理想的能源结构存在吗？

阿兰·格汗让 / Carbone 4 合伙人 / 2014-10-09

能源结构可以被定义为某国用于生产不同类型能源所消耗的主要资源比率。出于资源可用性到防治全球变暖政策等种种原因，各国能源结构将在未来几十年发生重大演变。然而，历史惯性和巨大的政治经济成本增加了变革的难度。那么最有可能成功的转型路径有哪些？

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巴黎高科评论：当今世界是否存在着某种最理想的能源结构？

阿兰·格汗让：现有的能源结构都没有充分考虑到气候变化，仅从这点来看就都谈不上理想。原因在于对化石燃料的过度依赖，我们所使用的能源超过80%都最终来源于化石资源。化石燃料有两个缺点：一方面，燃烧排放大量二氧化碳，成为全球变暖主因；另一方面，储量有限。地球人口将很快超过90亿，到时候问题将很严重。石油稀缺已经造成了恶劣的后果：价格上涨，及因此对贫困人口产生的负面经济与社会影响。这仅仅是开始。煤炭会先枯竭，跟着是天然气。这些问题要求必须改变当前的能源结构。

但一些国家目前似乎已经做到更少地依赖于化石燃料。
法国和瑞典等国现在用水力与核能发电。但今天的发达国家，发电只占其全部能源消耗的五分之一。很长一段时期内，它们仍需要用石油和天然气支撑交通运输和制造化肥等。石油化工行业也必须继续服务于塑料加工、合成纤维、涤纶、锦纶以及制药等产业。

我们为什么会如此依赖石化产品，特别是石油？
石油的优点在于能量密度高。所以非常适合运输业。而在航空方面，目前还没有能够替代A1航油的选择。但把石油用于建筑物供暖就太可惜了，完全可以使用天然气、电、木材以及可再生能源来替代。我们现在必须考虑尽可能用其他能源来替代石油的使用，为能源枯竭之日的到来做好准备。

每桶原油的价格一直在攀升。2008年达到148美元，今天在出现了新型燃料的情况下，仍然保持在100美元以上。而且不可能出现大幅回落，原因很简单，价格决定了开采量。如果价格低于70美元/桶，很多油田都要破产关门。此外地缘政治和危机导致的紧张局势也会威胁到能源供应和输送。

非石油生产国则更有必要担心，因为石油产国会把剩下的储量留给自己的国内需求和消费。

这是造成当前向“煤王”时代逆转的原因么？煤的利弊又各是什么？
煤炭开采成本较低，已知储量丰富。另外美国页岩气开采导致煤炭出口增加、全球煤炭价格下降。此外，煤炭资源的全球分布相对均匀。虽然60%储量分布在面积仅占地球面积20%的中国、美国、印度和俄罗斯，但总的来讲，煤矿随处可见，只是储量有多有少。最后，它对环境的负面影响尚未被纳入进经济考虑。所有这些因素都导致了煤炭使用的稳步回升，去向主要是火力发电站。然而，随着应对气候变化愈发紧迫，人们显然应该减少对煤炭的依赖。

其他类型的能源结构还有哪些，它们各自的优势和劣势是什么？
一国采取的能源结构取决于自身的发展水平。新兴国家和发达国家，绝大多数的运输工具以燃烧石油和石油产品为主，除了巴西，甘蔗能提供大量生物燃料。
对比来看，各国发电会尽可能多地考虑自身可用资源，以减少能源进口成本。煤炭降价也会激励一些国家更多地进口和使用这种能源。平均来看，全球40%的发电来自煤电，印度是70%，中国则达到了80%。在波兰、美国和澳大利亚，煤是主要能源。在其他国家如挪威、巴西、委内瑞拉和加拿大，则广泛使用水电。而在法国、瑞典、比利时和乌克兰，核电现在已经占据了主导。其他国家则更多采用高度多样化的组合（煤炭、天然气、水和核能）。

至于不太富裕的国家，主要燃烧木材来取暖、做饭和烧水。这加剧了森林砍伐、生态恶化以及气候变化（燃烧释放二氧化碳）。但是这些国家的能源消费要远远低于发达国家。欧洲的年人均能源消耗超过4 toes(油当量吨)，美国是8 toes，而在最不发达国家，这个数字不足1 toe.

生物能、太阳能、地热以及海洋能等新能源则刚刚摆脱其边缘角色。“可再生能源”就长期来看拥有绝对优势：成本低廉（风和阳光是大自然的恩赐），碳足迹轻，产业风险较低。尽管如此，建设风力电厂和太阳能板阵需要很高的投资，且做不到“无间断”供电。

改变能源结构为什么这么难？是政治上比较复杂还是经济上的原因？
对于很多国家来说，对石油消费的抑制在政治上会很棘手，因为石油仍是最便利的资源。不管是收税还是加强管制，都很成问题。目前对石油企业的补贴仍然很高，尤其是在产油国。据国际能源机构估计全球每年对石油产业的补贴在2000亿美元左右。甚至在法国，征收碳排放税也极其艰难，虽然这能有效减少石油和石化产品消费。

减少煤炭使用则会抬高电价。然而从政治上看这并不是无法克服，而且从长期来看，也不可避免。在一些产煤国如波兰，情况会更复杂一些。煤炭对于波兰意味着国家独立性和大量就业。

可见不得有丝毫差错。那么，把所有因素的考虑进来，究竟该怎么调整能源结构？
首先，必须让人们相信现在的结构对气候和环境的影响有多糟糕。比如，中国的大气污染已经让中国人意识到了问题的严重，中国政府正努力寻找途径替代污染最重的火电站。他们在下一个“五年计划”中制定了很高的目标和一些空前严厉的手段来减少碳排放。

在美国，经常性的飓风和严寒天气激起了公众对气候变化的讨论。法国在这方面进展缓慢，因为我们的气候条件“先天”较好。然而，最新的IPCC报告清楚表明，20世纪以来地球温度的提高是源于人为温室气体的累积。到2050年，每两个夏天中就有一个是“酷暑”。这将导致农业生产力急剧下降。即使在法国，我们也应该做出反应并采取行动。另外，法国议会已经投票决定，到2050年时减少温室气体排放至1990年的水平，要达到这样的目标，取决于相关的法律能否真正落地并得到有效执行。

在国家的水平上考虑能源结构是否就够了？
这要看是哪些国家，和它们各自的资源禀赋、过往政策以及对环境污染的意识程度。能源结构可以是不同的。另外，能源是一种特殊的商品，能源独立对于各国的政策制定者来说都是重中之重。从这个意义上讲，一个普适的理想能源结构简直是痴人说梦。

同样的，让法国像美国那样开采页岩气也是荒谬的。同样技术在阿肯色州有用，但不见得就能用在法国南部的吕贝隆山脉地区。第一，两地人口密度不同，土地条件也不一样。在法国即使探明储量，高强度的开采却会让农业和旅游业都受到影响。

至于发电，作为欧盟成员，法国必须确保供电功率稳定在50赫兹，这要电网和监管机构年复一年地紧密合作才能实现。为了避免停电，间歇性能源发电接入电网不可一步到位，要在技术上完全兼容。整个欧洲电力市场的结构都需要重新调整。

概括地说，在战略上，所有欧洲国家拥有一个共同弱点：严重地依赖天然气、进口原油和煤炭。这直接决定了国家能否持续发展，人们当前的舒适生活能否持续。应对这个挑战符合我们的共同利益。欧洲各国的首要任务就是减少对上述能源的依赖程度，并开始减少整体能源消耗。

很多走在前面的欧盟成员国，在削减化石燃料方面制定了很高的目标——在未来20年减少几十个百分比，你觉得这现实吗？
改变能源结构之前，我们必须考虑的是大幅降低整体消费。问题是，有操作空间的地方在哪里？一个重要的领域是建筑保温，占最终能耗的40%、温室气体排放的20%。这意味着我们可以通过财政刺激和补贴大力改善服务业场所和居民住宅。我们还要提高客货运输以及整个工业部门能源效率，以及家用设备的效率。最后，我们必须加速生产轻能源消耗汽车（百公里2升耗油或更低）。

以法国为例，即使核能发电帮助我们减少了对化石燃料的依赖，我们总体能源消耗中的70%仍然来自于石油产品和天然气（甲烷）。仍然有300万户家庭用燃油取暖，其中一些还明显不够用。改变供暖方式为热泵等是完全有可能也是比较理想的，同时，需要对房屋进行保温改造。我们必须加速引入氢动力汽车，并鼓励用铁路运输取代公路运输。

最近一些国家在核电方面投资强劲，你觉得可持续么？
要看清未来的挑战，可以看看法国的例子。即将有很大的投资进入到现有的核电站，这些核电站到2050年时都至少运行了40年（最初设计的运行寿命）。那么，是否应该延长这些电站的服务时间？法国总统奥朗德之前承诺到2025年将核电比例从现在的75%削减到50%。然而，要在那之前利用可再生能源实现发电能源多元化并不容易，即便是在成本不断下降的情况下。同样的，我们也必须清楚，核工业部门需要非常高技能的员工。要吸引合格的工程师并保持整个国家的核能力，我们必须制定一个清晰而大胆的计划。

要实现奥朗德总统承诺的目标，意味着中间大约有20座核电站退役。很多核电站则是因为达不到国家核安全管理局（ASN）要求的标准而升级成本又过于昂贵被关闭。除此之外，任何一项政策的实施都需要考虑到众多变量：关闭核电站的社会和经济影响，核设施的拆除，现有体系对可再生能源发电的适应和调整等。现在看来，这个目标很难实现，可能需要更长时间。但它能够带来两个有趣的改变：对可再生能源利用的进步，人们心态改变带来的最终能源结构的实质性改变。

德国能源政策在过去的10年经历了巨大的变化。但是德国的模式是否健康？它大量使用煤炭，而其在2014年花在发展可再生能源上的开支据估计将达到236亿欧元。
正如我刚才所说，没有完美的模式。我们记得，德国最初的发电结构严重依赖于煤电，其过去20年的努力也多集中在解决这个问题上；1991年，煤电占到整个国家发电量的60%，2010年的比例下降到45%，同时总发电量增加了10%。这种改变源于可再生能源和天然气的使用增加。

我们最近观察到德国开始向煤炭回归，同时减少了天然气发电站的数量，这样的政策对气候当然是有害的。（同样生产1度电，燃烧煤炭释放的二氧化碳是天然气的4-5倍）。这种变化事出有因，就像法国在2010年也发生了“政策逆转”（由于法国总体上对天然气和煤的使用少于德国，所以影响也要相对轻一些）。主要有两点：全球煤炭价格下降，煤在欧洲比天然气更经济，以及碳排放配额交换市场的失效。由于2008年经济危机以及欧洲经济产出的骤减，碳排放税下降得更低，变得没有实际约束力。

可再生能源发电设施在财政补贴下得以建立，德国通过不成比例的政府扶植建立起了自己的可再生能源产业，并积累了未来可用于全球的坚实知识储备。

最后一点是对放弃核能发电的争议。这其实是一个社会问题。在接受可能发生诸如福岛事故那样的风险，和接受用电高峰时价格上调之间，到底如何权衡？最终裁量权终归还在国家和它的议会代表手中。