俄罗斯入侵乌克兰以来,人们一直在探讨这场战争将如何影响清洁能源转型。
欧洲政策制定者决心在今年将欧盟对俄罗斯天然气的依赖削减三分之二,这就需要寻找其他来源。
专家表示,比利时核能、法国热泵、德国太阳能和泛欧风能等机遇,都将有助于降低对进口俄罗斯能源的依赖。
一些研究人员认为,乌克兰战争实际上可能会加快可再生能源的普及。
面对俄罗斯入侵乌克兰,欧洲正努力构建能源安全,多个方面的不确定性也随之浮现。欧洲转而不再依赖俄罗斯石油和天然气,究竟会加快还是放慢应对更广泛全球危机——气候变化的步伐?
这是一个复杂的问题,取决于战争的规模和持续时间。但就目前情况而言,我们的结论是,改善能源安全并不以牺牲脱碳为代价,而且欧洲能源转型很可能会小幅提速。
本文概述DNV对正在持续的战争可能在短期、中期和长期如何影响欧洲能源转型的初步看法。
本文重点讨论事态发展带来的后果,而非提出政策建议。本评论仅涉及欧洲当前局势发展的影响。
在其他报告中,我们的《迈向净零排放之路》(DNV,2021)阐述了DNV认为世界实现《巴黎协定》目标的一种可行路径。本文所述结论以DNV能源转型模型的结果为依据,但我们强调,量化结果存在不确定性。我们也承认,在世界某个地域有限的地区,迈向《巴黎协定》目标的进展虽略有加快,却是以一场深重的人道主义危机为代价。
能源安全
欧洲政策制定者决心在今年将欧盟对俄罗斯天然气的依赖削减三分之二。替代过程将既痛苦又代价高昂,增加液化天然气(LNG)进口将成为关键。
Sverre Alvik
欧洲天然气需求约三分之一用于建筑供暖和烹饪,另有三分之一用于发电。近20%用于制造业,其余则用于石化行业,以及天然气行业自身的生产过程。
欧洲政策制定者决心在今年将欧盟对俄罗斯天然气的依赖削减三分之二。替代过程将既痛苦又代价高昂,增加液化天然气(LNG)进口将成为关键。
然而,欧洲目前的再气化能力不足;挪威、阿尔及利亚和阿塞拜疆等与欧洲天然气管网相连地区的产量也只能缓慢提高。要在年底前替代三分之二的俄罗斯天然气,任务艰巨。因此,欧洲实现能源安全的雄心有赖于出台更多政策,例如国际能源署(IEA)在其十点计划中提出的措施(IEA,2022)。除了引导消费者减少能源使用外,还可以协调推动能效提升、推迟核电机组退役,并大规模建设可再生能源。
这些领域确实有加快发展的机会:比利时核能、法国热泵、德国太阳能和泛欧风能都将有助于降低对进口俄罗斯能源的依赖。其中一些方案今年就能见效,其他方案则需要数年才能产生实质影响。
非化石能源供应和能效提升可以并且将会加快推进,但能源转型也面临阻力,包括增加燃煤以替代天然气,以及电动汽车(EV)电池和光伏(PV)组件成本上升。从这个角度看,推动能源安全不利于能源转型。
战争还会产生其他与能源安全无关的影响,可能拖慢能源转型,例如全球贸易和合作减少、为应对日益严重的粮食危机而调整全球物流,以及关键矿产短缺。
对能源转型建模
DNV的系统动力学能源转型模型揭示了经济、技术、行业、地域和政策如何相互影响
我们年度《能源转型展望》的下一版将于10月发布,但我们现在已运行模型,评估今年2月24日以来发生的变化可能如何影响欧洲能源转型。
最大的未知因素与战争本身有关:战争将持续多久、是否可能升级,以及加强反制措施是否会导致俄罗斯对欧洲的石油和天然气出口完全停止。欧洲很可能会继续履行其“Fit for 55”气候计划承诺,但公众对能源负担能力的反应可能在短期内削弱计划的推进势头。还有许多其他难以预料的因素,例如战争是否会引发新的冷战,还是以更平和的缓和局面告终。
考虑到这些不确定因素,我们选择模拟这样一种情景:欧洲能源系统停止进口俄罗斯天然气,从2025年起俄罗斯天然气进口量为零。
能源价格上涨
俄罗斯的天然气产量约占全球总产量的17%,2020年欧洲天然气总消费量中有33%来自俄罗斯。我们让模型设定俄罗斯对欧洲的天然气供应量在2023年减少80%、2025年减少100%,并计入由此导致的天然气价格上涨后,发现影响还会波及电价等其他领域。
例如,2024年的电价比俄罗斯能源进口没有变化的模型情景高12%。与战前模型情景相比,战争将在两年内使全球能源需求降低3%,主要原因是GDP下降。
天然气的替代方案
替代天然气的难易程度和方式取决于其使用行业。扩大电力供应并推动其绿色化,从而实现交通、建筑和制造业终端用能脱碳,是降低欧洲能源使用碳排放的最重要途径。在我们的分析中,可再生能源和核能的运营成本较低,在成本排序中位居前列,因此可用多少就生产多少。但短期内,这些能源的供应量不足以弥补天然气的全部缺口——届时需要以煤炭替代天然气,而战争也推高了煤炭成本。转用煤炭只是暂时的。由于煤炭是最后的选择,我们发现,到2024年,煤炭只能填补天然气使用量降幅的6%。
推迟核电机组退役并提高现有核电设施的利用率,短期内将共同产生显著影响。多个国家可能采取这些措施,但德国尤其不会这样做。2023年,核能发电将弥补俄罗斯天然气缺口的三分之一。
与大多数其他能源不同,生物能源成本没有因战争而上涨;未来几年,生物能源产量有可能略有增加,来源主要是污水和垃圾填埋场。我们发现,2024年生物能源将弥补俄罗斯天然气缺口的20%。
相比之下,欧洲政界人士提出的主要能源独立措施——扩大并加快可再生能源建设——初期见效要慢得多。例如,这种加快建设需要两年时间,才能弥补俄罗斯天然气供应中断所造成缺口的10%。不过,虽然2023年的影响可能较小,但随着时间推移,效果会越来越显著。五年间,可再生能源建设将达到欧盟计划的20%增幅;到2030年,太阳能光伏和风能将弥补天然气供应缺口的一半以上。
大宗商品价格上涨将推高电池成本,电动汽车的普及也会受到影响:欧洲新车销量中电动汽车占比达到50%的里程碑将推迟近一年,从2027年延至2028年。这还会影响长期脱碳进程,并在一定程度上推迟石油需求下降。设定了雄心勃勃的2030年脱碳目标的国家,需要审视并可能加强推动电动汽车普及的激励措施。
从百分比变化来看,2024年天然气总用量比战前模型情景减少1700 PJ,即9%。增幅最大的能源是太阳能,增加了9%。考虑到欧洲一次能源总需求为70 EJ,即70,000 PJ,对能源结构的整体影响有限。天然气用量下降后,能源结构中的非化石能源占比在2024年升至34%,比战前模型情景高2%。这一小幅加速将持续下去,到2030年,能源结构中非化石能源占比的总体变化仍比战前预测高2%。
没有什么比不使用的能源成本更低、足迹更小。欧洲正加大能效工作力度,以确保能源独立。最突出的一项举措是支持热泵。因此,我们预计,到2030年,建筑行业的整体能源需求还将进一步降低4%,其中热泵通过高效用电替代部分天然气。
(绿色)氢能的推动
氢能是保障欧洲能源独立和能源结构可持续性的另一项重要支柱,但其主要挑战在于价格是否负担得起。
德国方面有迹象表明,能源危机正在减弱对蓝氢的反对声浪(Recharge,2022)。然而,欧洲急需天然气来弥补逐步淘汰俄罗斯天然气造成的缺口,因而不太可能有大量剩余天然气可用于生产蓝氢。此外,天然气价格高企,加上蓝氢还需承担碳捕集和封存成本,使其竞争力下降。即使未来几年蓝氢仍比绿色氢能(由可再生能源通过电解制取)便宜,我们仍预计,到2030年前,蓝氢在欧洲的应用会保持低位,并因战争而减少而非增加。
欧洲生产可再生电力的能力有限,无法同时实现从电力结构中逐步淘汰化石燃料,并生产有实际规模的绿色氢能。尽管如此,政策制定者仍将这两个目标都列为优先事项。因此,我们预计,作为新一轮可再生能源发展的一部分,绿色氢能将获得更多支持。与2030年的基准情景相比,我们已在模型中将氢能价格下调12%。尽管支持力度加大,到2030年绿色氢能在欧洲的使用仍将有限,但比战前模型结果高25%。
天然气需求转移
俄罗斯将着眼于东方,以弥补能源出口收入,但目前对中国及邻国的出口能力有限,而且新建输气管道和液化天然气出口终端需要很长时间。因此,我们发现,包括俄罗斯、乌克兰和其他前苏联国家在内的东北欧亚地区,天然气产量将在2024年下降24%,因为当地缺乏足够基础设施来出口天然气。
相比之下,我们估计,从现在到2030年,欧洲自身的天然气产量将增加12%,这反映了行业对短期油气价格上涨的反应,以及对欧盟增加天然气供应承诺的回应。高油气价格将在全球刺激新的开发项目,但在这一轮新增产能热潮之后,未来十年全球需求很可能下降而非上升,因为GDP增长和全球化程度都会减弱,油气生产和运输也会因此略有减少。
因此,我们预计,过度投资将在本十年后半段导致油气价格下降。模型显示,与战前预测相比,这将在2030年代后期带动全球石油使用量小幅增加。
脱碳和减排略有加快
衡量脱碳成效的最终指标是温室气体(GHG)排放量的减少。乌克兰遭入侵的净影响,是到2030年前脱碳和减排进程略有加快。造成这一差异的主要原因是短期内推迟核电退役,以及中期内加快可再生能源建设、提高能效和经济增长放缓。
不过,整体影响有限:与没有乌克兰战争的情景相比,2022至2030年欧洲排放量减少580 Mt,即2.3%。图2显示,排放总量变化几乎完全源于天然气消费减少;其他能源以及碳捕集与封存(CCS)方面的变化相对较小。
就目前情况而言,我们预测,乌克兰战争最有可能带来的能源相关结果,是欧洲能源转型略有加快。
Sverre Alvik
我们强调,预测存在重大不确定性。这些不确定性主要涉及战争本身的持续时间和结果,以及欧洲各国为提高能源安全和可持续性而实施的政策措施的力度和持续时间。
不过,就目前情况而言,我们预测,乌克兰战争最有可能带来的能源相关结果,是欧洲能源转型略有加快。与新冠疫情一样,我们看到欧洲能够应对短期危机,同时不损害其应对长期气候危机的能力。
从全球层面看,战争对能源转型的净影响较小。DNV系统动力学模型捕捉到一些正在显现的全球复杂变化,包括能源贸易的变化和大宗商品价格上涨的影响。模型还考虑了区域化和能源安全如何推动煤炭使用在短期内增加(例如在中国),以及大宗商品价格上涨如何拖慢可再生能源建设,而推动能源独立的举措又如何同时加快其发展。
今年年底,我们将在即将发布的《2022年能源转型展望》中更全面地讨论这些发展。
参考文献:
DNV,2021,《迈向净零排放之路》,《能源转型展望》,2021,www.dnv.com/eto
IEA,2022,《减少欧盟对俄罗斯天然气依赖的十点计划》,https://www.iea.org/reports/a-10-point-plan-to-reduce-the-european-unions-reliance-on-russian-natural-gas
Recharge,2022,《俄罗斯战争爆发后,德国和挪威考虑修建管道以大量进口氢气》,https://www.rechargenews.com/energy-transition/germany-and-norway-mull-pipeline-for-massive-hydrogen-imports-in-wake-of-russian-war/2-1-118619

