全球绿色发展启示——过去20年为何是风光发展起来了,而不是CCUS?

背景

2020-2021年,世界能源市场空前动荡, 大落大起。 进入2022年,俄乌冲突爆发,能源贸易的“武器化”问题凸显。供给的不确定性使得各种能源的价格居高不下,供应中断的担忧上升。尽快在足够程度上摆脱化石能源,不仅是环境气候安全的要求,也是能源经济平稳发展的需要。要促成绿色发展目标的实现,我们作为个体特别需要关注什么?让我们来回顾一下过去20年风电、光伏与碳埋存(CCS,如果碳得以利用,也称为CCUS)的发展历史,来提供一些洞见。

风电光伏大发展的逻辑

风电与光伏能量利用的原理很久之前就被发现了, 但是直到本世纪初才逐渐开始发电领域的大规模应用。从11世纪开始,风车就已经被广泛使用,比如现在在很多地方作为历史文化遗产存在的风机磨坊。太阳能光伏发电则是在20世纪50年代首先实现的,尽管光伏效应的发现可以追溯到150年前。如此长时间的进化,为何直到最近才展露头脚,成本快速下降,而规模明显增加?这需要历史学家结合史料,给一个规范的说法。起码,应对气候变化的关切是一个比较突出的因素。人们开始重视它,从而在技术生命周期的各环节提供支持,促进了它在实验室以及工业界的应用与采用,成本开始大幅下降,逐步形成小市场,日益具有解决就业(所谓“绿色就业”)、拉动制造业、技术外溢等方面的协同效益,成为新的经济增长点,从而实现了良性循环的发展。

风光是如何变得如此便宜的?技术学习(learning)、规模效应,乃至投入要素价格扭曲(比如土地、汇率以及劳动力)往往都是相关的因素。Gregory Nemet[1]从2002年对这个问题进行了长期的跟踪,访问了18个国家的70多个个人,结合自己的研究,出版了《How solar got cheap》一书。其基本的洞见是:亚洲的企业家们发挥了不可缺少的作用,能够建设巨大的工厂从而摊薄投资成本;厂商通过保持灵活性和供应链伙伴之间的快速信息交换,提升了竞争力。此外,强烈区别于水电与核电,风机特别是光伏板都是标准化技术,不太依赖本地定制,也利于其传播[2]


CCUS 迟滞的解释

相比而言,CCUS(碳捕捉碳利用碳储存)技术,特别是捕获之后的地质存储,在过去10-20年一直处在潜力巨大、而实践有限的境地。有文章称其为“失去的10年” [3] ,乃至20年。

事后诸葛亮(hindsight)、不同视角的解释非常多。

  • 技术经济——它的成本并不像最初显示的那么低,潜力与可持续性存疑。比如微观项目尺度上,随着埋存的推进,进一步的埋存可能需要越来越大的压力,成本越来越高;
  • 社会经济——人们对这个新的东西,特别是涉及往地下打气体的可靠性与安全性保持着一种本能与未知的“警惕”。相关的技术网络与产业链也远未形成。尽管碳利用产业链作为一个未来重要业务是一些传统石油厂商转型殷切希望的,比如挪威的Equinor。 然而,承诺碳中和往往是痛快与认真的,这一产业却因无法形成足够商业规模而停滞不前;
  • 政治经济——CCS只有一个功能,减排CO2,本身还得额外耗能。缺乏足够水平的碳价吸引力,它很难获得足够社会利益群体的共同支持与推动;
  • 政治心理——大部分政客与政治家,并没有把这个“收益遥远、成本明显”的选项列为短期优先议程,而长期是“一个一个的短期”,CCS始终缺乏足够动力推动。

以上各种解释往往并不互斥,而现实世界比各种理论、模型解释要复杂的多。任何一项伟大的事业是否可行,归根到底是一个主观认识问题,事先并不能确切知道而存在事后失败的可能。因此,推动能源转型,无疑也意味着拥抱某种程度的不确定性。

在这方面,一些缺乏参照系的貌似稳妥的表达,对于理解正视我们面临的问题是没有帮助的。这些说法在中国反对“运动式减排”的讨论中已经有苗头。诸如 “应避免出台激进的碳减排措施,大幅度减少煤炭、油气等化石能源的产量与消费,导致出现因能源转型力度过大、化石能源投资不足而带来的能源短缺”[4]。因为缺乏“过大”、“不足”、“大幅度”等抽象形容词的明确参照系(比如结合现状的力度)界定,缺乏信息含义与行动方向。它反而容易对决策者的政治心理造成影响,进一步保守化,从而可能失去信心,从不可行(infeasible)的主观认识过渡到不期望(not desirable)当中。

要了解决策者的政治心理,是否真正以“有牙齿”的政策推动CCUS的发展成为未来一段时期的风向标。这个技术如此纯粹单一,缺乏共同收益(co-benefit)或者其他外溢影响(spillover)。从笔者的视角,这恰恰是过去20年它没发展起来的根本原因,同时也是观察未来各国气候政策严肃程度的“试金石”。如果没有保留这种技术选择,那么减排的可选择空间与成本无疑将大幅度上升,乃至减排困难部门(比如部分工业)是否可以取得碳中和都将是疑问。

总结:让历史告诉未来

历史上,在煤炭代替薪柴的过程中,明显可以看到确定性的趋势。因为煤炭在当时的环境下,可能各个方面都比薪柴要“优质”,清洁、能量密度高;内燃机汽车代替马车的过程,无疑也是一种快速的趋势。 那么,碳中和事业有哪些趋势呢?便宜的占据更大的市场份额可能是个趋势。但是历史启示我们,绿色发展的未来,仍旧系于集体性 仍旧系于集体性的机制与政策。作为个体,我们需要更加关注这些超越集体远期目标以及企业自愿承诺(ESG)的额外政策与行动。

作者简介

张树伟

能源系统分析博士,卓尔德环境研究(北京)中心首席经济师。从事综合能源系统与分布式、氢能经济与Power to X、可再生能源接入电网的应用研究,以及跨学科大型项目的组织与协调工作。具有电力、交通、可再生能源部门与德国(政府间气候变化组织IPCC技术支持组TSU驻地)、法国(国际能源署IEA)、中国(电力与电网规划)的地区工作经验。

September 2022


[1] https://www.howsolargotcheap.com/

[2] Malhotra, A., & Schmidt, T. S. (2020). Accelerating Low-Carbon Innovation. Joule, 4(11), 2259–2267. https://doi.org/10.1016/j.joule.2020.09.004

[3] https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2590332221005418

[4] http://www.tanpaifang.com/tanzhonghe/2021/0122/76394_12.html