能源系统面临重大转变

汽车   2024-09-25 17:01   北京  



近期,国际可再生能源署(IRENA)发布了《能源转型与能源安全报告》(以下简称《报告》)。《报告》对能源转型的发展方向以及面临的地缘政治风险进行了阐述,并基于此提出了新的能源安全框架。《报告》显示,能源转型有助于促进区域内的能源自给自足,将能源依赖从全球层面转移到区域层面;但另一方面,在能源转型背景下,清洁能源技术壁垒、氢及其衍生物贸易和跨境电网等的发展,又衍生出新的地缘政治问题。在此新形势下,《报告》以能源服务、可持续和公平性为宗旨,提出了一个新的能源安全框架设计,致力于从技术可获得性、灵活性、需求侧能源安全、基础设施安全、网络安全、气候应对和人类安全7个方面保障能源安全。


能源转型改变地缘政治关系


从化石能源向可再生能源过渡的能源转型过程,推动了能源系统的电气化、分散化和数字化发展。在此过程中,绿氢、关键原材料和清洁能源技术等的贸易关系将取代化石能源占据主导地位。因此,能源系统所面临的地缘政治关系将面临重大转变。

可再生能源较化石能源受地缘政治影响减弱。相比石油和天然气,生物质能、地热能、太阳能和风能等可再生能源在全球的分布更加广泛。作为可负担且丰富的能源来源,可再生能源消费占比的提高极大地增强了能源系统的自给自足能力。同时,分散化的资源和基础设施减弱了能源供应中断的总体脆弱性,使其不易受地缘政治影响。

净零转型中的能源依赖关系将更加凸显区域特征。能源转型过程推动了能源系统的电气化发展,电力贸易将在一定程度上取代化石能源贸易,但受地域和基础设施限制,其无法通过管道或油轮进行长途运输,跨境运输仅可囿于区域范围内。在经济可行条件下,净零方案中绿氢的贸易范围受限在几千千米以内,能源贸易将从全球转向区域化发展。

化石能源和核燃料在全球仍将维持一定的贸易依赖关系。尽管各国经济脱碳并获得了不同程度的能源独立,但短期内多数国家对化石能源的依赖仍将存在。与此同时,拥有或计划建设核电站的国家对外依存度依旧很高。从市场集中度来看,铀资源高度集中,澳大利亚(28%)、哈萨克斯坦(13%)和加拿大(10%)合计拥有一半以上的铀矿资源,并且铀矿石加工仅有4家工厂投入商业运营,分别位于加拿大、中国、法国和俄罗斯。

电力贸易和跨境电网的地缘政治风险具有双向性。电气化增长是全球能源转型的关键标志之一。由于电力可以双向流动,且不同电源之间存在季节性等互补性特征,因此,电力贸易的相互依赖性将取代石油和天然气贸易的不对称依赖性,建设跨区域或跨境输电网可有效平衡负载,缓解电力供应波动、降低能源转型成本。但在发展过程中,电网连通也给贸易双方带来了共同的风险,如跨境电力中断、关键基础设施的所有权以及访问和控制等。

氢及其衍生物贸易受地缘政治影响较低。与原油和天然气不同,绿氢可在多种地方生产,不受地域限制,其分布更加分散,政治操纵不太敏感。因此,氢能除了减少进口依赖之外,还可以增强能源结构多样化、电网灵活性、岛屿和偏远地区能源弹性,以及实现能源存储和耦合利用,提升能源安全。

关键原材料贸易的地缘政治风险具有延迟性。在能源转型背景下,对锂、镍或稀土元素等关键原材料的依赖将取代对化石能源的依赖。与化石能源不同,关键原材料的供应中断不会立即导致能源短缺或价格飙升,其主要原因在于,已生产或部署的电动汽车或可再生能源设备在供应中断条件下仍可以继续运行。从中长期来看,关键原材料可以被回收,且在多种情况下可以通过创新实现替代。

清洁能源技术贸易的地缘政治风险较高。在电气化、数字化和分散化的能源系统中,技术将发挥重要作用。然而,由于开发、购买成本、知识产权以及技术转让保护等因素,导致清洁能源技术供应链高度集中。这种高集中度会导致供应链的脆弱性提高。技术供应链脱钩、阵营对抗可能会导致全球清洁能源产业由于地缘政治风险而断裂,给依赖清洁技术进口的国家带来巨大风险,从而阻碍全球能源转型。


新形势下的能源安全框架设计


在能源转型进程中,能源系统除面临地缘政治风险外,还遭遇极端气候频发以及可再生能源竞争力逐步增强等一系列新的挑战。这使得保障能源安全的任务发生了根本性转变。能源安全不应仅局限于狭隘的实物供应,而需采取更加全面和更具前瞻性的方法,将能源服务、可持续和公平性结合起来,使其不仅能够适应能源系统内部的变化,还能够适应更广泛的经济、社会和政治变化。据此,《报告》提出了一个能源安全框架(如上图所示),对技术、市场、政策和制度等进行了全面思考。

为实现该框架所设立的战略目标,保障国家能源安全,《报告》指出各国政府应从多方面着手。一是必须不断发展能源安全框架,由短期风险应对转向长期安全保障,以助力能源投资、公平转型和国际合作;二是能源资产和基础设施投资应考虑过渡阶段和长期的能源安全需求;三是各国政府需明确能源体系中的战略资产定位,确立对该资产的所有权和控制办法;四是政策制定者需仔细评估能源转型技术供应链,确定价值链中的战略要素和比较优势,及时建立伙伴关系;五是各国政府需推动能源贸易多样化,由油气资源转向电力、氢气和生物质能等能源载体以及绿色产品、材料和清洁技术等,以提高能源系统弹性并促进合作公平;六是各国政府必须解决关键数据不足的问题,提高已建立和新兴贸易路线的透明度;七是政策制定者需要建立健全治理和安全框架,以监测和缓解转型阶段能源系统面临的威胁。


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编辑:梁国华

校对:孟莹

审核:常斐 卢向前

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