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“双碳”视角下的2021能源市场回顾

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能源杂志:文 | 罗佐县2022.01.06

        碳中和目标提出及普及之后,全球能源低碳化转型力度显著加大,非化石能源发展提速。与此同时,转型带来的能源供应不稳定性现象也不同程度出现。2021年因极端天气等因素造成的全球能源供应紧张就是这方面的代表性事件。能源是经济社会发展的动力,持续稳定的能源供应是经济社会发展的充分条件。当前正值全球碳中和行动大力推进、碳中和道路优化调整与形成之际,过程之中出现的能源供应紧张现象未必不是一件好事,它将促使各国反思既定的能源发展道路并发现问题、做出科学调整以确保碳中和目标的如期实现。


一、2021年全球大面积上演能源短缺现象


      1.经济恢复动能增强拉动能源需求增长

      2020年由于受到突如其来的新冠肺炎疫情的影响,全球经济出现停摆,除极个别国家外,多国经济出现负增长。主要经济体国家中仅中国实现1%的正增长。经过一年时间的新冠肺炎疫情防控之后,各国逐渐形成了一定的疫情防控模式并着手恢复经济以摆脱经济负增长。

      在此形势下,各国普遍出台措施放松管制以刺激经济。政策刺激的功效是显著的,全球经济自年初以来保持高速增长,期间的疫情反弹也未能阻止经济复苏的热情。世界经济合作与发展组织近期发布最新预测数据显示,2021年全球GDP增速为5.6%,2022年和2023年分别降至4.5%和3.2%,从此回归正常。报告同时预计2021年中国GDP增速为8.1%,2022年和2023年增长5.1%,在各主要经济体中位居前列。经济增长力度较大,对能源的需求就会水涨船高。

      IEA《全球能源回顾2021》数据显示,2020年受疫情导致的经济衰退影响,全球能源需求下降了4%,是二战以来的最大跌幅。2021年虽然新冠肺炎疫情将继续影响全球能源需求,但是经济刺激计划和疫苗的推出将对能源需求起到重要支撑作用。IEA预计2021年全球能源需求同比增长4.6%,较疫情前的2019年高出0.5%。其中能源需求增长主要受新兴经济体推动,预计近70%的需求增量来自新兴市场和发展中国家,这些国家的能源需求将比2019年提升3.4%。

      2.多因素导致全球能源供应不足

    (1)疫情压制产能投资造成化石能源产出力下降

      IEA《世界能源投资报告》数据显示,2020年受新冠疫情影响,全球能源投资出现了较大幅度下降,其中油气领域投资同比下降2440亿美元,煤炭领域投资同比下降140亿美元,电力领域投资同比下降794亿美元。除疫情因素影响外,对碳中和目标的认同以及抑制化石能源投资的政策行动也是化石能源投资下降的重要原因。投资下降导致化石能源供应产能不足。根据IEA的预测和数据判断,2020年疫情出现之前全球能源投资的强度就已经与实现经济可持续发展的要求投资水平出现差距,疫情的发生及延续进一步拉大这种差距,属于典型的雪上加霜,为后期能源供应及整个体系脆弱性的形成埋下伏笔。

    (2)新能源受气候因素影响发力下降加剧化石能源供应压力

      近年全球非化石能源在一次能源供应中的占比一直在保持提升,主要受主要经济体带动。2021年受极端气候因素影响新能源供应能力不及预期出现下降,全球多地风力发电量下降,使得本就处于供需偏紧状态的化石能源供应压力进一步加大。

      在绿色低碳经济发展方面走在世界前列的欧洲在这一方面表现得较为突出。由于风电夏季运行时数下降,而夏季天气又较为炎热,民众制冷电力需求大增。由于新能源供电下降,欧洲不得不增加天然气发电,从而使得天然气储气库库存下降。为做好球冬季天然气供应保障,欧洲在入秋之际加大储气库天然气补气力度,大量采购天然气现货。

      在全球天然气供应产能趋紧形势下,欧洲采气量增加进一步加剧了天然气市场供应紧张形势。进入秋冬之后,由于极寒天气影响,欧洲用电需求继续保持增长,仅靠天然气发电已经难以为继。为确保电力供应不中断,欧洲部分国家不得不启用之前已经纳入淘汰计划的煤电项目。类似现象还发生在美国和中国等主要经济体国家,美国和中国同样都是风电和光伏发电大国,2021年新能源也不同程度出现了发力下降以及发电返煤现象。

      3.价格上涨最好地衡量和描述了能源短缺,同时强化了能源短缺心理预期

      2021年下半年以来,受供需关系趋紧的因素影响,全球煤炭价格、原油价格以及天然气价格均保持上涨态势。进入秋冬之后,供需偏紧与极端天气因素叠加导致全球煤炭、石油及天然气价格出现爆发式增长。下面一组数据比较有代表性:煤炭价格方面,2021年9月印尼动力煤的出口指导价站上了150美元/吨的高位,同比增长超2倍;澳大利亚纽卡斯尔优质动力煤价格在10月报价突破244美元/吨;美国煤炭价格自年初以来涨幅达到了三倍。布伦特油价一度接近80美元/桶,创7年以来新高,东亚天然气现货价格一度飙升至30美元/百万英热单位,成为2021年能源价格“上涨王”。



二、主要经济体国家面对能源短缺的应对和调整举措



      1.主要经济体国家坚持碳中和发展道路不动摇

      2021年全球化石能源价格飞涨,主要经济体经济发展对煤炭和天然气等化石能源依赖程度提升发生在碳中和目标大力推进之时。各国返煤一定程度上与碳中和要求的去煤是相悖的。出现了返煤现象之后,围绕能源供应稳定与清洁供应的讨论热烈起来了,一边反思一边调整行动也随之跟进,执行者主要是各国政府。就目前的情况看,欧洲、美国以及中国、日韩等主要经济体并没有因为出现了与碳中和要求相悖的返煤现象而停滞碳中和的步伐。不但没有停滞,相关的探索还一直在推进,对碳中和道路的探索一如既往。

     (1)美国在2021年热衷于重返《巴黎协定》并致力于担当气候变化领导角色

      美国现任总统拜登1月20日上任第一天就宣布重返《巴黎协定》,并就减少排放提出若干新政,一时间成为全球重大新闻。能源新政总的目标是到2035 年,通过向可再生能源过渡实现无碳发电;到2050年美国实现碳中和。这是美国在气候领域提出的最新目标,是对特朗普时期能源政策的纠偏与矫正。

      为了实现美国的碳中和目标,拜登政府计划拿出2万亿美元,用于基础设施、清洁能源等重点领域的投资。一年来美国政要积极往来穿梭于各种气候论坛,与中国、欧洲、日本等主要经济体国家进行充分接触与磋商。通过分析美国的气候外交举措与国内经济能源政策可以发现,美国的气候和能源政策目标框架正越来越清晰,能源转型力度较大,在2050年实现碳中的目标和与国际社会表现出高度一致性。

      需要指出的是,美国的能源发展体系较为均衡,是能源生产和消费大国,化石能源、核能与新能源在全球均处于领先水平。在此形势下,美国重返《巴黎协定》以及树立碳中和目标对世界能源发展自然会产生重要影响。2021年美国的天然气价格也出现大幅增长,也不同程度返煤,但并没有动摇其碳中和计划。

    (2)欧盟2021年提出新的更具雄心的气候应对变化方案

      欧盟一直以来在低碳转型方面较为激进,发展低碳能源的力度在全球也是出于领先水平。尽管2021年出现了能源供应短缺现象,但欧盟在碳中和方面依然出台新的更高层次的目标。2021年7月14日,欧盟在之前气候变化政策及目标基础上提出了一套更加系统和完整的应对气候变化的提案,此法案被称为迄今为止世界主要经济体为减少温室气体排放提出的最雄心勃勃的计划之一。该提案提出了到2030年可再生能源占欧盟最终能源消耗40%、2030年新增燃油车销售较2021年减少55%,到2035年将不再有新的燃油车销售以及2026年开始设立碳边境税等具体目标。

    (3)日本在2021年更新阶段性减排目标

      为了实现2050年碳中和、建成“脱碳化”社会的目标,日本在2021年将其2020 年12月发布的《绿色增长战略》更新为《2050 碳中和绿色增长战略》。提出在2030年之前将日本排放量在2013年基础上削减46%。日本的绿色增长战略,围绕总目标和阶段性目标提出了14个重点发展领域,并提出了相应的金融支持措施。其中于能源产业相关的海上风力发电和太阳能发电、地热利用、氢燃料开发、下一代热能和原子能利用是核心组成部分。

    (4)中国出台新的碳达峰、碳中和意见及行动方案

      2021年下半年以来,我必中娱乐源供需也出现了不同程度的供应紧张现象,多地煤炭、天然气及电力供应紧张,特别是入秋冬之后,能源市场的节奏与世界节奏同步。能源短缺现象一度引发国内业界和学界对现行能源发展道路的反思和讨论,重点是化石能源与非化石能源的定位问题。

      年末我国以中央和国务院名义先后出台新的碳达峰、碳中和实施意见和行动方案,对我国中长期碳达峰和碳中和道路进行了新的更加详实的规划,重申了能源转型与达峰中和系列目标。新的政策文件提出到 2025年非化石能源消费比重达到20%左右;到2030年非化石能源占一次能源消费比重达到25%左右,风电、太阳能发电总装机容量达到12亿千瓦以上;到2060年,绿色低碳循环发展的经济体系和清洁低碳安全高效的能源体系全面建立,能源利用效率达到国际先进水平,非化石能源消费比重达到80%以上。

      2.重视解决现实供应问题,促进能源稳定性建设

      在坚持碳中和发展路线和目标不动摇的同时,欧洲、美国以及中国、日韩等主要经济体国家认真面对当下能源供应过程中出现的问题,积极寻求解决方案,能源管理理念和思路更加务实。

    (1)欧洲甩掉面子短期回归煤炭,对核电重视程度有所提升

      欧洲面对新能源国际下降重新回归天然气发电的同时,部分国家的煤电项目重启。在过去10年里,欧洲关闭了数以百计的燃煤发电厂,英国较为激进,目前仅剩两座煤电厂。西班牙2020年夏天关闭了一半的煤电厂。欧洲国家花费数万亿美元补贴可再生能源,2020年可再生能源在电力生产中所占份额首次超过化石燃料。

      处于解决现实问题的需要,欧洲开始重视提升核能和天然气供应能力建设。法国将重启新的核电项目建设,目的在于将能源价格控制在合理范围内,同时依托核电完成减排目标。法国在2014年曾提出到2025年将电力供给中核电的占比从75%降至50%左右,目前看来这一规划未必能够得以实施,在电价随天然气价上涨不断创下历史新高之际,核电成为法国稳定能源供应的“救命稻草”。

      英国也考虑大力发展核电。由于英国将近一半的电力都依靠天然气,2021年英国每兆瓦时电价一度涨到285英镑,打破了从1999年至今22年的历史记录,最高电价较去年同期暴涨了6倍。2021年冬季英国钢铁、化工等高耗能行业已经无法承受不起高昂的电价,多家化肥厂已宣布或计划在冬季停产。为了弥补电力不足,英国部分地区不得不启用即将废弃的煤电项目以暂时缓解能源短缺。基于此英国也在计划加快核电项目建设。

      德国是欧盟的领导力量,德国应对能源短缺的途径是重视输跨境电通道建设,希望通过欧洲境内资源调剂保障国内能源供应。2020年11月德国与比利时电网建立互连,12月与挪威电网联通。目前向德国出口电力最多的国家是法国。法国核电占总发电量70.6%,高居全球榜首,这些年法国一直是全球最大的电力出口国之一,每年出口700亿度电。法国在法德边境建有一定数量的核电站,2020发电总量达945亿度,德国电力短缺时从法国输电较为便捷。德国虽一直致力于弃核,但其电力需求事实上对核电其实有一定的依赖。

    (2)欧洲继续仰仗天然气,促成北溪-2管道取得重要进展

      北溪-2管道建设一直屡遭波折和坎坷,处处遭受各种力量的牵制,但是2021年改管道建成。目前其运行虽然还面临一些障碍,但其运行只是时间上的问题。这一管道之所以能在今年建成,看似偶然,其背后也有欧洲担忧今后新能源体系供应不稳定、继而再次转向天然气的意图。

      欧洲弃煤的态度较为坚决,发展新能源冬季和意愿强烈,如何在去煤和发展新能源之间寻求平衡点一直是一个重要考题,今年的能源供应短缺让欧洲各国寻求这个平衡点的意志更加坚决。北溪-2管道建设项目是俄气与法国、奥地利、英国、荷兰以及德国相关公司的合资项目,在欧洲有许多支持方。所以尽管有美国制裁以及乌克兰、捷克等国家的强烈反对,北溪-2管道还是得以如期建成。

      从中长期发展趋势看,尽管欧洲的天然气需求已经多年维持在5000亿立方米的水平,到达消费平台,但从稳定能源供应的角度看,今后欧洲对天然气的需求强度可能将长期维持。

    (3)美国继续依托化石能源供应优势,通过限制出口及释放石油储备应对能源短缺

      美国应对能源短缺主要依靠已有的相对多元化的供应体系,重点在化石能源。美必中娱乐源调控的优势在于自身本身就是能源供应大国。2021年秋冬季美国的能源需求以每月4%的速度在增长。进入冬季之后,由于取暖的需要,民众对取暖燃料的需求就更加强烈。

      天然气价格最早上涨且涨幅巨大。2021年10月至今,美国天然气价格增长了两倍,而煤炭价格则相对稳定。为了降低发电成本、保障电力供应,美国政府开始转向大规模利用煤炭来发电,至于是否环保暂时不在考虑之内。美国的煤炭商因此迎来利润爆发期,仅10月份美国就新增煤炭销售公司70多家,从业人员达到2万人。

      为确保本必中娱乐源优先供应,美国政府于2021年10月还宣布限制天然气和煤炭出口他国。考虑到限制出口损害当地页岩油公司商业收益及美国石油进口国,政府计划的限制措施并没有得到严格执行。除此之外,政府动用美国的石油战略储备来应对能源短缺及因扩张货币政策带来的通胀压力。

      总体看来,美国应对能源短缺主要是通过传统优势油气能源。美国在采取化石能源供应保障系列措施的同时,能源部同时加大了从空气中捕捉二氧化碳技术及系列新能源前瞻技术的立项和研发,走化石能源+CCS+新能源多元的发展道路的战略意图进一步体现出来。

    (4)能源缺乏的日韩的应对重点是优化能源的管理体制和机制

      冬季能源短缺期间,日本开展了为期两个月的调查,日本经济产业省制定了一系列短期和长期的政策举措,以弥补能源供应应急响应机制的漏洞。通过调查日本提出建设一个对天然气和LNG库存进行实时监控的更为强大的系统,该系统可以针对短缺进行提前预警,并允许公用事业部门转移原料;依托系统运行数据反应的问题,在下个冬季之前,对煤炭、石油和LNG采购指南进行修订,允许进行紧急采购,加大存储能力建设。

      日本能源资源贫乏,长期以来一直致力于提升能源自给水平,在氢能发展方面一直大步向前,对核能的态度因福岛核电站事件屡有反复,但在能源供应短缺冲击和碳中和目标硬性约束面前,日本最终还是选择了核能发展路线。

      韩国为了防止在推进碳中和过程中可能出现的能源空白,也是计划将核电作为基础能源。过去一段时间韩国正在执行推迟对已完工核电站的运营许可、新核电站建设等待批准的“禁令”,但这一禁令在今后一段时期很有可能被松绑。

      韩国国内针对2021年能源短缺目前形成的共识是要坚持摒弃传统的粗放式高碳发展模式,但要逐步减少煤炭产量,在加强碳减排设施投资的同时,考虑到韩国的可再生能源潜力不足以大幅度支撑韩国的电力需求的现实,韩国应积极利用核能发电以保障能源供应稳定。

    (5)中国出台更加务实的煤炭清洁化利用的政策,重视区域协同联供

      中国2021年末召开的中央经济工作会议提出要正确认识和把握碳达峰碳中和。会议认为实现碳达峰碳中和是推动高质量发展的内在要求,要坚定不移推进,但不可能毕其功于一役。要坚持全国统筹、节约优先、双轮驱动、内外畅通、防范风险的原则事实碳达峰、碳中和。提出传统能源逐步退出要建立在新能源安全可靠的替代基础上的发展思路。

      最为突出的变化是提出要立足以煤为主的基本国情,抓好煤炭清洁高效利用,增加新能源消纳能力,推动煤炭和新能源优化组合。同时针对绿色低碳能源发展的核心,提出要狠抓绿色低碳技术攻关的严格要求。

      2021年我国在能源供应旺季适时开展了电价市场化改革,天然气定价也向市场化更加靠近了一步,同时出台了《关于加快建设全国统一电力市场体系的指导意见》,为区域协同供应电力奠定了基础。





三、碳中和背景下能源中长期发展趋势预测



       2021年全球在碳中和的推动方面力度依然不减,但极端天气的发生以及能源价格的大幅上扬给如火如荼的碳中和运动敲响了警钟。各国普遍意识到能源供应首先要做好稳定,在稳定的基础上再去追求低碳,当二者出现矛盾的时候首先顾及稳定。各国意识到能源供应实现稳定与低碳的结合是长期追求目标,需要为此做好各项保障和努力。结合前文的分析,有如下启示。

      1.化石能源的清洁化利用与发展新能源均为碳中和的实现路径,欧洲、美国、中国、日韩等主要经济体在实践中对此逐渐形成共识。

      经过此次能源危机洗礼后,相信各国都会对现行的能源政策进行反思并调整自身的发展模式,去化石能源不能操之过急。在过去几年的实践中,各国在这一方面步子都比较大,难免会有一些问题出现。我国不少地区在能源双控行动中也曾不同程度出现运动式减碳,对此国家还专门出台文件予以叫停。关于能源转型的具体路径,各国发展条件不同,选择的基于能源转型的碳中和道路也不尽相同,但不会脱离化石能源清洁利用与发展新能源的大的范畴。

      2.核电成为保障能源供应稳定的重要选项,其重要性在2021年得到进一步验证。

      核电在国际社会一直是争议较大的电源,全球各地一直都有反对核电和挺核的呼声,特别是在欧洲部分国家。但2021年发生的能源大面积短缺可能使得各国对核电予以重新认识。特别是欧洲弃核意愿最强烈的德国电力进口可能来自法国的核电,值得欧洲乃至整个世界能源行业为之反思和思考。

      考虑到核电稳定性好,若一定要在保持能源稳定的返煤与核电之间选择,欧洲发展核电的可能性就更大。基于此引申思考,新能源中的水电以及地热发电因其稳定性相对较好,可能在今后逐渐以较快速度发展起来。

      3.天然气的传统优势地位再次得到巩固,各国不会再将其视为过渡能源。

      业界对天然气地位的界定经历了一个有趣的变化过程。在碳中和目标出台之前,天然气作为人类主体能源地位的判断一度非常有市场,数年前业界还有21世纪是天然气的世纪的说法。但是在碳中和目标成为世界共识之后,天然气主体能源地位论开始逐渐褪色,业界有人曾一度将其成为过渡能源。

      从今后各种高度重视保证能源供应稳定性的角度看,天然气作为主体能源的能源格局估计将长期保持下去,全球天然气资源潜力巨大也在很大程度上能够支持了这一格局的形成及顺延。只要技术进步的效率足够高,天然气在全球的供应保障有物质基础。

      4.化石能源清洁化利用的主要突破口在于碳排放的捕集与埋存技术。

      欧美及中国在2021年都不同程度加大了CCUS技术的研发。这项技术目前欧洲、美国以及中国都已有示范项目开展。全球目前有26个项目在运行,捕碳埋碳规模在4300万吨左右。

       欧洲在该项技术的实践方面一直走在前列,前述美必中娱乐源部也已计划开展包括从空气中捕捉二氧化碳的研发计划。一定程度上说,该项技术成为世界碳中和能否按期实现的核心与兜底保障技术。全球地质埋存潜力巨大,理论埋存量可达11.5万亿吨,足以消化人类目前生产生活产生的排放量。

      有机构预测,碳中和政策大范围实施之后,到2035年全球有一大批CCUS项目在化工、制氢以及火力发电行业推出,其中欧洲CCUS 投资将达到350亿美元,二氧化碳捕集及埋存能力将达到7500万吨,2035年之后全球二氧化碳埋存规模将呈现跨越式增长。对高强度依赖煤炭的亚洲国家而言,发展此项技术的愿望当更为迫切,对于目前依然以煤为主的中国而言,该项技术将上升成为国家层面重大科技战略。

      5.绿色低碳技术研发与攻关对于能源低碳化有重大的决定性影响。

      化石能源清洁化利用路径选择其目的在于巩固能源供应体系稳定性。以风电、光伏发电为代表的的新能源存在不稳定性的短板,使得人类社会运行离不开基于化石能源供应的旧的能源体系。但从碳中和理想的路径看,发展新能源更有利以低成本实现碳中和,因而实现新能源供应体系的稳定意义重大,这也将是人类能源体系建设今后的重要发展方向。

      要实现新能源大发展且保持稳定,有关新能源的稳定供应系列技术研发力度要大,管理模式需要加快重构。中国在2021年底召开的中央经济工作会议中提出狠抓绿色低碳技术攻关的要求,顺应了这一趋势与要求。




四、结论与启示


      2021年是全球大面积推进碳中和之年,目前已有140多个国家宣示了碳中和目标。新冠肺炎疫情还在全球反复的形势下,极端天气的发生打乱了各国既定的碳中和节奏与步伐,促使各国反思和调整自身的碳中和能源政策,在能源供应的稳定与低碳发展方面做出更为务实的调整。世界进入百年未有之大变局,各类黑天鹅、灰犀牛事件将一直伴随人类,具体的影响是不确定的,但人类碳中和以及能源转型路径将持续做出调整应该是一定的,人类也将朝着既定目标坚定不移走下去。






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