丹麦绿色转型的长线战略观察
2015-09-10单国瑞佩德森
单国瑞 佩德森
【摘要】20世纪70年代,为应对不断推高的石油价格,丹麦能源行业开始转型。丹麦能源政策最初主要集中在增加国内能源生产和提高能源利用效率两个方面,并开始注重能源供应系统的安全性、环境的低污染性和社会的低成本性。丹麦成功地使经济增长与能源消耗脱钩,主要归功于热电联产、可再生能源生产和节能。通过政策导向促进可再生能源的使用,也使能源消费结构发生了重大转变。可再生能源保证了能源供应安全,是丹麦为实现2050年全面替代化石燃料目标而实施的重要战略部署。随着新技术的引入,政治和商业对能源效率的持续关注使丹麦企业快速发展,并获得了关于新能源技术解决方案的有价值经验。
【关键词】丹麦 能源政策 能源利用效率 可再生能源 绿色税制
【中图分类号】F11/X32 【文献标识码】A
引言
丹麦能源行业的转型可追溯到20世纪70年代,当时是为了应对不断推高的石油价格,转型的大背景是丹麦的经济改革正朝着绿色经济和可持续发展模式方向前进。丹麦的成功经验引起了国际关注,也激励着其他国家努力达成同样的目标。
本文采用将能源行业作为一个整体的研究视角,涵盖了电力、天然气、暖气供给等多个部门。正是由于能源各行业的相互合作,使得热电联产在丹麦得到了创造性运用,并被广泛地使用。
本文的研究时间维度较长,因为丹麦当前的能源政策是由政治程序决定的,将延续到2050年。能源生产投资属于资本密集型产业,有着很长的周期。能源投资的安全持续性与高绩效性是决定投资者和电力生产商行为选择的重要因素。丹麦的经验显示,绿色转型要求能源行业以自由市场为根基。
某些能源生产技术对社会有着不利影响,比如对人体健康有负面影响,造成农业、自然和建筑物的退化等。在规划未来能源系统时,我们比较了传统技术与替代技术的优劣势,全面考虑这两类技术所带来的社会成本,比如,可再生能源技术几乎不会对社会有负面影响。
由于可再生能源技术有着社会零负面影响的优势,便于合理利用。丹麦的经验证明,如果能源系统由大部分风能、生物能等高效可再生能源组成,可以保证能源供应的质量与安全。在过去的10年里,人们对于可再生能源的运用在心态上发生了转变。如今,我们已经具备足够的技术和知识来有效利用可再生能源。
从20世纪70年代起,提高能源使用率一直是丹麦能源计划的核心。经验证明,为家庭和工厂提供正确的经济激励能够减少能源消耗,并同时促进经济增长,保障我们和子孙后代的福利。
丹麦的能源行业以自由化与市场化为基石。通过正确的经济手段,激励家庭与工厂节能减排。比如,对化石燃料和特定污染燃料征税,能够有效减少能源消耗、降低污染,并能将筹集的税款用于奖励节能行为。同样,通过电力征税筹集得到的资金能够对可再生能源设施进行财政补贴,促使其迅速扩张,尤其是风能、生物能和热电联产。
丹麦长期能源战略:化石燃料将被全面替代
第二次世界大战之后,丹麦经济获得快速增长,对进口化石燃料的依赖日益加重,到1973年,完全依靠进口石油作为能源。1973~1974年的石油危机使得中东对欧洲的石油供应大幅度减少,丹麦意识到严重依赖进口燃料和将石油作为唯一的能源会对整个社会带来潜在威胁。此后,丹麦的能源政策开始注重能源供应系统的安全性、环境的低污染性和社会的低成本性。
石油危机后,丹麦绿色转型的第一步集中在能源供应的多样化;第二步是从20世纪80年代开始,专注于能源产业对经济的影响;第三步是从20世纪90年代开始,致力于减少CO2的排放。这一系列强力政策的实施使得丹麦经济稳定、强劲,并在保持经济增长的同时减少了环境污染、降低了CO2排放。丹麦最新的能源战略从2011年开始实施,力争在2050年用可再生能源全面替代化石燃料,并通过提高能源利用率来减少能源消耗总量。该战略于2012年3月经议会批准,实施周期从2011年到2020年。
2012年丹麦经济规模是1975年的两倍,相对于1990年经济总量增加了38%,CO2排放量减少了28%,能源消耗量基本保持不变。丹麦成功地使经济增长与能源消耗脱钩,这归功于三个原因,分别是热电联产、可再生能源生产和节能。
与其他欧盟国家和OECD国家相比,丹麦对于能源使用的效率最高,单位能源生产过程中CO2排放量也是最高的。在减少进口能源依赖与CO2排放方面,丹麦做得相当成功。自1980年来,丹麦经济增长了70%,能源消耗量和CO2排放量也在减少,这种趋势也出现在其他国家,但丹麦在OECD国家中做得最好。
此外,通过政策导向促进可再生能源的运用,也使丹麦能源消费结构发生了重大转变。2013年,可再生能源占到丹麦全部能源消费的25%左右。
可再生能源的使用保障了能源供给安全,有利于丹麦实现其气候目标——减少温室气体的排放。根据2011年丹麦最新的长期能源战略,到2035年风能至少构成50%的能源消费,化石燃料将被全面替代,对于运输业化石燃料的替代可能推迟到2050年。
从国际视角而言,目前丹麦的能源强度①是欧盟最低的,并有继续下降的趋势。其他欧洲主要国家的能源强度如图2所示。
除能源强度,丹麦的CO2强度②也远远低于OECD国家的平均CO2强度。
丹麦能源发展政策的时间表
20世纪70年代石油危机后,丹麦能源政策集中在增加国内能源生产和提高能源利用效率两个方面,以此应对未来可能发生的石油价格冲击。1990年后,丹麦能源政策转向低碳化发展,以此减少CO2排放量。总的来说,丹麦能源政策可以分为以下四个阶段:
第一次石油危机时,丹麦高度依赖进口石油。由此,丹麦在20世纪70年代第一次和第二次石油危机时遭受的经济打击远重于其他OECD国家。因此,提高能源供给安全成为政策制定的首要目标。丹麦开始独立的石油与天然气生产,成功地减少对进口能源的依赖性,在1998年成为能源净出口国。建立起了全国性的天然气传输与分配制度,国内生产的天然气主要为家庭和工业供热,20世纪80年代开始为电力生产和热电联产提供能源。
通过提高能源利用率来减少能源消耗总量,例如,在主要城市扩张供热系统。支持可再生能源,补贴风力发电机,通过法律法规对当地所有权进行保护,确保风力发电机的建设获得当地居民的支持。
丹麦选择可再生能源作为化石燃料的替代品,不打算建造核电站。
第一个能源计划可以追溯到1976年,在1979年相继出台了供电、供热、供气等规章制度。投资风力发电可以获得30%的成本补贴,这一政策在1989年被上网电价补贴政策取代。
第二个能源计划从1981年开始,丹麦政府在1985年决定暂停核能,并与电力生产商达成协议,提高风力发电额外生产能力。
电力供应法案在1989年进行了修订,最主要的变化是优先考虑可再生能源,不再建设燃煤发电厂。1992年提出对能源消费征税,开始进行一系列的环保税建设,包括对SO2、CO2和氮氧化物征税。
第三个能源计划从1990年开始,到2000年结束,首次将减少CO2排放作为计划目标。从20世纪90年代开始,国际上开始关注CO2排放和全球气候变化造成的负面影响。丹麦以前的政策以能源供给安全为主要目标,引入燃煤发电,不可避免地带来了温室气体排放的增加。伴随着各国对环境问题的担忧的日益增长,丹麦在欧盟甚至在国际上成为减少温室气体排放的支持者和政策执行者。从1990年开始,丹麦不再增加燃煤发电厂,对已有的燃煤发电厂进行升级。煤炭仍然是国内电力生产的主要燃料,但煤炭消耗量与20世纪80年代相比要减少60%。
丹麦从两个方面进行经济的低碳化,一是提高热电联产工厂的生产率,二是大力开发可再生能源。政府采取了各种措施:碳税、碳排放配额、环保税、上网电价补贴、研发补贴、基础设施建设、风能行业支持。节能建筑和能源高效利用是丹麦能源战略实施的又一个基石。许多小型分散的供热工厂整合为热电联产工厂,大大提高了能源供给效率。
2001~2011年这一阶段,丹麦的能源行业面向市场化改革。电力市场与天然气市场更加自由化,在电力生产与贸易中引入竞争。丹麦同时成为北欧电力股票交易市场的一员,电价维持着动态波动。
2001年初期,新一届政府改变能源政策,风力发电计划被搁置。但是,由于欧洲进口天然气依赖俄罗斯,具有潜在政治风险,丹麦的天然气资源也面临枯竭的严峻危机,这两方面的因素促使丹麦更加关注可再生能源,以确保能源供应安全。因此,在2006年,风力发电计划再次被提上议程。
与此同时,欧盟与丹麦日益重视能源政策中市场的作用。比如,欧洲碳排放交易配额制度得以建立。丹麦也以市场为导向,着手发展海上风力发电系统。
2011年以来,丹麦政府和议会对低碳化发展更加重视,于2011年11月制定了最新能源战略。能源战略基础来自于丹麦气候委员会对实施替代化石燃料策略的一个全面的两年研究。能源战略的总体目标是要在2050年全面替代化石燃料,在2020年完成对海上和陆上风力发电大规模基础设施投资,并与瑞典、挪威、德国、荷兰建立更紧密的风力发电联系。在2020年,风能使用要从目前的25%提高到50%,并相应增加对可再生能源的支持。目前的能源政策在丹麦议会获得了广泛的政治共识。
丹麦能源发展计划
丹麦能源计划有着相互合作的悠久传统。公共事业部门(如煤气公司、电力公司)、市政当局和中央政府相互协商,取得一致意见。因此,能源计划的实施是各方共同的责任,通过共同努力提高了计划实施效率。
供暖计划。丹麦的供暖计划始于1979年,该计划在能源部门中引入测算模型。具体计划于20世纪80年代至90年代初期实施。为确保大规模投资的经济效益,供暖系统分为区域供暖与个人天然气供暖等。
丹麦供暖计划可分为两个阶段。第一阶段,地方政府有义务报告本地的暖气需求量、供暖方式以及能源消耗量,并对本地区的供暖方式进行评估。地方议会再根据相关数据对区域供暖方式进行总结。第二阶段,地方当局对未来供暖计划准备草案,明确供暖区域,优先考虑何种供暖方式,并规划供暖设施位置。市政当局划定各自的供暖区域,供暖系统和地方天然气供应系统的建立、扩张、变更都要服从于市政当局的供暖计划。
供暖系统需要进行全面规划,考虑所有相关者的利益,这有利于降低经济成本。由于地方当局缺少能源专家,中央政府提供了一系列技术支持、燃料价格预测、投资评估方法来支持地方政府。
在创立丹麦区域供暖系统与天然气网络的过程中,供暖计划发挥了重要作用。1983年,天然气供暖还未出现,到1990年,其所占比例就超过了10%,区域供暖占40%左右的比例。通过清晰明确的政治决议,丹麦各级政府通力合作,供暖系统转变取得成功,有效降低了对进口石油的依赖。丹麦的供暖计划被视为解决20世纪70年代石油供应危机的有效案例。
在20世纪90年代早期,丹麦的供暖计划已初步实施完成,只需要对具体的供暖项目进行调整和规划。新的区域供暖项目必须取得市政当局的批准,批准标准包括成本效益、项目技术和环境外部性。
风力发电计划。风力涡轮机发展计划始于1979年,1980年后风力发电的发展势头加快。1989年后,丹麦电力供应法案规定,电力供应商必须从可再生能源发电和热电联产工厂购买电力,这种方式促使了更多资金流向能源投资。
法律保护私有产权是丹麦风能产业取得成功的重要原因。在20世纪80年代至90年代初期,风能涡轮机由地方当局建立,由于所有权的限制,并未获得大规模发展。1998年,该行业进行自由化改革,所有权模式发生改变。所有权的限制被取消,个人拥有的涡轮机数量不再被限制。经过一系列收购,公共参与减少,不再是地方当局才拥有涡轮机的所有权,无论是谁都可拥有所有权。为了平衡地方利益,涡轮机所有者需要将风力发电的20%提供给地方。
分散的能源计划。新的能源计划正在实施。在地方层面,希望发展绿色城市,进行低碳排放或者零排放。该计划侧重于长期实施,因此,地方政府、能源公共事业部门和利益相关者的合作至关重要。计划的核心同样是区域集中供暖系统,提高生物能与太阳能的使用,税收减免支持,逐步淘汰化石燃料等。
在减少丹麦对石油的依赖方面,热电联产与区域供暖发挥了重要作用。集成发电和区域供暖不仅提高了热效率,还使得电力供给更加灵活。因此,区域供暖可以成为风能的重要组成部分。
区域供暖与热电联产。区域供暖早期投资使得燃料供给从石油转向天然气和可再生能源。同样,区域供暖也为热电联产提供了有效的基础设施。
热电联产能够有效提高能源效率,为丹麦的绿色转型成功发挥了重要作用。热电联产在生产效率方面是一种非常有效的能源生产方式,有着90%以上的节能效率。
热电联产的高效率使得丹麦减少了11%的能源消耗,每年减少四百万吨的CO2排放量。
丹麦出台了相关政策支持区域供暖不断发展,比如要求建筑物供暖系统必须与天然气传输网络接通,禁止私自采取电力供暖。
出于对气候和可持续发展的关注,丹麦提高了对可再生能源和天然气的使用,规划了一系列环保税,并对热电联产进行补助。目前,50%的暖气生产利用的是可再生能源。
区域供暖与热电联产的发展使得地方出现大量的小型电力暖气供应商,这些供应商大部分是当地消费者或者市政当局。
图6显示了热电联产在电力暖气生产中所占比例。热电联产在区域暖气生产中所占比例从60%左右提高到接近80%,在电力生产中从40%提高到80%,这两个比例的增长趋势保证了丹麦能源效率的提高。
除了生产更多高效能源,丹麦政府还采取一系列措施提高最终用户——家庭、服务业、工业的能源使用效率。1980年以来,能源使用效率得到很大提高。正如前文所提到的那样,一系列提高能源生产效率的措施也被采纳。
与能源、环保相关的税收比较高,促使家庭、工业企业减少能源消耗。强制性制定建筑物的用能标准和电器使用标准,通过公共活动来影响家庭节能意识,并与工业企业达成节能环保的协议。
丹麦建筑规章要求所有新建筑采取节能措施,以此降低能源消耗。为了合理避税,能源密集型工业可以将更多资金投入到研究能源使用效率提高方面,可以减免一部分碳税。
环保和能源税收
为了减少能源过度使用、CO2与其他有害气体的排放,丹麦设计了绿色税制结构,包括碳税、二氧化硫税、氮氧化物税。
绿色能源税。针对所有化石燃料征收。
碳税。1992年,丹麦国会决定,每排放一吨CO2征收22欧元碳税,目的是减少CO2的排放并鼓励低碳经济。CO2的排放量与化石燃料的使用种类息息相关,比如,煤炭中就含有高成分的CO2,而天然气所含CO2就相对较少。碳税只针对非商业部门和交通运输行业征收,这两个部门都未参与到欧洲碳排放交易市场中。
二氧化硫税与氮氧化物税。二氧化硫税根据二氧化硫排放量或者燃料里面硫含量进行征收。氮氧化物税根据工业企业氮氧化物排放量进行征收。
丹麦对家庭消耗的能源品征收的税在欧盟里是最高的。丹麦每个家庭平均将8%的收入花在能源品消费方面,花销比例在欧盟里排在第十位。工业用电价格在欧盟里排第十六位,接近欧盟的平均水平,天然气价格在欧盟里排第二位。
通过引入环保税,配合环境规制高标准,丹麦有效降低了能源消耗,支持低硫燃料的发展,鼓励发电厂和工业企业引进排放清洁烟雾的设备。
环保税使得能源价格含有生产成本、环境成本。虽然在过去的20年里,能源消耗量在不断波动,但在长期趋势中保持下降水平。
从1990年到2005年,根据气候变化调整的能量消耗量一直稳定在800到900千兆焦耳之间,到2012年能源消耗量下降至785千兆焦耳。2005年到2008年,政府把节能当成主要工作进行推广并付出了极大的努力。2012年通过的丹麦能源协议预计,到2020年能源消耗将减少到750千兆焦耳。这个目标能够通过向家庭和工业提供支持以及改进现有的丹麦建筑物来实现。
对电力产品征税是可再生能源融资的重要手段。税收由输电系统运营商代征,用来支持风力发电、太阳能发电和热电联产。
可再生能源
2012年,丹麦可再生能源消费占25%的比例,成为在可再生能源领域的领先国家。根据最新的丹麦能源战略,丹麦预期在2020年达到可再生能源消耗占全部能源消耗的38%,其中51%的电力生产来自风能的目标。
目前,在某些月份中,丹麦50%的电力生产来自风能。在某些时候,风力发电不仅能够100%满足丹麦人的消耗,还有额外的一部分出口到了德国、瑞典、挪威。
可再生能源主要是由生物能(稻草、木材)和风能组成,也包括废弃物、沼气、太阳能、地热能和热泵。2012年电力消耗中,可再生能源生产的电力占43%。其中,可再生能源最大的一部分(30%)来自风能。目前,风涡轮的电容是4800兆瓦,其中1250兆瓦来自海上风力发电,发电总量是14150兆瓦。这归功于丹麦支持风能发展的政策:补贴和对可再生能源领域的研发支持。
可再生能源保证了能源供应安全,是丹麦为实现2050年替代化石燃料的目标而实施的重要战略部署。可再生能源的发展同样有助于丹麦减少温室气体排放。
可再生能源的融资依靠“公共服务责任”(PSO)。PSO是对所有电力消费者所征的一种税。目前的税率大约是0.20丹麦克朗/每千瓦时(相当于0.22元每千瓦时)。征收的税款用来支持可再生能源的发展。
分析显示,与传统能源生产相比,丹麦引进可再生能源的成本相对较高。然而,随着化石燃料的成本逐渐增加,可再生能源与常规化石燃料(比如煤炭)相比,更具竞争力。最新的数据分析证实,在丹麦,陆上风力发电系统是目前成本最低的能源生产技术。
可再生能源高比例要求和对未来雄心勃勃的目标给电力系统提出了新的挑战。在短期内,丹麦超过50%的电力生产来自于风能。丹麦与其他北欧国家有很深的联系,因此在风力很强时所生产的多余电力能够输出到了其他国家,在风力较弱的时候则引入水力发电。这种相互联系确保了北欧国家之间的能源互补,共同获益。
1999年以来,丹麦加入到北欧电力系统,该系统旨在交换北欧国家的电力。丹麦的电力价格由以小时计的供给和需求关系决定,市场价格是由可接受的最高供应报价决定,通常最高供应报价为发电厂的边际成本。
风能及太阳能的低边际成本能够降低电力的市场价格,使得高成本的生产商不得不提高效率。电力市场体制迫切需要改革,从而维持安全的电力系统。因此,丹麦政府组织了一定数量的试点项目,用于调查未来能源市场怎样才能达到电力生产、传输和消费的最有效运作,以及电力、供暖和运输部门如何在未来进行更有效的互动。
研究与发展。新技术和体系的研发与测试结果奠定了丹麦在可再生能源和能源效率领域的领先地位。与此同时,在能源领域的研发工作上,丹麦已与企业和科研机构建立起广泛的合作关系。
自2010年以来,丹麦政府通过开展能源技术研发项目大力支持能源领域的研发,为研发成果商业化提供技术支持。
CO2排放。得益于能源消耗趋于稳定,可再生能源占比增加,丹麦的CO2排放量③自1990年来减少了28%。2012年以来的历史数据显示,丹麦CO2实际排放量为4000万吨,调整后的排放量为4400万吨。
如前所述,丹麦政府的目标是到2050年替代化石燃料。与此同时,丹麦将努力减少温室气体的排放,以便与欧盟标准相一致。因此,为了符合控制全球变暖在2摄氏度内的国际协定,2050年的CO2排放量必须限制在1990年排放量的85%~90%。
丹麦经验
从1980年开始,丹麦达到了福利社会水平,且保证了经济稳定增长。与此同时,丹麦的能源消耗并没有增加,温室气体排放也已经减少。
随着新技术的引入,政治和商业对能源效率的持续关注已经使得丹麦企业快速发展,并获得了关于新能源技术解决方案的有价值经验。例如,在风力涡轮机领域,丹麦以30%的市场份额扮演着领导者的角色。
2013年,丹麦能源技术出口额增长到680亿丹麦克朗,其中有380亿丹麦克朗来自绿色能源技术。从1995年起,能源技术的出口已增长3倍多,目前占出口总额的11%。
通过国与国之间的合作对话,丹麦不仅出口硬件,还交流关于能源和气候策略的知识。获益的国家包括中国、南非、乌克兰和墨西哥。丹麦的能源技术独具特色,在国际上有很高的需求。丹麦在有关管制、可再生能源和能源效率方面的专业技术和经验促进了这些国家的能源行业向可持续发展方向转变。
(本文由武汉大学经济与管理学院博士研究生张楠、武汉大学经济与管理学院教授卢洪友译校)
注释
能源强度是能源生产量与实际GDP的比值。
CO2强度是CO2排放量与实际GDP的比值。
由于气候波动和跨境电力交易的存在,丹麦对CO2排放量做出调整。在部分年份丹麦是电力净出口国而部分年份是电力净进口国,因此各年份间的CO2排放量出现明显波动。
责 编∕樊保玲