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绿色氢能,南非的能源新机遇?

 zjshzq 2021-11-15

刊物介绍

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《中国与全球南方》是海国图智研究院推出的全新中英双语刊物,整合了原有的《东南亚观察》、《拉丁美洲观察》,和《南亚观察》三本刊物内容,并增加了非洲观察的板块,希望为对中国外交和发展问题感兴趣的读者朋友,整合更全面多元的视角。

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原标题:

南非气候政策与能源治理综述:绿色氢气为能源供应分权化带来新机遇

本文作者:

刘恩晴

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摘要

长期以来,南非一直致力于完善国家政策、构建法律框架,促进可再生能源利用,并实现经济社会可持续发展。南非的可持续发展目标较为特殊,旨在实现各个要素之间的平衡发展,包括工业发展、社会进步、环境保护及社会经济发展。南非国家电力公司艾斯康(Eskom)在电力供应领域实际处于垄断地位,近期却面临着治理危机、成本飙升和服务提供等问题,而政府正在寻求新的发展模式。发展绿色氢气将使能源供应系统更为复杂,且近期南非加快了独立发电商在能源供应中的作用立法,因此本文认为,绿色氢气或将成为南非能源供应分权化的“催化剂”。

1. 南非气候政策与最新进展综述

南非国内气候政策主要包括《2030年国家发展规划》、《2050年低排放发展战略》及《综合资源规划》。其中,《国家发展规划》提出如下目标:

Ÿ   温室气体排放实现“峰值-平缓-下降”,峰值将出现在2025年左右;

Ÿ   到2030年,实现经济领域碳价格稳定;

Ÿ   到2030年,实现零排放建筑标准。

Ÿ   每年垃圾填埋绝对总量减少。

《国家发展规划》是《低排放发展战略》的补充性规划,后者同样旨在实现这一系列目标。图1所示即为《低排放发展战略》提出的“峰值-平缓-下降”轨迹。该发展轨迹较为常规,即2020年至2025年间达到碳排放峰值、2025年至2035年间保持稳定,此后绝对值下降。《综合资源规划》则设定具体目标,到2030年,煤炭装机容量应从2018年的39.1吉瓦减少至33.8吉瓦。在此期间,南非政府还对其他能源使用设立了目标:太阳能光伏发电量提高5倍至8吉瓦,风能发电量提高6倍至11.4 吉瓦,天然气或柴油发电量提高3倍至11.9 吉瓦。但是,姆普马兰加(Mpumalanga)和林波波(Limpopo)两省仍在新建燃煤发电厂,这将对实现上述目标造成挑战。

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图1:南非碳排放“峰值-平缓-下降”轨迹

国际能源署针对南非能源结构绘制了如下图表。图2为南非实施新政策情境下的技术发电量,图3则为非洲实际情况下的技术发电量。两图的主要差异在于,当南非减少煤炭发电比例后,应如何使其能源来源多样化。国际能源署指出,南非目前的新能源进展无法完全弥补燃煤电厂减少的发电量。为使能源来源多样化,该组织建议南非政府引进天然气与可再生能源。

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图2:南非新政策情境下的技术发电量

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图3:南非2010至2040年间技术发电量

2. 南非能源治理

南非能源治理参与方主要包括:南非政府、地方政府、能源部长、艾斯康及私营部门。在白皮书、议会法案与法律规定下,南非国家电力公司艾斯康实际上垄断了南非的电力供应,在南非能源治理中占主导地位。然而,艾斯康近期却出现了治理危机、成本飙升和服务提供问题,因此政府希望将该公司分拆出独立的发电、输电和配电部门。

在严格立法框架与政策部署中,南非能源治理体现了两个新特点。第一,南非促进能源可持续发展利用意志坚定;第二,由于国家发电系统依赖化石燃料,能源治理与公共卫生、空气污染和气候变化治理立法等密切相关。

在南非能源治理中,起关键作用的两项议会法案分别是《电力监管法》(Electricity Regulation Act)与《国家能源法》(National Energy Act)。《电力监管法》是改革电力工业的关键法律,赋予监管机构发放相关许可证的自由裁量权。此外,该法律授权能源部长为发电、输电与配电颁发许可证。基于此,2007年,能源部长在内阁支持下认定艾斯康为外部电力唯一购买商。值得注意的是,发电许可证颁发对象并无特别限制,但能源部长仅允许独立电商向艾斯康出售电力。2010年,《国家能源法》生效,该统筹性法律文件规定,应确保南非共和国能源不间断供应、促进能源多样性与相关研究、加强能源需求管理、制定生产、供应与消费能源的标准与程序等。《电力监管法》形成了能源生产集中化局面,而《国家能源法》则引领国家能源发展新道路。

作为南非电力公共事业,艾斯康在电力传输、分配与交易方面均占垄断地位。实际上,艾斯康是监督南非政府实现公正能源转型的唯一机构。南非能源部(South Africa’s Department of Energy)数据显示,艾斯康供给了南非约95%的电力,其余则来自独立发电商与进口。艾斯康还与周边国家进行电力买卖。但是,这种集中发电模式导致了一系列的能源危机,专家也呼吁艾斯康进行分散化改革。

艾斯康为何需要进行分权化改革?首先,艾斯康没能为居民提供充足稳定的电力供应。最近一系列减载与停电事件说明该垄断企业能力不足、效率低下。艾斯康还陷入了严重的债务危机,截至2021年,其债务总额已达到4640亿兰特。对艾斯康进行分权改革、并支持独立供电商发展将有利于能源持续稳定供应。南非许多地区仍存在能源匮乏问题,分散能源生产也有利于应对这一并发问题。

其次,能源生产集中化还带来了严重的污染问题,并对公众健康造成威胁。因此,南非有必要立即采取行动解决现存问题。目前,燃煤发电约占艾斯康总发电量的90%。最新研究发现,这将对人们的健康造成严重威胁。例如,居住在姆普马兰加省的儿童呼吸道感染风险较高。如上文图2及图3所示,国际能源署的研究表明,南非仍需调整可再生能源的发电比例。同样,IHS Markit公司也在最新报告中分析了南非在既定政策情况下的能源结构,报告指出,尽管可再生能源发电量可能增加,煤炭发电量仍占比较大。但是,如图4所示,当绿色氢气纳入南非能源结构后,煤炭发电量将大大减少。尽管图3与图4展示的南非“理想”电力结构方案有所不同,但二者都希望进一步减少煤炭发电比例,并引进天然气和可再生能源。因此,促进电力生产分权化将加速南非能源转型。长远来看,这还能够缓解空气污染问题,为人们提供安全的居住环境。尽管艾斯康提出了100亿美元计划,将在2050年前关闭绝大部分燃煤电厂、发展可再生能源,但其是否能筹集到足够的资金、具体关闭多少燃煤电厂,仍是个未知数。

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图4  南非:政策情境下主要能源消费结构

因此,艾斯康进行分权化改革就是“前进的正确道路”,企业、发展专家、能源专家与相关利益群体均赞成这一点。但是,现有文献并未对“如何实施”进行详细说明。同时,绿色氢气市场发展迅速,使用并推广绿色氢气或许将为南非能源治理分权化带来新的机遇。

3. 南非绿色氢气

绿色氢气通过电解水产生,生产过程无碳排放量,其成本由电解过程中使用的绿色电力价格决定。近年来,绿色氢气已确定为清洁能源与现有能源替代品,将帮助各国实现净零排放。目前,绿色氢气市场尚未完全开发,具有出口潜力的国家正竞相提高其生产能力。

南非是否适合发展绿色氢气呢?答案显而易见。与摩洛哥一样,南非是世界上可再生能源发电潜力最大的国家之一,为其通过电解生产绿色氢气提供了基本条件,有利于降低生产成本、成为能源出口国。其次,南非有完善的基础设施运输氢气。出口氢气所需的运输条件与天然气类似,而南非已有的天然气基础设施连接各气田,形成全面网络,并向国内和国际市场供应氢气。同样,由于澳大利亚和日本也有类似的天然气网络,南非可利用其港口设施,通过这些网络出口氢气。第三,南非可以借助蓝色氢气搭建桥梁。南非可利用煤炭与天然气资源生产蓝色氢气,在开发绿氢的同时帮助下游技术不断成熟。在蓝色氢气生产方面,南非出口潜力巨大,将为该国带来大量收入。

显然,生产绿色氢气将为南非带来机遇与经济利益。除此之外,使用绿色氢气的产业也在蓬勃发展,如使用燃料电池技术的汽车。尽管其他国家在生产绿色氢气方面也有相对优势,但发展绿色氢气对南非能源治理意义非凡,毕竟,分权化是南非可持续能源获取的关键。

4. 地方政府:能源治理分权化的关键

目前,许多地方政府也持有在《电力监管法》生效前颁发的发电许可证。尽管能源部长仅允许独立供电商向艾斯康售电,但绿色氢气快速发展的情况下,地方政府有权向能源部长申请,从独立供电商处购电或自行售电。如果能源部长拒绝其申请,将接受行政复议。由于自用发电不需许可证且不受监管,地方政府应当重视开发绿色氢气的潜力。

由于南非立法体系积极促进可再生能源发展,地方政府可以在其管辖范围内建立生产集群,以激励可再生能源技术发展。地方政府可以指定或划分用地,并为成功促进可再生能源、创造就业机会的经营者提供财政奖励。这些倡议也符合现有法律体系。

而在电力出售方面,除艾斯康外,仅个别发电单位拥有售电权,即独立发电商。其权利由“可再生能源独立发电商采购计划”(Renewable Energy Independent Power Producer Procurement Programme)赋予,该计划也促进了大规模独立发电。但相关研究发现,“采购计划”存在典型的政策分层,本质仍是基于招标与竞争性投标的集权化能源政策。因此,“采购计划”巩固了艾斯康的垄断地位,并允许政府控制可再生能源发电量。此外,“采购计划”并未明确地方政府的角色,导致透明度降低、沟通受阻和问责制缺失。已有文献呼吁为省市政府赋权,促进地方社区参与磋商《综合发展计划》,加强与服务接受者的接触,并扶持发展可再生能源的区域协调机构。

虽然成功实现分权化需要清晰明确的法律框架保障,但各级政府间的有效合作同样必不可少。尽管此前的分权化尝试曾被指责不力,如“采购计划”等,但如今绿色氢气作为“催化剂”,又为南非能源治理分权化带来了全新机遇。

5. 绿色氢气与南非的理想发展道路

绿色氢气与其他可再生能源及电力的区别何在呢?从本质上来说,绿色氢气是全新的概念,其技术、生产方法、应用及市场价值都尚未得到全面开发。因此,不管是最基本的燃料电池电动车,还是生产绿色氢气作为副产品、燃料、运输载体等,地方政府都有权采用相关技术并参与生产。可以说,绿色氢气正是南非能源治理放权的“催化剂”。

绿色氢气的应用将促进电力供应行业转型,并发挥地方政府与独立能源供应商在能源采购过程中的重要作用。根据南非国家能源监管机构发布的报告,绿色氢气促进电力供应行业终端成为智能、分散的能源系统,融合电力与天然气,发展碳定价机制。如图5所示,由公用事业转型为智能电网配置的过程中,南非应采取两项重要举措。首先,保证运营商提供可靠能源。在采购渠道方面,必须通过改革能源市场竞争参与释放客户价值。例如,开普敦“小型能源发电(Small-Scale Energy Generation)计划”激励商业与住宅区加强对屋顶太阳能光伏系统与小型风力涡轮机的利用,让消费者也成为生产者,将多余电能售卖给电网,促进电力分散化与可持续供应。该计划打破了艾斯康的垄断权,最终最高法院裁决并允许该城市从独立供电商处购电。由此,该计划扩大了独立供电商在能源市场中的份额,让居民与小型企业通过安装小型可再生能源系统获利,即将多余电力出售电网。随后,西开普省(Western Cape Province)周边城市纷纷效仿这一举措,最终成功纳入国家法律。

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图5:电力供应行业由公共事业转型为智能电网配置

总之,绿色氢气的发展需要南非能源治理全面升级。这意味着未来十年能源供应系统将更为复杂,各级政府需要统筹协作、支持国家政策与法律体系,最终实现其发展规划。尽管此前的“采购计划”等尝试对南非能源治理放权化并未造成实质性影响,但最近的“小型能源发电计划”等项目在新法的支持下,发挥了独立发电商在可再生能源市场上的作用。绿色氢气的应用,将使能源供应系统更为复杂,且近来立法也更重视独立供电商在能源采购中的作用;因此本文认为,绿色氢气将作为“催化剂”,促进南非加速能源治理分权化。

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