欧洲和中国的经验教训与挑战：能源转型背景下的能源安全

EU-CHINA EnergyCooperationPlatform中国-欧盟能源合作平台 能源转型背景下的能源安全 ——欧洲和中国的经验教训与挑战 2023年11月 欧盟对外政策工具资助项目 本报告由以下人员编写: PeterBørreEriksen、LarsMøllenbachBregnbæk、LuisBoscan、LarsPauliBornak、HelenaUhde，Ea能源咨询公司（EaEnergyAnalyses） Matteod'Andrea，丹麦能源署（DEA） 张琳、雷晓蒙、李艺、董博，中国电力企业联合会（CEC） EaEnergyAnalyses研究员JensChristianRørbækKruse亦对本报告做出了贡献。 感谢国务院发展研究中心资源与环境政策研究所韩雪和李继峰参与相关讨论并提供大力支持。 中欧能源合作平台（ECECP）网站：http://www.ececp.eu 电子邮件：info@ececp.eu 中欧能源合作平台于2019年5月15日启动，旨在支持和落实《关于落实中欧能源合作的联合声明》中的举措。ECECP平台的总体目标是加强中欧能源合作。根据《欧洲绿色协议》、欧洲能源联盟、《全欧洲人共享清洁能源倡议》、气候变化《巴黎协议》和欧盟《全球战略》，通过加强合作，增进欧盟与中国之间的互信和理解，为推动全球能源向清洁能源转型，建立可持续、可靠和安全能源系统的共同愿景做出贡献。ECECP二期项目由ICF国际咨询公司和中国国家发展和改革委员会能源研究所共同实施。 免责声明 本报告中所述信息和观点均为作者观点，并不一定反映欧盟、中国国家能源局或ECECP的官方意见。欧盟、中国国家能源局或ECECP均不对本研究相关数据的准确性负责。欧盟、中国国家能源局、ECECP或其任何个人代表概不对报告信息的使用负责。有关ECECP的更多信息，请访问官方网站(http://www.ececp.eu)。 ©欧盟2023。版权所有。 英文编辑：HelenFarrell，中文编辑：赤洁乔 目录 执行摘要1 1.概述9 2.能源安全概念10 2.1净零能源系统10 2.2什么是能源安全？10 2.3能源转型背景下的能源安全11 2.4“现在”与“未来”之间：中期转型的概念11 2.5IEA对能源转型时期的能源安全的最新视角12 2.6中国的能源安全视角12 2.7欧洲的能源安全视角17 2.8关键信息20 3.转型时期的能源安全风险21 3.1依赖进口燃料的风险22 3.2电力系统风险-社会电气化带来的关键风险26 3.3转型风险36 3.4资本成本风险37 3.5地缘政治风险和贸易冲突38 3.6清洁能源技术对关键原材料的依赖性39 3.7网络攻击/信息技术风险43 3.8贫富国家之间的紧张局势升级45 3.9技术风险45 3.10气候变化影响风险46 3.11对大规模可变可再生能源和天气模式的依赖50 3.12欧盟和中国能源转型风险总结-安全风险指标和缓解措施50 4.气候对能源生产的定量影响(WP2)53 4.1研究使用的模型和范围53 4.2分析方法57 4.3灵活性需求59 4.4结果60 4.5建模结果对情景的敏感性75 4.6水电81 5.欧盟和中国在能源安全方面的经验教训84 5.1欧盟2022年天然气危机的经验教训84 5.2欧盟为应对近期能源危机对电力市场设计进行改革的经验86 5.3中国能源安全风险的经验教训88 6.中国和欧洲电力生产商在能源转型中的做法（实例）90 6.1中国电力生产商的做法实例90 6.2欧洲电力生产商的做法实例90 7.结论92 8.附录96 附录1:中国发布的能源安全政策96 附录2:中国主要发电企业的能源转型100 附录3:情景介绍和数据收集（CEC）104 9.缩略语106 10.参考文献107 11.图片目录111 12.表格目录113 执行摘要 随着2015年《巴黎协定》的通过，世界各国领导人强调必须在本世纪末将全球温升控制在1.5℃以内，以遏制气候变化的负面影响。中国的目标是在2030年前实现碳达峰，并在2060年前实现碳中和。 欧盟的约束性目标是到2050年实现气候中和。实现这些目标需要对能源系统进行重大改革，包括基础设施、规划和监管，以及各能源部门的协调发展。这意味着未来几十年，全球能源系统都将经历深刻转型。在这一转型阶段，可变可再生能源（VRE）的占比逐渐提升，技术不确定性带来了新的风险，需要重新定义能源安全的概念。 本报告旨在加强对中国和欧盟在能源转型背景下的能源安全问题的理解。通过中欧专家之间的合作，双方对各自能源体系在未来将面临的能源安全问题有了更深入的理解，因为我们需要详细了解正在进行的能源转型所面临的具体风险，包括评估这些风险的量化指标以及降低风险的可以采取的各项举措。当前以化石燃料为主导的能源系统与未来新兴的碳中和能源系统并存，造成了两种截然不同的运行模式之间的紧张关系。中国和欧盟分别制定了雄心勃勃的2060年和2050年碳中和目标，在未来几十年的转型中面临着相似但并不相同的能源安全挑战。 本报告是中欧能源合作平台项目“B2.4e能源转型背景下的能源安全--欧洲和中国的教训与挑战”的最终报告。该项目于2023年8月24日启动，2023年11月结束。项目合作伙伴包括中国电力企业联合会（CEC）、丹麦能源署（DEA）以及Ea能源咨询公司（EaEnergyAnalyses）。 本报告的第一部分（WP1）探讨了中国和欧盟的能源安全概念，以及这一概念随着能源转型的变化。报告的第二部分（WP2）定量评估了未来（2050年和2060年）电力系统依赖大规模可变可再生能源的风险。这些风险与对气候和天气模式（如风能和太阳能）的依赖性增加有关。为此，我们对欧洲与中国部署的可再生能源资源对电力系统充裕性的贡献（或负荷承载能力）进行了比较分析；主要是比较可再生能源资源本身相对于需求预测对维持发电充裕性的贡献程度。 中国对能源安全的看法 中国的能源安全关切与“能源安全新战略”中概述的四个革命一个合作原则一致，主要强调以下几点： •提高能源效率：推动能源消费革命，抑制不合理的（低效）的能源消费。 •能源供应多样化：推动能源供给革命，建立多元供应体系。 •推动能源技术发展：推进能源技术革命，带动产业升级。 •改造能源系统：推动能源体制革命，打通能源发展快车道。 •全球能源合作：全方位加强国际合作，确保开放环境下的能源安全。 欧盟对能源安全的看法 欧盟的能源安全理念强调成员国和地区合作伙伴之间的合作与团结。跨境合作、互联互通和运转良好的电力市场确保了电力在成员国和伙伴国之间的流动，使得不同国家之间可以相互依赖。 俄乌冲突引发的能源危机为欧盟可再生能源的部署按下了加速键，促使欧盟亟需减少对俄罗斯进口天然气的依赖。2020年5月，欧盟委员会提出了“RePowerEU计划”，包括三个主要部分：节约能源、 大力部署清洁能源和促进能源供应多样化。这一战略应对措施可解决中短期能源危机，同时加快能源转型，以实现长期脱碳目标。 向净零转型：驾驭能源安全风险 本研究对能源转型背景下的能源安全风险进行了更具全球性的概述，从燃料依赖风险和电力系统风险到网络安全风险和地缘政治风险。每种风险都凸显了向清洁能源系统转型所面临的复杂挑战和需要考虑的因素。 此外，本文还针对与中国和欧盟都尤为相关的六种风险提出了缓解措施建议，如下表所示。 表0.1：中国和欧盟能源安全的主要风险和缓解措施 风险 中国的缓解措施 欧盟的缓解措施 对进口燃料的依赖 加强与国外供应商的合作。促进不同来源国的进口多样化。强化内部供应链，开发合成燃料。 坚持依靠可再生能源来促进脱碳，继续扩大可再生能源产能。 继续实施进口多样化的战略，拓展进口来源国。 坚持依靠可再生能源来促进脱碳，继续扩大可再生能源产能。 清洁能源技术对关键材料的依赖 加大对国内关键材料的勘探力度。 对海外关键材料来源进行直接投资。 拓展关键材料供应链的中下游。 投资开发替代技术，减少或避免对关键材料的需求。 对海外关键材料来源进行直接投资。 通过签订合同和长期协议，扩大关键材料供应链。 投资开发替代技术，减少或避免对关键材料的需求。 需求缺乏灵活性且效率低 采用能够反映成本的能源价格。 采取果断措施，加强对能源消费的测量和数字化，同时制定措施，刺激提高消费者意识。 建立翻新改造和技术替代的激励机制。 继续采用能够反映成本的能源价格。 进一步采取果断措施，加强对能源消费进行测量和数字化，同时制定措施，刺激提高消费者意识。 建立翻新改造和技术替代的激励机制。 能源生产（可再生和非可再生）受气候影响 对电力系统灵活性进行投资。（如改造中国的燃煤电厂，提高整个电力系统的灵活性） 加强部门耦合。 投资建设能够抵御气候变化的充足的稳定容量储备。 对更加灵活和市场一体化的省间输电进行投资。 投资短期和季节性储能技术。 对需求响应提供激励。 对电力系统灵活性进行投资。 加强部门耦合。 投资建设能够抵御气候变化的充足的稳定容量储备。 对更加灵活和市场一体化的输电系统进行投资，包括国家间的新互联线路。 对需求响应提供激励。 不协调的技术转型 制定以具体指标为重点的逐步引入和逐步淘汰计划。 延长现有能源基础设施的使用时间。建立中期转型模型，评估过渡方案。 在扩大绿色燃料和技术规模的同时，同步缩小化石能源基础设施的规模。 制定以具体指标为重点的逐步引入和逐步淘汰计划。 延长现有能源基础设施的使用时间。建立中期转型模型，评估过渡方案。 在扩大绿色燃料和技术规模的同时，同步缩小化石能源基础设施的规模。 输电系统整合不足 将输电系统纳入市场机制，例如通过市场耦合机制中的隐性容量拍卖。 对发电和输电进行整合规划。 采用社会化成本回收机制。 加大省间输电灵活性，以适应不同地区资源的季节性特点。 加快发展储能。 扩大跨区可再生能源输电基础设施，实施输电再调度，消除供需失衡，扩大资源共享区域。 在有成本效益（效益大于成本）的情况下，建设新的基础设施/扩建现有输电设施。 在未采用社会化成本回收机制的国家推行这一机制。 采用跨境成本分配（CBCA）作为成本分摊方法。 更好地利用现有容量（如输电线路动态增容） 对发电和输电进行整合规划。 加快发展储能。 研究发现，中欧之间存在以下相似与不同之处： •进口燃料依赖：预计中国和欧盟此方面的风险都会随着时间的推移而降低，因为二者都已正式宣布将遵循并正在实施大规模部署可再生能源（尤其是光伏和风能）的转型轨道。 •清洁能源技术对关键材料的依赖：中国在大多数技术和关键材料供应链中占据全球领先地位。相反，欧盟则依赖于全球贸易以及长期协议和供应合同。为了减轻这种依赖并提高环境的可持续性，欧盟更加重视关键材料的回收利用。 •需求缺乏灵活性，效率低：过去二三十年间，欧洲在能源领域实施了市场化改革。近期还实施了向终端消费者推广智能电表的国家计划，这意味着许多终端消费者已经能够对能源价格做出反应，在价格高时减少消费。到目前为止，从发电到终端消费者的价格传导机制比中国更为发达。 •气候对能源生产的影响：可以预见，无论选择何种技术实现碳中和，气候都可能会对中国和欧盟的整体能源系统造成影响。在此方面，中欧双方所面临的风险和相应的缓解措施具有相同的性质。 •不协调的技术转型：中欧双方在此方面的风险，以及建议的衡量指标和缓解措施都大致相同。 •输电系统整合不足：这是大规模部署太阳能和风能等可再生能源、实现绿色转型的潜在障碍。欧洲已经建立了考虑部门耦合的输电规划制度，包括与天然气和氢的部门耦合。这种规划方法是在欧洲市场框架内依据成本效益分析进行的。当中国采用包括现货市场