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“一带一路”电力合作潜力评估与实现路径

2017年08月04日 12:05 来源于 财新网
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2030年“一带一路”沿线国家可再生能源装机增长潜力,欧洲、印度和非洲地区居于前列,这与当地的资源禀赋和发展需求相契合;其次是东南亚、日本和中东地区,俄罗斯、独联体和巴西等国家属于第三梯队
袁家海
袁家海,华北电力大学经济管理学院教授。2006年获管理学博士学位,2011-2012年在美国密歇根大学(安娜堡)访问交流。长期从事电力经济、电力低碳转型等问题研究。在国内外期刊发表学术论文60余篇,出版专著2部。2014年来主笔了多份有影响力的政策研究报告。

  【财新网】(专栏作家 袁家海 特约作者 赵长红)全球正面对着气候变化和能源危机的双重威胁,发展低碳清洁能源和可再生能源成为全球共识,能源需求结构正发生着重大转变。全球天然气产量的提高以及气电的低碳清洁等优点使其在发达国家的电力结构中比重不断上升,美国的气电装机规模已经超过了煤电。同时,可再生能源发电的技术已经成熟,装备制造成本也不断降低,成为增长最快的发电形式,未来可再生能源发电会成为发电主体。尽管煤炭仍然是最主要发电能源,但多重因素的影响使得煤电的市场空间不断减少,在EIA的展望情景中,2012年全球煤电装机比重为40%,到2040年可能下降到29%,发电量从2012年的8.6万亿kWh增加到2020年的9.7万亿kWh再到2040年的10.6万亿kWh。但是,煤电作为当前最成熟的发电形式,其技术标准和环保标准也在不断提高,“一带一路”很多国家处于电力短缺状态,考虑到资源约束、电力需求的高速增长以及价格因素,煤电仍将是这些国家未来一段时间内的电力供应主力。

  沿线国家电力发展潜力

  2015年,“一带一路”沿线国家的煤电装机总量达到了13.98亿kW,占全球世界燃煤装机总量的73%。日本是世界上海外燃煤电厂的最大资助者,在南美、非洲和亚洲都有建造计划,在OECD出台《官方支持出口信贷安排》后,计划以超超临界技术替换所有当前拟建的亚临界和超临界电厂。中国、印度、越南和韩国是目前在建燃煤机组最多的4个国家,实现INDC承诺的同时也要保障经济和社会用电,必须要加快对老旧燃煤电厂的淘汰或者升级改造,对新建机组的技术标准提高要求,减少燃煤电厂污染物和温室气体排放,做好电力行业绿色转型的准备。

  根据已有数据的粗略估算,“一带一路”沿线国家电力增长潜力巨大,到2030年,煤电新增装机预计可达6.96亿kW,到2040年,煤电新增装机约9亿kW。图1是到2030年“一带一路”沿线国家煤电装机增长潜力,可以看出,印度、东南亚和独联体的煤电发展前景广阔。但是印度正在调整煤电规划,而且印度的投资环境、环境约束和水资源压力情况都不乐观,在印度进行煤电投资合作需要谨慎,目前主要是进行电力装备方面的贸易合作;相比之下,东南亚和独联体的煤电合作前景更好。同时,为了更好地协调电力需求与环境治理之间的共同发展,“一带一路”煤电合作要以高效清洁、节水型煤电机组为主,预计沿线国家所有规划装机中有3.6亿千瓦左右的装机是超临界或超超临界机组。

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  图1 2030年“一带一路”沿线煤电发展潜力

  在IEA新政策情景中,到2040年可再生能源在一次能源消费总量中占比达到27%,新增发电装机中60%属于可再生能源(超过4000GW),在2030年之前发电量超过煤电成为最大的电力来源,并且全球CO2排放会在2020年前后达峰。到2040年,可再生能源发电量占到全球发电总量的37%(煤电28%)。在可再生能源发电装机增长方面,水电比重为20%,以中国、拉丁美洲和非洲为首;风电比重37%,以中国和欧盟为首;太阳能光伏比重35%,以中国、印度和美国为首。风电和光伏装机占到全球电力装机总量的25%,比煤电和气电中的任何一种都要高(图2)。

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  图2 新政策情景下全球发电装机结构

  从各国家和地区的装机增长情况来看(图3),印度和非洲的可再生能源与化石能源装机增量相当;而中东和东南亚的化石能源装机仍然占据主导地位。但是很明显,各国在政策上已经开始支持可再生能源发电,其中中国和美国对可再生能源的发展起着非常重要的作用。在新政策情景中,中国到2040年将增加1300GW的可再生能源发电机组,是化石能源和核电装机的两倍多;美国对光伏和风电的税额减免可以预想到未来发电技术的快速进步,到2040年,美国的风电装机会超过180GW,光伏发电达到195GW。到2040年,欧盟的可再生能源装机会超过740GW,风电会逐渐占据主要地位;印度雄心勃勃地提出了可再生能源发展的中期规划,尤其是在光伏方面提出了国民光伏任务,减少对煤电的依赖并且减少环境污染和碳排放;日本的光伏发电在短期内会发展迅速,到2020年达到60GW,但是之后的装机增量要少于风电;非洲地区有着丰富的太阳能资源,光伏发电产业发展迅速,但事实上丰富的光照由于缺乏光伏发电装机并不能得到充分利用。

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  图3 新政策情景中各国家和地区的装机增长情况

  根据已有数据估算,“一带一路”沿线国家可再生能源装机增长潜力巨大,到2030年可再生能源新增装机约19.4亿kW,到2040年新增26亿kW。按照巴黎协议的碳减排目标所规定的目标期限,到2030年,带路国家可再生能源新增装机预计发电量可达3.5万亿kWh,如果按照发电煤耗326g/kWh的标准计算,可节约标准煤11.3亿吨,减排量达7.8亿吨碳当量。可以预见,可再生能源是未来实现碳减排目标的重要支柱。图4是2030年“一带一路”沿线国家可再生能源装机增长潜力,可以看出,欧洲、印度和非洲地区的可再生潜力居于前列,这与当地的资源禀赋和发展需求相契合;其次是东南亚、日本和中东地区,俄罗斯、独联体和巴西等国家属于第三梯队。

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  图4 2030年“一带一路”沿线国家可再生能源发展潜力

  近年来,以电为中心、以清洁能源大规模开发利用为特征的能源变革蓬勃兴起,正在深刻改变世界能源格局。能源最有效、最安全的利用方式就是转化为电能,并通过大电网实现优化配置、高效传输和便捷使用。我国资源紧缺和能源环境问题日益凸显,而周边国家能源资源丰富。以“一带一路”国家为重点,推广应用特高压技术,加快电网基础设施的互联互通,推进全球能源互联网建设,对于落实 “一带一路”战略,保障我国能源安全可靠供应,带动装备产业走出去,实现与周边国家合作共赢、和平发展都具有重大意义。“一带一路”电力互联将形成东北亚、东南亚、中亚、南亚、西亚和中国六大电网构成的“5+1”互联格局,东与北美洲联网,南接大洋洲电网,西接欧洲、非洲电网(如图5)。

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  图5 “一带一路”能源互联网构想图

  初步估计,如果到2030年电力潜力装机全部投产,则带路国家电力总投资潜力约2.8-3.2万亿美元,其中可再生能源投资潜力约2-2.2万亿美元;电力装备方面,价值总额约1.8-2万亿美元,其中可再生设备估值约1.2-1.4万亿美元。

  “一带一路”电力发展环境约束

  《巴黎协定》为全球设定了应对气候变化的长期目标,即要将全球平均温升幅度控制在相较于工业革命前水平2℃范围内,并朝着1.5℃目标内努力。实现《巴黎协定》的温控目标,要求全球要向低碳与气候适应型经济转型,实现气候安全,采取多种措施并兼顾公平原则来确保脆弱地区的人群免于气候变化所带来的不利影响。能源的生产和使用是全球温室气体的主要来源,而电力行业占到能源排放总量的42%,其中75%的CO2排放是来自于煤电。截至2017年4月,已有61个沿线国家提交了国家自主贡献(NDC)文件,温室气体减排承诺是NDC文件的核心内容。各国的减排目标都不同程度地反映出未来本国经济与社会发展要向低碳化转型,在能源电气化、能效提升、产业结构调整、国际能源治理和电力开发等多层面发展路径的战略管控,以期共同实现全球温控目标。带路国家将是未来减排目标实现的主力,并且愿意主动参与到国际能源与环境治理中,而能源电力行业将是实现环境治理的关键领域。

  发展煤电除了要考虑碳减排,还要考虑当地的基线水资源压力(BWS)情况。图6是全球BWS分布情况,从图中可以看出,“一带一路”沿线地区中,我国西部、中亚、中东和非洲北部地区属于用水较少的干旱地区,而我国中东部、南亚、西亚和地中海沿岸地区属于基线水压力非常高的地区,沿线大部分地区的水资源压力较高。煤电机组,尤其是湿冷机组,在运行时需要消耗大量的水,供水量会影响机组的正常运行,BWS压力越高煤电机组的搁浅风险越高,因此,未来要大力发展节水型煤电和可再生能源。

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  图6 全球BWS压力分布图

  数据来源:World Resource Institute。

  能源、工业和交通等行业的污染物排放是当今全球污染的主要来源。图7是全球PM2.5空气质量分布图,可以看出,我国华北地区的PM2.5指数是全球最高,从东亚、中亚、西亚到非洲北部一线的国家和地区的空气污染都比较严重,可见带路国家大多数处于经济发展初期的高污染阶段。根据环境库兹涅茨(EKC)曲线理论,当一个国家经济发展水平较低的时候,环境污染的程度较轻,但是随着人均收入的增加,环境污染由低趋高,环境恶化程度随经济的增长而加剧;当经济发展达到一定水平后,即到达某个临界点或称“拐点”以后,随着人均收入的进一步增加,环境污染又由高趋低,其环境污染的程度逐渐减缓,环境质量逐渐得到改善,整个发展过程呈现倒U形曲线关系。大部分带路国家的人均GDP要小于1000美元,正处于EKC曲线的左端。未来电力行业,尤其是煤电,必须提高机组的技术和环保标准,中国的超超临界燃煤发电技术、清洁能源发电技术和能源环保标准均处于世界领先地位,对于很多具有煤电发展潜力的“带路国家”(如印度)同时也是全球污染最为严重和水资源压力巨大的国家,在煤炭高效清洁利用和节能技术领域有很好的合作前景。

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  图7 全球PM2.5空气质量分布情况

  “一带一路”绿色电力合作路径与公共治理

  带路国家的能源发展在NDC承诺目标、水资源压力(BWS)、和空气污染PM2.5治理等方面都面临着严峻考验,气候因素对这一地区能源合作的影响正逐渐上升。在应对气候变化的大背景下,各国法律法规环境不尽相同。有些国家机建立起严格的碳排放标准;有些国家试图进行能源结构转型;有些国家对特定能源种类持排斥态度。中国进行能源投资时要仔细考察各国法律制度环境,防止因这方面的疏漏造成的损失。并与当地政府及有关部门合作,预警环境风险,承担社会责任。在电力合作路径方面:

  1)针对煤电大国(如印度)的落后机组要进行淘汰和升级改造,提高煤电能效标准,推进节能减排和生态环保;明确煤电合作目标与理念,选择重点项目作为前期合作范例,稳步推进;采用清洁煤技术和煤炭的分质梯级利用;提高煤电机组技术标准,在煤电大国(如印度、印度尼西亚等)推动建设超临界或超超临界机组;在煤炭与可再生能源同样丰富的地区,可以考虑组合式互补发电系统,将煤电与水电、风电、光伏等结合,提高能源利用效率。

  2)实施电能替代,提高能源电气化程度,减少经济发展和人口增长带来的能源消耗。以中国为例,电气化程度每提升1个百分点,单位GDP能耗可下降4%左右。

  3)调整能源结构,推进以天然气、绿色能源技术为主要内容的化石能源高效清洁利用,加快发展可再生能源发电;电能开发多样性,着重发展分布式能源,因地制宜地推广水电、风电、光伏、生物质能的开发利用,尤其是水电开发需要注意社会和环境影响,避免与流域其他国家产生生态纠纷;加强与发达国家在能源领域的技术合作,建立可再生能源产业国际合作服务和能力建设平台。

  4)与地区可再生能源发电项目同步建设,为可再生能源发展和当地居民输配电提供支持和便利;加快我国与周边国家电网互联互通步伐;与欧美、日本等发达国家进行技术合作,大力发展智能电网、微电网等先进技术和管理理念;充分发挥全球能源互联网发展合作组织的平台作用,统一协调各国的电网建设和电力贸易。

  5)当地政府要出台电力发展扶持政策和补贴机制,加强电网建设,解决可再生能源竞价上网和消纳问题。

  6)国际金融与绿色信贷,在限制低效率煤电出口的同时,要对高效电力合作和可再生能源投资予以适当优惠;突破关键电力技术难关,从大型设备、电网技术、工程建设等多方面实现发电装备创新发展,推广“中国标准”。

  7)建立能源治理和电力合作国际平台,依托该平台,各国之间可以更好地合作、沟通和解决纠纷问题,根据地区特点和需求稳步推进。

  实现“一带一路”能源合作的绿色可持续发展,需要政府、金融、企业和其他公众团体等主体参与公共治理,采用跨国合作、政府间协同、社会参与的模式,依靠国家法律、金融机制和行业协议来约束和监督投资行为,在综合性成本-收益分析的基础上,避免社区冲突和强制管理,遵照双方协商、先市场后社会、再政府的治理顺序,实现治理方式的多元化、民主化和市场化。公共治理的主要特性是动态复杂性,要构建能源、环境公共治理体系必须要坚持发展协同、网络化结构、利益相关者或公民为中心、协商与共识达成、公共价值增值效应最大化、社会自组织与协同能力激发以及信任、互惠与合作能力促进等原则。公共治理体系的理念首先要与当地发展诉求和民众利用相契合,在此基础上进行公共问题博弈和分配。能源、环境领域的公共问题的博弈结果会严重影响其他领域的发展,例如日本核电事故后,民众对核电的抵制使得煤电领域重新发展起来。能源和环境作为全社会的共同事业,在充分发挥政府的主导作用和环境监管主体作用的基础上,通过合理的价格、税费、补贴、许可证交易等市场机制手段,鼓励企业主动参与到环境治理中来,同时积极鼓励民间环保组织的发展,为社会公众参与环境决策、环保咨询和环境监督提供充足的组织机构和制度准备,提高社会团体和社会公众的公共环境治理参与能力和环境自律意识。

  (1)借助APEC、东盟、上合组织和G20等国际平台加强多边对话,加快建立亚洲能源合作组织,构建多元参与主体的合作关系和协作治理机制,解决区域性公共问题,促进区域合作;

  (2)AIIB与泛美开发银行、IFC、欧洲复兴银行等多边金融机构构建“一带一路”环境与社会保障体系,遵守《赤道原则》、《联合国全球契约》、《全球报告倡议》等全球自愿性可持续投资准则,建立多赢的“一带一路”倡议框架下的PPP绿色产业发展基金,推动“一带一路”沿线国家政府通过特许经营权、合理定价、财政补贴等公开透明方式,完善收益成本风险共担机制,提高国际资本、私营资本等参与绿色产业的积极性,加大对绿色低碳项目、生态环境保护项目的投资;

  (3)加强社会信息披露和企业环保意识,强有力的信息披露制度可以减少企业境外投资的风险,特别是在监管机构不发达、法治薄弱、存在高腐败风险的国家和地区,同时,环保意识和社会责任突出的企业面临的社会风险也会大大降低,主动参与到公共治理中来。

  (4)建立民众监督、决策和诉讼机制,现有的环境法律对公众的环境权利或环境权益界定不足,使得社会团体、公民个人在参与环境治理方面力量较弱,因此要以环境需求为导向,拓宽公众参与范围,优化公众参与环境治理的办法和途径,完善环境舆情监测引导体系,提高环保信息公开化水平,建立有效的参与平台和信息公开、交流平台,同时在信息公开、参与和协商对话中建立普遍信任。

  袁家海为华北电力大学教授,赵长红为华北电力大学副教授  

责任编辑:张帆 | 版面编辑:李丽莎
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