“雙碳”視角下的2021能源市場回顧

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能源雜志:文 | 羅佐縣2022.01.06

        碳中和目標提出及普及之后,全球能源低碳化轉型力度顯著加大,非化石能源發展提速。與此同時,轉型帶來的能源供應不穩定性現象也不同程度出現。2021年因極端天氣等因素造成的全球能源供應緊張就是這方面的代表性事件。能源是經濟社會發展的動力,持續穩定的能源供應是經濟社會發展的充分條件。當前正值全球碳中和行動大力推進、碳中和道路優化調整與形成之際,過程之中出現的能源供應緊張現象未必不是一件好事,它將促使各國反思既定的能源發展道路并發現問題、做出科學調整以確保碳中和目標的如期實現。


一、2021年全球大面積上演能源短缺現象


      1.經濟恢復動能增強拉動能源需求增長

      2020年由于受到突如其來的新冠肺炎疫情的影響,全球經濟出現停擺,除極個別國家外,多國經濟出現負增長。主要經濟體國家中僅中國實現1%的正增長。經過一年時間的新冠肺炎疫情防控之后,各國逐漸形成了一定的疫情防控模式并著手恢復經濟以擺脫經濟負增長。

      在此形勢下,各國普遍出臺措施放松管制以刺激經濟。政策刺激的功效是顯著的,全球經濟自年初以來保持高速增長,期間的疫情反彈也未能阻止經濟復蘇的熱情。世界經濟合作與發展組織近期發布最新預測數據顯示,2021年全球GDP增速為5.6%,2022年和2023年分別降至4.5%和3.2%,從此回歸正常。報告同時預計2021年中國GDP增速為8.1%,2022年和2023年增長5.1%,在各主要經濟體中位居前列。經濟增長力度較大,對能源的需求就會水漲船高。

      IEA《全球能源回顧2021》數據顯示,2020年受疫情導致的經濟衰退影響,全球能源需求下降了4%,是二戰以來的最大跌幅。2021年雖然新冠肺炎疫情將繼續影響全球能源需求,但是經濟刺激計劃和疫苗的推出將對能源需求起到重要支撐作用。IEA預計2021年全球能源需求同比增長4.6%,較疫情前的2019年高出0.5%。其中能源需求增長主要受新興經濟體推動,預計近70%的需求增量來自新興市場和發展中國家,這些國家的能源需求將比2019年提升3.4%。

      2.多因素導致全球能源供應不足

    (1)疫情壓制產能投資造成化石能源產出力下降

      IEA《世界能源投資報告》數據顯示,2020年受新冠疫情影響,全球能源投資出現了較大幅度下降,其中油氣領域投資同比下降2440億美元,煤炭領域投資同比下降140億美元,電力領域投資同比下降794億美元。除疫情因素影響外,對碳中和目標的認同以及抑制化石能源投資的政策行動也是化石能源投資下降的重要原因。投資下降導致化石能源供應產能不足。根據IEA的預測和數據判斷,2020年疫情出現之前全球能源投資的強度就已經與實現經濟可持續發展的要求投資水平出現差距,疫情的發生及延續進一步拉大這種差距,屬于典型的雪上加霜,為后期能源供應及整個體系脆弱性的形成埋下伏筆。

    (2)新能源受氣候因素影響發力下降加劇化石能源供應壓力

      近年全球非化石能源在一次能源供應中的占比一直在保持提升,主要受主要經濟體帶動。2021年受極端氣候因素影響新能源供應能力不及預期出現下降,全球多地風力發電量下降,使得本就處于供需偏緊狀態的化石能源供應壓力進一步加大。

      在綠色低碳經濟發展方面走在世界前列的歐洲在這一方面表現得較為突出。由于風電夏季運行時數下降,而夏季天氣又較為炎熱,民眾制冷電力需求大增。由于新能源供電下降,歐洲不得不增加天然氣發電,從而使得天然氣儲氣庫庫存下降。為做好球冬季天然氣供應保障,歐洲在入秋之際加大儲氣庫天然氣補氣力度,大量采購天然氣現貨。

      在全球天然氣供應產能趨緊形勢下,歐洲采氣量增加進一步加劇了天然氣市場供應緊張形勢。進入秋冬之后,由于極寒天氣影響,歐洲用電需求繼續保持增長,僅靠天然氣發電已經難以為繼。為確保電力供應不中斷,歐洲部分國家不得不啟用之前已經納入淘汰計劃的煤電項目。類似現象還發生在美國和中國等主要經濟體國家,美國和中國同樣都是風電和光伏發電大國,2021年新能源也不同程度出現了發力下降以及發電返煤現象。

      3.價格上漲最好地衡量和描述了能源短缺,同時強化了能源短缺心理預期

      2021年下半年以來,受供需關系趨緊的因素影響,全球煤炭價格、原油價格以及天然氣價格均保持上漲態勢。進入秋冬之后,供需偏緊與極端天氣因素疊加導致全球煤炭、石油及天然氣價格出現爆發式增長。下面一組數據比較有代表性:煤炭價格方面,2021年9月印尼動力煤的出口指導價站上了150美元/噸的高位,同比增長超2倍;澳大利亞紐卡斯爾優質動力煤價格在10月報價突破244美元/噸;美國煤炭價格自年初以來漲幅達到了三倍。布倫特油價一度接近80美元/桶,創7年以來新高,東亞天然氣現貨價格一度飆升至30美元/百萬英熱單位,成為2021年能源價格“上漲王”。



二、主要經濟體國家面對能源短缺的應對和調整舉措



      1.主要經濟體國家堅持碳中和發展道路不動搖

      2021年全球化石能源價格飛漲,主要經濟體經濟發展對煤炭和天然氣等化石能源依賴程度提升發生在碳中和目標大力推進之時。各國返煤一定程度上與碳中和要求的去煤是相悖的。出現了返煤現象之后,圍繞能源供應穩定與清潔供應的討論熱烈起來了,一邊反思一邊調整行動也隨之跟進,執行者主要是各國政府。就目前的情況看,歐洲、美國以及中國、日韓等主要經濟體并沒有因為出現了與碳中和要求相悖的返煤現象而停滯碳中和的步伐。不但沒有停滯,相關的探索還一直在推進,對碳中和道路的探索一如既往。

     (1)美國在2021年熱衷于重返《巴黎協定》并致力于擔當氣候變化領導角色

      美國現任總統拜登1月20日上任第一天就宣布重返《巴黎協定》,并就減少排放提出若干新政,一時間成為全球重大新聞。能源新政總的目標是到2035 年,通過向可再生能源過渡實現無碳發電;到2050年美國實現碳中和。這是美國在氣候領域提出的最新目標,是對特朗普時期能源政策的糾偏與矯正。

      為了實現美國的碳中和目標,拜登政府計劃拿出2萬億美元,用于基礎設施、清潔能源等重點領域的投資。一年來美國政要積極往來穿梭于各種氣候論壇,與中國、歐洲、日本等主要經濟體國家進行充分接觸與磋商。通過分析美國的氣候外交舉措與國內經濟能源政策可以發現,美國的氣候和能源政策目標框架正越來越清晰,能源轉型力度較大,在2050年實現碳中的目標和與國際社會表現出高度一致性。

      需要指出的是,美國的能源發展體系較為均衡,是能源生產和消費大國,化石能源、核能與新能源在全球均處于領先水平。在此形勢下,美國重返《巴黎協定》以及樹立碳中和目標對世界能源發展自然會產生重要影響。2021年美國的天然氣價格也出現大幅增長,也不同程度返煤,但并沒有動搖其碳中和計劃。

    (2)歐盟2021年提出新的更具雄心的氣候應對變化方案

      歐盟一直以來在低碳轉型方面較為激進,發展低碳能源的力度在全球也是出于領先水平。盡管2021年出現了能源供應短缺現象,但歐盟在碳中和方面依然出臺新的更高層次的目標。2021年7月14日,歐盟在之前氣候變化政策及目標基礎上提出了一套更加系統和完整的應對氣候變化的提案,此法案被稱為迄今為止世界主要經濟體為減少溫室氣體排放提出的最雄心勃勃的計劃之一。該提案提出了到2030年可再生能源占歐盟最終能源消耗40%、2030年新增燃油車銷售較2021年減少55%,到2035年將不再有新的燃油車銷售以及2026年開始設立碳邊境稅等具體目標。

    (3)日本在2021年更新階段性減排目標

      為了實現2050年碳中和、建成“脫碳化”社會的目標,日本在2021年將其2020 年12月發布的《綠色增長戰略》更新為《2050 碳中和綠色增長戰略》。提出在2030年之前將日本排放量在2013年基礎上削減46%。日本的綠色增長戰略,圍繞總目標和階段性目標提出了14個重點發展領域,并提出了相應的金融支持措施。其中于能源產業相關的海上風力發電和太陽能發電、地熱利用、氫燃料開發、下一代熱能和原子能利用是核心組成部分。

    (4)中國出臺新的碳達峰、碳中和意見及行動方案

      2021年下半年以來,我國能源供需也出現了不同程度的供應緊張現象,多地煤炭、天然氣及電力供應緊張,特別是入秋冬之后,能源市場的節奏與世界節奏同步。能源短缺現象一度引發國內業界和學界對現行能源發展道路的反思和討論,重點是化石能源與非化石能源的定位問題。

      年末我國以中央和國務院名義先后出臺新的碳達峰、碳中和實施意見和行動方案,對我國中長期碳達峰和碳中和道路進行了新的更加詳實的規劃,重申了能源轉型與達峰中和系列目標。新的政策文件提出到 2025年非化石能源消費比重達到20%左右;到2030年非化石能源占一次能源消費比重達到25%左右,風電、太陽能發電總裝機容量達到12億千瓦以上;到2060年,綠色低碳循環發展的經濟體系和清潔低碳安全高效的能源體系全面建立,能源利用效率達到國際先進水平,非化石能源消費比重達到80%以上。

      2.重視解決現實供應問題,促進能源穩定性建設

      在堅持碳中和發展路線和目標不動搖的同時,歐洲、美國以及中國、日韓等主要經濟體國家認真面對當下能源供應過程中出現的問題,積極尋求解決方案,能源管理理念和思路更加務實。

    (1)歐洲甩掉面子短期回歸煤炭,對核電重視程度有所提升

      歐洲面對新能源國際下降重新回歸天然氣發電的同時,部分國家的煤電項目重啟。在過去10年里,歐洲關閉了數以百計的燃煤發電廠,英國較為激進,目前僅剩兩座煤電廠。西班牙2020年夏天關閉了一半的煤電廠。歐洲國家花費數萬億美元補貼可再生能源,2020年可再生能源在電力生產中所占份額首次超過化石燃料。

      處于解決現實問題的需要,歐洲開始重視提升核能和天然氣供應能力建設。法國將重啟新的核電項目建設,目的在于將能源價格控制在合理范圍內,同時依托核電完成減排目標。法國在2014年曾提出到2025年將電力供給中核電的占比從75%降至50%左右,目前看來這一規劃未必能夠得以實施,在電價隨天然氣價上漲不斷創下歷史新高之際,核電成為法國穩定能源供應的“救命稻草”。

      英國也考慮大力發展核電。由于英國將近一半的電力都依靠天然氣,2021年英國每兆瓦時電價一度漲到285英鎊,打破了從1999年至今22年的歷史記錄,最高電價較去年同期暴漲了6倍。2021年冬季英國鋼鐵、化工等高耗能行業已經無法承受不起高昂的電價,多家化肥廠已宣布或計劃在冬季停產。為了彌補電力不足,英國部分地區不得不啟用即將廢棄的煤電項目以暫時緩解能源短缺。基于此英國也在計劃加快核電項目建設。

      德國是歐盟的領導力量,德國應對能源短缺的途徑是重視輸跨境電通道建設,希望通過歐洲境內資源調劑保障國內能源供應。2020年11月德國與比利時電網建立互連,12月與挪威電網聯通。目前向德國出口電力最多的國家是法國。法國核電占總發電量70.6%,高居全球榜首,這些年法國一直是全球最大的電力出口國之一,每年出口700億度電。法國在法德邊境建有一定數量的核電站,2020發電總量達945億度,德國電力短缺時從法國輸電較為便捷。德國雖一直致力于棄核,但其電力需求事實上對核電其實有一定的依賴。

    (2)歐洲繼續仰仗天然氣,促成北溪-2管道取得重要進展

      北溪-2管道建設一直屢遭波折和坎坷,處處遭受各種力量的牽制,但是2021年改管道建成。目前其運行雖然還面臨一些障礙,但其運行只是時間上的問題。這一管道之所以能在今年建成,看似偶然,其背后也有歐洲擔憂今后新能源體系供應不穩定、繼而再次轉向天然氣的意圖。

      歐洲棄煤的態度較為堅決,發展新能源冬季和意愿強烈,如何在去煤和發展新能源之間尋求平衡點一直是一個重要考題,今年的能源供應短缺讓歐洲各國尋求這個平衡點的意志更加堅決。北溪-2管道建設項目是俄氣與法國、奧地利、英國、荷蘭以及德國相關公司的合資項目,在歐洲有許多支持方。所以盡管有美國制裁以及烏克蘭、捷克等國家的強烈反對,北溪-2管道還是得以如期建成。

      從中長期發展趨勢看,盡管歐洲的天然氣需求已經多年維持在5000億立方米的水平,到達消費平臺,但從穩定能源供應的角度看,今后歐洲對天然氣的需求強度可能將長期維持。

    (3)美國繼續依托化石能源供應優勢,通過限制出口及釋放石油儲備應對能源短缺

      美國應對能源短缺主要依靠已有的相對多元化的供應體系,重點在化石能源。美國能源調控的優勢在于自身本身就是能源供應大國。2021年秋冬季美國的能源需求以每月4%的速度在增長。進入冬季之后,由于取暖的需要,民眾對取暖燃料的需求就更加強烈。

      天然氣價格最早上漲且漲幅巨大。2021年10月至今,美國天然氣價格增長了兩倍,而煤炭價格則相對穩定。為了降低發電成本、保障電力供應,美國政府開始轉向大規模利用煤炭來發電,至于是否環保暫時不在考慮之內。美國的煤炭商因此迎來利潤爆發期,僅10月份美國就新增煤炭銷售公司70多家,從業人員達到2萬人。

      為確保本國能源優先供應,美國政府于2021年10月還宣布限制天然氣和煤炭出口他國。考慮到限制出口損害當地頁巖油公司商業收益及美國石油進口國,政府計劃的限制措施并沒有得到嚴格執行。除此之外,政府動用美國的石油戰略儲備來應對能源短缺及因擴張貨幣政策帶來的通脹壓力。

      總體看來,美國應對能源短缺主要是通過傳統優勢油氣能源。美國在采取化石能源供應保障系列措施的同時,能源部同時加大了從空氣中捕捉二氧化碳技術及系列新能源前瞻技術的立項和研發,走化石能源+CCS+新能源多元的發展道路的戰略意圖進一步體現出來。

    (4)能源缺乏的日韓的應對重點是優化能源的管理體制和機制

      冬季能源短缺期間,日本開展了為期兩個月的調查,日本經濟產業省制定了一系列短期和長期的政策舉措,以彌補能源供應應急響應機制的漏洞。通過調查日本提出建設一個對天然氣和LNG庫存進行實時監控的更為強大的系統,該系統可以針對短缺進行提前預警,并允許公用事業部門轉移原料;依托系統運行數據反應的問題,在下個冬季之前,對煤炭、石油和LNG采購指南進行修訂,允許進行緊急采購,加大存儲能力建設。

      日本能源資源貧乏,長期以來一直致力于提升能源自給水平,在氫能發展方面一直大步向前,對核能的態度因福島核電站事件屢有反復,但在能源供應短缺沖擊和碳中和目標硬性約束面前,日本最終還是選擇了核能發展路線。

      韓國為了防止在推進碳中和過程中可能出現的能源空白,也是計劃將核電作為基礎能源。過去一段時間韓國正在執行推遲對已完工核電站的運營許可、新核電站建設等待批準的“禁令”,但這一禁令在今后一段時期很有可能被松綁。

      韓國國內針對2021年能源短缺目前形成的共識是要堅持摒棄傳統的粗放式高碳發展模式,但要逐步減少煤炭產量,在加強碳減排設施投資的同時,考慮到韓國的可再生能源潛力不足以大幅度支撐韓國的電力需求的現實,韓國應積極利用核能發電以保障能源供應穩定。

    (5)中國出臺更加務實的煤炭清潔化利用的政策,重視區域協同聯供

      中國2021年末召開的中央經濟工作會議提出要正確認識和把握碳達峰碳中和。會議認為實現碳達峰碳中和是推動高質量發展的內在要求,要堅定不移推進,但不可能畢其功于一役。要堅持全國統籌、節約優先、雙輪驅動、內外暢通、防范風險的原則事實碳達峰、碳中和。提出傳統能源逐步退出要建立在新能源安全可靠的替代基礎上的發展思路。

      最為突出的變化是提出要立足以煤為主的基本國情,抓好煤炭清潔高效利用,增加新能源消納能力,推動煤炭和新能源優化組合。同時針對綠色低碳能源發展的核心,提出要狠抓綠色低碳技術攻關的嚴格要求。

      2021年我國在能源供應旺季適時開展了電價市場化改革,天然氣定價也向市場化更加靠近了一步,同時出臺了《關于加快建設全國統一電力市場體系的指導意見》,為區域協同供應電力奠定了基礎。





三、碳中和背景下能源中長期發展趨勢預測



       2021年全球在碳中和的推動方面力度依然不減,但極端天氣的發生以及能源價格的大幅上揚給如火如荼的碳中和運動敲響了警鐘。各國普遍意識到能源供應首先要做好穩定,在穩定的基礎上再去追求低碳,當二者出現矛盾的時候首先顧及穩定。各國意識到能源供應實現穩定與低碳的結合是長期追求目標,需要為此做好各項保障和努力。結合前文的分析,有如下啟示。

      1.化石能源的清潔化利用與發展新能源均為碳中和的實現路徑,歐洲、美國、中國、日韓等主要經濟體在實踐中對此逐漸形成共識。

      經過此次能源危機洗禮后,相信各國都會對現行的能源政策進行反思并調整自身的發展模式,去化石能源不能操之過急。在過去幾年的實踐中,各國在這一方面步子都比較大,難免會有一些問題出現。我國不少地區在能源雙控行動中也曾不同程度出現運動式減碳,對此國家還專門出臺文件予以叫停。關于能源轉型的具體路徑,各國發展條件不同,選擇的基于能源轉型的碳中和道路也不盡相同,但不會脫離化石能源清潔利用與發展新能源的大的范疇。

      2.核電成為保障能源供應穩定的重要選項,其重要性在2021年得到進一步驗證。

      核電在國際社會一直是爭議較大的電源,全球各地一直都有反對核電和挺核的呼聲,特別是在歐洲部分國家。但2021年發生的能源大面積短缺可能使得各國對核電予以重新認識。特別是歐洲棄核意愿最強烈的德國電力進口可能來自法國的核電,值得歐洲乃至整個世界能源行業為之反思和思考。

      考慮到核電穩定性好,若一定要在保持能源穩定的返煤與核電之間選擇,歐洲發展核電的可能性就更大。基于此引申思考,新能源中的水電以及地熱發電因其穩定性相對較好,可能在今后逐漸以較快速度發展起來。

      3.天然氣的傳統優勢地位再次得到鞏固,各國不會再將其視為過渡能源。

      業界對天然氣地位的界定經歷了一個有趣的變化過程。在碳中和目標出臺之前,天然氣作為人類主體能源地位的判斷一度非常有市場,數年前業界還有21世紀是天然氣的世紀的說法。但是在碳中和目標成為世界共識之后,天然氣主體能源地位論開始逐漸褪色,業界有人曾一度將其成為過渡能源。

      從今后各種高度重視保證能源供應穩定性的角度看,天然氣作為主體能源的能源格局估計將長期保持下去,全球天然氣資源潛力巨大也在很大程度上能夠支持了這一格局的形成及順延。只要技術進步的效率足夠高,天然氣在全球的供應保障有物質基礎。

      4.化石能源清潔化利用的主要突破口在于碳排放的捕集與埋存技術。

      歐美及中國在2021年都不同程度加大了CCUS技術的研發。這項技術目前歐洲、美國以及中國都已有示范項目開展。全球目前有26個項目在運行,捕碳埋碳規模在4300萬噸左右。

       歐洲在該項技術的實踐方面一直走在前列,前述美國能源部也已計劃開展包括從空氣中捕捉二氧化碳的研發計劃。一定程度上說,該項技術成為世界碳中和能否按期實現的核心與兜底保障技術。全球地質埋存潛力巨大,理論埋存量可達11.5萬億噸,足以消化人類目前生產生活產生的排放量。

      有機構預測,碳中和政策大范圍實施之后,到2035年全球有一大批CCUS項目在化工、制氫以及火力發電行業推出,其中歐洲CCUS 投資將達到350億美元,二氧化碳捕集及埋存能力將達到7500萬噸,2035年之后全球二氧化碳埋存規模將呈現跨越式增長。對高強度依賴煤炭的亞洲國家而言,發展此項技術的愿望當更為迫切,對于目前依然以煤為主的中國而言,該項技術將上升成為國家層面重大科技戰略。

      5.綠色低碳技術研發與攻關對于能源低碳化有重大的決定性影響。

      化石能源清潔化利用路徑選擇其目的在于鞏固能源供應體系穩定性。以風電、光伏發電為代表的的新能源存在不穩定性的短板,使得人類社會運行離不開基于化石能源供應的舊的能源體系。但從碳中和理想的路徑看,發展新能源更有利以低成本實現碳中和,因而實現新能源供應體系的穩定意義重大,這也將是人類能源體系建設今后的重要發展方向。

      要實現新能源大發展且保持穩定,有關新能源的穩定供應系列技術研發力度要大,管理模式需要加快重構。中國在2021年底召開的中央經濟工作會議中提出狠抓綠色低碳技術攻關的要求,順應了這一趨勢與要求。




四、結論與啟示


      2021年是全球大面積推進碳中和之年,目前已有140多個國家宣示了碳中和目標。新冠肺炎疫情還在全球反復的形勢下,極端天氣的發生打亂了各國既定的碳中和節奏與步伐,促使各國反思和調整自身的碳中和能源政策,在能源供應的穩定與低碳發展方面做出更為務實的調整。世界進入百年未有之大變局,各類黑天鵝、灰犀牛事件將一直伴隨人類,具體的影響是不確定的,但人類碳中和以及能源轉型路徑將持續做出調整應該是一定的,人類也將朝著既定目標堅定不移走下去。






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