可再生能源的产消一元化转型与可持续发展目标的推进.pdf
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1、气象与人类社会 年第 期可再生能源的产消一元化转型与可持续发展目标的推进李 萌 张联君 潘家华摘 要可持续发展是全球面临的重要议题,可再生能源对全球可持续发展具有重要而深远的意义。“可再生能源资源还有很大的未利用空间”与“消费端的用能需求得不到及时满足”的悖论在很大程度上阻碍了可持续发展进程。产消一元化范式的基础是以可再生能源利用为导向的新质生产力,核心是生产工具的技术突破,重点是生产对象的转变,必将根本改变生产关系。在变革我们的世界:年可持续发展议程的人类、地球、繁荣、和平、伙伴关系的“”目标维度中,可再生能源产消一元化范式的发展有利于增强能源供给、减轻能源贫困,降低高碳比例、助力气候治理,
2、催生缝隙创新、解除高碳锁定,弱化能源战争逻辑、保障长期和平,培育共同利益驱动国际合作,从而推动实现全球可持续发展目标。关键词可再生能源产消一元化缝隙创新可持续发展目标新质生产力 气候治理作者简介:李萌,经济学博士,中国社会科学院生态文明研究所研究员、中国社会科学院大学应用经济学院博士研究生导师;张联君,中国社会科学院大学应用经济学院博士研究生;潘家华,经济学博士,中国社会科学院学部委员、北京工业大学生态文明研究院院长、中国社会科学院可持续发展研究中心主任。基金项目:中国社会科学院智库基础研究项目“当前能源转型重大风险的识别、防范与化解”()。发布的后疫情时代经济复苏议程报告显示,年,在可再生能
3、源、能源效率、电气化和基础设施领域,全球累计投资将增加至 万亿美元,其中在可再生能源领域的投资约为 万亿美元。在光伏领域的年度平均投资将达到 亿美元,在所有电力来源中居首位。一、引 言可再生能源因其清洁性、广泛可及性,受到越来越多国家的重视,各国对可再生能源领域的投入持续加大。在一系列财政补贴及税收优惠等政策刺激下,近年来全球可再生能源发展势头强劲。国际可再生能源署发布的 世界能源转型展望显示,年全球可再生能源装机容量创纪录地增加了 吉瓦,预计 年全球可再生能源新增发电阅江学刊 年 第 期量将再创新高。中国在全球可再生能源发展领域处于领先地位,可再生能源发电累计装机已超过全球可再生能源发电总装
4、机的,是全球排名第二的美国的 倍,其中光伏发电新增装机量已连续 年居全球首位,水电年新增装机量连创新高,海上风电装机量亦跃居世界第一。随着技术的进步,可再生能源的成本大幅下降,中国的光伏、陆上风电成本已经低于 元 千瓦时,相比标杆电价 元 千瓦时的煤电,市场竞争力逐渐凸显。在前期积累的基础上,以沙漠、戈壁、荒漠地区为重点的风光大基地建设正提上日程,“有量”的同时,成本亦持续下降。然而,联合国发布的全球可持续发展报告 显示,目前全球距离变革我们的世界:年可持续发展议程提出的目标还有很长一段距离。近年来,我们在对可再生能源进行爆发式大规模开发利用的同时,可再生能源生产与消费之间时空错位的消纳难题却
5、一直未能得到有效解决,表现为零碳可再生能源发电的间歇性与不稳定性、发电波峰与用电高峰、能源生产地区与用能需求地区等时空不匹配的交错困境,限制了可再生能源的充分有效利用,导致显性或隐性的能源贫困、高水平碳排放加剧气候灾害等问题难以真正解决。从长远看,当跨过成本、电价等障碍之后,进一步发展可再生能源应从规模化发展转向高质量开发利用与管理。为此,我们需要综合施策,打造可再生能源生产和消费的新模式,切实解决“可再生能源资源还有很大的未利用空间”与“消费端的用能需求得不到及时满足”的悖论。近年来,零碳建筑、生态村、租赁公司等实践探索为我们提供了解决上述问题的新思路。德国维尔德波尔茨里德()的生态村,总面
6、积 平方公里,总人口不足 人,每年利用风能发电、太阳能发电和生物质能发电设施生产的电能可达 万千瓦时,而当地居民交通、生活所需的全部电能仅为 万千瓦时,发电量是能源消耗量的倍。生态村将剩余电能输送至电网获得报酬,成为产(生产)消(消费)合一者。澳大利亚太阳能储量丰富,拥有充足的地理面积和大量的独立住宅,由于该国零售电价很高,已经拥有 万个太阳能屋顶,许多用户喜欢利用无碳排放的阳光生产电能。一些有远见的企业试图打破现有的“公用电力公司电力用户”的商业模式,引入分布式储能技术,将消费者转化为既能发电供自己使用,又能自主管理能源的用户。“产消合一”用户、“产消合一储能”用户正在悄然显现,越来越多的国
7、家、地区或经济主体纷纷效仿只是时间问题。产消一元化转型作为可再生能源发展的一种新模式,究竟有哪些要素?具体结构如何?其发展将会带来怎样的变化?从更宏观的视野来看,这种转型对联合国可持续发展目标(,以下简称)的推进又有着怎样的影响?本文就此展开探索性的研究。二、可再生能源发展的新范式 产消一元化传统能源利用模式与可持续发展之间的系统性矛盾源于生产与消费的割裂,传统能源开发利用模式导致以可持续发展为目标的绿色经济转型面临诸多市场竞争的困境。可再生能源以其广泛可及性、清洁性,天然地与产(生产)消(消费)一元化的分布式生产模,“”,:气象与人类社会式紧密契合。从可再生能源系统产消二元到产消一元的转变过
8、程中,阻碍可持续发展的市场困境被消解,因而展现出可再生能源的产消一元化范式(以下简称“产消一元化范式”)在实现 进程中的光明前景。目前来看,产消一元化范式需要实现生产力与生产关系的根本转变。(一)可再生能源利用导向下的新质生产力生产力是人们在劳动生产中利用自然、改造自然、满足人的需要的客观的物质力量。习近平总书记强调,“积极培育新能源、新材料、先进制造、电子信息等战略性新兴产业,积极培育未来产业,加快形成新质生产力”。产消一元化范式的实现基础是以可再生能源利用为导向的新质生产力,核心是生产工具的技术突破,重点是生产对象的转变。在生产工具方面,产消一元化范式的生产工具主要是面向可再生能源利用的“
9、源”“荷”“储”“智”技术,它们增强了可再生能源利用的灵活性、可靠性和可持续性,让产消一元化范式的有效实现成为可能。在“源”上,产消一元化范式主要采用广泛可及的太阳能、风能、水能以及生产生活中废弃的生物质能等。因此,可再生能源利用的首要技术基础是高效合理地构建风、光、水、生物质能等多能互补的能源生产供应技术集成体系。在“荷”上,强调面向消费者的终端设备能够主动参与能源生产过程,进而促使消息者转变为产消合一者。设备包括两类,一是由电力驱动的设备,二是利用可再生能源物理属性的设备。“荷”是产消合一者能够消费可再生能源的技术基础。在“储”上,通过储能技术,产消一元化范式可以缓解弃风弃光现象,提高能源
10、利用率,平衡电力供需,参与市场交易。由于产消合一者具有个体性与多样性,储能技术的实现手段将更加简单灵活,投入将更加轻量。在“智”上,其宗旨是通过信息和通信技术实现能源管理、数据收集、平衡负载和能源交易。在能源管理方面,要求实现监测和优化能源的生产、消耗乃至分配。在数据收集方面,产消合一者可以对历史能源使用数据进行分析。在平衡负载方面,产消合一者可以集成能源消费的终端设施,根据电网速度智能调节消纳速度。在能源交易方面,允许产消合一者上网进行能源交易,保障产消一元化范式的价值实现机制顺利运行。在生产对象方面,产消一元化范式中的生产对象主要是广泛可及的可再生能源。可再生能源生产利用的重点是与当地的资
11、源禀赋和应用需求相结合。因此,因地制宜的分布式生产是产消一元化范式的重要手段。在产消一元化范式中,可再生能源生产利用的场景包括社区、酒店、医院、办公楼、宾馆、机场等,能源利用类型为风光供能(如屋顶户用分布式光储系统、海岛风光柴储微电网等)和生物质供能(如农作物秸秆、人畜粪便、生活垃圾等)。可见,相比为了高效开发利用化石能源而形成的集中化大规模生产,专注于可再生能源生产利用的产消一元化范式更注重根据各地不同的能源禀赋条件,形成分布化生产,主要着眼于广泛分布的太阳能、风能以及生产生活废弃的生物质能等。这也就意味着,为了应对不同类型可再生能源的巨大地域差别、可再生能源生产随时间变化发生的剧烈波动,可
12、再生能源的分布式生产需要在实现地方生产供给平衡的基础上,构建相互联系牢牢把握东北的重要使命 奋力谱写东北全面振兴新篇章,人民日报,年 月 日。阅江学刊 年 第 期的大范围区域协作网络,实现跨地域的互助合作。此外,正是因为可再生能源的广泛可及性,能源生产的集中控制程度才得以降低,能源生产和消费的界限可能变得模糊,产消合一者得以出现。(二)产消一元化范式的生产关系生产力决定生产关系,生产关系反作用于生产力。生产力的发展需要与之匹配的生产关系,不符合生产力作用逻辑的生产关系必然阻碍生产力发挥作用。传统能源利用模式不符合可再生能源的作用逻辑,难以发挥可再生能源的作用。因此,在产消一元化范式中,对于面向
13、可再生能源利用的新质生产力来说,必然需要与之匹配的生产关系。生产关系包括生产资料的占有关系、产品分配关系、人们在生产中的地位和相互关系。就生产资料的占有关系而言,在产消一元化范式中,生产资料归产消合一者所有。产消合一者的生产资料就是能够利用太阳能、风能、固体废物或沼气的生物质能、地热能等可再生能源生产电与热的生产工具,包括光伏设备、热泵等。主要的产消机制是利用太阳能光伏或热技术产生电和热,使用热泵或电池以及其他形式的电能存储设施收集多余的能量,并通过热与电相互转换的方式,出售多余的电或热,送回电网或热网,从而达到自产自消并参与市场交易的目的。产消合一者通过可再生能源的源荷智储体系取代现有的化石
14、能源体系,不仅能提高能源利用效率,降低能源浪费,还能实现风电、光电的有效消纳。产消合一者的主体形式可以是公司、商业或住宅建筑的所有者等,他们将多余的热量或其他清洁能源出售给电网,不仅节约了能源,还能有效地让企业和个人一起参与低碳行动,共筑可持续发展的未来。就产品分配关系而言,在产消一元化范式中,产消合一者在自己占有生产资料的同时又具有能源生产者和能源消费者的双重身份,因此产品分配关系将会简化为产消合一者主体内部的生产、分配、交换,形成消费的闭环与循环。产消合一者可以自产自用可再生能源,从能源的生产和消费中获得经济效益,提高舒适度。同时,从能源生产和消费中获得收益也是促进产消合一者产生的主要原因
15、。但是,在产消一元化范式形成初期,政府的引导及资金补贴不可或缺。随着产消一元化范式的推广,可再生能源成本将进一步降低,化石能源成本将持续上升(长期来看,化石能源的不可再生性和应对气候变化的道义要求等原因必然导致化石能源成本上升),产消合一者的生存空间将更加广阔。就人们在生产中的地位和相互关系而言,在产消一元化范式中,各产消合一者的地位是平等的,相互之间的关系是合作互利型的,他们并不完全依赖市场。这种地位的平等源于生产资料占有关系的平等,合作关系主要体现为能源网络的定位与作用发生变化,成为产消合一者对外联系的中介平台。具体而言,在产消一元化范式中,产消合一者具备了自行生产的能力,因而与能源市场的
16、关系发生了根本转变 二者可以是完全独立的,也可以是互补的,但是产消合一者绝不依赖能源市场。也就是说,产消一元化范式中的平等与,“”,(),“:”,(),“:”,()气象与人类社会合作不仅体现在产消合一者之间,同样体现在市场与个体之间。所以,可再生能源的产消一元化转向并非只是消费者参与能源生产,产消合一者构成的经济体系既不是原始的物物交换,也不是基于金钱的商品交易。在“产消一体”的模式下,经济交换与社会交往紧密联系在一起。这种模式转型的根本在于改变了生产消费中的价值创造和分享机制。三、产消一元化范式带来的系统转变传统能源利用模式是以开发利用化石能源为主要目的而形成的,其特征主要由化石能源的性质决
17、定,诸如产消二元、高碳比例、高碳锁定、资源战争以及利益博弈等。在产消一元化范式下,以上特征都会发生相应转变。(一)变革主体关系传统能源利用模式主要服务于化石能源的流通和利用,化石能源具有集中分布特性,导致生产与消费界限分明,且消费者在化石能源市场中明显处于弱势地位。化石能源市场属于典型的卖方市场,消费者想要获取能源必须进入市场,通过能源流通网络来满足自身的需求,在这种情况下,国际局势动荡、气候变化以及自然灾害等因素会导致能源价格上涨,很容易让家庭难以负担所需能源。可见,源于卖方市场的价格机制易导致能源贫困,而价格机制显然形成于市场之中,因此这种能源贫困同样受到产消二元的传统能源利用模式影响,主
18、要反映了消费者作为能源市场中被动接受者的不利局面。产消一元化范式赋予消费者生产的能力,打破了消费者在能源市场中的被动局面。此外,可再生能源的产消合一还能够改变人们对能源的态度和感知,进而影响能源生产的行为决策,实现能源利用模式中主体关系的系统性转变。在这种转变中,可再生能源的利用集中反映了生产消费关系的转变,分散的消费者不再只能被动地接受集中式大规模生产的能源,而是可以更多参与能源的生产决策。例如,可再生能源的产消合一者不仅仅是能够生产能源的消费者,同时也是市场活动的参与者,他们有能力参与消费、生产和储存能源的全流程,参与能源消耗方面的技术优化与经济变革,参与能源服务的价值创造。通过这样的过程
19、,产消二元转向产消一元,能源市场中关键主体的关系发生变革。(二)降低高碳比例可再生能源生产利用的间歇性导致了可再生能源与市场的不适配,风能、光能发电的间歇性增加了电网调峰成本,进而降低了市场消纳可再生能源的意愿,使能源市场更加青睐发电稳定的化石能源,进一步挤占了可再生能源在能源消费中的比例。同时,在总需求相对稳定和标杆电价的约束下,风电、光电降低价格以增加需求的可能性不大,导致能源消费结构的高碳比例难以下降。以我国为例,年,煤炭占全国能源消费总量的比例仍高达。在产消一元化范式中,化石能源由于其稀缺性反而不经济,相反,可再生能源由于广,“:”,(),“:”,()阅江学刊 年 第 期泛可及、边际成
20、本几乎为零而明显优于化石能源。加之该模式主要以利用可再生能源为主,配套的技术、制度、运转机制等都将不适合化石能源,因此传统能源利用模式与可再生能源的不适配逐渐演变为产消一元化范式与化石能源的不适配。也就是说,在产消一元化范式中,可再生能源的使用比例将大幅上升。尽管每个产消合一者的能源生产量并不大,甚至可能很小,但随着模式的推广,加之广泛可及的可再生能源拥有庞大的潜在市场,长期来看该范式将占有很大的可再生能源市场份额。此外,随着产消合一者数量的增长,能源市场对化石能源的依赖度会进一步降低。化石能源与可再生能源此消彼长,能源消费结构中的高碳比例将会明显降低。(三)催生缝隙创新碳中和是一场广泛而深刻
21、的革命,但是目前以碳中和为目标的低碳革命与工业革命在形式、动力与目的等方面均存在着一定的区别。工业革命是由企业家和发明家推动的自下而上的革命,以追求利益、扩张财富为主要目的,参与主体的自发动机较强。低碳革命则主要由科学家和政府倡导,是一场自上而下的革命,以促进低碳技术发展为手段,以人与自然和谐共生为目的,需要牺牲短期利益,参与主体的自发动机较弱。因此,低碳革命的推进面临较大阻力。但是从缝隙市场理论的逻辑出发,就产品在市场中占有份额和获得发展所需的资源而言,产品之间的关系可分为三类,即完全竞争、部分竞争或完全不竞争,低碳技术和低碳产品在不同市场中可能面临的竞争阻力也不尽相同,缝隙市场就是指完全不
22、竞争或者仅存在部分竞争的市场。在这一思路的指引下,利用缝隙市场就能帮助低碳(或零碳)技术和低碳(或零碳)产品规避高碳技术和高碳产品体系的竞争和打压,并进一步推动低碳(或零碳)革命的实现。所以,推进低碳革命的一种重要方法就是战略“缝隙”管理,即寻找能够不受主导技术强大竞争力影响的“缝隙”,为低碳或零碳技术研发、试验和展示自身效率谋求机会。这些技术得到战略性的维护和支持后,在缝隙中逐步成长,进而成为可能替代原有技术的选择。产消一元化范式能够催生缝隙创新,原因有三点。一是参与主体足够小,足以规避主导技术的强大竞争力。在实践中,产消一元化范式中的参与主体可以具体到一个家庭的住宅,因此足以进入主导体制之
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