前言

國(guó)家可再生能源中心，丹麥能源署和能源網(wǎng)（Energinet），德國(guó)國(guó)際合作機(jī)構(gòu)（GIZ），德國(guó)能源署（dena）和德國(guó)Agora能源轉(zhuǎn)型機(jī)構(gòu)（AgoraEnergiewende），以及美國(guó)國(guó)家可再生能源能源實(shí)驗(yàn)室（NREL）合作了一項(xiàng)重大課題“促進(jìn)中國(guó)的可再生能源利用（BoostingREinChina）”。目的是為中國(guó)提供國(guó)際上最新的能源轉(zhuǎn)型經(jīng)驗(yàn)，并為中國(guó)制定一個(gè)長(zhǎng)期的向低碳、清潔、高效能源系統(tǒng)轉(zhuǎn)型的能源體系設(shè)想。

本報(bào)告是由課題合作伙伴共同編寫，旨在介紹世界三大能源消費(fèi)國(guó)：中國(guó)、歐洲和美國(guó)的能源轉(zhuǎn)型趨勢(shì)，讓讀者了解這3個(gè)地區(qū)能源轉(zhuǎn)型的前景、可能性和挑戰(zhàn)。

向低碳能源部門轉(zhuǎn)型相關(guān)的挑戰(zhàn)正在得到更好的界定，許多問(wèn)題的解決方案也已經(jīng)確定。雖然國(guó)家之間存在著經(jīng)濟(jì)、政治和社會(huì)的差異，但核心技術(shù)和以商業(yè)為基礎(chǔ)的解決辦法似乎是一致和廣泛適用的。各國(guó)之間為分享這些創(chuàng)新和經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)而進(jìn)行的制度協(xié)調(diào)可以推進(jìn)全球在能源轉(zhuǎn)型方面取得進(jìn)展。

能源轉(zhuǎn)型的國(guó)際趨勢(shì)

全球變暖影響著所有國(guó)家。只有通過(guò)國(guó)際社會(huì)的共同努力才能解決全球變暖問(wèn)題?！栋屠鑵f(xié)定》被認(rèn)為是應(yīng)對(duì)氣候變化的一個(gè)重要里程碑。第一次，幾乎所有國(guó)家都承認(rèn)全球變暖的威脅是真實(shí)的，并且普遍同意“控制全球氣溫并使氣溫與工業(yè)革命以前的水平相比不高于2攝氏度，并且努力把溫度差控制到1.5攝氏度以下”。為了實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，越來(lái)越多的國(guó)家公布了各自的溫室氣體減排目標(biāo)。

圖1主要國(guó)家溫室氣體減排目標(biāo)概述

圖中所顯示的數(shù)據(jù)一部分來(lái)自提交給聯(lián)合國(guó)的國(guó)家自主貢獻(xiàn)（NationallyDeterminedContributions，NDC）指標(biāo)，另一部分來(lái)自如丹麥和德國(guó)的額外國(guó)家指標(biāo)。除非另有說(shuō)明，所有指標(biāo)的基準(zhǔn)年是1990年。為了便于比較，對(duì)于美國(guó)來(lái)說(shuō)，根據(jù)美國(guó)環(huán)保署（EnvironmentalProtectionAgency）的數(shù)據(jù)，以2005年為基準(zhǔn)年的NDC官方指標(biāo)已轉(zhuǎn)換為以1990年為基準(zhǔn)年的指標(biāo)。丹麥2030年的溫室氣體減排目標(biāo)是基于丹麥初步的非排放交易體系的減排目標(biāo)，即與2005年水平相比減少39%，并非丹麥的官方目標(biāo)。

全球能源轉(zhuǎn)型成功的關(guān)鍵要素：

國(guó)際經(jīng)驗(yàn)交流互鑒

明確的長(zhǎng)期目標(biāo)，制定和定期修訂中期目標(biāo)，靈活的心態(tài)調(diào)整短期目標(biāo)

此外，在過(guò)去幾年中，許多國(guó)家已開始將其能源系統(tǒng)過(guò)渡到以可再生能源為基礎(chǔ)的更加可持續(xù)的能源供應(yīng)系統(tǒng)。因此，中國(guó)能源系統(tǒng)的轉(zhuǎn)型應(yīng)該放在全球類似發(fā)展的背景下看待。到目前為止，所有這些國(guó)家采取的路徑大相徑庭，這是由于能源轉(zhuǎn)型取決于若干變量，例如它們的時(shí)間和起點(diǎn)、地理位置或它們的政治和社會(huì)環(huán)境。下面的案例研究將陳述這種多樣性。

歐盟作為世界上最大的市場(chǎng)，是全球領(lǐng)先的參與者，也是應(yīng)對(duì)氣候變化的有力倡導(dǎo)者。人們普遍認(rèn)為，丹麥在可再生能源，特別是風(fēng)能、電力和供暖系統(tǒng)轉(zhuǎn)型方面是全球的先驅(qū)。德國(guó)作為歐洲最大的經(jīng)濟(jì)體和人口最多的國(guó)家，是一個(gè)高度工業(yè)化國(guó)家致力于實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)脫碳很好的范例。最后，美國(guó)是一個(gè)領(lǐng)土遼闊、政治制度復(fù)雜的國(guó)家，為上述多樣性樹立了另外個(gè)榜樣。

他們的共同點(diǎn)是有經(jīng)驗(yàn)在高度動(dòng)態(tài)和國(guó)際化的復(fù)雜背景下仍然有能力將他們的能源系統(tǒng)由以化石燃料為基礎(chǔ)的持續(xù)發(fā)電的集中式方式，轉(zhuǎn)變?yōu)橐詳?shù)千個(gè)能源生產(chǎn)設(shè)施（風(fēng)力、太陽(yáng)能、生物質(zhì)能等）的波動(dòng)發(fā)電為基礎(chǔ)的分散式系統(tǒng)。這就要求政治和監(jiān)管方面要有明確的長(zhǎng)遠(yuǎn)眼光，有詳細(xì)的、定期修訂的中期目標(biāo)，并在短期內(nèi)可以持續(xù)采取具體的調(diào)整措施來(lái)做到。

1、中國(guó)

經(jīng)濟(jì)發(fā)展與生態(tài)文明

中國(guó)繼續(xù)增加對(duì)環(huán)境改善和清潔能源政策方面的重視程度。2017年10月“十九大”會(huì)上，中國(guó)宣布了兩個(gè)世紀(jì)目標(biāo)：到2035年全面建成小康社會(huì)的目標(biāo)、到2050年建立一個(gè)繁榮、民主、文明、和諧的社會(huì)主義現(xiàn)代化國(guó)家。“十三五”規(guī)劃還強(qiáng)調(diào)繼續(xù)堅(jiān)持“四個(gè)全面的戰(zhàn)略”，并促進(jìn)經(jīng)濟(jì)、政治、精神、社會(huì)和生態(tài)的平衡發(fā)展。

在中國(guó)，經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)與能源發(fā)展密切相關(guān)。展望未來(lái)，中國(guó)正在向可持續(xù)經(jīng)濟(jì)發(fā)展模式轉(zhuǎn)變，其中包括：能源系統(tǒng)轉(zhuǎn)型和生態(tài)文明建設(shè)。

中國(guó)的整體能源戰(zhàn)略包括幾個(gè)方面。工業(yè)政策方面，“2025年中國(guó)制造”計(jì)劃強(qiáng)調(diào)綠色科技，如可再生能源、電動(dòng)汽車和先進(jìn)的電力系統(tǒng)設(shè)備。短期發(fā)展方面，國(guó)家能源局（NEA）近期發(fā)布了2018年能源工作指導(dǎo)意見，強(qiáng)調(diào)轉(zhuǎn)向低碳、清潔能源和清潔供熱發(fā)展，同時(shí)限制煤炭的使用。此外，全國(guó)人民代表大會(huì)今年3月剛剛通過(guò)了政府機(jī)構(gòu)改革計(jì)劃，根據(jù)該計(jì)劃，兩個(gè)新成立的部門—自然資源部和生態(tài)環(huán)境部，將加強(qiáng)中央政府在這些領(lǐng)域的管理。

光伏迅猛發(fā)展

近年來(lái)，中國(guó)發(fā)展可再生能源，向能源結(jié)構(gòu)多元化發(fā)展。從2005~2016年，可再生能源的比例從16%增至26%。向清潔能源系統(tǒng)發(fā)展是為了改善空氣質(zhì)量，應(yīng)對(duì)氣候變化，最終減少對(duì)化石燃料的依賴。

近年來(lái)，隨著太陽(yáng)能光伏發(fā)電裝機(jī)的迅猛發(fā)展，風(fēng)力發(fā)電裝機(jī)容量增長(zhǎng)速度有所回落。2017年，新增并網(wǎng)的風(fēng)電裝機(jī)容量下降為15.03GW，而兩年前新增并網(wǎng)裝機(jī)容量超過(guò)30GW，；而光伏新增并網(wǎng)裝機(jī)容量超過(guò)53GW，使得累積裝機(jī)容量超過(guò)2020年最低目標(biāo)（105GW）的24%。

根據(jù)國(guó)家可再生能源中心年度旗艦出版物《2017年中國(guó)可再生能源展望》（（CREO2017））中假設(shè)平均溫度下降2℃的情況下，預(yù)計(jì)風(fēng)電占一次能源供應(yīng)總量的比例將從2016年的0.7%上升至2020年的4%、2035年的12.5%和2050年的21.8%。預(yù)計(jì)光伏發(fā)電將從2016年的0.3%上升至2020年的1%、2035年的6.5%和2050年的13.4%。

圖2中國(guó)能源系統(tǒng)轉(zhuǎn)型的主要效果指標(biāo)

圖3中國(guó)2017年可再生能源展望2050年氣溫下降2°C中國(guó)一次能源供應(yīng)總量預(yù)測(cè)

表1：2025年、2030年至2050年風(fēng)電和光伏占一次能源供應(yīng)總量比例

圖42017年新增電力裝機(jī)容量（GW）

圖52017年光伏和風(fēng)電新增裝機(jī)容量和發(fā)電量增量

溫室氣體減排和能源系統(tǒng)改革政策的框架

減排和體制改革是過(guò)去二十年能源部門發(fā)展的兩個(gè)重點(diǎn)。自從2001年“十五”規(guī)劃起，中國(guó)就制訂了嚴(yán)格的環(huán)境保護(hù)目標(biāo)，并設(shè)置了切實(shí)的污染防治措施。

在“十二五”規(guī)劃期間（2011-2015年），中國(guó)制定了2020年溫室氣體排放強(qiáng)度目標(biāo)，并通過(guò)市場(chǎng)和行政手段相結(jié)合來(lái)降低排放強(qiáng)度。國(guó)家發(fā)展改革委（NDRC）宣布在2011年啟動(dòng)碳市場(chǎng)試點(diǎn)。

在體制改革方面，2015年中國(guó)開始大力推進(jìn)電力行業(yè)改革，以最終形成雙邊電力交易、電力現(xiàn)貨市場(chǎng)和輔助服務(wù)市場(chǎng)。自全面改革以來(lái)，先后出臺(tái)了六項(xiàng)配套政策，包括輸配電價(jià)格改革、建立現(xiàn)貨市場(chǎng)試點(diǎn)、建立電力交易所、形成雙邊市場(chǎng)（發(fā)電和效率）、開放電力零售市場(chǎng)、規(guī)范所謂工業(yè)自備燃煤電廠等。與電力部門改革相結(jié)合，國(guó)家能源局啟動(dòng)燃煤電廠靈活性改造試點(diǎn)項(xiàng)目，以便整合風(fēng)電和光伏產(chǎn)生的間歇性電力。

圖6政策時(shí)間表

從補(bǔ)貼向市場(chǎng)化發(fā)展的轉(zhuǎn)變

中國(guó)致力于推進(jìn)市場(chǎng)化機(jī)制，以實(shí)現(xiàn)向綠色和低碳能源轉(zhuǎn)型。從2009年開始，中國(guó)一直依靠上網(wǎng)電價(jià)補(bǔ)貼來(lái)推動(dòng)風(fēng)電和光伏發(fā)電，中國(guó)可能轉(zhuǎn)向可再生能源配額制度自從2017年推出了自愿交易的綠色證書制度。到2020年，全國(guó)非水電可再生能源的電力消費(fèi)量將達(dá)到總電力消費(fèi)量的9%，所有發(fā)電公司將生產(chǎn)9%的能源來(lái)自非水電可再生能源。2018年3月，政府開始收集關(guān)于強(qiáng)制性可再生能源配額機(jī)制的意見。主要反饋意見的企業(yè)包括電網(wǎng)企業(yè)、配電和電力銷售企業(yè)，以及有自備電廠企業(yè)。

碳市場(chǎng)是另一種趨勢(shì)。從2011年到2016年，中國(guó)已經(jīng)在北京、天津、深圳、上海、湖北和廣東等啟動(dòng)了7個(gè)碳市場(chǎng)試點(diǎn)。到目前為止，這些市場(chǎng)的配額主要是通過(guò)基準(zhǔn)和標(biāo)桿的方式進(jìn)行分配，只有小規(guī)模的在進(jìn)行交易。2017年12月正式宣布了全國(guó)碳市場(chǎng)，主要是在電力和供熱行業(yè)，這些行業(yè)占煤炭總使用量的大部分。市場(chǎng)將在未來(lái)幾年才開始正式交易，碳排放配額機(jī)制將繼續(xù)得到推廣。決策者希望碳價(jià)格在促進(jìn)低碳轉(zhuǎn)變方面發(fā)揮越來(lái)越重要的作用。

低碳發(fā)展的障礙

盡管中國(guó)長(zhǎng)期目標(biāo)無(wú)疑致力于實(shí)現(xiàn)低碳能源轉(zhuǎn)型，但短期內(nèi)仍存在諸多障礙。能源需求量繼續(xù)快速增長(zhǎng)，化石燃料短期內(nèi)仍然是滿足需求的關(guān)鍵。

此外，省級(jí)和國(guó)家目標(biāo)之間的沖突是迫切需要解決的。大多數(shù)省份的煤炭產(chǎn)能過(guò)剩，省級(jí)官員對(duì)可能威脅到地方財(cái)政活力的改革仍持謹(jǐn)慎態(tài)度。這意味著雙邊合同、省級(jí)間電力交易和現(xiàn)貨市場(chǎng)試點(diǎn)并不是促進(jìn)經(jīng)濟(jì)調(diào)度必要的。人們一致認(rèn)為，迄今為止的改革仍未突破中國(guó)分析人士所稱的“省級(jí)壁壘”，這些壁壘阻礙了競(jìng)爭(zhēng)和經(jīng)濟(jì)調(diào)度。

中國(guó)還在努力實(shí)施優(yōu)先發(fā)展可再生能源的政策。例如，盡管中央政府制定了多項(xiàng)政策，規(guī)定風(fēng)電和光伏的最短調(diào)度時(shí)間以及消除棄風(fēng)和棄光問(wèn)題，在2017年，風(fēng)電和光伏的調(diào)度時(shí)間和棄風(fēng)棄光情況都有所好轉(zhuǎn)。但是一些省之間資源的整合仍然是一個(gè)嚴(yán)重問(wèn)題。例如甘肅已經(jīng)發(fā)展了大量的風(fēng)電和光伏，它們的發(fā)電量無(wú)法被省內(nèi)利用完，然而輸電能力和可再生能源的調(diào)度能力相對(duì)滯后。

未來(lái)決策集權(quán)

2018年，國(guó)家能源局的工作重點(diǎn)包括綠色、低碳、創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)發(fā)展，提高能源供應(yīng)質(zhì)量、系統(tǒng)效率、緩解貧困、提供優(yōu)質(zhì)能源服務(wù)、加強(qiáng)能源部門管理、擴(kuò)大國(guó)際合作。隨著風(fēng)電和光伏的價(jià)格下降，風(fēng)電平價(jià)上網(wǎng)可能會(huì)在2020年到來(lái)，而光伏的平價(jià)上網(wǎng)或?qū)⒃?025年前到來(lái)。電力市場(chǎng)改革應(yīng)在改善清潔能源經(jīng)濟(jì)方面發(fā)揮重要作用。特別是，現(xiàn)貨市場(chǎng)、輔助服務(wù)市場(chǎng)、省際和區(qū)域間傳輸?shù)脑黾右约胺植际侥茉从兄谙吞寄茉疵媾R的障礙。

行政管理層面也在發(fā)生著重大變化。2018年3月成立了兩個(gè)新部門，即生態(tài)環(huán)境部（MEE）和自然資源部（MNR）。負(fù)責(zé)環(huán)境稅收和碳排放交易工作的部門都將納入生態(tài)環(huán)境部，幫助這些政策與其他環(huán)境政策相結(jié)合。同樣，負(fù)責(zé)水、草地、林業(yè)和濕地資源的部門也將被納入自然資源部，幫助調(diào)整這些地區(qū)的自然資源政策。類似部門的集中可以簡(jiǎn)化決策、監(jiān)督和執(zhí)行。

2、歐盟

歐盟2030/2050年的長(zhǎng)期能源目標(biāo)

歐盟有雄心成為應(yīng)對(duì)氣候變化的主導(dǎo)力量。2014~2020年，歐盟將預(yù)算的至少20%投向了氣候變化相關(guān)的活動(dòng)，資金高達(dá)1800億歐元。歐盟范圍內(nèi)的能源系統(tǒng)轉(zhuǎn)型，比如實(shí)施共同目標(biāo)政策和推進(jìn)歐盟結(jié)構(gòu)化整合，被視為經(jīng)濟(jì)脫碳的關(guān)鍵驅(qū)動(dòng)力。

2009年10月，歐洲理事會(huì)制定了溫室氣體排放量的長(zhǎng)期目標(biāo)，2050年將比1990年減少80~95%。2014年10月，歐洲理事會(huì)同意制定更具體、更全面的2030年目標(biāo)和政策目標(biāo)（見下表）。這些目標(biāo)旨在實(shí)現(xiàn)一個(gè)更具競(jìng)爭(zhēng)力、更安全、更可持續(xù)的能源體系，并實(shí)現(xiàn)2050年長(zhǎng)期溫室氣體減排目標(biāo)。但是這些并不妨礙歐盟成員國(guó)實(shí)現(xiàn)它們自己更為宏大的目標(biāo)。

表22030和2050年歐盟的能源目標(biāo)

歐洲能源政策的最新發(fā)展：冬季“一攬子”方案

歐盟正在努力建立一個(gè)歐洲內(nèi)部能源市場(chǎng)，以制訂總體框架滿足能源在歐盟區(qū)域內(nèi)自由流動(dòng)（無(wú)技術(shù)和監(jiān)管障礙）。這旨在增加競(jìng)爭(zhēng)性，匯集所有成員國(guó)不同的能力，并改善能源安全和系統(tǒng)穩(wěn)定性。

歐盟在能源轉(zhuǎn)型中遵循輔助性原則的做法，可以作為中國(guó)面臨挑戰(zhàn)的范例和參照。歐盟作為中心實(shí)體，致力于制定和監(jiān)測(cè)明確的共同目標(biāo)，并確保總框架（市場(chǎng)結(jié)構(gòu)、法規(guī)、基礎(chǔ)設(shè)施等）能夠朝著新能源體系的方向進(jìn)行穩(wěn)步發(fā)展。另一方面，成員國(guó)在考慮到它們各自的區(qū)域條件時(shí)，有權(quán)利和義務(wù)執(zhí)行這些有助于實(shí)現(xiàn)共同目標(biāo)的政策。

圖7普通立法程序后冬季“一攬子”方案的時(shí)間表

2016年11月，歐盟委員會(huì)公布了一些立法提案，總結(jié)為“面向所有歐洲人的清潔能源”一攬子計(jì)劃。這個(gè)所謂的“冬季一攬子計(jì)劃”旨在明確歐盟能源目標(biāo)2030的戰(zhàn)略實(shí)施和推動(dòng)能源聯(lián)盟。一千多頁(yè)的方案主要涉及下列主題：

能源聯(lián)盟的管理

電力市場(chǎng)的設(shè)計(jì)

可再生能源和能源效率

目前，歐洲議會(huì)和歐洲聯(lián)盟理事會(huì)，即各國(guó)部長(zhǎng)，正在按照所謂的歐盟普通立法程序協(xié)商一攬子方案（另見下文立法程序概覽）。

圖8歐盟能源體系轉(zhuǎn)型的關(guān)鍵效果指標(biāo)

成就和挑戰(zhàn)：衡量歐盟的進(jìn)展和前瞻

歐盟能源政策中3個(gè)相互關(guān)聯(lián)的目標(biāo)（減少溫室氣體排放、減少歐盟對(duì)能源進(jìn)口的依賴、確保增長(zhǎng)和就業(yè)）的關(guān)鍵效果指標(biāo)圖表顯示，自2000年以來(lái)，在這些目標(biāo)都取得了進(jìn)展。該圖表還強(qiáng)調(diào)了溫室氣體與經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)的有效解耦。

然而，考慮到為2030年和2050年制定的宏偉目標(biāo)，歐盟和成員國(guó)都必須繼續(xù)加倍努力。這不僅意味著進(jìn)一步支持技術(shù)發(fā)展，提高能源效率，而且意味著徹底檢查所有與排放有關(guān)的政策領(lǐng)域，即運(yùn)輸和流動(dòng)性。

參考資料：歐洲電力傳輸系統(tǒng)運(yùn)營(yíng)商網(wǎng)絡(luò)和歐洲電網(wǎng)規(guī)劃過(guò)程

隨著2009年歐洲輸電系統(tǒng)運(yùn)營(yíng)商網(wǎng)絡(luò)的建立，歐洲輸電系統(tǒng)運(yùn)營(yíng)商被賦予了重要任務(wù)，從而對(duì)歐洲電力市場(chǎng)和輸電系統(tǒng)的發(fā)展產(chǎn)生了重大影響。輸電系統(tǒng)運(yùn)營(yíng)商規(guī)劃的主要產(chǎn)品是（非約束性的）十年電網(wǎng)發(fā)展規(guī)劃，該規(guī)劃根據(jù)歐盟條例714/2009每?jī)赡赀M(jìn)行一次。

歐洲電力傳輸系統(tǒng)運(yùn)營(yíng)商網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃過(guò)程包括3個(gè)步驟：首先，為了確定不確定性以及確定歐洲在電力傳輸基礎(chǔ)設(shè)施方面需要什么，開發(fā)了未來(lái)的不同方案?；谶@些情況，來(lái)自34個(gè)歐洲國(guó)家的41個(gè)電系統(tǒng)運(yùn)營(yíng)商的專家開展了共同規(guī)劃研究。規(guī)劃研究的結(jié)果是一系列的基礎(chǔ)設(shè)施項(xiàng)目。最后一步，這些項(xiàng)目按照歐洲批準(zhǔn)的方法進(jìn)行評(píng)估，以評(píng)估項(xiàng)目的成本和效益。這種評(píng)估不僅僅是純粹的經(jīng)濟(jì)評(píng)估。相反地，它還考慮了項(xiàng)目如何支持環(huán)境、歐洲福利、供應(yīng)安全等。

每年，歐盟委員會(huì)都會(huì)更新一份歐洲重要項(xiàng)目的清單，即所謂的“共同感興趣的項(xiàng)目”。這張清單以其過(guò)去十年網(wǎng)絡(luò)發(fā)展規(guī)劃為出發(fā)點(diǎn)。這些項(xiàng)目必須遵守有關(guān)透明度和利益相關(guān)者參與的某些規(guī)則，從而能夠更快地獲得歐盟的許可和財(cái)政支持。

3、丹麥

經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)與能源消費(fèi)和溫室氣體排放解耦

丹麥經(jīng)濟(jì)和能源部門的總趨勢(shì)表明，丹麥能夠在發(fā)展經(jīng)濟(jì)的同時(shí)降低能源消費(fèi)和溫室氣體排放（見下圖）。分析數(shù)據(jù)顯示，制造業(yè)的外遷其實(shí)對(duì)丹麥經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)與能源消費(fèi)和溫室氣體排放的影響微乎其微，真正使得他們解耦的重要因素是可再生能源結(jié)構(gòu)調(diào)整，包括熱電聯(lián)產(chǎn)（CHP）和地區(qū)供熱的擴(kuò)大，以及可再生能源使用的急劇增加。

圖9丹麥能源系統(tǒng)轉(zhuǎn)型的關(guān)鍵效果指標(biāo)

在丹麥的能源板塊，發(fā)生最急劇的變化是在可再生能源發(fā)電領(lǐng)域，可再生能源占2016年總能源消費(fèi)的31%。而在20世紀(jì)90年代初，丹麥可再生能源發(fā)電量占發(fā)電總量的不到5%。2016年，數(shù)據(jù)60%是因?yàn)榈湆?duì)陸上和海上風(fēng)力發(fā)電潛力進(jìn)行了大量勘探（42%），并伴隨著燃料轉(zhuǎn)型—從煤炭和天然氣轉(zhuǎn)變向生物燃料（14%）。

丹麥?zhǔn)娇稍偕茉吹恼稀`活與開放的能源市場(chǎng)

為了應(yīng)對(duì)丹麥50%發(fā)電量的波動(dòng)（風(fēng)電和光伏），丹麥輸電系統(tǒng)運(yùn)營(yíng)商（TSO）Energinet.dk已經(jīng)實(shí)施了一些倡議和系統(tǒng)解決方案。主要因素是：

規(guī)劃和預(yù)測(cè)：

丹麥TSO開發(fā)了先進(jìn)的監(jiān)測(cè)系統(tǒng)來(lái)預(yù)測(cè)風(fēng)電和光伏等能源的預(yù)期發(fā)電量，以便改進(jìn)以小時(shí)為單位發(fā)電的計(jì)劃，從而減少對(duì)備用能力的需要。

發(fā)電站的靈活性和備用能力：

備用容量加上大多數(shù)傳統(tǒng)發(fā)電站將發(fā)電量調(diào)整到其額定容量的50%以下的技術(shù)能力，意味著可再生能源成為丹麥系統(tǒng)的基荷能源。

有效和透明的電力市場(chǎng)：

風(fēng)電和光伏的整合得到了北歐日前電力市場(chǎng)的支持。風(fēng)力發(fā)電和光伏發(fā)電的邊際成本非常低，這意味著它們?cè)凇靶Ч判颉敝斜皇袌?chǎng)“分派”到傳統(tǒng)能源之前。

強(qiáng)大的國(guó)內(nèi)輸電網(wǎng)絡(luò)和跨境互聯(lián)：

為了平衡和市場(chǎng)目的，丹麥與北方鄰國(guó)（挪威和瑞典）和南部國(guó)家（德國(guó)和荷蘭）實(shí)現(xiàn)了充分的能源相互連接，使丹麥在電力不足（或盈余）從鄰國(guó)獲?。ɑ蚪o予鄰國(guó)），以實(shí)現(xiàn)平衡。尤其是挪威和瑞典以水電為主，水電是平衡間歇性風(fēng)電和光伏的理想選擇。這些都是通過(guò)耦合的電力市場(chǎng)實(shí)現(xiàn)的，目前從芬蘭到南歐的電力市場(chǎng)都是如此。

TSO在可再生能源的購(gòu)買彈性：

大型風(fēng)電項(xiàng)目已被證明在大風(fēng)條件下具有非常有效的平衡能力。風(fēng)電站的響應(yīng)時(shí)間很短，啟動(dòng)成本也很低。在適當(dāng)?shù)募?lì)和“虛擬電廠控制系統(tǒng)”的幫助下，大型風(fēng)電項(xiàng)目可以在一般電力市場(chǎng)價(jià)格較低時(shí)，參與到特定的均衡電力市場(chǎng)中，獲得具有吸引力的電價(jià)。

展望未來(lái)，為了應(yīng)對(duì)丹麥波動(dòng)的電力能源系統(tǒng)，進(jìn)一步規(guī)劃基礎(chǔ)設(shè)施（電網(wǎng)）和保持系統(tǒng)的高度穩(wěn)定和電力價(jià)格的競(jìng)爭(zhēng)性至關(guān)重要。與鄰國(guó)和歐盟電力系統(tǒng)的進(jìn)一步整合和互聯(lián)也是答案的一部分。此外，還在探索通過(guò)熱轉(zhuǎn)換器等其他部門儲(chǔ)存和使用電力的能力，未來(lái)的交通電氣化也都是這個(gè)計(jì)劃的一部分。丹麥能源規(guī)劃與歐盟建立更深入一體化密切相關(guān)的能源聯(lián)盟計(jì)劃。

新的能源協(xié)議正在制定

在歐盟2030年能源目標(biāo)的基礎(chǔ)上，圍繞新的能源協(xié)議的政治談判已經(jīng)開始。新的能源協(xié)議將為丹麥能源部門設(shè)定2020年后的發(fā)展方向和目標(biāo)，議程的重點(diǎn)將是進(jìn)一步擺脫以化石燃料為基礎(chǔ)的能源來(lái)源，進(jìn)一步提高能源效率，建立一個(gè)以市場(chǎng)為基礎(chǔ)的能源部門，為消費(fèi)者和企業(yè)進(jìn)行成本效益的改革，從而使能源價(jià)格具有競(jìng)爭(zhēng)性。政府正在努力實(shí)現(xiàn)可再生能源到2030年，占到丹麥能源消費(fèi)總量達(dá)到50%的目標(biāo)。為了實(shí)現(xiàn)這個(gè)目標(biāo)，歐盟法規(guī)和丹麥專家的建議都指出了更多競(jìng)爭(zhēng)性的支持方案，如用于部署海上風(fēng)力的投標(biāo)系統(tǒng)。

4、德國(guó)

“Energiewende”—能源轉(zhuǎn)型源于德國(guó)

德國(guó)所謂的能源轉(zhuǎn)型是一項(xiàng)長(zhǎng)期的能源和氣候戰(zhàn)略，旨在建立一個(gè)以發(fā)展可再生能源和提高能源效率為基礎(chǔ)的低碳能源系統(tǒng)。它被認(rèn)為是一個(gè)雄心勃勃的工業(yè)項(xiàng)目，需要在德國(guó)國(guó)內(nèi)和整個(gè)歐洲進(jìn)行技術(shù)和社會(huì)轉(zhuǎn)型。能源轉(zhuǎn)型基于四個(gè)主要目標(biāo)：應(yīng)對(duì)氣候變化、避免核風(fēng)險(xiǎn)、改善能源安全以及保障經(jīng)濟(jì)競(jìng)爭(zhēng)力和增長(zhǎng)。Energiewende是一個(gè)綜合政策框架，涵蓋能源和經(jīng)濟(jì)的所有部門。它包括降低二氧化碳排放、發(fā)展可再生能源、到2022年逐步淘汰核能以及提高能源效率的目標(biāo)和政策措施。

表3德國(guó)能源轉(zhuǎn)型的關(guān)鍵目標(biāo)

雖然能源轉(zhuǎn)型取得了一定的進(jìn)展，但仍然有很長(zhǎng)的路要走

近幾十年來(lái)，德國(guó)以推動(dòng)可再生能源為目標(biāo)，實(shí)現(xiàn)電力結(jié)構(gòu)的多樣化（可再生能源發(fā)電量從1990年的4%增至2017年的35%以上），包括2000~2010年期間公民擁有的可再生能源項(xiàng)目急劇增加。然而，可再生能源在其他部門（交通運(yùn)輸和供暖/供冷）中的占比并未實(shí)現(xiàn)按比例增加。

由于法律、政治和監(jiān)管方面存在很多挑戰(zhàn)，輸電電網(wǎng)必要的擴(kuò)張是一個(gè)漫長(zhǎng)的過(guò)程，因此在整個(gè)電力系統(tǒng)管理中，輸電電網(wǎng)建設(shè)相關(guān)的延期現(xiàn)象越發(fā)明顯：電網(wǎng)阻塞頻率增加，此外可再生能源電站的進(jìn)一步發(fā)展使其越來(lái)越容易暴露于電網(wǎng)結(jié)構(gòu)問(wèn)題的風(fēng)險(xiǎn)之中。除輸配電網(wǎng)的擴(kuò)張以外，通過(guò)鼓勵(lì)新技術(shù)和新流程（例如需求側(cè)管理、儲(chǔ)能技術(shù)、P2X技術(shù)、系統(tǒng)管理數(shù)字化）以提高電力系統(tǒng)的靈活性。

盡管光伏發(fā)電上網(wǎng)電價(jià)補(bǔ)貼（FIT）退坡計(jì)劃已經(jīng)導(dǎo)致光伏價(jià)格從2004年的50ct/kWh以上降至現(xiàn)在的約100ct/kWh，但是可再生能源的拍賣為未來(lái)提供了客觀的價(jià)格預(yù)期：最近的拍賣導(dǎo)致平均價(jià)格降至4.91ct/kWh。最近的陸上風(fēng)電拍賣的平均價(jià)格為3.82ct/kWh，最近的海上風(fēng)電拍賣（將于21世紀(jì)20年代中期建造）的價(jià)格從0~6ct/kWh（平均加權(quán)價(jià)格0.44ct/kWh，另外1.5ct/kWh為并網(wǎng)需要支付的費(fèi)用）?？傮w而言，可再生能源價(jià)格大幅下跌，預(yù)計(jì)將進(jìn)一步下降。

圖10德國(guó)能源系統(tǒng)轉(zhuǎn)型的關(guān)鍵效果指標(biāo)

展望：提高能源系統(tǒng)的靈活性和數(shù)字化

目前能源部門的政治辯論涉及幾個(gè)議題。其中包括關(guān)于增加可再生能源裝機(jī)容量的討論，特別是關(guān)于公民接受的討論。不過(guò)，裝機(jī)容量的增加，主要是陸上風(fēng)電裝機(jī)容量的增加，而且仍然很高。重點(diǎn)還在于光伏發(fā)電的自我消費(fèi)，這對(duì)家庭和商業(yè)消費(fèi)者都有吸引力。在這方面，儲(chǔ)能系統(tǒng)的開發(fā)和安裝變得越來(lái)越重要，因?yàn)樗鼈冊(cè)试S最大限度地提高自我消費(fèi)，并提高系統(tǒng)的靈活性。目前辯論的另一個(gè)重要部分是數(shù)字化問(wèn)題，這是能源轉(zhuǎn)型成功的關(guān)鍵要素。間歇性可再生能源（光伏、風(fēng)電）需要一個(gè)將發(fā)電、消費(fèi)者和電網(wǎng)相結(jié)合的連接網(wǎng)絡(luò)。能源系統(tǒng)需要始終提供靈活性，以平衡間歇性可再生能源發(fā)電。只有在發(fā)電和（靈活）需求能夠使用安全和數(shù)字化的連接渠道的情況下，才有可能做到這一點(diǎn)。因此，2016年，德國(guó)政府批準(zhǔn)了一項(xiàng)關(guān)于"能源轉(zhuǎn)型數(shù)字化"的法律。最后特別是，實(shí)現(xiàn)所有部門（能源、交通運(yùn)輸、建筑、工業(yè)）高度連接所產(chǎn)生的協(xié)同作用是能源轉(zhuǎn)型議程上的優(yōu)先事項(xiàng)。隨著2018年的聯(lián)盟條約，Energiewende問(wèn)題仍然是政府政治議程的優(yōu)先事項(xiàng)。2020年的減排目標(biāo)不可能實(shí)現(xiàn)。然而，基督教民主人士聯(lián)盟（CDU/CSU）和社會(huì)民主黨（SPU）的目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)這些目標(biāo)，并致力于實(shí)現(xiàn)2030年的目標(biāo)。為此，他們將電力部門2030年的可再生能源目標(biāo)提高到65%。

基于市場(chǎng)的可再生能源整合以作為應(yīng)對(duì)能源轉(zhuǎn)型復(fù)雜性的具有成本效益的方法

德國(guó)的Energiewende就是一個(gè)例子，說(shuō)明高度工業(yè)化的經(jīng)濟(jì)體如何能夠在確保能源安全的同時(shí)，將其電力系統(tǒng)向氣候友好型、經(jīng)濟(jì)競(jìng)爭(zhēng)力的體系過(guò)渡。間歇性可再生能源市場(chǎng)和系統(tǒng)整合措施的經(jīng)驗(yàn)表明，與作為協(xié)調(diào)行為者的監(jiān)管機(jī)構(gòu)進(jìn)行基于市場(chǎng)的整合，同時(shí)考慮到所有相關(guān)利益相關(guān)方，能夠?qū)崿F(xiàn)成本的大幅度下降。此外，事實(shí)證明，長(zhǎng)期和中期目標(biāo)的制訂有助于使具有政策的長(zhǎng)期目標(biāo)獲得短期效果?？紤]到從德國(guó)能源轉(zhuǎn)型學(xué)到的經(jīng)驗(yàn)，中國(guó)有機(jī)會(huì)解決空氣污染問(wèn)題，建立同樣允許經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)的氣候友好型能源體系。

5、美國(guó)

在美國(guó)，能源的發(fā)展主要受到技術(shù)創(chuàng)新、市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)以及標(biāo)準(zhǔn)和政策（特別是州和地方層面）的影響。

技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和政策通過(guò)在進(jìn)入市場(chǎng)的早期明顯地降低可再生能源的價(jià)格支持了可再生能源技術(shù)的競(jìng)爭(zhēng)空間。據(jù)統(tǒng)計(jì)，州和地方可再生能源組合標(biāo)準(zhǔn)（RPS）刺激了2000~2015年間60％的可再生能源發(fā)展，并通過(guò)增加裝機(jī)容量降低了可再生能源的成本。公司平均燃料經(jīng)濟(jì)性（CAFE）標(biāo)準(zhǔn)推動(dòng)了汽車燃料效率的創(chuàng)新，例如啟停系統(tǒng)的內(nèi)燃機(jī)等。激勵(lì)措施可以降低和減輕早期使用者在這些轉(zhuǎn)變過(guò)程中的成本和不確定性負(fù)擔(dān)，有針對(duì)性的研發(fā)投資可以解決投資者的特定問(wèn)題和技術(shù)限制。

市場(chǎng)對(duì)美國(guó)能源轉(zhuǎn)型和碳減排產(chǎn)生了主導(dǎo)影響。盡管新的基礎(chǔ)設(shè)施（如傳輸和運(yùn)營(yíng)）的建設(shè)和監(jiān)管對(duì)成本有重要影響，但當(dāng)前政府采用可再生能源技術(shù)面臨的成本仍比十年前要低得多。風(fēng)電，光伏和儲(chǔ)能等先進(jìn)技術(shù)的全球共享使可再生能源產(chǎn)生了巨大的跨越式發(fā)展。今天可再生能源技術(shù)的發(fā)展已經(jīng)不再面臨早期發(fā)展中的市場(chǎng)動(dòng)蕩問(wèn)題。雖然天然氣的出現(xiàn)使得能源轉(zhuǎn)型的發(fā)展很難預(yù)見，但政府還是在確保公平、有效、起作用的市場(chǎng)平臺(tái)方面發(fā)揮了作用。政府的這些平臺(tái)能夠可靠地整合所有形式的能源，提高能源安全性、降低成本，并實(shí)現(xiàn)既定的社會(huì)目標(biāo)和環(huán)境目標(biāo)。

圖11美國(guó)能源系統(tǒng)轉(zhuǎn)型的主要效果指標(biāo)

展望：能源系統(tǒng)的結(jié)合和市場(chǎng)模式

隨著可再生能源技術(shù)的提高和成本的降低，美國(guó)能源轉(zhuǎn)型的焦點(diǎn)將開始集中到可靠性、彈性和電力系統(tǒng)的靈活性等方面，包括各種發(fā)電形式的結(jié)合、通過(guò)可靠的和物理的基礎(chǔ)設(shè)施傳輸電力、以安全且經(jīng)濟(jì)的方式管理負(fù)荷。傳感器和先進(jìn)計(jì)量的大規(guī)模應(yīng)用為以前無(wú)法獲得的大數(shù)據(jù)提供了重要的新機(jī)會(huì)。能源部門的這種數(shù)字化可以為人工智能和機(jī)器學(xué)習(xí)提供改進(jìn)途徑，以增加主要電力系統(tǒng)的管理能力、減少公用事業(yè)的損失和降低消費(fèi)者的成本。

同樣地，這些技術(shù)進(jìn)步也可能對(duì)具有能源生產(chǎn)和消費(fèi)控制能力的分布式能源系統(tǒng)產(chǎn)生重大影響。隨著分布式發(fā)電和儲(chǔ)能技術(shù)的發(fā)展和大規(guī)模應(yīng)用，能源消費(fèi)者的可選擇性和參與度也隨之提高，此時(shí)，監(jiān)管機(jī)構(gòu)和公用事業(yè)將在保證電網(wǎng)的技術(shù)、經(jīng)濟(jì)可行性方面發(fā)揮重要作用。

翻譯：YuCong／Mirakuru／一路朝陽(yáng)／Crystal／ZhiGuang／carlloo＠ERR能研微訊

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