欧洲动力转型解析
一、欧洲动力转型概略
(一)欧盟气候动力方针演进
动力职业打开遭到气候方针、国家利益等影响,进入本世纪以来,特别是最近十余年,应对气候变化问题对欧盟动力方针的影响越来越大,欧洲国家在应对气候变化问题上的广泛一同成为推进其动力转型的柱石。为应对气候变化、推进动力转型,欧盟致力于树立安稳牢靠的动力方针结构,设定具有法令束缚力的气候和动力打开方针。
2007年3月,欧洲理事会提出《2020年气候和动力一揽子方案》,确认欧盟2020年气候和动力打开方针,即闻名的“20-20-20”一揽子方针:将欧盟温室气体排放量在1990年根底上下降20%,将可再生动力在终端动力消费中的比重增至20%,将动力功率进步20%。2008年12月,欧洲议会正式同意这项方案。欧盟气候和动力一揽子方案成为一整套具有法令束缚力的可持续动力打开方针。
2011年,欧盟发布《2050年动力道路图》和《2050年迈向具有竞争力的低碳经济道路图》,提出欧盟2050年完成在1990年根底上削减温室气体排放量80%~95%的久远方针。
2014年10月,欧洲理事会通过《2030年气候与动力方针结构》,开端确认欧盟2030年气候和动力打开方针,行将温室气体排放量在1990年根底上下降40%,将可再生动力在终端动力消费中的比重增至27%,将动力功率进步27%。其间温室气体减排40%的方针,正是2015年《巴黎气候协议》结构下欧盟国家自主奉献预案(INDC)的根底地址,而且这一方针与此前发布的《2050年动力道路图》一脉相承。假如到2050年欧盟温室气体排放量至少下降80%,那么到2030年排放量降幅估计将到达中心值40%。
2018年6月,欧盟就上调2030年可再生动力和能效方针到达协议,即到2030年可再生动力在终端动力消费中的比重增至32%、将动力功率进步32.5%。2019年6月,欧盟正式上调了可再生动力和能效方针。
2019年12月,欧盟委员会正式发布《欧洲绿色协议》(简称“绿色新政”),说明欧洲迈向气候中性循环经济体的举动道路,提出进步欧盟2030和2050年气候方针,即2030年温室气体排放量在1990年根底上削减50%~55%,2050年完成净零排放的碳中和方针(见图1)。
材料来历:EC图1 欧盟前史温室气体排放量与方针温室气体排放量
2050年完成碳中和的欧洲愿景由欧盟委员会于2018年11月初次提出,这与《巴黎协议》提出的将全球温控方针一同。欧洲议会与欧洲理事会相继于2019年3月、12月同意了2050年温室气体净零排放的方针。2020年3月,欧盟委员会提交《欧洲气候法》,旨在从法令层面保证欧洲到2050年完成气候中和,该法案为欧盟全部方针设定了方针和尽力方向。在《欧洲气候法》的结构下,欧盟委员会提出到2050年完成温室气体净零排放具有法令束缚力的详细方针,欧盟安排和成员国有责任在欧盟和国家层面选用必要办法完成该方针。
2020年10月,欧洲议会投票通过,到2030年温室气体排放在1990根底上削减60%。这一方针比欧委会此前提出的到2030年减排50%~55%更高,为此需求与欧盟成员国到达一同。
除了欧盟层面的尽力外,依据对气候变化问题的一同,许多欧洲国家已举动起来。2019年,英国修订《气候变化法案》,树立到2050年完成温室气体净零排放的方针;丹麦议会通过首个气候法案,拟定丹麦到2030年完成温室气体减排70%的方针;德国联邦议院通过《气候维护法》,确认德国中长时刻温室气体减排方针,包含到2030年时应完成温室气体排放总量较1990年至少削减55%,到2050年时应完成温室气体净零排放。此外,芬兰政府许诺最早在2035年完成碳中和,瑞典许诺2045年将温室气体排放缩减为零,挪威政府设定到2030年完成碳中和方针,冰岛提出到2050年彻底脱节对化石动力的依靠等。
(二)欧洲动力转型打开
从各国实践看,动力转型的趋势是通过逐渐下降动力出产和消费中的碳排放,树立低碳乃至零碳的动力体系。零碳动力的完成,一方面是进步动力功率,削减化石动力消费总量,另一方面是打开可再生动力。动力体系转型的要害是电力体系的转型。世界动力署2020年6月发布的《欧盟2020——动力方针回忆陈述》深化评价了欧盟动力和气候方针曩昔5年中取得的打开,并指出,欧洲动力转型在电力方面打开敏捷。
世界动力署发布的数据显现,2019年欧盟温室气体排放量比2005年下降17%、比1990年下降23%,这意味着欧盟现已完成了到2020年减排20%的方针。一同,欧洲仍是全世界电力职业碳强度最低的区域。2019年欧盟发电碳强度为235克二氧化碳/千瓦时,同比下降35克二氧化碳/千瓦时,发电排放强度显着低于其他大型经济体。
欧洲核算局发布的数据显现,2018年,可再生动力在欧盟终端动力消费总量中的占比到达18%,与此前一年比较进步了0.5个百分点,是2004年可再生动力占比的两倍以上。自2004年以来,可再生动力占比在全部成员国中都有明显添加。到2018年,瑞典的终端动力消费中一半以上(54.6%)来自可再生动力,其次是芬兰(41.2%)、拉脱维亚(40.3%)、丹麦(36.1%)和奥地利(33.4%);可再生动力占比缺乏10%的国家仅剩荷兰(7.4%)、马耳他(8.0%)、卢森堡(9.1%)和比利时(9.4%)。可再生动力在终端动力消费中的占比添加关于完成欧盟的气候和动力方针至关重要。欧盟的方针是2020年可再生动力占比到达20%,到2030年至少到达32%。成员国也有各自的国家束缚性方针。图2显现了2018年各成员国可再生动力实践占比与其2020年国家束缚性方针之间的间隔。如图2所示,保加利亚、德国、丹麦、爱沙尼亚、希腊、克罗地亚、意大利、拉脱维亚、立陶宛、塞浦路斯、芬兰和瑞典等12国现已到达或超越各自的2020年国家束缚性方针,奥地利、葡萄牙、罗马尼亚、匈牙利等4国已挨近完成其方针(间隔方针不到1个百分点),而其他国家则间隔各自方针仍有必定间隔。
材料来历:Eurostat
图2 2018年欧盟各国可再生动力占比及其2020年方针的完成程度
气候及动力智库Ember发布数据称,2020年上半年,因为启用了一批新的风电和光伏发电设备,以及温文多风的有利气候条件带动风电光伏出力微弱,欧盟风电、光伏、水电和生物质能等可再生动力占到成员国电力供给的40%,仅风电和光伏两项就发明了欧洲区域总发电量21%的前史纪录,而且在一些国家风景的发电量占比更高,如丹麦(64%)、爱尔兰(49%)和德国(42%)。而同期化石燃料发电占比34%,风能和太阳能等可再生动力已超越化石燃料,成为欧盟成员国电力供给的首要来历。
欧盟当时发电结构如图3所示。欧盟发电总装机容量略高于1太瓦,年发电量约3400太瓦时。发电总装机中约一半是可再生动力装机,可再生动力装机中又有三分之二是风电和太阳能装机。可再生动力发电量约占年发电量的三分之一,风电和太阳能发电量约占可再生动力发电量的一半。
图3 2020年欧盟发电装机容量和发电量(预估)
壳牌公司的《天空远景》、DNV-GL的《动力转型展望》、芬兰拉彭兰塔理工大学和动力调查安排的《依据100%可再生动力的全球动力体系——电力部分》等多个陈述均对2050年欧洲动力体系做出猜测。包含全球风能协会、欧洲风能协会等多个可再生动力职业协会也评价2050年可再生动力在欧洲动力结构中的效果。归纳各安排研讨陈述的猜测情形,估计到2050年,欧洲电力部分脱碳需求2000吉瓦的太阳能装机和650吉瓦的风能装机,每年出产大约3000太瓦时的太阳能电力和200太瓦时的风能电力。2050年欧洲终端动力需求约为10000太瓦时,其间50%将来自于太阳能和风能发电。
二、动力转型的方针驱动
(一)依据减排方针加快退煤进程
到现在,欧洲共有15个国家先后宣告退煤方案,其间比利时、奥地利和瑞典三国已首要完成电力体系去煤。欧洲已清晰在2030年或更早的时刻节点封闭燃煤电厂总计35.4吉瓦,相当于欧洲在运煤电装机的21%。
为了执行《巴黎协议》中的温室气体减排方针,欧洲各国政府接连发布了筛选煤炭的时刻表(见表1)。榜首个完毕燃煤运用前史的欧洲国家为比利时,该国于2016年中止运用煤炭。2020年,奥地利和瑞典相继关停各自国内终究一座燃煤电厂,正式完毕燃煤发电前史。
估计到2025年或更早,葡萄牙、法国、斯洛伐克、英国、爱尔兰和意大利等国将完毕煤炭运用,随后到2030年,希腊、荷兰、芬兰、匈牙利和丹麦等国也将中止运用煤炭。
在已宣告退煤的欧洲国家中,德国是仅有一个方案在2030年后筛选煤炭的国家。德国是欧洲最大的经济体、最大的煤炭消费国,德国煤电发电量大约占全国发电量的40%,煤电碳排放量占电力部分的80%。2019年1月,德国煤炭委员会正式宣告,已就筛选燃煤电厂的时刻表到达协议,确认德国最晚将在2038年年末完毕煤电。此外,德国还方案到2022年封闭国内约四分之一的燃煤电厂,停运12.5吉瓦煤电装机;2023~2030年间将煤电装机降至17吉瓦,均匀每年削减2.4吉瓦。比较此前欧洲国家提出的煤电筛选方案,德国的煤电筛选规划最大。2020年7月,德国终究通过退煤法案,确认到2038年退出煤炭商场,并就煤电退出时刻表及相关问题给出详细规划。法案规矩,在2026年和2029年将对煤炭退出发展进行评价,假如进行顺畅,有或许会在2035年前完毕煤电。
现在欧洲国家已清晰在2030年或更早的时刻节点封闭燃煤电厂装机总计35.4吉瓦,相当于欧洲在运煤电装机的21%(或欧盟在运煤电装机的25%),再加上2030年后德国方案封闭的燃煤电厂,欧洲煤电装机还将在此根底上削减17吉瓦。
其他国家中,捷克、西班牙和北马其顿3国正在就何时中止燃煤发电进行评论。阿尔巴尼亚、塞浦路斯、爱沙尼亚、冰岛、拉脱维亚、立陶宛、卢森堡、马耳他和瑞士的发电结构中无煤电。挪威国内仅有一个小型热电联产项目,正在考虑清洁代替燃料。
此外还有波斯尼亚-黑塞哥维那、保加利亚、克罗地亚、科索沃、黑山共和国、波兰、罗马尼亚、塞尔维亚、斯洛文尼亚、土耳其合计10国没有评论退煤问题,其间波兰、罗马尼亚和保加利亚是欧洲运营燃煤电厂的传统区域,其国内电力结构对煤炭的依靠程度较大。这3国在役硬煤和褐煤电厂装机规划超越40吉瓦,是欧盟未宣告退役的燃煤装机主力。久远来看,关于这些高度依靠煤电的欧洲国家,电力体系脱碳可带来数十亿欧元的清洁动力出资时机,并将助力欧洲碳中和方针的完成。
(二)碳定价机制添加碳排放本钱
1.碳排放权买卖
欧盟温室气体排放买卖机制是世界首个、也是最大的跨国二氧化碳买卖项目。欧洲电力职业是遭到排放限额操控、履约减排的要点职业,自2013年其悉数通过拍卖取得碳配额。不断革新的碳买卖商场正在成为欧洲削减碳排放、完成气候方针的重要办法。
在世界各国削减温室气体排放的许多实践中,碳排放权买卖被以为是最有用的商场经济手法之一。电力职业不仅是碳排放和碳减排的重要范畴,也是碳商场掩盖的首要职业。欧盟温室气体排放买卖机制(EU-ETS)于2005年正式发动,是世界首个、也是最大的跨国二氧化碳买卖项目,包含欧盟成员国以及挪威、冰岛和列支敦士登,掩盖该区域近对折的温室气体排放,为11000多家高耗能企业及航空运营商设置了排放上限。
欧盟碳排放买卖体系从树立到2020年的运转可分为三个阶段,其间榜首阶段2005~2007年为试运转,第二阶段和第三阶段分别为2008~2012年、2013~2020年。2013~2020年排放上限在2008~2012年配额总量年均分配根底上每年以线性系数1.74%递减。2018年2月,欧盟同意碳排放买卖体系第四阶段(2021~2030年)革新方案。革新办法包含加快削减配额总量,通过商场安稳储藏机制(MSR)回收更多的充裕配额乃至可以刊出配额,免费分配的配额基准线依据技能进步每五年更新一次等。详细来说,从2019年开端,商场安稳储藏机制每年将削减24%的超量排放配额直至2023年;从2021年起配额总量发放上限将从逐年削减1.74%变为削减2.2%,并于2024年起配额上限削减起伏会更大。
欧洲电力职业是首要的温室气体排放职业,因而也是遭到排放限额操控、履约减排的要点职业。在欧盟碳商场,从2013年开端,电力部分(运用废气发电和部分中东欧国家的在外)以及捕获、传输和贮存二氧化碳的部分悉数通过拍卖取得配额。关于电网建造较为落后或动力结构较为单一且经济较不发达的10个成员国,欧盟供给了“减损”挑选,答应其在第三阶段的电力部分配额从免费分配逐渐过渡到拍卖,2013年时可以取得最多70%的免费配额,份额逐年递减,到2020年时需求悉数通过拍卖取得配额。终究有8个东欧国家(捷克、保加利亚、罗马利亚、爱沙尼亚、匈牙利、塞浦路斯、立陶宛和波兰)选用了此挑选,拉脱维亚和马耳他抛弃了该方案。
欧洲电力企业可以运用不同类型碳财物(如碳配额EUA、核证减排量CER、减排单位ERU)履约以下降碳减排本钱。关于一同具有煤炭、天然气、生物质等不同发电燃料的电力企业来说,其从事出产经营活动有必要考虑到碳财物价格的影响。发电企业需求对发电燃料价格、电价、不同燃料发生的碳排放量和碳财物价格等数据进行归纳比较,终究确认最优的出产经营活动(挑选何种燃料发电)。
从运转效果看,自2011年起,欧盟碳配额价格一向保持在个位数,进入绵长的低迷期。通过一系列革新,特别是完善强化碳买卖体系的办法为碳商场带来了活泼的信号,欧盟碳配额价格2018年打破了多年在个位数徜徉情况,到2018年末、2019年头已上涨至20欧元/吨以上。2020年下半年,欧盟碳商场持续升温,买卖活泼,碳配额价格接连攀升,7月份已打破30欧元/吨。
碳配额价格上涨最重要的支撑要素来自碳商场参加者对未来气候方针的达观预期。配额总量是依据气候方针决议的,进步气候方针意味着减排力度进一步加大,配额总量每年递减起伏会更大、下降会更快,然后进步碳配额价格。除气候要素外,商场安稳储藏机制亦会对碳买卖商场发生巨大影响。自2019年发动以来,该机制有用削减了过剩流转配额,进步了商场决心。欧委会将和各方在今明两年参议现行商场安稳储藏机制的连续问题。假如商场安稳储藏机制2024年后仍以24%的份额削减超量的排放配额,那么将进一步推高碳配额价格。
2.碳税
欧洲是全球碳税征收最为老练的区域。碳税对欧洲国家,特别对北欧国家削减碳排放、下降能耗、改动动力消费结构发生了活泼的促进效果。2018年以来,一些欧洲国家强化了碳税方针,包含撤销税收减免、与碳买卖准则构成联动等。
碳税是以应对气候变化、削减二氧化碳排放为意图,向化石燃料出产或运用者征收的环境税。它通过添加税赋来进步含碳化石动力价格,以促进能效进步和资源节约运用,相对削减温室气体排放,是世界社会应对气候变化的首要方针办法之一。欧洲几个发达国家是全球碳税征收的前锋,特别以北欧四国为代表,随后从北欧向爱尔兰、冰岛、西班牙、葡萄牙、爱沙尼亚、法国、瑞士、和英国等国逐渐推广开来。全体而言,欧洲是全球碳税征收最为老练的区域。
到现在,全球碳税首要分为两类。一类是将碳税作为一个独自的税种,以芬兰、丹麦、瑞典、挪威和荷兰为代表,这些国家碳税前史较长,比较老练。芬兰是世界上榜首个征收碳税的国家。自从芬兰1990年推出对化石燃料按碳含量征收碳税之后,挪威、丹麦、瑞典也纷繁开征碳税,纳税方针逐渐从一次动力扩展到二次动力如电力等。
另一类并不是将碳税作为一个独自的税种提出,而是将之与动力税或许环境税相结合,首要代表国家是意大利、德国、英国。例如,英国并没有一个确认的税种叫做碳税,可是英国有和碳税功用相似效果附近的税种,如1990年引进的化石燃料税,针对化石燃料进行纳税。2004年英国开端征收气候变化税,这是一种全国性税制,针对天然气、煤、液化天然气和电力征收,以削减二氧化碳排放,应对日益严峻的气候局势。
关于税率水平,碳税全体安稳,欧洲发达国家税率水平相对较高。依据世界银行2018年3月发布的数据,北欧国家碳税水平遥遥领先。瑞典、芬兰、挪威的碳税分别为139美元/吨、77美元/吨、64美元/吨,丹麦碳税略低,也到达29美元/吨。碳税作为一个有用的环境经济方针东西,对北欧国家削减碳排放、下降能耗、改动动力消费结构发生了活泼促进效果。
碳税征收给出了价格信号,但有时缺乏以给企业带来巨大的本钱压力,或许企业或许选用其他手法搬运纳税影响,因而,将纳税和其他手法彼此结合,才干促进这些职业真实选用举动,下降碳排放。如一同运用碳买卖和碳税这两种经济手法,全面掩盖各类经济部分,以进步方针效果、增强减排力度。此前有一些欧洲国家一同选用碳买卖和碳税,但一般掩盖不同部分。冰岛、瑞典、丹麦等对交通燃料征收碳税,不与欧盟碳买卖体系掩盖的工业部分重合。跟着各国气候方针不断强化,一些国家逐渐加大方针力度,进步减排效果,使越来越多的企业遭到碳买卖和碳税的两层操控。2018年,葡萄牙规矩碳买卖体系下的燃煤电厂相同需求交纳碳税。同年,瑞典撤销了碳买卖体系下的热电联产等企业享用的碳税豁免或减免,以加快筛选煤炭的脚步。
(三)鼓舞可再生动力快速打开
依照欧盟可再生动力指令有关规矩,各成员国依据国情拟定了各自的国家可再生动力举动方案和支撑方针,其间绝大多数支撑方针会集在发电职业,包含上网电价、溢价补助、差价合约、绿色证书等。欧洲可再生动力方针机制是鼓舞职业快速打开的要害。
从欧洲可再生动力打开经历来看,一方面,欧洲各国树立了以上网电价为主的补助方针机制;另一方面,在上网电价方针机制的结构下,不断调整详细电价方针,以完成可再生动力的合理有序开发。
欧盟可再生动力方针发端于1997年的《可再生动力白皮书》。尔后,欧盟接连发布2001/77/EC、2003/30/EC等可再生动力指令,到2009年6月欧盟发布可再生动力指令2009/28/EC,基本上已构成相对齐备的可再生动力打开法令结构(见表2)。欧盟委员会要求成员国将可再生动力指令转化为国家立法,并拟定相应的国家可再生动力举动方案和支撑方针。
表2 欧盟可再生动力指令概述
自欧盟榜首个可再生动力指令被选用以来,各成员国出台的支撑机制进一步推进了整个欧盟的可再生动力打开。全体来看,可再生动力支撑方针包含了发电、供热制冷、交通等各个范畴,其间绝大多数支撑方针会集在发电职业。多年来,现已有多种支撑机制和特定方针规划被广泛运用。其间最常用的可再生动力支撑机制有上网电价(FIT)、溢价补助(FIP)、差价合约(CfD)或溢价补助递减、具有配额责任的绿色证书(GC)等(见表3)。
表3 欧盟可再生动力电力鼓舞方针比照
因为方针结构不同,欧洲各国可再生动力上网电价方针并不存在彻底共同的方式,但从运用规划来看,政府强制要求电网企业在必定期限内依照必定电价收买电网掩盖规划内可再生动力发电量的固定上网电价方针是运用最为广泛的方式。固定上网电价方针依据可再生动力品种、装机规划、发电量等要素拟定了有不同的上网电价规范和收买期限,具有很强的针对性和可操作性,为出资者和参加者供给了安稳的预期,极大地影响了可再生动力范畴出资。可是跟着可再生动力开发规划的扩展,固定上网电价方针也带来了政府可再生动力发电补助担负过重和居民电价不同起伏上涨等问题。
欧洲各国可再生动力支撑机制近期的打开趋势是抛弃固定补助。各国政府从此前选用的固定上网电价,转而支撑溢价补助和差价合约。这使得各国政府可以在鼓舞新增可再生动力发电容量的一同,通过这些机制办理补助预算担负。选用溢价补助的代表国家是德国、西班牙、丹麦等,选用差价合约的代表国家是英国。
德国2012年全面引进溢价补助机制。其规划特色是,可再生动力依照电力商场规矩与其他电源无不同竞价上网,承当相似于惯例电源的电力体系平衡责任,一同政府为上网可再生动力供给溢价补助,可再生动力上网电价水平为“溢价补助+电力商场价格”。这种机制的规划,一方面有利于可再生动力运用其低边沿本钱的价格优势完成优先消纳;另一方面,因为电力商场零电价和负电价的引进,电力商场供需平衡信息可以及时传导,也避免了可再生动力的过度出资。
英国从2017年起开端施行差价合约机制。其间心是可再生动力依照电力商场规矩进入电力商场,由政府办理的专门安排与可再生动力发电企业按合同价格签定长时刻合同(该合同价格由投标确认且有必要低于政府指导价)。在买卖过程中,假如商场均匀电价低于合同价,则向发电企业予以补助至合同价;反之须返还高出部分。差价合约机制选用投标确认合同电价的方法,通过合约既保证可再生动力企业的合理收益,又避免了对可再生动力的过度鼓舞。
除了上述最常见的支撑类型之外,欧洲还运用其他支撑机制,如出资补助、借款担保、税收优惠等,或结合多种支撑机制,鼓舞可再生动力打开。因为欧盟各成员国的气候和地舆条件不同,可再生动力工业的规划和实力不同,社会和政治偏好不同,每个国家都挑选了一套适用于本身的方针东西。核算显现,欧洲大多数国家倾向于选用固定上网电价和溢价补助方针。一同,越来越多的国家运用拍卖的方法来施行上网电价和溢价补助。
(四)绿色投融资引导经济资源流向
欧盟的资金东西掩盖动力工业整个立异价值链,参加动力研讨、开发和演示等各个环节,大型出资安排通过绿色信贷、绿色基金等方法,引导经济资源流向更环保的范畴,促进动力转型、动力可持续性打开。
发挥绿色金融的杠杆效果,一方面是要操控并收紧触及化石动力职业的融出资,通过本钱向传统化石燃料企业施压,迫使其向低碳燃料供货商转型;另一方面则是通过绿色信贷、绿色基金等方法,支撑清洁动力技能研制和工业打开,引导经济资源流向更环保的范畴,以绿色融出资,促进动力转型、动力可持续性打开,培养新的添加点。
在欧洲,已出售或许诺出售化石燃料工业出资的大型出资安排包含全球最大主权财富基金挪威政府全球养老基金、欧洲稳妥龙头法国稳妥集团安盛、北欧最大的基金办理公司北欧银行财物办理公司等,特别是政府公共资金正在逐渐撤离化石燃料出资。2018年7月,爱尔兰众议院通过化石燃料撤资法案,爱尔兰主权基金——爱尔兰战略出资基金于五年内出售其在煤炭、石油、天然气等全球化石燃料工业的出资,并制止未来对化石燃料职业再进行任何出资。爱尔兰由此成为全球首个主权基金出资全面撤出化石燃料职业的国家。2019年6月,挪威议会通过决议,要求挪威政府全球养老基金从化石燃料范畴撤出超越130亿美元的出资,转投可再生动力项目,其间估计从煤炭范畴撤资60亿美元,从石油勘探和出产企业撤资70亿美元。这是该基金迄今为止规划最大的撤资,未来挪威政府全球养老基金将动用200亿美元的财物(相当于其办理财物总额的2%)直接投向未上市的可再生动力项目,并优先出资风能和太阳能发电项目。
面对环保压力和政府减排许诺,为下降本身财政危险,荷兰世界集团、法国农业银行、德意志银行、法国巴黎银行等欧洲金融安排,已先后宣告不再为煤电和煤炭发掘项目供给融资。欧洲出资银行则成为全球首个提出削减天然气项目借款的首要多边金融安排。2019年11月,欧洲出资银行宣告,将在2021年末前中止为全部化石动力项目供给借款,包含燃煤发电及天然气发电项目。从2021年末开端,该银行赞助的动力项目二氧化碳排放约束将从此前的每千瓦时发电量二氧化碳排放量不得高于550克,缩减为每千瓦时发电量二氧化碳排放量不得高于250克。未来10年,欧洲出资银行还将为对立气候变化以及可持续打开等相关项目释放出超越10000亿欧元的资金。依据这一出资方针,欧洲绝大多数化石动力项目,乃至包含天然气发电项目,都将扫除在融资规划外。
2014~2020年,欧盟将预算的至少20%投向了气候变化相关活动,资金高达1800亿欧元。欧盟的资金东西掩盖动力工业整个立异价值链,地平线欧洲(Horizon Europe)、立异基金(the Innovation Fund)、现代化基金(the Modernisation Fund),出资欧洲(Invest EU)等多个资金方案参加动力研讨、开发和演示等各个环节。估计欧洲出资银行将在影响私营部分出资方面发挥重要效果。与5年前比较,欧洲出资银行更多地参加了前期阶段和危险更大的动力项目,在支撑动力功率出资和危险更大的立异项目方面发挥着要害效果。如2019年,依据动力技能打开所需的本钱密布度和久远需求,欧洲委员会、欧洲出资银行、打破性动力危险出资公司联合树立欧洲打破性动力出资基金,帮忙欧洲公司开发立异清洁动力技能。
欧盟上调气候方针,将进一步促进欧洲区域可再生动力的大规划出资。路透社指出,假如2030年55%的减排方针终究写入立法,估计2021~2030年期间,欧洲可再生动力范畴将额定添加至少3500亿欧元的出资。欧盟官网指出,为了保证2030年55%减排方针可以获批,将从头修订可再生动力融资机制,旨在帮忙成员国更轻松地取得项目融资以及更快捷地推进协作和项目布置。欧委会确认了资金投入的三大优先考虑范畴,其间面向未来的清洁技能和可再生动力为榜首优先范畴;第二优先范畴是动力功率,特别是改进公共和私家修建物的能耗水平;第三优先范畴是立异动力技能,包含智能交通东西、才智基建、大数据等。
三、动力转型的技能驱动
(一)布置CCUS,促进化石动力清洁化
碳捕集、运用和封存技能是世界公认的最有远景的碳减排技能之一。在世界动力署的可持续打开情形中,2019~2070年间,欧洲运用CCUS技能捕集的二氧化碳中,42%来自电力部分;到2050年,捕获的二氧化碳大部分与化石燃料的运用有关。
碳捕集、运用和封存(CCUS)技能在不改动动力结构的前提下,完成碳的有用封存,是世界公认的最有远景的碳减排技能之一,对全球温升操控方针有着重要的含义。
世界动力署数据显现,2019年欧洲动力相关二氧化碳排放总量为39亿吨。其间电力部分为首要排放源(32%),其次是交通部分(25%),工业制作部分(20%),修建和农业部分(18%)。大约8亿吨二氧化碳为工业排放,首要来自钢铁、水泥和化学品等动力密布型职业。欧洲未来数十年内运转的发电厂还会持续排放二氧化碳。现在,欧洲化石燃料发电厂均匀执役年限为28年(燃煤电厂33年,燃气电厂17年),而均匀技能寿数约为50年。假如发电厂不进行CCUS改造,或许不提早退役,那么在2019~2070年间,上述这些在运的发电厂,再加上建造中和规划中的发电厂,累计将排放超越250亿吨二氧化碳。
欧洲现有CCUS项目首要布置在北海区域,包含挪威1996年投运的Sleipner项目和2008年投运的Sn?hvit项目,这2个项意图二氧化碳封存才能为170万吨/年。此外还有至少11个总封存才能近3000万吨/年的试点和演示项目正在欧洲其他地方打开,其间有冰岛的CarbFix项目,英国的Drax CCS试点项目,瑞典的STEPWISE项目,西班牙的CIUDEN项目和克罗地亚地热发电厂的一个CCS项目。CCUS工业演示项目出现数目逐渐增多、规划逐渐扩展的打开特色。
一同,欧洲CCUS技能的出资环境一向在改进。如欧盟委员会于2020年发动的立异基金对欧盟全部成员国及冰岛和挪威敞开,为CCUS等范畴的打破性技能供给资金;荷兰SDE++方案支撑布置二氧化碳减排技能;英国政府宣告树立不低于8亿英镑(约10亿美元)的碳捕集封存根底设备基金,至少在两地布置CCUS设备。
近来,微软、挪威国家石油公司、壳牌和道达尔签署协作协议,将通过挪威北极光CCUS项目打开协作,并寻觅怎么帮忙欧洲CCUS规范化和扩大布置规划。北极光项目本年取得挪威政府许诺约20亿欧元的赞助,方案每年运送和封存150万吨二氧化碳,并将累计封存1亿吨二氧化碳。挪威政府一同还许诺了约15.5亿欧元,用于赞助挪威Longship CCUS项目,包含水泥厂和废物发电厂的大规划碳捕集方案。
在世界动力署的可持续打开情形中,估计到2030年,欧洲的二氧化碳捕集量将添加到3500万吨左右,到2050年将到达3.5亿吨,到2070年将超越7亿吨(见图4)。2019~2070年间,运用CCUS技能捕集的二氧化碳中,42%来自电力部分,31%来自工业部分,26%来自交通部分。到2050年,捕获的二氧化碳大部分与化石燃料的运用有关。2050年后,生物动力碳捕获和贮存(BECCS)和直接空气碳捕集(DAC)将发挥更为杰出的效果。到2070年,电力部分捕获的二氧化碳中三分之二与BECCS有关。
材料来历:IEA图4 欧洲二氧化碳捕集量添加猜测
(二)打开代替燃料,削减化石燃料运用
1.氢能技能
氢能开发与运用是世界新一轮动力技能革新的重要方向,是动力体系完成脱碳方针的必然挑选。欧洲在打开氢能技能和氢能工业方面具有许多优势。到2050年,估计欧洲氢能发电总量可以到达2250太瓦时,占欧盟动力需求总量的四分之一。
作为清洁动力供给体系的重要载体,氢能开发与运用是世界新一轮动力技能革新的重要方向,是动力体系完成脱碳方针的必然挑选。欧洲在打开氢能技能和氢能工业方面具有以下根底。
首要,欧洲在氢能方面具有强壮的研讨安排,欧盟、国家和区域各级支撑氢能研制。欧盟选用多项行动,如为氢动力出产供给50亿欧元至300亿欧元支撑,将下个长时刻预算中对氢动力项意图扶持资金进步至13亿欧元,通过特别基金项目加大对可再生动力和氢动力根底设备出资等,来推进氢动力技能打开。欧洲氢能学会发布2×40吉瓦绿色氢能建议方案,以支撑欧盟商场绿色氢的出产。德国通过《国家氢能战略》,方案将氢能技能打开成为德国出口的中心事务范畴。2019年,德国宣告出资1.8亿欧元用于打开氢能工业。89个欧洲区域和城市宣告参加燃料电池和氢能联合安排(FCH-JU)提出的氢能转型方案,将一同推进约18亿欧元的严峻出资项目,以到达未来5年在欧洲布置氢能和燃料电池技能的方针。
第二,欧洲在氢能工业价值链上具有很多参加者,可以推进氢处理方案的开发和布置。如欧洲先后通过Ene-field、PACE演示项目推广依据氢燃料电池的热电联产体系,现在现已布置了大约10000套燃料电池微型热电联产设备。欧洲四大燃料电池热电联产企业Bosch、SOLIDpower、Vaillant和Viessmann产能超1000套/年。依据欧盟《氢能道路图》,估计到2040年欧盟将布置超越250万套燃料电池热电联产设备,可节约电网电量15太瓦时,除供电外氢能能满意全部商用修建以及1100万户家庭的供暖需求。在德国,政府通过的kfW433法案,对满意功能要求的燃料电池热电联产设备进行补助,并要求燃料电池体系总功率高于82%,发电功率高于32%,运用寿数到达10年。
第三,欧洲建有巨大的天然气管网,为氢能运用供给了空间。一方面,天然气供给网脱碳需求氢气。来自欧洲天然气输配网络的管道天然气约占欧洲供热用能的40%、发电用能的15%,运用氢代替天然气供热、发电是完成欧洲动力消费低碳转型最有潜力的打开方向。另一方面,完善的天然气管输网络根底设备可以以最低的本钱转换为氢气运送设备。DNV-GL和Kiwa在荷兰联合进行的研讨标明,现有的天然气输配网络只需稍加改造或不做改造,即可用于氢气的运送,这对管道天然气逐渐由氢代替供给了有力的设备保证。也就是说,出产商不需求对管网进行严峻晋级,即可将氢气通过管网输配,或许可以运送用氢气组成的天然气,乃至直接运送纯氢气。这也是欧洲打开氢能的首要优势地址,未来欧洲动力体系转型晋级极有或许会充分运用现有天然气管网。
依据欧委会此前发布的《欧盟氢能战略》,欧盟将分三个阶段打开氢能,榜首阶段将在2024年前建成至少6吉瓦的绿氢项目;第二阶段为2025~2030年,氢能将成为欧盟动力体系的重要组成部分,将有多个区域制氢工业中心——“氢谷”完工;第三阶段为2030~2050年,要点研讨氢能在动力密布型职业的大规划运用。
2019年2月,欧洲燃料电池和氢能联合安排结合17家活泼于氢和燃料电池技能范畴的企业的信息和数据,拟定并发布《欧洲氢能道路图:欧洲动力转型的可持续打开途径》。陈述提出欧洲打开氢能的道路图,清晰到2030年欧洲在氢能发电、氢燃料电池轿车、家庭和修建物用氢、工业制氢用氢等方面的详细方针(见图5)。
材料来历:FCH-JU图5 2030年欧洲各部分用氢方针
到2050年,估计欧洲氢能发电总量可以到达2250太瓦时,占欧盟动力需求总量的四分之一;氢能出产及相关设备的产值将到达8200亿欧元;整个氢能职业可供给540万个高技能工作岗位;欧盟碳排放量将削减约5.6亿吨。
2.生物质能技能
生物质能是仅有可代替化石动力转化成燃料及其他化工质料或产品的碳资源,是应对全球气候变化最有潜力的动力技能方向之一。欧洲是世界上生物柴油产值最大的区域,生物沼气技能世界领先,生物质发电供热在电力和热力体系中发挥着重要效果。
作为清洁可再生的动力方式,生物质能是仅有可代替化石动力转化成液态、固态和气态燃料及其他化工质料或产品的碳资源,也是应对全球气候变化、动力缺少和环境污染最有潜力的打开方向之一。
生物质动力的首要运用方式包含生物液体燃料、生物沼气和生物质发电供热等。在生物液体燃料方面,欧洲以菜籽油为首要质料,是世界上生物柴油产值最大的区域,德国生物柴油已代替一般柴油运用;北欧挪威、芬兰等国现已构成航空生物燃料规划化商场,树立起从质料、炼制、运送到加注和认证的完好工业链。在生物沼气方面,生物沼气提纯后可用来加热、发电或作为车用燃料,欧盟区域沼气技能世界领先,德国、丹麦等国多选用传统全混式沼气发酵工艺,工程技能及配备已到达系列化、工业化水平。2018年,全球沼气产值约580亿立方米,其间德国沼气年产值已超越200亿立方米,瑞典生物天然气满意国内约30%的车用燃气需求。在生物质发电供热方面,生物质发电是可再生动力发电的重要方式,现在全球200多座生物质混燃演示电站中有100多座散布在欧洲区域;欧洲可再生动力供热在供热动力需求总量中占比超越30%的国家有10个(瑞典占比高达70%,芬兰、拉脱维亚和爱沙尼亚占比也都在50%以上),生物质能在这些国家的供热体系中发挥着巨大效果,欧洲独立修建运用生物质供暖的供热锅炉和壁炉供热功率较高。
生物液体燃料可代替石油基燃料运用及后加工,是链接动力企业、特别是石油公司主营事务和新动力事务的最佳结合点之一。在世界动力署的可持续打开情形中,生物质转化为液体燃料这一新式技能将推进全球生物燃料供给快速添加。近年间,欧洲大型石油公司纷繁进入生物质能范畴,测验包含燃料乙醇、生物柴油、航空生物火油等在内的各种生物液体燃料事务。如BP先后收买多家生物动力企业的股份或事务,与杜邦公司树立生物燃料合资公司,首要开发生物燃料丁醇汽油,处理车辆及根底设备与生物燃料兼容性的要害问题。壳牌致力于开发运用第二代纤维素乙醇技能。现在,纤维素乙醇技能可行,但经济本钱偏高,跟着技能进步,未来有望完成规划化商业出产。2019年,道达尔公司出资改建的法国榜首座生物燃料工厂La Mede投产。质猜中70%来自植物油、30%来自处理后的废油,产品为绿色柴油和航空生物火油。
(三)注重体系灵敏性,进步可再生动力布置才能
电力体系灵敏运转才能被视为电力体系优化的要害,对可再生动力并网至关重要。打开灵敏性技能、进步体系灵敏性是欧洲电力体系在高份额可再生动力并网过程中有必要考虑的问题。未来电池储能将成为平衡欧洲电网、替代气电调峰的更优技能挑选。
欧洲是全球可再生动力打开程度较高的区域。高份额可再生动力并网必然会对电力体系的平衡和安稳运转发生许多影响,而且这些影响会跟着可再生动力浸透率的进步而逐渐增强,这是各国电力体系在高份额可再生动力并网过程中有必要考虑的问题。电力体系灵敏运转才能被视为电力体系优化的要害,进步体系灵敏性对可再生动力并网至关重要。为进步可再生动力布置水平,欧洲首要在以下几个方面进步现有电力体系灵敏性。
在电源侧,广泛运用各种发电机组灵敏性进步技能,进步除风电和光伏之外其他发电厂的灵敏度。依据欧洲动力转型智能网络技能与立异渠道(ETIP SNET)发布的《2021-2024年归纳动力体系研制施行方案》,未来4年欧洲在发电灵敏性方面首要研制演示使命包含:开发用于风力涡轮机和太阳能光伏最大功率点追寻的有用控件,以完成灵敏性和储藏同享;添加水力发电和抽水蓄能电站运转灵敏性;进步火电灵敏性;运用碳中性燃料进步火电燃料灵敏性;开发和测验集成灵敏中小型火电、供热和制冷、储能的处理方案等。
在电网侧,为了添加电网互联容量,欧盟提出2020年各成员国跨国输电才能至少占本国装机容量的10%,2030年要到达15%。现在,德国和邦邻电网间的电力交流才能现已到达25吉瓦,占其总装机容量的12%、冬天最高负荷的30%。欧洲输电体系运营商联盟(ENTSO-E)每两年发布一次电网十年打开规划(TYNDP),ENTSO-E最新发布的TYNDP对跨国电网进一步互联进行了详细规划,运用场景剖析深化研讨高份额可再生动力结合电动轿车、智能电网和储能等和电网体系的交融,推进体系协调打开。
在用户侧,借助于完善的商场机制,欧洲各国遍及打开了需求侧呼应,引导用户依据商场情况改动电力需求,以保持体系平衡。进步电力需求侧的灵敏性,首要是归纳运用储能、热泵、电动轿车、智能电表等技能手法,进步负荷的可调理性。依据AFRY办理咨询公司的剖析,估计未来10年,欧盟27个成员国的需求呼应容量将添加一倍以上,从现在的7吉瓦添加到15吉瓦。欧盟电力体系正在变得越来越智能化和分散化。
在电源侧、电网侧和用户侧选用储能技能,进步这些环节的灵敏性。现在,欧洲电网侧储能装机容量缺乏2吉瓦,其间约四分之三是锂离子电池,其他技能包含铅酸、氧化复原液流和钠基电池。欧委会数据显现,现在英国电池储能装机容量约为880兆瓦,是欧洲最大的商场份额;德国电池储能装机容量约530兆瓦。据悉,英国有1350万千瓦电池储能项目正在等候建造。
伍德麦肯兹最新研讨数据显现,在欧洲5大电力商场(英国、德国、法国、意大利和西班牙),波动性可再生动力发电(风电、光伏发电)最快有望在2023年成为最大的发电来历。在欧洲上述几个电力商场中,未来将接入较大份额的风电、光伏及其他可再生动力,到2040年,估计将新增169吉瓦风电和172吉瓦光伏发电装机。为了平衡可再生动力激增,抽水蓄能电站、天然气调峰电站、储能体系、电网互联项目等灵敏性资源必不可少。估计体系灵敏性资源将从2020年的122吉瓦添加到2030年的202吉瓦、2040年的260吉瓦(见图6)。
天然气调峰电站就现在而言,是欧洲电力商场重要的灵敏调理电源,但因为燃料和碳价格不断上涨,技能本钱却没有大幅下降,在减排方针驱动下,到2030年,储能体系将替代天然气调峰电站。欧洲5大电力商场储能装机容量估计将从现在的3吉瓦(不含抽水蓄能)添加至2030年的26吉瓦、2040年的89吉瓦。伍德麦肯兹猜测以为,到2040年,上述商场具有的储能容量有望完成体系的秒级平衡,其间大部分将来自于电网侧电池储能体系。到时电池储能将成为平衡欧洲电网、替代气电调峰的更优技能挑选。
材料来历:Wood Mackenzie图6 欧洲5大电力商场可再生动力和灵敏性资源新增装机猜测
(四)推进数字化进程,进步动力运用功率
动力和资源数字化后,被智能化分配,以便在适宜的时刻、适宜的地址以最低的本钱供给动力,动力运用功率可得到大幅进步。欧洲区域在动力数字化技能的开发和运用方面走在世界前列。
跟着新一轮科技革新和工业革新加快鼓起,云核算、大数据、物联网、移动互联、人工智能、区块链等数字化技能与动力工业有机相融,引领动力工业革新。各国在动力转型过程中,将动力体系与信息技能、数字技能等深度交融,抢占未来动力科技的战略制高点。欧洲区域在动力数字化技能的开发和运用方面走在世界前列。
以区块链技能为例。作为推进动力职业数字化的热门技能,区块链技能将极大改动动力体系出产和买卖方式,动力买卖主体可以点对点完成动力产品出产、买卖、动力根底设备同享,动力区块链可以完成动力的数字化精准办理,正在向动力买卖、动力融资、碳证买卖和绿证核发、散布式动力等动力互联场景不断延伸。依据世界可再生动力署2019年发布的数据,全球区块链动力草创公司有超越46%散布在欧洲区域。触及到详细项目,2019年12月MINDSMITН联合SKOLKOVO Energy Centre发布的《电力职业区块链项目和出资者分类陈述》显现,到2019年,全球电力职业共发动了234个区块链项目,其间欧洲区域占到了项目总数的近一半。
依据世界动力署《数字化和动力》中的猜测,在欧盟,到2040年仅通过数字化需求呼应和添加存储就可以将光伏发电和风力发电的弃电率从7%降至1.6%,然后削减3000万吨二氧化碳排放。
欧洲各国纷繁选用办法,推进数字化进程,将智能数字化实时办理和操控体系引进到动力体系,以完成进步能效的意图。2019年,德国出台《动力转型数字化法案》,方案施行智能电网并布局动力互联网项目,加强对网络进犯和大规划停电的防护,使小型动力体系之间的衔接愈加智能、高效。芬兰持续发挥在可再生动力供热与优化动力体系方面的优势,通过智能电表等设备,快速搜集用户的电力需求、用电情况、电力价格等变量,以便完成自动化需求呼应,更好地调理电力供需。
一些大数据公司将电力企业很多、杂乱、无序的智能仪表数据与气候数据、修建物信息等结合起来,通过深度剖析发掘后,完成商业智能剖析,然后辅佐办理人员进行决议计划,对出工事务进行智能调控。德国E.ON电力公司依据大数据技能完成实时用电查询,除了可以监测电网情况和丈量用户用电,还可将前史24个月电表数据存储并加密维护,供给实时用电消费核算及实时查询。英国国家电网公司完成了依据大数据技能丈量设备财物信息、设备运转数据、气候信息、腐蚀速率等相关信息,并完成财物战略办理。跟着大数据剖析及机器学习、区块链、散布式动力办理和云核算等数字技能在动力出产、运送、买卖、消费及监管等环节的深化运用,动力范畴,特别在动力转型过程中,智能数字化实践运用正在变得益发多元。
四、对欧洲动力转型的考虑
(一)各国利益诉求不同影响欧洲动力转型全体进程
动力问题关于推进欧盟构成曾发挥了重要效果,现在动力转型仍是欧盟协作的重要内容。但是因为各国利益诉求不同,欧盟在气候管理和动力转型的方针决议计划中,往往难以到达其偏好性的一同挑选,特别是中东欧国家,鉴于本身的经济、政治和自然资源情况,在动力打开等问题上有着共同的情绪和态度,对欧盟全体的方针推广构成必定的控制,也给欧洲的碳中和方针带来冲击。
关于2019年年末欧盟正式发布的《欧洲绿色协议》,在欧盟内部,以波兰为代表的严峻依靠化石燃料的成员国,发起了激烈抵抗,呼吁欧盟在拟定方针时不要一刀切。波兰是中东欧大国,也是欧洲温室气体排扩大户,其国内80%的动力依靠煤炭,煤炭利益集团在波兰具有强壮的影响力,而且得到了煤炭工会的支撑。波兰动力转型本钱明显高于欧洲其他国家。波兰政府表明,波兰动力经济过渡需求数千亿欧元,因而期望欧盟答应严峻依靠化石燃料的经济体在2050年今后具有额定时刻向绿色动力过渡。在此前的联合国气候变化大会(COP24)上,波兰作为主办国提出了“一同改变”的标语,还向联合国提交了《联合和公平过渡西里西亚宣言》,呼吁世界各国维护受动力转型影响的工业工人。动力转型在很多运用燃煤的国家中引发的工作和社会问题由此可见一斑。
考虑到严峻依靠化石动力的国家诉求,乃至还要考虑到这些国家因为各种社会问题在动力打开走向上存在的差异和分解,是欧洲推广全体动力方针、推进全体动力转型过程中面对的一大应战。
(二)动力转型需各终端用能范畴协调打开
如前所述,欧洲动力转型在电力部分打开敏捷,可是在电力部分以外,动力转型才刚刚开端。在交通
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