■文/陳曉徑(中國國際問題研究院歐洲研究所)
本文在分析歐盟重塑能源系統(tǒng)本質(zhì)的基礎(chǔ)上,回顧其背景,梳理其基本架構(gòu)和技術(shù)抓手,提出中方可以“十四五”現(xiàn)代能源體系規(guī)劃與歐盟重塑能源系統(tǒng)對接,在熱泵、生物甲烷和可再生能源消納三方面加強中歐科技合作。
歐盟重塑能源系統(tǒng)既是針對俄羅斯將天然氣“武器化”的應(yīng)急方案,也是提高自身韌性、確保綠色轉(zhuǎn)型的長遠策略。從中長期看,熱泵、生物甲烷和氫能將是歐盟試圖終結(jié)對俄羅斯天然氣依賴的重要技術(shù)抓手,無論歐盟與俄羅斯“能源脫鉤”前景如何,中國均可從上述三大領(lǐng)域?qū)で髮W合作機會,積極做好歐盟重塑能源系統(tǒng)與我國“十四五”現(xiàn)代能源體系規(guī)劃的對接。
近兩年來,歐盟能源形勢日趨嚴峻。一方面,節(jié)能減排目標越定越高。2019年底,著眼2050年打造全球首個“‘氣候中和’大陸”的“綠色新政”既出,2021年夏即加快立法進程,出臺“Fit for 55”一攬子氣候法案,旨在“到2030年將溫室氣體排放量在1990年基礎(chǔ)上至少降低55%”,2022年春又提出借助常規(guī)減排手段和碳移除技術(shù)“到2030年實現(xiàn)‘氣候中和’”。而另一方面,歐盟能源系統(tǒng)一直面臨安全、廉價、可持續(xù)的“三難困境”。傳統(tǒng)化石能源足夠安全但不可持續(xù),且因依賴進口而受國際市場價格波動影響較大,已成為歐盟淘汰的對象,僅有天然氣被列為過渡能源獲準在利于綠色轉(zhuǎn)型的條件下使用;同樣被視作過渡能源的核能足夠廉價并具可持續(xù)性,法國對其依賴嚴重(3/4的電力來自核能)且一直致力于國際推廣,但其安全隱患一直無法取信于以德國為首的諸多成員國;風(fēng)能、光能為代表的可再生能源兼顧安全和可持續(xù)特征,卻因規(guī)?;行钑r日和產(chǎn)能不夠穩(wěn)定等因素難以滿足廉價要求。
2021年歐盟已經(jīng)歷了多重因素導(dǎo)致的能源危機。能源危機的表現(xiàn)有四:一是能源部門通貨膨脹率在夏季攀升至17.4%,導(dǎo)致歐元區(qū)經(jīng)濟通脹率達到13年來最高水平,9月份的數(shù)值是3.4%,12月份則增至5%。二是天然氣價格暴漲,9月份的現(xiàn)貨價格是兩年前同期的6.5倍,此后受寒冬影響,TTF基準荷蘭天然氣期貨價格一度達到131歐元/兆瓦時,在歷史上首次超過油價。三是高價很快反映到消費者的電價賬單上,由于歐洲電網(wǎng)發(fā)電量的22%來自天然氣發(fā)電,因此整售電價是2010—2020年平均值的7.5倍,電價在12月份曾經(jīng)高于400歐元/兆瓦時,殃及超過3/4的歐洲人。四是因產(chǎn)能受限,能源密集型工業(yè)產(chǎn)品的價格隨之上漲,鋁價飆升至13年來新高,達3000美元/公噸。歐盟安全研究所(European Union Institute for Security Studies)認為,導(dǎo)致歐盟能源危機的外部原因是極端天氣和疫后復(fù)蘇使得需求上升,而供應(yīng)受限和資金吃緊又無法保障足量供給;內(nèi)部原因則包括風(fēng)電產(chǎn)能不足、天然氣資源減少、天然氣儲量創(chuàng)歷史新低、俄羅斯缺乏增加管道天然氣供給的意愿和能力等;此外還有歐盟氣候政策、缺乏戰(zhàn)略儲備、電價制定等其他原因共同作用。
2022年春爆發(fā)的俄烏危機使歐盟能源安全雪上加霜。歐盟在煤炭、石油、天然氣三類化石能源上都深度依賴俄羅斯,維持較好的歐俄關(guān)系本利于歐盟能源安全;但同情、支持烏克蘭的立場與不斷加碼對俄羅斯經(jīng)濟、金融、政要的制裁使得歐俄交惡,俄羅斯隨時可通過減供、斷供、以盧布結(jié)算等手段“脅迫”歐盟、實現(xiàn)反制,使之承受巨大能源供應(yīng)壓力。在煤炭方面,硬煤和蒸汽煤都是歐盟“軟肋”。歐盟褐煤生產(chǎn)尚能自給自足,但硬煤消費在逐步淘汰煤炭的背景下不降反升,自俄羅斯進口硬煤量從1990年的800萬噸增至2020年的4300萬噸。從用途看,俄羅斯煤炭占歐盟冶金煤進口總量的20%~30%和蒸汽煤進口總量的70%,德國、波蘭的煤電廠尤其依賴俄煤。在石油方面,俄油在歐進口總量中占比不高但難以被完全替代。歐盟是全球第二大石油進口地區(qū),俄羅斯則是全球第一大石油出口國,2021年數(shù)據(jù)顯示:歐盟石油進口量為1500萬噸/天,其中自俄羅斯進口達350萬噸/天。歐盟試圖替代俄油存在三大瓶頸:一是歐盟內(nèi)部輸油基礎(chǔ)設(shè)施多為自東向西,如果反向輸送原油與石油產(chǎn)品,就會帶來運力負擔,鐵路、公路、水路網(wǎng)絡(luò)都得重新統(tǒng)籌;二是不少精煉廠對俄油品質(zhì)最為適應(yīng),即便是改煉在品質(zhì)上較為接近的伊拉克和伊朗石油,也存在技術(shù)挑戰(zhàn);三是在替代俄羅斯原油的同時,還需要替代柴油、石腦油、燃油等精煉產(chǎn)品,精煉商需要增產(chǎn)10%才能補償生產(chǎn)線調(diào)整造成的損失。在天然氣方面,俄羅斯管道天然氣對歐盟意義重大。俄輸歐天然氣占歐盟進口天然氣總量的40%,鑒于2022年3月初歐盟的儲量只有26%,一旦俄羅斯對歐盟減供且歐盟在10月1日前無法完成足量液化天然氣采購,2022年冬天的“氣荒”勢必難以避免。
歐盟對俄羅斯能源深度依賴導(dǎo)致其缺乏底氣主動、徹底斷供,而且成員國對此分歧較大。從時間上看,盡管2022年2月底戰(zhàn)爭爆發(fā)后歐盟第一時間宣布對俄制裁,先后涉及金融、軍民兩用品、普京與寡頭資產(chǎn)凍結(jié)、相關(guān)個人與機構(gòu)等內(nèi)容,但對俄煤炭禁運直到4月初才提出,可謂迫不得已的決定。3月初美英兩國即主導(dǎo)對俄石油禁運,而歐盟并未積極回應(yīng),5月初歐委會才宣布對俄石油禁運,但各成員國遠未形成統(tǒng)一立場,博弈近一個月后僅達成“遠非理想的妥協(xié)方案”:匈牙利、斯洛伐克、捷克等中東歐內(nèi)陸小國均爭取到特殊處理,享有較長過渡期,致使制裁效果大打折扣。在對俄天然氣禁運問題上,歐委會主席馮德萊恩希望能在2027年擺脫俄氣,4月得到以色列以離岸形式輸氣入歐的積極回應(yīng),但業(yè)內(nèi)人士認為此舉成本太高,即使加上來自美國、卡塔爾的液化天然氣,完全替代俄氣尚需時日且代價不菲。
從國別上看,歐盟各成員國在對俄能源制裁問題上分歧較大。俄羅斯的近鄰主張加大力度,如芬蘭認定“只要購買俄羅斯能源就是在為戰(zhàn)爭提供財政支持,就是大問題”,波羅的海三國已決定到2025年脫離自蘇聯(lián)時代使用至今的俄系電網(wǎng),立陶宛前總統(tǒng)格里包斯凱特聲稱“為能源支付更多以換取自由和獨立的做法值得西方借鑒”。而稍遠的鄰國如德國、奧地利、荷蘭等則對制裁持保留態(tài)度,德國的反對力量最大:正是因其阻撓,歐委會對俄煤炭禁運的決定被拖延了3個月;對俄石油禁運也得等德國工業(yè)界立場軟化才能成為現(xiàn)實,在相當長的時間內(nèi)柏林方面只強調(diào)盡快淘汰化石能源,并不支持對俄石油禁運;基爾世界經(jīng)濟研究所估算,俄羅斯天然氣突然斷供將致使德國經(jīng)濟2022年減速1.9%、2023年縮減2.2%,兩年國內(nèi)生產(chǎn)總值損失合計2200萬歐元,超過年經(jīng)濟產(chǎn)出的6.5%。比利時首相德克羅的表態(tài)較為中立:對俄制裁必須保證俄羅斯受損多于歐盟,能源制裁需謹慎,“我們不能與自己為敵”。至于匈牙利、斯洛伐克、捷克、保加利亞等中東歐小國,由于對俄羅斯能源依賴嚴重且作為陸地國家不便連接海運能源,對制裁的態(tài)度就更為微妙。
既然能源安全無法保障而能源制裁又缺乏底氣,“重塑能源系統(tǒng)”就成為歐盟眼下的可行選擇。2022年3月8日,俄烏沖突爆發(fā)兩周內(nèi),歐委會即出臺《重塑歐盟能源系統(tǒng):聯(lián)合行動促進更加廉價、安全、可持續(xù)的能源》(RepowerEU: Joint European action for more affordable,secure and sustainable energy)文件,應(yīng)急方案和長遠策略并舉,為2030年前終結(jié)對俄羅斯化石能源“危險的過度依賴”勾畫藍圖。
從短期看,歐盟擬通過抑制價格和多樣化供給的雙重措施盡量避免或減緩2022年冬天的“氣荒”。在抑制價格方面:通過價格監(jiān)管保持零售能源價格總體可控,保障消費者利益和經(jīng)濟活力;對“高得離譜的電價帶來的意外收益”額外征稅,合理運用碳排放交易體系收入(2021年1月—2022年2月碳排放交易體系已為國家預(yù)算貢獻300億歐元),為成員國提供資金保障;訴諸國家補貼,參照疫后復(fù)蘇措施制定“臨時危機框架”幫助企業(yè)應(yīng)對因俄烏危機而飆升的能源成本;借助市場手段,評估如何優(yōu)化電網(wǎng)市場設(shè)計。在多樣化供給方面:據(jù)歐委會第一副主席蒂默曼斯介紹,到2022年底替代1000億立方米的俄羅斯天然氣,占目前歐盟自俄羅斯進口天然氣總量的2/3。歐盟對俄羅斯天然氣公司(Gazprom)缺乏信任,2009年俄羅斯切斷對烏克蘭供應(yīng)天然氣事件后,歐方已加大液化天然氣基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè),為減少對俄管道天然氣依賴做準備,液化天然氣進口從當時的40億立方米/月已增至現(xiàn)今的100億立方米/月。具體到落實層面則包括:3月底出臺“天然氣最低儲量”法案,設(shè)定到11月1日前完成儲氣能力80%的目標;支持以聯(lián)合采購為代表的“協(xié)同儲氣”,成員國共享訂單、匹配需求;繼續(xù)對供應(yīng)商尤其是俄氣公司實施行為調(diào)查。
從長期看,歐盟更加堅定地推動清潔能源轉(zhuǎn)型,通過發(fā)展可再生能源提高自身獨立性。清潔能源轉(zhuǎn)型本是“綠色新政”和“Fit for 55”氣候法案的內(nèi)在要求,在完全付諸實施的情況下,預(yù)計到2030年歐盟整體天然氣需求有望降低30%,即減少1000億立方米。不過,鑒于工業(yè)、電力部門的路徑依賴以及天然氣相較于煤炭、石油的“清潔”屬性,俄烏沖突爆發(fā)前(2022年2月初)歐委會已將天然氣認定為“加快去碳化進程的過渡能源”,預(yù)計近期歐方天然氣需求將不降反升,俄氣本可以繼續(xù)順利輸歐甚至增加盈利。但俄烏沖突爆發(fā)凸顯俄氣的“武器化”與“不可信”特征,迫使歐盟在減少對俄氣進口依賴的同時,加速轉(zhuǎn)向更加廉價、可信賴的可再生能源。具體做法包括:安裝更多的屋頂太陽能電池板、熱泵與節(jié)能設(shè)施,提高建筑能效;通過電氣化和綠氫使用加強低碳工業(yè)的制造能力;提高可再生能源審批速度,布局相關(guān)項目,改進電網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施;提振歐盟的生物甲烷雄心,到2030年實現(xiàn)350億立方米/年的生產(chǎn)能力;依賴“氫能加速器”計劃,增強儲存和運輸能力,以1000萬噸進口綠氫和500萬噸自產(chǎn)綠氫替代俄羅斯天然氣。更引人矚目的是,歐盟在4月初高調(diào)宣布到2030年實現(xiàn)“氣候中和”,其中60%靠減排,40%將借助碳移除技術(shù)。
重塑能源系統(tǒng)的舉措中有三大技術(shù)抓手值得注意,分別是熱泵、生物甲烷和氫能。
第一大技術(shù)抓手是熱泵。熱泵用于建筑領(lǐng)域?qū)⒂兄跉W盟降低對俄天然氣依賴。熱泵能將低溫處熱能抽取到高溫處,其熱源可來自地熱、水、空氣甚至廢氣廢液。由于歐盟40%天然氣采自俄羅斯且歐盟天然氣有半數(shù)用于建筑取暖,若能以熱泵供暖取代天然氣供暖,則可借此降低俄輸歐天然氣消耗量。從取暖用途看,100萬個熱泵若置于新造獨棟房屋可減少11億~15億立方米天然氣用量,若替代已有建筑中的鍋爐則可減少20億~25億立方米天然氣用量;從供應(yīng)熱水用途看,100萬個熱泵可節(jié)省3億~4億立方米天然氣;規(guī)模應(yīng)用有助于提高收益,50兆瓦區(qū)域供熱熱泵能達到2500~5000個小熱泵的供熱效果。更可喜的是,熱泵取暖實現(xiàn)起來并不困難,不僅新建筑已視熱泵為標配,而且老舊建筑經(jīng)過智能改造也能用上熱泵。
近十多年來歐盟熱泵產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅猛,年銷量從2005年的不到50萬個攀升至2021年的200萬個,在整個加熱器市場中已占據(jù)25%的份額。在重塑能源系統(tǒng)框架下,歐盟已啟動“熱泵加速器”計劃提振決策者對熱泵的信心,讓熱泵成為“可接受的政治選擇”,讓“清潔取暖”在價格上更具優(yōu)勢,同時保持已有市場活力并培訓(xùn)足量、合格的從業(yè)者,資助相關(guān)研發(fā)。空氣—水熱泵將迎來發(fā)展機遇,預(yù)計到2026年安裝1000萬個,2030或2031年前安裝3000萬個。在充分實現(xiàn)可再生能源轉(zhuǎn)型和有效供熱、供冷的情況下,熱泵的市場預(yù)期可望達到2026年的1800萬個和2031年的5300萬個。
第二大技術(shù)抓手是生物甲烷。生物甲烷由沼氣凈化提純獲得,堪稱“綠色天然氣”。有機物分解腐爛的過程中會釋放生物氣體(沼氣),其中45%~85%為甲烷,可當作交通燃料,并入天然氣電網(wǎng)或用于發(fā)電和供暖,實現(xiàn)“變廢為寶”。生物甲烷能同時滿足安全、廉價和可持續(xù)三重標準:“安全”是因其能以恒定速度生產(chǎn),比太陽能和風(fēng)能穩(wěn)定,而且儲存起來比較容易;生產(chǎn)和交易均可在歐盟內(nèi)進行,避免對外能源依賴;“廉價”的理由在于幾乎無需新建基礎(chǔ)設(shè)施,已有天然氣基礎(chǔ)設(shè)施可隨時轉(zhuǎn)為生物甲烷所用,消費者負擔較輕;“可持續(xù)”則表現(xiàn)在原料易得,肥田作物、植物和動物代謝產(chǎn)物、家庭生物廢棄物以及工業(yè)、商業(yè)有機廢物均可,能借此減少整個價值鏈的排放。
歐盟已是全球最大的生物甲烷生產(chǎn)地,但還需加大規(guī)?;赃M一步釋放潛力。具體可通過下列措施:一是增加6000個沼氣池、3000個沼氣升級裝置和500個生物氣體—甲烷廠家;二是將生物氣體升級為生物甲烷,使之不再局限于本地發(fā)電和供暖,而是并入天然氣電網(wǎng);三是投資商用氣化生產(chǎn);四是繼續(xù)進行技術(shù)創(chuàng)新;五是推廣“生物氣體提供者權(quán)利”,保障農(nóng)民積極性、土壤質(zhì)量和生物多樣性;六是增加市場流動、邊境交易并增進對生物甲烷經(jīng)濟貢獻的認知。2030年前生物甲烷主要生產(chǎn)方式為廢物厭氧消化、農(nóng)業(yè)殘余生物質(zhì)以及食品工業(yè)、市政廢物,2030—2050年則需訴諸“林業(yè)廢物氣化”以期到2050年實現(xiàn)年產(chǎn)1000太瓦時以上的目標。
第三大技術(shù)抓手是綠色氫能。綠色氫能被視作“未來經(jīng)濟的中樞性元素”,其要義在于儲存和運輸綠色能源,對加速化石能源密集型產(chǎn)業(yè)和遠距離交通“去碳”至關(guān)重要。歐盟發(fā)展綠色氫能擬分兩步走:到2030年前,免受歐盟競爭規(guī)則約束以吸引投資者;2030年后才開始嚴加管理,具體規(guī)則包括能使運營商獨立于能源供應(yīng)商的“所有權(quán)分離”、第三方與跨境合作方獲取服務(wù)需要的資費等。歐盟將參照已有“輸氣運營商協(xié)會”(ENTSOG)經(jīng)驗,打造“輸氫運營商協(xié)會”(ENNOH),以推動相關(guān)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)、方便跨境協(xié)調(diào)與中轉(zhuǎn)、出臺技術(shù)規(guī)則。
歐盟將通過幾項措施加速布局氫能。一是打造“氫谷”。即在成熟的一體化產(chǎn)業(yè)集群分享氫能基礎(chǔ)設(shè)施,如比利時的安特衛(wèi)普地區(qū)和西班牙的加泰羅尼亞地區(qū),但有觀點認為東歐國家可能被落下。二是進行認證。防止灰氫(化石能源制氫)、藍氫(碳捕獲與碳儲存制氫)、粉氫(核能制氫)與綠氫(可再生能源電解制氫)混淆,方法是建立統(tǒng)一數(shù)據(jù)庫但可行性仍在探討,而且企業(yè)可能大量購買可再生能源電力制氫,反倒讓終端用戶無法獲得急需的風(fēng)能與光能。必須明確用來制氫的電力是無法消納的額外電力,企業(yè)甚至得每隔15分鐘提供“額外電力”的證據(jù)并在大型可再生能源電站附近安裝電解設(shè)備以避免電網(wǎng)擁堵。三是籌集資金。據(jù)工業(yè)利益集團估算,在能夠改造使用原有天然氣管道的情況下,構(gòu)建“歐盟氫氣支柱”仍需高達270億~640億歐元的資金,而且還得向新入市企業(yè)合理攤派相關(guān)基建費用,保證新老參與者公平競爭。
2022 年3 月末, 國家發(fā)展改革委和國家能源局出臺《“十四五”現(xiàn)代能源體系規(guī)劃》(以下簡稱“能源規(guī)劃”),在“雙碳”目標指導(dǎo)下加快推動能源系統(tǒng)綠色低碳轉(zhuǎn)型,要求“深化中歐能源技術(shù)創(chuàng)新合作”,“加強與有關(guān)國家在先進能源技術(shù)和解決方案等方面的務(wù)實合作”。我國“能源規(guī)劃”與歐盟重塑能源系統(tǒng)文件同月出臺,在時間上存在巧合卻從內(nèi)容上凸顯中歐的高度共識:雙方盡管能源資源稟賦不同,但都堅決走綠色低碳發(fā)展道路,并在2030年前著眼減少化石能源依賴、大力發(fā)展可再生能源。而且中歐在轉(zhuǎn)型路徑上存在可對接之處:歐盟主推的三大技術(shù)抓手已覆蓋能源、建筑、交通、工業(yè)、農(nóng)業(yè)等五大領(lǐng)域,與我國“能源規(guī)劃”的優(yōu)先項相符,中歐可就此深化合作,特提建議如下。
一是借鑒歐盟“熱泵加速器”做法,在中部和南部地區(qū)重點推廣熱泵,同時加大支持我國對歐盟熱泵出口。我國“能源規(guī)劃”中有“因地制宜推廣空氣源熱泵、水源熱泵等新型電采暖設(shè)備”以“提升終端用能低碳化電氣化水平”內(nèi)容。中部和南部地區(qū)溫暖的自然環(huán)境對熱泵的季節(jié)性性能指數(shù)十分有利,據(jù)國際能源署認定可達4.5~7,是因地制宜的較好選擇,熱泵有望助力我國黃河以南地區(qū)成為“能源低碳轉(zhuǎn)型引領(lǐng)區(qū)”。此外,鑒于近10年我國熱泵增幅和增量均強于歐盟(2010—2020年間中國熱泵安裝量從218萬個增至577萬個,歐盟則從107萬個增至218萬個),而且對歐出口態(tài)勢良好尤其是泳池熱泵受到歡迎,我國可在能效標識、排放標準、信息推廣等方面下功夫,為熱泵對歐出口提供便利。
二是依托生物氣體和生物甲烷促進鄉(xiāng)村能源變革與清潔取暖,參照歐盟“生物氣體提供者權(quán)利”(biogasdoneright)保護還利于民。該理念在意大利和法國部分地區(qū)已有成功實踐,有待在德國、羅馬尼亞和波蘭等農(nóng)業(yè)產(chǎn)區(qū)推廣。相比于片面注重產(chǎn)出、忽略農(nóng)業(yè)系統(tǒng)改善的“生物能源”理念,“生物氣體提供者權(quán)利”是一種全新的范式和商業(yè)模式,能為可持續(xù)、大規(guī)模的生物能源提供保障。其原則包括:常規(guī)種植糧食作物,擯棄“食物與燃料”對立觀念;種植雙份作物充當青貯飼料,飼料殘渣和牲畜糞便一起進入沼氣池,沼氣池通過凈化、提純生物氣體獲得生物甲烷,并通過燃燒生物氣體發(fā)電,實現(xiàn)遠距離輸送和并網(wǎng),其沼渣沼液用于澆灌主要糧食作物。該理念的益處在于還利于農(nóng)民:沼渣沼液為作物提供營養(yǎng),可減少化肥購買和溫室氣體排放,并節(jié)省灌溉用水,提升土壤的碳含量和營養(yǎng)含量,提高農(nóng)場產(chǎn)出,實現(xiàn)“基于自然的碳捕獲與碳儲存”。我國在打造富民生物氣體產(chǎn)業(yè)時可參照上述先進理念。
三是加大規(guī)模布局可再生能源發(fā)電和制氫產(chǎn)業(yè),以特高壓輸變電線路聯(lián)動西部清潔能源基地和中、東、南部重點能耗地區(qū),探索可為歐盟所用的可再生能源區(qū)域互濟經(jīng)驗;同時借鑒歐盟可再生能源制氫管理模式?!笆奈濉逼陂g我國西部清潔能源基地年綜合生產(chǎn)能力將達3.5億噸標準煤以上,勢必需要通過電力外送和制氫、儲運的方式予以消納。在外送方面,特高壓技術(shù)具備功率大、能耗低、輸電距離遠的優(yōu)勢,已在“十三五”期間為構(gòu)建能源運輸主動脈發(fā)揮重要作用,合理配置了“東、西、南、北”和“水、火、風(fēng)、光”。特高壓技術(shù)完全可以為歐盟所用,因為歐盟不同成員國之間可再生能源分布不均,同樣存在互利共享需求。在制氫、儲運方面,歐盟關(guān)于就近就地開發(fā)利用的管理模式多有探討,不同利益攸關(guān)方的聲音更容易被聽到,我國可對此保持關(guān)注,隨時借鑒其較為優(yōu)化的解決方案。