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发展清洁能源需要技术创新

2014年11月APEC会议期间,在中美双方发布的联合声明中,中国首次提出计划2030年左右二氧化碳排放达到峰值,并计划到2030年非化石能源占一次能源消费比重提高到20%左右。国家能源局提出到2020年将煤炭消费总量控制在42亿吨左右,同时大力发展清洁能源,争取到2020年清洁能源消费比重达到15%。考虑到2013年这一比例仅为9.8%,上述规划意味着需要有足够的清洁能源来替代煤炭,要求水电、核电、风能、太阳能清洁能源需要有大幅度发展。由于围绕水电、核电发展的种种约束和争议,可再生能源的风能和太阳能发展的潜能备受关注。

成本是核心问题

制约可再生能源发展的诸多因素之中,成本是核心问题。我们常将风能和太阳能称作新能源,自然说明其开发较晚,且成本高于传统能源。经过近十年全球范围内的新能源加速发展,在部分地区,某些可再生能源已经可以与传统能源成本相比拟,然而考虑到可再生能源自有的不确定性等特征,要实现大规模支持社会运行与发展,其成本仍须进一步降低。在可再生能源发展中,政策支持和技术创新是其成本降低的两条基本路径。

然而,一方面,对可再生能源的政策支持往往具有不确定和不可靠性。通常国家在经济向好,财政盈足的时期,对可再生能源的支持意愿较为充分;而在经济下行之际,其支持力度往往受到限制而骤降。以德国光伏补贴为例,受宏观经济掣肘,2012年德国削减其光伏补贴,且将补贴额与新增装机容量挂钩,新增装机扩大则意味着进一步削减补贴幅度。光伏成本降低速度能否跟上补贴降低速度引起了行业的普遍担忧。

澳大利亚的碳税则是更为鲜明的例子。2012年7月澳洲正式实施碳税方案,同时大力推进可再生能源的发展。通过增加传统化石能源的成本来增强清洁能源的竞争力,是另一种对可再生能源发展的政策支持方式。然而在施行两年之后,澳大利亚联邦参议院通过了废除碳税法案,澳大利亚成为世界首个实施而放弃碳税的国家。在原材料价格下跌、GDP增长屡次下调的大环境下,企业减负呼声极大是澳国废除碳税的最主要原因。然而这一政策变动严重困扰了澳洲可再生能源行业,2014年澳大利亚清洁能源投资同比下降约97%,风电企业大规模撤出澳洲。

另一方面,技术创新导致的可再生能源成本下降则是确定、可靠和永久性的。以光伏为例,诸多研究表明,以内生增长的“干中学”效应估计,上世纪70年代至今世界各地区光伏组件成本学习率分布在20%左右,即累计产量扩大一倍,成本下降20%。笔者采用近十年中国数据验证,中国光伏学习率同样为20%。2008年左右光伏成本跳水,其内在机制归结为产量跃升带来的内生技术进步是令人信服的。相比不确定性的政策支持,技术创新对可再生能源成本降低的推动是确定且永久性的,是可再生能源健康发展的基础。

基于以上两点,政府进行可再生能源规划与制定支持补贴政策时,应该放眼长远,将经济波动纳入考虑范畴,以长期、合理而稳定的政策支持可再生能源技术创新。另外,较充分的初期投入能够固定技术进步红利,从全局来看往往更能体现经济性。考虑到清洁能源的巨大发展需求,政府更应当尽早地、更积极地确定长期技术创新支持政策,给予可再生能源行业以信号与信心,激发技术创新动力,可以永久性地降低可再生能源成本。

可再生能源亟须技术突破

此外,煤炭、石油等化石能源终究是有限的,实现可持续和安全的能源供应需要发展可再生的清洁能源,如太阳能、风电、生物能等。受制于竞争力,它们获得大规模的商业化推广与应用依然有困难,这也是急需的能源技术突破的选项。从广义上看,能源领域“软性”的技术进步,如通过能源体制和价格改革,资源配置效率的提高而取得节能减排,对保障能源安全、实现低碳发展也具有重要意义。

对中国而言,依赖技术进步推动清洁发展还面临复杂的能源市场问题。为满足社会发展目标,政府有动机干预能源价格,由于反弹效应的存在,技术进步推动清洁发展会由于能源价格扭曲,其节能减排效应会打折扣。例如,过去十年,尽管能源利用效率随着技术进步大幅度提高,但技术进步推动了经济增长也消费了更多的能源,放大了能源消费和污染排放。就是说,由于能源价格受管制放大了反弹效应,即以技术进步提高能源效率导致的能源节约量和排放与节能目标不一致。

实际上,缺乏能源价格改革的配套,技术进步取得突破的时间和经济成本也可能延长和增加。煤炭乃至其他化石能源的低成本清洁替代,既需要技术进步推动清洁能源的技术突破,又需要使化石能源价格反映出外部性,以使得节能减排对企业个人具有直观的财务意义。

作为世界上最大的能源生产和消费国,在新一轮的能源技术革命中,中国不能落后。2009年以来,中国的清洁能源投资激增,并超过美国,成为全球在核心清洁能源(水电、核电、可再生能源、生物燃料等)领域最大的投资者。各国积极抢占清洁能源技术的制高点,除期望实现低碳发展,也希望能引领未来的能源新技术革命。

来源:中国科学报

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