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“后煤炭时代”美、德、日退煤路径对比

2022/02/03 来源:中国煤炭新闻网新闻 手机看文章 阅读量:390

当前许多国家和地区都提出了自己的退煤时间表。......

不同国家着力点存在较大差异

针对全球气候变化引发的一系列环境变化问题和国际政治问题,近年来联合国一直在呼吁全球各国采取积极有效的行动以减少温室气体的排放,加强应对气候变化的能力。降低污染物排放以及提高资源效率的使用已经得到全球大部分国家的认可,因此目前超过100个国家已经将本世纪中叶实现碳中和作为低碳经济的发展目标。

2021年3月,联合国秘书长古特雷斯表示,逐步在电力行业中淘汰煤炭是实现将升温幅度控制在1.5摄氏度之内的最重要一步。这意味着,到2030年,全球发电领域的煤炭用量必须比2010年下降80%。古特雷斯呼吁经合组织国家承诺到2030年逐步淘汰煤炭,并呼吁非经合组织国家2040年淘汰煤炭。另外,停止对煤炭发电厂的国际资助,将投资转向可持续能源项目。在全球的碳排放中,煤电的污染占比较大,数据显示,2010年之前,发电量和发电产生的二氧化碳是同步上涨的;2010年之后,随着新能源的替代,二者之间逐渐背离,但是由于煤电占比仍较高,因此当前煤电的二氧化碳排放量仍较大。因此,在各主要用煤国的碳中和计划中,如何降低甚至淘汰煤炭使用成为焦点。

 当前许多国家和地区都提出了自己的退煤时间表,不少国家已经承诺在2030年左右完全停止煤炭的使用,但是不同的国家由于国情不同,退煤的着力点存在较大差异,德国主要以招标补贴的方式引导燃煤电厂退役,美国旨在大力发展清洁能源的使用,日本则倾向于用高效燃煤电厂逐渐替代老旧燃煤电厂。

A德国退煤路径:明确对燃煤电厂进行淘汰补贴

2019年11月,德国政府通过《德国联邦气候保护法》,要求2030年德国温室气体排放量较1990年减少55%,并到2050年实现碳中和。2021年5月,德国联邦内阁通过《德国联邦气候保护法》的修订版法案,要求2030年德国温室气体排放量较1990年减少65%,并且到2045年实现碳中和。

图为全球煤电发展情况(指数)

数据显示,2016年,德国燃煤发电量占全国发电量比例在40%,之后随着气候保护计划的实施,燃煤发电占比不断缩减,目前占比30%。2019年9月,德国政府出台“气候保护计划2030”,以期达成2030年德国温室气体排放量较1990年减少55%的目标,为此德国专门制定了详细的退煤方案。退煤方案将德国退出煤炭资源分为三个阶段:2022年之前,硬煤和褐煤的发电量必须分别降至15吉瓦,到2030年进一步减少到9吉瓦,直到2038年必须完全停止燃煤电厂的使用,并且在2026年、2029年和2032年对淘汰进度进行审查。从德国退煤路径来看,主要呈现以下几个特点:

立法确保退煤的合法开展

2020年7月,德国议会通过《减少和终止煤炭发电法》(下称退煤法案)和《加强煤炭地区结构调整法》(下称结构调整法),前者确定了德国逐步淘汰煤炭的具体路径和最终日期,要求到2038年之前逐渐减少并最终停止煤炭在德国的使用。退煤法案要求2020年8月14日之后不得新建燃煤电厂,但在2020年1月29日之前获得经营许可证的电厂除外。此外,退煤法案还规定了如何淘汰硬煤和褐煤,以及如何对强制关闭的燃煤电厂提供相关补偿。后者主要解决主产地矿区工人失业带来的经济困难问题。

成立专门委员会协调退煤

由于燃煤发电量占德国发电量比重仍近30%,且退煤涉及失业问题,为了处理相应问题,德国专门成立了经济增长、结构变革与就业委员会,也就是退煤委员会。其任务就是通过各类手段协调环境、社会和经济问题,最终实现煤炭的退出。退煤委员会组成较为广泛,共有31名委员,其中包括国会议员、地方代表、行业企业、科研人员、能源行业、环保组织和贸易协会。经过多方利益的商讨,退煤委员会提出到2038年逐步淘汰燃煤发电的全面路线。

设立电厂退役补偿招标竞价机制

根据德国退煤法案,德国联邦网络管理局组织硬煤燃煤电厂退役的补偿招标,招标的时间从2020年到2027年,在此期间,退役招标的价格将从165欧元/千瓦到89欧元/千瓦逐年递减,而中标的规则不仅与报价有关,还与二氧化碳排放有关。电厂以越低的补偿金申报退出市场,越容易中标,而二氧化碳排放越少的电厂则会得到更多的补贴。因此在招标初期,电厂自愿退出的动力较强,因为经济补偿的利益远远超过了经营电厂的利益。

图为德国煤电退役招标价格逐年递减(单位:欧元/千瓦)

截至目前,德国一共完成了三轮退出招标:2020年年底,德国能源部举行第一轮煤电退出竞标,总计收到11个煤电厂的投标,总产能达4800兆瓦,占德国硬煤发电总产能的20%,每兆瓦发电量最高获得16.5万欧元的补偿。2021年4月举行的第二轮竞标情况类似,总计有1.5吉瓦煤电设施最终中标。第三轮招标结果将在2022年1月公布,中标的煤电设施每兆瓦最高将获得11.6万欧元补偿。补偿机制的设立一方面有利于德国退煤进程的加快,但是另一方面也带来了困扰,由于竞价机制和二氧化碳排放量挂钩,因此新的较为环保的电厂相比老电厂更容易进行招标退役。2027年之后将不再设置任何补偿机制,这意味着2027年之后还未淘汰的电厂将通过法律手段强制削减。

财政支持老区转型

德国政府依据结构调整法,向煤炭淘汰地区提供了高达400亿欧元的财政支持,其中的260亿欧元用于受影响地区的基础设施和建立新的研究设施,其余140亿欧元将分别用于褐煤矿区或受影响的联邦州的转型和发展,联邦州可以用这笔钱投资与商业相关的基础设施、当地公共交通、宽带和移动基础设施、环境保护和景观保护。此外,德国政府还单独设立了一个50亿欧元的专项基金,用于帮助煤炭行业老年雇员提前退休,58岁以上的员工可以获得最多5年的补偿金。这一方式不仅是为了缓解退煤地区的经济影响,还希望通过转型创造出更多的工作机会,最终实现比退煤之前更好的经济环境。

新兴能源开发与废旧矿山利用

德国将一个已经枯竭的露天煤矿改造成为人工湖,按照计划未来矿湖水面上将安装总规模为120千瓦的光伏板,开发矿湖光伏电站。这一方面有助于解决废弃露天煤矿再利用的问题,另一方面将持续推进光伏新增装机容量的提升行动,同时可以创造就业新机会。

图为德国煤电占比接近30%(单位:%)

B美国退煤路径:致力于绿色能源转型

在淘汰煤炭方面,美国没有做出明确的国际承诺,但也一直致力于绿色能源转型。美国致力于到2030年将碳排放减半,到2035年实现100%的清洁电力,到2050年实现净零排放。煤炭是美国主要的能源之一,截至2021年三季度,煤炭占美国一次能源消费量的13%。1961年之前,美国工业是煤炭消费最大的部门,此后被电力部门所取代,到目前为止,美国煤电占其整个发电量的比重为26%,小部分煤炭直接用于工业部门,例如生产煤焦、混凝土、造纸和钢铁的行业。截至2021年9月,美国有212吉瓦公用事业规模的燃煤发电能力在运行,其中大部分建于20世纪70年代和80年代。虽然美国没有明确电厂的退役年龄,但是大部分美国电厂已经向美国能源信息署(EIA)报告,计划到2035年退役目前在美国运营的28%或59吉瓦的燃煤发电容量。从美国退煤路径来看,主要呈现以下特点:

自下而上的转型政策

除了联邦政府层面之外,美国的一些州和城市组成了一个美国气候联盟,其目的是在州政府层面实现2025年之前温室气体排放量比2005年下降26%的目标。该联盟包括了美国19个州,人口占比超过40%。这其中最具代表性的是美国三个在能源和环境政策方面走在前面的州:加利福尼亚州决定到2045年实现100%发电来自清洁能源;新泽西州和马萨诸塞州设定目标,到2030年可再生能源发电比例分别达到50%和35%。美国还有很多城市决策者和商业企业在可再生能源消费方面制定了积极的目标。

图为美国能源消费占比(单位:%)

多手段加速可再生能源运用

针对各州提出的清洁能源发电目标,当地政府均出台了相应的法案以确保目标的实现。为了支持清洁能源,州政府非常重视创新融资和企业孵化。在融资方面,州政府层面设立了绿色银行,利用公共资金吸引私人资本投资绿色能源项目。例如康涅狄格州的绿色银行已累计支持超过10亿美元的清洁能源投资,这些资金等同于增加了200兆瓦的可再生能源产能。此外,各州还创新了不同的融资方式,比如马里兰州将补贴给予创新技术和储能项目,金额从5万美元到25万美元不等。除此之外,在企业孵化、电网改造以及强制储能方面各州都有不同的激励政策。

图为各能源发电在美国的占比(单位:%)

将燃煤电厂转换为天然气发电厂

美国煤电转型有两种方式:一是淘汰燃煤电厂,并用新的天然气联合循环(NGCC)电厂取而代之;二是将燃煤蒸汽厂的锅炉转换为天然气。EIA的数据显示,截至2010年年底,美国的燃煤发电容量为316.8吉瓦,但到2019年年底,其中的49.2吉瓦退役,14.3吉瓦的锅炉转换为燃烧天然气。由于燃煤发电使得二氧化碳排放的压力持续增加,预计美国到2035年退役的燃煤电厂的数量可能会继续增加。

图为美国电厂运行和退役情况(单位:吉瓦)

C日本退煤路径:高效电厂替代低效电厂

2020年年底,日本政府公布了脱碳路线图草案,设定2030年度电源构成中可再生能源的比例扩大到36%至38%,并将煤电占比从32%降低至26%,2050年实现净零排放的目标。日本政府还给不同新能源发展设立时间表,旨在通过技术创新和绿色投资的方式加速向低碳社会转型。由于资源匮乏,日本能源需求的三分之一主要依赖煤炭,特别是在福岛核电站事故后,日本停止所有核电站运行,恢复并启用煤电设备。同时,由于国际煤炭价格下降,进口资源充足,一些能源企业为降低成本保持煤电设备全负荷运行。到目前为止,煤电占日本发电比例在30%。日本现有140座煤电设备,114座属于中小规模的低效能电厂,其余26座为高效煤电厂。

按照日本的方针,煤炭相比石油来说有很明显的成本优势,且受地缘政治的影响较小,所以日本将继续使用煤炭,但是会用高效煤电厂逐渐替代低效煤电厂。日本政府预计未来超高能效燃煤电厂可能占电力供应的20%。此外,日本是七国集团(G7)中唯一仍在出口煤电设备的国家,但是迫于国际社会的压力,日本提出了严格的设备标准和对出口对象国的融资新条件,不仅要求新出口设备燃料效率达到43%以上,还要求有关国家制定减排方案,方可获得日本政府的煤电项目融资贷款。

总体而言,从国外煤炭行业转型路径及先进经验来看,有以下几个特点:一是通过立法的方式确定退煤或是发展新能源的目标;二是通过招标补贴的方式淘汰燃煤电厂或是以创新融资的方式激励新能源项目;三是大力发展新能源和减碳技术,提高燃煤电厂效率或是通过天然气电厂进行替代;四是深入研究传统业务的升级转型,加大对新能源、低碳能源的投资及布局力度,支持对新兴产业及新型服务的探索实践。

(责任编辑:大利)

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