4. 子指数和维度趋势
当前的能源转型路径掩盖了公平性和包容性的下降。
4.1 系统性能
为实现有效的能源转型,各国必须在公平、安全和可持续三个维度上平衡其能源系统,并在所有维度上取得进展(图7)。过去十年,能源转型倡议(ETI)追踪的国家中,83%的国家能源系统绩效有所提升,这表明其能源系统发展强劲。全球平均系统绩效得分已从59.5稳步提升至63.0。然而,由于各国面临着相互冲突的优先事项、经济不确定性和地缘政治挑战,不同维度的改进模式有所不同。
图 7:系统性能维度得分,2014 年和 2023 年
2023年,全球可持续发展平均得分在三大维度中仍然最低。安全维度进步最大,略微超过可持续发展维度,但却损害了公平维度,使其整体进展放缓。为确保能源系统平衡,亟需采取紧急且加速的措施,以继续在可持续发展维度上取得显著成效。化石燃料出口国在可持续发展方面的进展明显不足。下文将进一步探讨过去十年各国在这些维度上的发展情况。
公平
必要性 公平 能源转型源于能源部门在推动社会经济增长方面发挥的关键作用。能源转型固然具有创造经济机遇的潜力,但如果管理不善,也可能带来高昂的成本和不平等,尤其对世界上最弱势的群体而言更是如此。这就要求各国领导人,特别是新兴经济体和发展中经济体的领导人,做出艰难的抉择:既要支持能够最大限度提升社会福祉的经济增长,又要确保民众能够以可负担的价格获得丰富多样的能源。
能源公平性指标(ETI)的公平维度追踪能源行业的可及性、可负担性和经济发展状况。自2014年以来,全球公平维度得分提高了4%,其中2021年至2022年增长了3%,而2022年至2023年则下降了4%,这与市场信号相符,如图8所示。阿曼、加拿大、美国和瑞典在2023年处于领先地位,而撒哈拉以南非洲国家,包括刚果民主共和国、赞比亚、坦桑尼亚和塞内加尔,则排名垫底。虽然自2014年以来,全球能源可及性和经济发展的平均得分有所提高,但由于持续的能源危机以及能源价格和家庭支出遭受前所未有的冲击,能源可负担性得分大幅下降(5%)。然而,这些趋势会因各国经济发展阶段的不同而有所差异。
图 8:ETI 公平维度趋势,2014-2023 年
由于经济增长与能源消耗之间存在密切关联,2021年全球电力和石油需求及价格均超过了疫情前水平。受供需双方因素的共同影响,欧洲、美国和亚洲主要市场的天然气价格也攀升至十年来的最高点。这种供需失衡的局面延续至2022年,受俄乌战争的影响,能源价格持续高企。随着全球能源危机的持续,能源价格飙升不断加剧通胀压力,抑制了那些本已面临高利率和高波动性的国家的投资。因此,能源获取方面的投资减少,能源服务的可负担性也受到严重限制,加剧了人们对能源转型公平性和公正性的担忧。
据估计,近期获得电力供应的约7500万人可能将失去支付电费的能力,另有1亿人可能重新使用传统生物质燃料进行烹饪。<sup>8</sup> ETI的趋势表明,尽管过去三年农村地区的电力普及率以及清洁烹饪燃料的普及率有所放缓,但包括发达经济体、新兴和发展中欧洲以及中东、北非和巴基斯坦在内的多个地区的电价仍然居高不下。然而,这意味着这些地区面临的负担能力挑战与撒哈拉以南非洲地区有所不同。为了缓解高电价的影响,许多国家出台了相关法律法规和措施,例如监管批发和零售价格;对可再生能源、核能和煤电厂的收入设定上限;降低能源税;以及提供能源补贴。虽然这些市场干预措施有助于缓解能源危机的影响,但仍需尽可能降低投资环境的不确定性,以确保这些措施不会阻碍亟需的投资。
“存在着一场有害的补贴竞赛的风险,财政实力更强的发达经济体可能会成为赢家,而财政资源较为匮乏的新兴经济体和发展中经济体则很难与之竞争。”
能源转型指数(ETI)的趋势进一步表明,在过去几年能源补贴最初有所下降之后,补贴迅速恢复,且规模大幅增加。2022年,全球化石燃料消费补贴飙升;石油补贴增长约85%,天然气和电力消费补贴增长超过一倍。<sup>9</sup> 尽管这些补贴旨在保护消费者免受能源价格波动的影响,但在财政空间收紧、其他优先事项支出压力加大的情况下,这些补贴给政府带来了额外的负担,并降低了消费者根据价格水平调整能源消费的积极性。面对持续的价格压力和危机形势,这些措施需要大量的累计资源,这对能源部门,特别是新兴经济体和发展中经济体的能源部门构成了严重风险。
现在的风险在于,发达经济体之间可能出现有害的补贴竞赛,财政实力更强的国家可能最终胜出,而财政资源较为匮乏的新兴经济体和发展中经济体则难以与它们竞争投资。这也可能阻碍技术向这些国家的转移,最终推高能源转型成本。<sup>10</sup> 对于那些无法做出这些承诺的国家而言,如何实现包容性的能源转型就成了一个问题。如果目标是保护消费者免受价格冲击并纠正市场失灵,就需要采取协调一致的方法,使补贴能够有针对性地满足最贫困和最脆弱的国家和家庭的需求,并确保公平竞争。
安全的
能源安全是“全球各国政府和经济参与者的首要关注点,其影响遍及供应链、国家和国际体系。个人、企业和国家都依赖于以可负担的价格安全、不间断地获得能源”。<sup>11</sup> 能源转型倡议组织(ETI) 安全的 该维度追踪能源供应、可靠性和韧性。在全球范围内,过去十年中,安全维度得分进步最大,但仍落后于公平性和可持续性维度。图 9 显示了各维度得分随时间的变化。美国、澳大利亚和爱沙尼亚等发达经济体得分较高,这得益于其成熟的能源基础设施,而且许多国家能够抵御天然气供应链可能出现的中断。马来西亚得分较高,是因为其供应多样化和可靠性高。沙特阿拉伯、阿联酋和阿塞拜疆等主要燃料出口国也因其天然气储量而得分较高。
图 9:ETI 安全尺寸趋势,2014-2023 年
能源多元化对于安全且经济的能源体系至关重要,因为它能够降低依赖性、增强韧性、管控经济风险、促进创新和提升竞争力,并支持可持续发展目标。面临能源安全挑战的国家通常未能实现国内能源结构或能源进口伙伴的多元化,或两者兼而有之;近几个月来,欧洲的情况就印证了这一点。能源转型倡议(ETI)显示,在29个发达经济体中,有8个国家的燃料进口依赖度高达70%以上,且仅依赖三个贸易伙伴。这8个国家中有7个位于欧洲。
要实现有效的多元化,需要从三个层面入手:能源结构、电力供应和消费。联合国多项可持续发展目标都直接或间接地与电力和能源多元化及消费相关,这充分体现了它们的重要性。能源转型倡议(ETI)的趋势表明,能源多元化比电力多元化更为成熟,但进展并不均衡;电力结构正在不断完善,而能源结构则保持稳定。一些已成功实现能源和电力结构多元化的国家,现在可以着重提高能源质量和可靠性,并降低能源成本。然而,撒哈拉以南非洲、中东、北非和巴基斯坦地区的许多国家,可能需要首先解决能源获取方面的挑战,然后再着手改善电网基础设施并推进多元化工作。政策在推动创新和扩张以及塑造能源系统以适应新技术方面也发挥着重要作用。2022年的能源危机在中期内促使人们优先选择可再生能源而非天然气。或许需要更多激励措施,才能使能源需求永久性地转向清洁能源,并加速电气化进程。
“在持续的能源转型过程中,最终需求的电气化增长和极端天气事件的发生增加了电网的风险。”
能源系统需要“承受运行干扰,例如电网中断、计划内维护、极端天气事件或金融冲击(例如价格波动)。增强系统可靠性和韧性的稳定性提升措施从未像现在这样重要,也从未像现在这样具有挑战性”。<sup>12</sup> 包括纽约寒潮<sup>13</sup>、日本热浪<sup>14</sup>以及土耳其<sup>15</sup>和叙利亚地震在内的不可抗力事件表明,各国必须能够在极端风险情景下快速恢复电网运行。随着能源系统互联互通程度的加深以及对智能电网、监控与数据采集系统等先进技术和其他数字基础设施的依赖,它们可能更容易受到网络威胁。因此,随着电网的发展,必须优先考虑网络安全措施和强大的防御机制来降低这些风险。电气化导致电力在最终需求中的占比不断增长,加上极端天气事件的不可预测性和发生频率不断增加,加剧了能源转型过程中电网的风险和脆弱性。
维护全球信任对于确保国家和国际层面的能源供需稳定至关重要。各国必须对彼此履行能源承诺的能力充满信心,因为全球市场的任何动荡都可能对经济和社会稳定造成严重后果。互联电网,无论是在国家内部还是跨越国际边界,都发挥着至关重要的作用,它们能够实现电力的高效传输和共享,促进能源来源多元化,并在面对地缘政治风险时推动合作。日益活跃的地缘政治,包括石油输出国组织、中国、美国和欧洲之间错综复杂的关系,进一步凸显了互联电网和持续合作对于确保可持续能源未来的重要性。
可持续的
ETI 的基础 可持续的 该维度综合考虑了能源效率、脱碳以及向清洁能源系统迈进的进展。过去十年,该维度的全球得分增长了7%(图10),哥斯达黎加、巴拉圭和阿尔巴尼亚在2023年的排名中位居前列。巴拉圭在其能源结构中大量使用水力发电,使其经济保持低碳强度,并有效控制空气污染,从而拥有南美洲最清洁的能源结构之一。中东、北非和巴基斯坦地区的国家尽管在公平和安全维度上的表现高于平均水平,但在可持续发展维度上的排名却处于最低的四分之一。它们可以通过转向低碳能源、消除水资源短缺和改善生活垃圾管理来实现可持续发展。这可以通过公共和私营部门的合作来实现,从而推动向更可持续的生活方式的转变。然而,全球可持续发展得分仍需进一步提高,以加速转型,因为该维度的改善对净零排放目标有着直接的影响。
图 10:ETI 可持续发展维度趋势,2014-2023 年
向可持续能源系统转型是一个复杂的过程,需要周密的政策规划和实施。其核心在于,不存在适用于所有国家的“一刀切”式可持续能源转型政策方案,因为每个国家的具体目标和制约因素都会影响其政策方针。然而,在世界范围内,许多国家正在通过政策措施、技术进步和消费者行为改变等多种手段,推进或计划向可持续能源系统转型。
举几个例子:
- 能源效率: 根据国际能源署(IEA)的数据,“自2020年以来,世界各国政府已筹集约1万亿美元用于与能源效率相关的行动,例如建筑改造、公共交通和基础设施项目以及电动汽车支持。这意味着从2020年到2023年,每年将投入约2500亿美元,相当于清洁能源复苏总支出的三分之二。”<sup>17</sup> 例如,同样根据国际能源署的数据,“西班牙在其复苏和韧性计划下,计划通过税收优惠和设立‘一站式’改造办公室,投资34亿欧元用于50万项节能改造项目。”<sup>18</sup>
- 技术进步: 实现净零排放需要立即广泛部署清洁高效的能源技术。主要经济体正在将气候、能源安全和产业政策纳入更广泛的战略之中。例如,美国的《通货膨胀抑制法案》、欧盟的“Fit for 55”计划和“REPowerEU”计划、日本的绿色转型计划、印度的生产关联激励机制以及中国最新的五年规划。
- 行为改变: 这些改变,或者说减少能源浪费或过度消耗的日常习惯,对于在2050年实现净零排放至关重要。在第26届联合国气候变化大会(COP26)上,印度总理纳伦德拉·莫迪推出了“生活方式促进环境”(Mission LiFE)计划,旨在通过摒弃当前“用完即弃”的经济模式,转向以自觉和审慎利用为特征的循环经济,在全球气候行动中优先考虑个人行为。<sup>19</sup> 对于印度这样的人口大国而言,这一举措值得欢迎,因为行为改变可以产生显著影响。
尽管出台了一些进步举措,但可持续能源系统总体上仍然十分脆弱。2022年,俄乌战争引发了全球能源危机,导致能源价格飙升和供应中断。因此,各国纷纷转向煤炭以满足能源需求。全球煤炭消费量创下新高,首次突破80亿吨,超过了2013年创下的纪录。值得庆幸的是,各国政府、银行、投资者和矿业公司仍然不愿投资煤炭,尤其是动力煤。除中国和印度外,目前尚无明显迹象表明投资趋势出现逆转,而中国和印度已提高国内产量以减少对外依赖。此外,许多地区应对全球能源危机的政策措施,例如主要经济体(如欧盟、美国和日本)采取的措施,可能会进一步加速清洁能源的发展。
尽管近年来全球在推进可持续能源转型方面做出了更多承诺并采取了更多行动,但仍未达到将全球气温升幅控制在1.5摄氏度以内、避免气候变化更严重后果所需的水平。我们分析了多项可持续发展指标,以评估各国距离理想目标还有多远(图11)。
图 11:基于国际能源署 (IEA) 2050 年净零排放情景下 2030 年目标的国家密度。
为了将全球变暖进一步控制在1.5摄氏度以内,全球温室气体排放量必须在八年内减少45%,并在2030年后继续快速下降,以避免超过大气碳预算的剩余量。气候变化、污染和生物多样性丧失这三重全球危机要求广泛应用可再生能源技术、电动汽车以及对建筑物进行节能改造。此外,为了在现有减排承诺的基础上进一步减少排放,还需要对粮食系统和金融系统进行跨领域的系统性变革。
现在需要继续加快全球能源系统改革,并为各个领域和技术设定里程碑。解决方案包括:
可再生能源: 到 2050 年,太阳能光伏发电和风能发电应占全球发电量的近 70%。
能源效率: 在建筑、车辆、家电和工业领域推广节能解决方案,既能创造就业机会,又能减少排放。
电气化: 最终需求的电气化可以通过交通运输中的电动汽车、建筑物中的热泵和工业中的电炉来推动排放量的快速减少。
生物能源: 低排放燃料和生物甲烷可以替代天然气用于供暖和交通运输。
碳捕获、利用和封存: 这有助于解决水泥等现有资产的排放问题,并实现低排放氢气的生产。
氢基燃料: 氢气可用于钢铁、化工等重工业,以及船舶、飞机等交通运输领域。
表2:过去三年可持续发展指标进展情况详解
可持续发展方面的进展因所采用的指标而异。此图表概述了五个指标,采用三年复合年增长率计算得出。它有助于识别领先国家、重点领域和差距。排名顺序与 2023 年排名一致。
4.2 过渡准备
如前所述 促进有效能源转型 2020版“能源系统能否满足各项迫切需求……取决于是否存在有利于能源转型的环境,这在能源转型倡议(ETI)框架中由转型准备度子指数来衡量。能源转型准备度体现在政策环境的稳定性、政治承诺程度、投资环境和资本获取、消费者参与程度、新技术开发和应用等方面。其中一些因素超出了能源系统的范畴”,例如技能或交通基础设施的质量,“但它们仍然决定着一个国家能源转型的有效性和未来发展轨迹。”<sup>21</sup>
“2022年,只有六个国家将超过1%的GDP用于可再生能源投资。”
与全球系统绩效要务方面取得的进展类似,过去十年间,转型准备推动因素的全球平均绩效持续提升(图12)。这些直接推动因素提升了各国的转型准备度,并展现了近期全球对政策和投资转型瓶颈的关注所带来的成效。另一方面,人力资本和创新转型推动因素在同一时期并未取得实质性进展,这凸显了关注这些盲点以释放进一步转型动力的重要性。除一系列领先的欧洲发达经济体外,韩国、中国和日本也位列2023年转型环境最佳的20个国家之列。
图 12:ETI 过渡准备情况趋势,2014-2023 年
对清洁能源的金融投资仍然是经济转型的重要推动因素。它不仅能促进其他转型推动因素,例如技术开发和部署,还能积极推动可再生能源产能及相关基础设施的规模化发展。尽管已取得一定进展,但清洁能源供应方面的投资仍然面临挑战。2022年,仅有六个国家将超过1%的GDP用于可再生能源投资。中国在可再生能源投资方面占GDP的比例最高,超过1.5%,其次是越南、阿塞拜疆和波斯尼亚和黑塞哥维那。
各国根据《巴黎协定》制定的转型目标已逐步转化为转型战略。然而,这些战略的细化程度和成熟度差异显著。截至2023年,120个国家中仅有17个国家成功地将净零排放目标纳入各自法律,并确保这些目标涵盖所有温室气体排放,且能在2050年或更早实现。
有效的国家能源转型政策为加速向更清洁的能源系统转型以及应对相关的公平和安全挑战提供了必要的框架。虽然大多数国家在能源获取方面拥有良好的政策环境,但在扩大可再生能源装机容量或提高能源效率方面,政策环境却不够完善。除一些领先的欧洲发达经济体外,韩国、印度、墨西哥和匈牙利近期也展现出良好的监管环境,以加速实现均衡转型。
4.3 深入探讨创新
速度与规模:先进的能源解决方案
包括氢能、可持续航空燃料、先进核能、储能、碳排放和需求侧管理在内的先进解决方案,能够在整个能源系统中有效利用、管理和使用清洁能源。作为能源转型的关键推动因素,它们有助于解决可再生能源的间歇性问题,促进交通和工业电气化,提高系统效率,帮助难以减排的行业实现脱碳,并最终消除大气中的二氧化碳。
国际能源署估计,2023年全球能源投资额将达到约2.8万亿美元。其中超过1.7万亿美元将用于清洁能源,包括可再生能源、核能、电网、储能、低排放燃料、能效提升以及终端可再生能源和电气化。如今,每1美元用于化石燃料,就有1.7美元用于清洁能源。五年前,这一比例为1:1。
图13:自1976年以来,太阳能组件的价格下降了99.6%。
与风能和太阳能类似,先进解决方案的大规模应用和产业化具有降低成本的潜力——因此,需要以指数级速度和规模加速其部署。例如,为了在2050年实现净零排放目标,能源系统需要在2030年前实现电池储能容量增长15倍<sup>22</sup>,碳捕获、利用和储存容量增长40倍<sup>23</sup>。同样,清洁氢能市场预计将从5亿美元增长到1200亿美元<sup>24</sup>,先进生物燃料市场预计将从30亿美元增长到1800亿美元<sup>25</sup>。
如此大规模的部署需要大量资金支持。国际能源署指出,到2030年,需要投资0.9万亿美元用于电力网络现代化改造,并建设公共电动汽车充电站、加氢站、直接空气捕集和二氧化碳管道、储存设施以及进出口码头。此外,每年还需要投资1.7万亿美元用于终端用户领域的低碳技术。<sup>26</sup> 这些投资大部分需要来自私营部门,并辅以公共政策的支持,以创造激励机制并建立适当的监管框架。
越来越多的投资者,包括专业基础设施基金和大型基础设施基金,都在积极寻求该领域的投资机会。此外,各国政府也通过旨在增加清洁能源投资的政策给予大力支持。绿色债券等创新型资本市场工具开辟了更多融资渠道。绿色债券市场经历了惊人的增长,发行额从2020年的360亿美元飙升至2700亿美元。<sup>27</sup> 随后,越来越多的项目被宣布并投入实施。国际能源署(IEA)指出,“已公布的2030年电动汽车电池产能仅比IEA净零排放情景下的电池需求水平低15%”,并且“到2030年,电解槽制造产能累计可达380吉瓦,但仍仅略高于该情景下2030年需求的一半”。<sup>28</sup>
然而,投资者往往难以找到规模和成熟度都符合自身情况的投资机会。金融机构的风险承受能力并非总是能够支持先进的解决方案。这在新兴市场和发展中经济体尤为突出,导致它们获得的投资份额较小。此外,主权风险和货币风险、缺乏标准和监管以及审批流程缓慢仍然是这些经济体清洁能源投资的重大障碍。
要实现所需的增长速度和规模以及投资,需要创新者、大型能源生产商和用户以及投资者建立伙伴关系并发挥各自的作用。为了促进这一进程,世界经济论坛正在编写《先进能源指数级部署手册》,其中将包含一系列战略建议,旨在帮助这些关键利益相关者扩大和加速先进能源解决方案的部署。这项由论坛先进能源解决方案社区牵头的倡议,汇聚了能源系统前沿快速增长领域的领导者,力求消除绿色溢价并最大限度地发挥协同效益。
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