嚴重依賴(lài)化石燃料的經(jīng)濟體在2050年以后擁有額外時(shí)間向綠色能源過(guò)渡。在此前的聯(lián)合國氣候變化大會(huì )(COP24)上，波蘭作為主辦國提出了“一起轉變”的口號，還向聯(lián)合國提交了《團結和公正過(guò)渡西里西亞宣言》，呼吁世界各國保護受能源轉型影響的產(chǎn)業(yè)工人。能源轉型在大量使用燃煤的國家中引發(fā)的就業(yè)和社會(huì )問(wèn)題由此可見(jiàn)一斑。
考慮到嚴重依賴(lài)化石能源的國家訴求，甚至還要考慮到這些國家由于各種社會(huì )問(wèn)題在能源發(fā)展走向上存在的差異和分化，是歐洲推行整體能源政策、推動(dòng)整體能源轉型過(guò)程中面臨的一大挑戰。
(二)能源轉型需各終端用能領(lǐng)域協(xié)調發(fā)展
如前所述，歐洲能源轉型在電力部門(mén)進(jìn)展迅速，但是在電力部門(mén)以外，能源轉型才剛剛開(kāi)始。在交通運輸、建筑、工業(yè)等終端用能部門(mén)，能效和可再生能源部署結果不盡相同，能源轉型進(jìn)展相對較慢。
能源效率提升使歐盟溫室氣體排放與能源消費“脫鉤”。若非歐盟范圍內能效的改善，2010～2019年間該地區的碳排放量和能源消耗量會(huì )更高。然而，歐盟能效提高速度已經(jīng)放慢，國際能源署認為，歐盟無(wú)法實(shí)現其2020年的能源效率目標。歐洲統計局數據顯示，2004～2018年期間可再生能源發(fā)電占比已從14.2%增至32%，同期可再生能源供熱占比從10.4%增至19.7%，交通運輸可再生能源利用占比從1.4%增至8%。在交通運輸等終端用能部門(mén)，可再生能源的占比低于預期。到2019年底，交通運輸部門(mén)(尤其是航空運輸部門(mén))和建筑部門(mén)碳排放量回升，建筑部門(mén)仍在密集使用化石燃料。道路和航空運輸中不斷增長(cháng)的能源消耗是歐盟無(wú)法實(shí)現2020年能效目標的重要原因。工業(yè)部門(mén)沒(méi)有任何關(guān)于能源效率或可再生能源的具體目標，該部門(mén)雖被納入歐盟溫室氣體排放貿易機制，但并無(wú)實(shí)質(zhì)性減排。2013～2018年間，歐盟工業(yè)部門(mén)碳排放量?jì)H減少了0.3%。
歐洲環(huán)境署分析指出，歐盟各成員國到2019年實(shí)施的國家措施還不足以實(shí)現歐盟到2030年比1990年減排40%的目標(綠色新政前的目標)。歐盟委員會(huì )認為，成員國提交的《國家能源與氣候計劃》是當前能源部門(mén)治理的核心，對于實(shí)現減排目標至關(guān)重要。歐盟需要實(shí)施相對目前更強有力的政策措施，同時(shí)在《國家能源和氣候計劃》框架下加強合作，以實(shí)現2030年溫室氣體排放、可再生能源和能源效率的目標，以及長(cháng)期的脫碳目標。
