今天的討論中已經(jīng)涉及諸多關(guān)于新能源的內(nèi)容，現(xiàn)在，我想補(bǔ)充一些關(guān)于該問題的背景信息，以幫助我們更全面地理解這一討論。
碳排放加速 敲響全球氣候變暖警鐘
圖1中的紅線展示了過去170年間人類持續(xù)碳排放的程度，而藍(lán)線則描述了環(huán)境中二氧化碳濃度的變化。數(shù)據(jù)顯示，二氧化碳濃度自170年前的285 ppm上升至當(dāng)前的大約417 ppm，這一變化恰好對(duì)應(yīng)了全球工業(yè)現(xiàn)代化的進(jìn)程。在這170多年的工業(yè)化進(jìn)程中，全球累計(jì)排放了約1.8萬億噸二氧化碳，平均每年排放約為105億噸。
圖1 氣候變化
當(dāng)前，我們面臨的形勢(shì)愈發(fā)嚴(yán)峻。每年，全球排放的二氧化碳量已接近驚人的400億噸，并且這一數(shù)字仍在不斷攀升。這些二氧化碳的去向令人擔(dān)憂：其中一部分涌入海洋，引發(fā)海洋酸化現(xiàn)象；另一部分則滯留在大氣中，導(dǎo)致大氣二氧化碳濃度持續(xù)攀升；僅有微不足道的一小部分被綠色植物通過光合作用所吸收。由于這種吸收遠(yuǎn)不足以抵消排放的增長，大氣中的二氧化碳濃度不斷積聚，進(jìn)而加劇了全球氣候變暖的趨勢(shì)。
回顧過去的170多年，全球氣溫已持續(xù)上升約1.5℃。若我們放任這一趨勢(shì)繼續(xù)發(fā)展，到2030年，全球氣溫的升幅可能會(huì)觸及2.0℃的警戒線。盡管國際社會(huì)正共同致力于將升溫幅度控制在1.5℃以內(nèi)，并期望盡可能不超過2℃，但現(xiàn)實(shí)卻是，1.5℃的升溫已成為定局，而2℃的升溫也可能在不久的將來變?yōu)闅埧岬默F(xiàn)實(shí)。這一局面，堪稱嚴(yán)峻至極。
或許，仍有許多人對(duì)全球變暖的深層次原因一知半解。他們可能認(rèn)為，地球歷史上曾經(jīng)歷過更為極端的氣候波動(dòng)，因此當(dāng)前的變暖只是微不足道的小幅升溫；甚至有人樂觀地以為，與歷史上類似地球氣候可能自然而然地回歸寒冷。
然而，事實(shí)遠(yuǎn)非如此簡單。當(dāng)前氣溫的變化不僅幅度越來越大，而且其背后的推手也已截然不同。與過去主要由地球軌道變化引發(fā)的冰期相比，如今的氣候變暖主要是由人類活動(dòng)——特別是溫室氣體的巨量排放——所驅(qū)動(dòng)的。這種由人為因素主導(dǎo)的氣候變化，不僅與歷史上的自然變遷迥異，更具有不可逆轉(zhuǎn)的嚴(yán)峻性。
低碳轉(zhuǎn)型具有經(jīng)濟(jì)可行性
因此，全球必須堅(jiān)定信心，致力于治理碳排放。從世界經(jīng)濟(jì)承受力的角度來看，如圖2所示，自2000年以來，即在過去的近四分之一個(gè)世紀(jì)，全球GDP已從34萬億美元增長至105萬億美元。這是為大家提供一個(gè)經(jīng)濟(jì)規(guī)模的尺度概念。目前據(jù)統(tǒng)計(jì)，全球氣候融資還僅1.4萬億美元/年，但未來隨著其所服務(wù)和依托的實(shí)體經(jīng)濟(jì)，如可再生能源的發(fā)展，它應(yīng)也會(huì)持續(xù)壯大。
圖2 世經(jīng)時(shí)圖（2000-2024）
而目前全球一年的用電量大約為28萬億度，平均每度電的成本約為0.15美元。據(jù)此計(jì)算，全球一年電力成本總額約為4.2萬億美元，這部分成本占全球產(chǎn)值（105萬億美元）約4%。若考慮除電力之外的其他非電力能源消耗，能源成本可能翻倍，達(dá)到約8萬億美元，即便如此，對(duì)于全球經(jīng)濟(jì)而言，這還不算是一個(gè)巨額負(fù)擔(dān)，是有可能承受的。
我認(rèn)為，這一點(diǎn)應(yīng)該在國際討論中得到重視，即調(diào)整能源結(jié)構(gòu)，由化石能源轉(zhuǎn)向可再生能源，這一轉(zhuǎn)變所帶來的經(jīng)濟(jì)沖擊可能占全球經(jīng)濟(jì)的10%左右，但不會(huì)是一下子就影響10%，而是逐年增長到10%，在過程中是我們可以加速調(diào)整應(yīng)對(duì)，使得對(duì)經(jīng)濟(jì)影響規(guī)模更小或負(fù)面影響達(dá)到峰值后能盡快回落，使之在可承受范圍內(nèi)。為此，當(dāng)前要投入真金白銀來解決問題。
其中，將碳排放的外部成本內(nèi)部化是控制碳排放的關(guān)鍵手段之一，這可以通過碳市場(chǎng)和碳交易來實(shí)現(xiàn)。如圖3所清晰展示的，當(dāng)前歐盟碳價(jià)格（藍(lán)色線代表）已攀升至70多歐元，折合人民幣近700元，自2014年以來持續(xù)上漲，碳交易機(jī)制正在歐盟日益發(fā)揮其效用。我國也已啟動(dòng)碳交易進(jìn)程，但目前的碳價(jià)相較于歐洲水平還偏低，僅為后者的十分之一，這也提示在未來有空間進(jìn)一步完善我國碳交易機(jī)制的成熟度和效率。
圖3 中歐碳市比較（2014-2023）
如果考慮到未來歐盟將實(shí)施碳邊境調(diào)節(jié)機(jī)制（CBAM），即出口歐洲的貨物可能要按照歐洲的碳價(jià)標(biāo)準(zhǔn)來計(jì)算其應(yīng)含碳成本，如果此前繳納不足需要補(bǔ)繳，否則無法進(jìn)入歐盟市場(chǎng)。這可能會(huì)使產(chǎn)生很大影響。為此，我們現(xiàn)在就要重視包括合理碳排放價(jià)格在內(nèi)的全額燃料成本。
以用煤為例，煤炭本身有一個(gè)價(jià)格，燃燒煤炭產(chǎn)生的碳排放也需要考慮碳成本。每燃燒一噸煤炭，大約會(huì)產(chǎn)生四噸的二氧化碳排放。因此，每噸煤炭的碳成本是通過將每噸二氧化碳排放的碳市場(chǎng)價(jià)格乘以4來計(jì)算的。
以中國目前每噸碳排放67元的市價(jià)為例，每噸煤炭的碳成本約為280元。這意味著，如果煤炭的基礎(chǔ)價(jià)格是700元，那么加上碳成本后，總價(jià)格將再增加約40%。而如果按照歐洲二氧化碳排放的交易價(jià)格來計(jì)算，這一增幅將更為顯著。粗略估計(jì)，將碳成本納入考慮后，煤炭燃料的價(jià)格可能會(huì)飆升至每噸3000多元。
通過合理的碳排價(jià)格交易市場(chǎng)及機(jī)制，可以將碳排放的外部影響轉(zhuǎn)化為交易各方需要承擔(dān)的內(nèi)部成本，從而激勵(lì)減少碳排放，推動(dòng)綠色低碳發(fā)展。
圖4 總量限排交易機(jī)制（2019-2023）
目前，歐盟在碳排放交易方面展現(xiàn)出了最為積極的態(tài)度。根據(jù)其碳價(jià)和對(duì)應(yīng)碳排放量進(jìn)行估算，歐盟的碳交易市場(chǎng)規(guī)模介于7000至8000億歐元之間。若我們將視野擴(kuò)展至全球，以歐盟的碳價(jià)為基準(zhǔn)來計(jì)算所有排放量對(duì)應(yīng)的成本，那么總碳成本或?qū)⒏哌_(dá)約3.5萬億歐元。
然而，值得注意的是，這一數(shù)字相較于全球GDP總量105萬億美元而言，占比仍低于4%。即便將全部外部成本內(nèi)部化，全球經(jīng)濟(jì)體系是有可能承擔(dān)這一額外成本，并且從可持續(xù)發(fā)展的角度來看，這也是我們理應(yīng)承擔(dān)的責(zé)任。
能源體系轉(zhuǎn)型 將破解碳排放難題
碳排放成本內(nèi)部化后，必然促進(jìn)全社會(huì)能源用戶積極調(diào)整消化新增的成本壓力，而根本出路在于科技進(jìn)步、持續(xù)降低應(yīng)用成本前提下的能源體系轉(zhuǎn)型。實(shí)際上，我們已經(jīng)見證了相關(guān)成本的迅速下降，特別是在光伏發(fā)電和化學(xué)儲(chǔ)能單位成本方面，這體現(xiàn)著推動(dòng)問題解決的最重要的科技動(dòng)力。技術(shù)進(jìn)步及經(jīng)濟(jì)規(guī)模效益的提升，使得這些成本仍將持續(xù)下降。
圖5 光電技術(shù)進(jìn)步：成本下降（2012-2050）
如圖6，當(dāng)然經(jīng)濟(jì)發(fā)展使得能源需求與供給都還在增長。電力投資數(shù)據(jù)表明，自1990年以來，中國電力系統(tǒng)每年的投資、累計(jì)投資、累計(jì)折舊以及剩余凈值等都在持續(xù)提高。
圖6 中國電力投資（1990-2025）
如圖7我國可再生能源的裝機(jī)容量已經(jīng)成功超越火電裝機(jī)容量，占據(jù)了總裝機(jī)容量的半壁江山。然而，在實(shí)際發(fā)電量方面，可再生能源尚未能超越火電，這背后的原因在于不同能源類型裝機(jī)所具備的獨(dú)特物理特性。
具體來說，各類能源的平均年發(fā)電時(shí)間呈現(xiàn)出“1234”的比例規(guī)律：光電年均發(fā)電利用小時(shí)約1000小時(shí)，風(fēng)電約2000小時(shí)，水電約3000小時(shí)，火電約為4000小時(shí)。
這里需要明確的是，這一比例并不直接反映火電或風(fēng)電相較于光電的優(yōu)越性，而僅僅是揭示了它們各自固有的物理屬性，類似于物理常數(shù)。這些發(fā)電小時(shí)數(shù)與裝機(jī)容量的乘積，往往可決定各類能源在實(shí)際發(fā)電量中的占比。因此，當(dāng)前可再生能源在裝機(jī)容量上已占據(jù)優(yōu)勢(shì)，但在實(shí)際發(fā)電量方面仍有待進(jìn)一步提升。
圖7 電力系統(tǒng)（火水風(fēng)光）（2000-2025）
我們建議的核心策略是逐步淘汰達(dá)到服役期限的火電裝機(jī)，并不斷用新的可再生能源替代，從而推動(dòng)發(fā)電體系從化石能源主導(dǎo)向可再生能源主導(dǎo)的轉(zhuǎn)變。如圖8所示，我們基于系統(tǒng)化的年度數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)測(cè)。
在預(yù)測(cè)中，我們首要考慮的是滿足每年的發(fā)電量需求。為此，我們假設(shè)保持現(xiàn)有火電裝機(jī)的設(shè)備利用率不變，例如維持火電每年4000小時(shí)的發(fā)電時(shí)間。在安排年度發(fā)電計(jì)劃時(shí)，隨著每年都會(huì)有部分火電裝機(jī)壽命到期退役，其自然減少的這部分發(fā)電量需要用新增的光電等新裝機(jī)發(fā)電來填補(bǔ)。這樣，就完成了一個(gè)自然的交接過程。
圖8 火水風(fēng)光歷年發(fā)電量、裝機(jī)容量增長預(yù)測(cè)（2000-2050）
按照這一邏輯，從現(xiàn)在到2030年，火電裝機(jī)將在達(dá)到峰值后逐年退役，直至二十多年后降至零。在此期間，我們將持續(xù)增加光電、風(fēng)電、水電等新能源裝機(jī)，以此彌補(bǔ)相應(yīng)火電裝機(jī)退役的空缺，確保能源系統(tǒng)從舊至新平穩(wěn)過渡。同時(shí)，隨著火電裝機(jī)的縮減，煤炭消耗與碳排放也將相應(yīng)減少。這一策略不僅實(shí)現(xiàn)了能源系統(tǒng)的自然交接，也將助力環(huán)保與可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)的達(dá)成。
圖9 折退新代（轉(zhuǎn)型路徑）（2001-2060）
此外，我國10萬億度實(shí)際能源消耗中，除了電力能耗外，還存在非電力能耗。以中國為例，我國總能耗接近50億噸標(biāo)煤，其中非電力能耗則占據(jù)另一半。典型的非電力能耗包括冶金行業(yè)，特別是鋼鐵生產(chǎn)，以及取暖過程中煤炭的直接燃燒，這些均沒有直接將能源轉(zhuǎn)換為電能再消耗。這就是所謂的非電力能耗。
圖10 再電氣化（1960-2021）
未來的一大重要趨勢(shì)是將非電力能耗轉(zhuǎn)化為電力能耗。例如，取暖方式可以轉(zhuǎn)變?yōu)槭褂玫責(zé)峄螂娕?，而煉鋼過程則可以采用氫氣冶金技術(shù)，從而減少煤炭消耗，并轉(zhuǎn)向使用電爐。此外，尚有許多類似技術(shù)值得深入探討。這種全行業(yè)通過電力進(jìn)行升級(jí)轉(zhuǎn)型的做法，有望推動(dòng)整個(gè)社會(huì)的能源結(jié)構(gòu)更為綠色、可持續(xù)。
隨之可能工業(yè)布局也宜重新考量，舉例而言，如果氫氣冶金技術(shù)將是一個(gè)重要的方向，即采用光伏發(fā)電和氫氣進(jìn)行冶金煉鋼，將礦石運(yùn)送至陽光充足的西北地區(qū)進(jìn)行加工可能也將有合理性。這樣做不僅能減少長距離輸電的損耗，還能更有效地利用西北地區(qū)的豐富能源資源及成本優(yōu)勢(shì)等。這是對(duì)未來工業(yè)布局的一種值得深思的考慮。
圖11 工業(yè)再布
但綜合看相當(dāng)長一段時(shí)間內(nèi)，我國東部地區(qū)是電力消耗的主要區(qū)域，而西北地區(qū)則因陽光資源豐富而可能成為更重要的綠色電力生產(chǎn)基地。為此，還需考慮建立必要的電力儲(chǔ)存與傳輸設(shè)施，以便能將西北地區(qū)發(fā)電站所產(chǎn)出的電力高效輸送至東南地區(qū)，以滿足電力需求，當(dāng)前類似的特高壓輸電網(wǎng)絡(luò)已有基礎(chǔ)，未來或宜加速并更適應(yīng)未來西北光電而不只是水電的區(qū)域特點(diǎn)布局。
圖12 中國各省發(fā)電用電量
最后，光電未來面臨的主要挑戰(zhàn)還在于消納問題，而主要根源在于儲(chǔ)能設(shè)施的不足。目前，我國已有6億千瓦的光電裝機(jī)容量。據(jù)估算，若白天發(fā)電后需儲(chǔ)存電量以供晚間使用，每千瓦裝機(jī)容量需配備2千瓦時(shí)的儲(chǔ)能容量。因此，對(duì)于現(xiàn)有的6億千瓦光電裝機(jī)，我們需具備12億千瓦時(shí)的儲(chǔ)能能力。
為解決這12億千瓦時(shí)的儲(chǔ)能裝機(jī)缺口，也宜積極著手行動(dòng)。儲(chǔ)能成本也在技術(shù)推動(dòng)下不斷下降，以每千瓦時(shí)儲(chǔ)能成本1000元計(jì)，總投入為1.2萬億元，對(duì)于當(dāng)前經(jīng)濟(jì)規(guī)模而言，這筆投資是完全可行的，并且也將是分年投資實(shí)施。
圖13 中國能源資產(chǎn)時(shí)圖（2012-2023）
目前，我國能源領(lǐng)域的資產(chǎn)規(guī)?？赡苓_(dá)到30多萬億元（4萬億美元）。但未來可能還需要一定空間來擴(kuò)大新能源投資，再通過火電達(dá)到壽命退役等，逐步控制行業(yè)資產(chǎn)總體規(guī)模。畢竟，隨著新能源電力系統(tǒng)的逐步擴(kuò)容和火電的漸進(jìn)退役被替代，我們才有望從根本上徹底解決碳排升溫的問題，推動(dòng)長遠(yuǎn)的可持續(xù)發(fā)展。
作者朱云來系CF40常務(wù)理事、中金公司原總裁兼首席執(zhí)行官、清華大學(xué)管理實(shí)踐訪問教授，本文為作者在第六屆外灘金融峰會(huì)上就《2024外灘綠色金融報(bào)告》所做的主題交流，未經(jīng)許可不得轉(zhuǎn)載。
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