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美國碳中和經驗:必須考慮社會大眾的能源成本承受能力

2017年6月1日,特朗普宣布美國退出《巴黎協定》,引起軒然大波,給世人留下美國政府不關心溫室氣體減排的印象,但事實并非如此。作為世界最大經濟體,2007年美國能源消耗產生的二氧化碳排放已經達峰,為美國政府開展國際能源氣候外交打下了非常好的基礎。

1949年至2007年,美國能源消耗產生的二氧化碳排放量穩定增長,2007年以后穩定下降,2007年為美國能源消耗的碳排放達峰年。

1949年,美國能源消耗產生的二氧化碳為22.07億噸,直至1961年的13年間,保持在30億噸以下的水平。從1962年后,美國能源消耗二氧化碳排放數量快速增長,1969年突破40億噸,1988年增長到49.81億噸,2006年增長到59.14億噸。

2007年,美國能源消耗排放的二氧化碳為60.03億噸,此后逐漸走低。2019年為51.46億噸,低于1993年水平。2020年,受新冠肺炎疫情的沖擊,美國能源消耗產生的二氧化碳排放量減少到只有45.74億噸,比2019年下降了11%。

美國能源信息署預測,從目前至2035年,雖然會有所波動,但美國能源消耗產生的二氧化碳排放數量都將處于持續下降之中。

能源消費穩步下降,經濟穩定增長

美國一次能源消費的達峰比碳排放達峰晚11年,2018年才達峰。

2009年之后,美國被中國超越,退居世界第二能源消費大國,但消費總量仍在增長,2018年達到峰值,為101.162千萬億英熱單位。2019年,美國一次能源消費降到100.274千萬億英熱單位,占全球的比重略超過16%。2020年大降至92.47千萬億英熱單位。

美國能源信息署預測,從2020年至2037年,美國一次能源消費總量不僅將低于2018年的水平,而且也將低于2007年的水平。

2020年,新冠肺炎疫情嚴重沖擊了世界經濟,美國經濟也創下1946年以來最差紀錄,下降3.5%。即使如此,2020年的美國GDP仍高達20.93萬億美元,穩居世界第一,人均GDP為6.34萬美元。

1949年至2020年的72年間,除少數年份外,美國名義GDP一直穩定增長。1949年,美國GDP為2725億美元,人均1826.4美元;1969年,美國GDP為10176億美元,2000年邁過10萬億美元,2018年邁過20萬億美元,2019年為214332億美元,人均6.53萬美元,分別是1949年的78.65倍和35.75倍。

美國減排三要素

能源消耗產生的二氧化碳排放,短期主要受天氣、能源價格和發電能源來源變化的影響,長期影響因素主要包括:鼓勵低排放或無排放技術的政策、降低成本和提高效率的新技術、需求側效率提高、制造業、GDP和人口結構的變化等。近年來,美國減排之所以成效較好,可以簡單歸納為以下三個方面:

(一)單位GDP能耗持續下降

能源消費下降的同時經濟能保持穩定的增長,源自能源效率持續提升。

按2012年美元計算,1949年美國每美元實際GDP的能源消耗為15180英熱單位。20世紀50年代至70年代中期,美國單位GDP能耗徘徊在14000至13000英熱單位之間。1985年,下降至9600英熱單位,此后下降速度加快。2019年,美國單位GDP能耗僅為5250英熱單位,僅為1949年的34.58%。

一個國家的工業化進程,決定了這個國家的能源強度。從20世紀90年代至21世紀初,美國由工業化進入信息化的時代,帶來了能源強度的不斷下降。

(二)能源結構持續優化

要實現碳達峰和碳中和,就必須相應地調整能源結構,1949年以來,美國能源消費結構持續優化。

直到1949年,美國一次能源消費結構中,煤炭都是第一大來源,當年占比37.48%。從1950年開始,石油成為美國第一大能源并保持至今。美國進入石油時代,比1965年全世界邁入石油時代早了整整15年。1958年,天然氣超過煤炭,成為美國第二大能源品類,并一直保持至今。

美國能源消費結構最有標志性的變化發生在2019年,當年由水力發電、風能、太陽能、地熱能、木柴等構成的可再生能源,130多年來首次超過煤炭,成為第三大能源,加上核能,非化石能源已占美國一次能源消費總量的20%。

除消費總量的結構優化外,為二氧化碳排放達峰做出重要貢獻的還有發電行業。美國能源消費的第一大戶是發電部門,2019年占能源消費總量的37.03%。從1949年美國能源信息署有統計數據開始直到2015年,煤炭一直是美國發電用能的第一大來源,但從2016年起天然氣成為第一大發電用能源,所占的比重不斷提高,2020年高達40%,可再生能源為21%,核電為19%,煤炭只占19%。

發電用煤迅速下降,極大推動了美國的碳達峰。2007年至2019年,來自煤炭的碳排放減少50%以上,總量超過10億噸,其中2019年比2018年下降15%,減排1.84億噸;2005年至2019年,發電行業累計減排54.74億噸,其中33.51億噸來源于天然氣對煤炭的替代。

(三)強制要求加優惠政策

上世紀70年代的石油危機嚴重沖擊了美國,促使時任總統尼克松提出能源獨立計劃,此后歷屆美國政府均將實現能源獨立作為能源政策的核心內容。

從20世紀80年代初的里根政府開始,聯邦政府大力推行能源市場自由化政策,解除了對天然氣的價格管制,努力營造一個充分競爭的、鼓勵私人投資和技術進步的政策環境。

正是在能源獨立和市場自由化、鼓勵創新等政策的刺激下,無數中小企業前赴后繼,使得頁巖革命成為現實,改變了美國和世界油氣工業的格局,美國在實現能源獨立的同時,可以持續調整并優化能源消費結構。

與此同時,聯邦和地方政府的強制要求、優惠及刺激政策,使得新能源、可再生能源得以大規模推廣使用。

2005年和2007年,美國分別頒布“能源政策法案”和“能源獨立和安全法案”,要求銷售的車用燃料中添加生物燃料,設定到2022年消費360億加侖可再生燃料的目標,明確每一個以石油為基礎的汽油或柴油的煉油廠或進口商,必須履行可再生燃料義務數量。

生物質柴油由于具有良好的溫室氣體減排得分,消費得到了鼓勵。在2004年的“美國就業法案”中,設立了“生物質柴油稅收抵免”條款,規定生物質柴油或可再生柴油每加侖享受1美元的稅收抵免。2016年,美國聯邦政府為此項政策提供的補貼為27億美元。

正是在法律的強制要求和優惠政策的刺激下,美國可再生燃料獲得了長足的發展。2020年1月1日,美國燃料乙醇的生產能力高達113.4萬桶/天,生物質柴油的生產能力為16.7萬桶/天。

州政府對環境的高要求,也在刺激能源行業升級技術,進而推動全美的持續減排。作為聯邦制國家,美國州政府在環境治理方面有很大的自主性,并對推動全美的環境治理發揮了積極的推動作用,其中最有代表性的就是加州,可以說加州引領了美國的環保減排潮流。

早在1953年,加州就推廣空氣污染控制技術;60年代,加州在全美率先推行減少汽車尾氣排放量的措施;1970年,加州率先檢測PM10,1975年要求所有汽車配備催化轉換器,1984年開測PM2.5。1988年,加州通過了較聯邦政府更加嚴格的《加州潔凈空氣法》。

特朗普政府宣布美國退出《巴黎協定》后,2018年9月10日,加州州長布朗簽署一項法案,宣布到2045年加州將實現電力100%由清潔能源供應,完全放棄煤電等傳統化石能源。

目前,加州正在積極推動立法,計劃2022年禁止全州新建房屋使用天然氣,轉用電能,從而成為全美第一個告別天然氣的州。

可負擔的減排

當今世界上的絕大多數國家,要想實現碳達峰和碳中和目標,都必須直面三大難題:一是解決好經濟增長-能源消費-溫室減排的三角關系,二是調整能源消費結構的同時保障能源供應,三是環境治理和減排不能給社會大眾帶來難以承受的經濟負擔。

根據世界銀行的統計,以全球人均GDP1.1萬美元為標準,當今世界80%以上的人口低于這個人均GDP,50%左右人口還處于中下收入和低收入狀態。因此,大力發展經濟和消除貧困,是當下和未來相當長時間世界各國政府都必須承擔的責任。

聯合國在設定人類發展指數時,將人均能源消費100吉焦列為參考參數之一。2019年,全球人均一次能源消費為75.7吉焦,其中亞太地區為61.1吉焦,中南美洲為55吉焦,非洲僅為15.2吉焦。當前全球約80%的人口,生活在人均能源消費大大低于100吉焦的國家和地區,其中超過12億人口的非洲處于能源消費的赤貧狀態。

從全球來看,當前以煤炭、石油和天然氣構成的傳統化石能源,占一次能源消費總量84%以上,是當今人類社會消費的絕對主體能源,也是二氧化碳等溫室氣體排放的主要來源。

正是這三個80%,使得世界上沒有任何一個組織在對2030年和2050年的長周期預測中,會做出經濟增長和能源消費將下降的結論,對二氧化碳排放的預測也持非常謹慎的觀點。大力呼吁開展減排的國際能源署,在其2020年版《世界能源展望》中給出的最保守預測是,到2030年世界經濟增長應保持在3%左右,一次能源消費增長至少應保持在1%以上,2025年-2030年間二氧化碳排放增長也將超過1%。

能源效率提升和能源消費結構優化,是美國減排的兩大關鍵因素,但對世界很多國家來說,沒有美國那樣的產業基礎和資源基礎來實現優化和提升。即使某個國家有經濟實力通過進口石油、天然氣和可再生能源來優化能源結構,但能源安全保障和經濟安全又會立即成為難題。

美國的能源價格低廉,能源消費在百姓生活支出中所占的比重較低。美國的電價平均為11美分/千瓦時,汽油的零售價普遍保持在2.5美元/加侖上下,居民天然氣的價格為11美元/千立方英尺。2021年1月的寒冷冬季里,東北亞液化天然氣價格大漲了約20倍,超過36美元/百萬英熱單位,但美國亨利中心的天然氣現貨價格卻仍保持在3美元/百萬英熱單位以下。

其他國家在兌現二氧化碳減排承諾時,就沒有美國那樣的幸運,其中歐洲最有代表性。由于大力推進清潔能源,歐洲的能源支出近年來呈爆炸式增長,從2005年到2012年,歐盟的電價上漲了38%,天然氣價格上漲了35%。自2000年以來,德國的稅收減免和可再生能源補貼總支出超過2430億歐元,綠色政策使德國家庭支出翻了一番。2018年底,法國發生席卷全國的黃衫軍運動,就是因為車用燃料和電費上漲。2021年2月2日,道達爾首席執行官普亞恩表示,政府不僅要制定政策,還要說明碳中和項目的成本,要向公民和消費者解釋,每個人都需要付出努力。

即使作為世界第五大經濟體的美國加州,激進的減排和環保政策也帶來了能源成本高漲和社會大眾的承受問題。目前,加州汽油價格為每加侖3.438美元,大大高于全美平均價格,電價比全美平均電價高出47%,引發了很多抗議活動和法律訴訟。

能源消費結構的調整和優化,尤其是可再生能源的大規模使用,必然帶來成本問題,在實現碳達峰和碳中和進程中,社會大眾的能源成本承受能力是必須考慮的因素。減排的同時把能源價格上升控制在可承受的范圍內,社會大眾才能接受并擁護減排。

對于世界上絕大多數國家來說,在宣布碳達峰和碳中和的時間表之后,最該做的事情,也許是趁春天到來抓緊植樹造林,這是實現碳達峰和碳中和最簡單的、最有效的手段。


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