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新能源跟不上,化石燃料却在大幅减少,世界正在能源转型的阵痛中

彭博新闻社报道了全世界面临的能源短缺危机,这是由几个原因造成的,包括天然气不足,疫情后的需求增长,在能源转型时对化石燃料的兴趣减弱,以及新能源如风力和太阳能无法及时跟上需求等。专家认为,在全世界向可再生能源转型的过程中,这是不可避免的阵痛,但这在近期内仍没有很好的解决方法。

世界正经历着往清洁能源转型后的第一次重大能源危机,这也不会是最后一次。

就在需求从疫情中反弹的时候,从英国到中国的天然气和电力市场的短缺也开始了。几十年来,地球一直面临着动荡的能源市场和供应紧张。现在不同的是,最富有的经济体也正在经历电力时代开始以来最雄心勃勃的电力系统改革,且没有简单的方法来储存可再生能源产生的能量。

向清洁能源的过渡是为了使这些系统更有适应性,而不是更僵化。但是,实际的转换将需要几十年的时间,在此期间,世界仍将依赖化石燃料,但主要的生产者现在正在快速改变他们的产出战略。

数据来源:英国电力市场办公室,英国商业,能源及工业策略部。彭博社整理。

世界上最重要的能源分析家之一、《新地图:能源、气候和国家的冲突》(The New Map: Energy, Climate and the Clash of Nations)一书的作者丹尼尔·耶金说:“这是一个关于能源转型将是多么复杂的警示信息。”

在根本性变革的阵痛中,世界能源系统已变得惊人的脆弱,更容易受到冲击。

引起波动的原因

以欧洲的动荡为例。

在经历了一个比往年更冷的动机,天然气库存耗尽之后,天然气和电力价格飙升,原因是经济返单带来的需求飙升过快,供应跟不上,如果新冠在20年前发生,类似的情况可能也会发生。

但现在,英国和欧洲所依赖的能源组合非常不同。煤炭已被大幅削减,许多被更清洁的天然气所取代,今年全球需求的激增使得天然气供应不足。同时,另外两种能源,风能和水能的产量异常低,这是因为包括挪威在内的一些地区意想不到的风速变慢和降雨量减少。

换句话说,一个紧张的全球天然气市场引发了欧洲创纪录的电价飙升,而能源转型使问题变得更严重了。

欧洲遭受的痛苦是一个不祥的征兆,表明全球更多地区可能会遭受这类冲击。即使太阳能和风能变得越来越丰富和便宜,世界上许多地方几十年来仍将依赖天然气和其他化石燃料作为备用。然而,投资者和公司对生产更多化石燃料的兴趣正在减弱。

战略与国际研究中心的尼科斯·萨福斯在最近的一份分析报告中写道,这就是引起波动的核心原因。

担任此中心的詹姆斯·施莱辛格能源和地缘政治主席的萨福斯在接受采访时说:“肯定进入了一个更加脆弱的系统。”

需要说明的是,对地球势在必行的转型本身来说,并没有造成挤压,任何大的、复杂的系统在经历重大变化时都会变得更加脆弱。

电力需求

彭博新能源集团(BloombergNEF)预计,到2050年,随着世界逐步淘汰化石燃料,转向以电力为动力的汽车、炉灶和供暖系统,电力消耗预计将增加60%。

持续的经济和人口增长也将推动消费增长。随着世界越来越多地走向数字化,意味着人们比以往任何时候都更需要可靠的电力,这种脆弱性也会随之加剧。

数据来源:经合组织。彭博社整理

电力需求的激增加上燃料价格的波动,意味着未来几十年世界可能会陷入动荡,其后果可能造成能源驱动的通货膨胀,收入不平等加剧,迫在眉睫的停电威胁,以及经济增长和生产的损失。

全球灾难

地球上的能源系统是相互关联的,因此危机及其连带效应会波及全球,这场危机已经对各个行业产生了冲击,它阻碍了硅的生产,扰乱了食品供应,使供应链陷入困境。

在美国,在冬季寒冷到来的需求高峰到来之前,天然气期货价格今年已经上涨了一倍多。由于美国40%的电力现在通过燃烧天然气产生,天然气价格的上涨将不可避免地推高电费和取暖费。

在中国,尽管政府正在大力发展可再生能源,但工业经济仍然严重依赖化石燃料,主要是煤炭、天然气和石油。当中国的工厂在疫情反弹期间再次开始启动时,国内根本没有足够的燃料。中国的制造业在9月份出现了19个月以来的首次收缩,这表明能源成本的飙升已经成为自疫情爆发以来对经济的最大冲击。

中国政府现在宣布要通过采购更多海外煤炭和液化天然气来稳定局势,这使中国处于与欧洲的直接竞争中,有可能使欧洲大陆的燃料进一步匮乏并使危机恶化。

将会有一场不可避免的出口产品争夺战,印度和巴基斯坦等一些发展中国家担心他们无法竞争。

燃料供应趋紧

随着英国石油公司和荷兰皇家壳牌公司等西方主要生产商努力减少排放,以及美国的页岩钻探商从扩张中退缩,有限的可出口供应也越来越紧张。

高盛集团的全球商品研究主管杰夫·柯里指出,对化石燃料的投资不足是问题的一个重要原因。

寻求新业务带来的巨大回报的投资者,一直在将资金投入替代能源股,而不是化石燃料公司,其他投资者也在积极抛售煤炭和石油股票,认为在能源加速转型之际,这些股票存在风险。一些化石燃料公司本身也开始将投资引向低碳的未来,而不是仅仅关注与他们原来的角色——发现、开采和输送石油和天然气。

柯里在接受彭博电视台采访时表示:“在世界上许多地方,风能和太阳能都已经过剩。”

“新的经济投资过度,旧的经济资源匮乏。”

Photo by Karsten Würth (➡️ @karsten.wuerth) on Unsplash 

在过去的十年里,风能和太阳能发电量飙升。但是,这两种可再生能源都是出了名的变化无常,有些时候可以用,有些时候不能用。而且,与天然气或煤炭不同,电力很难大量存储。这是一个问题,因为在电网中,供应和需求必须持续、完美地平衡。如果这种平衡失调,就会导致停电。

到目前为止,天然气工厂已经成为风能和太阳能发电的稳定后备,这种相互依存关系运作良好,只要天然气价格没有过度高涨。

储存解决方案

未来最大的障碍之一是储存间歇性风力和水源产生的电力,解决方案确实存在,但要达到所需的规模,还需要几年时间。

塔夫茨大学气候政策实验室的总经理艾米·迈尔斯·贾菲说:“转型既是挑战也是机遇。”

澳大利亚和加利福尼亚正在将大量的电池植入电网,以便在太阳能发电厂在太阳落山后保持稳定的电力供应。这种部署只处于初级阶段,而且电池本身也是有限的,通常一次能提供大约四个小时的电力。

许多国家和公司都把希望寄托在氢气上,认为它既是储存能源的一种方式,也能为运输和工业提供燃料。

通过由可再生能源驱动的电解器,丰富的氢气可以从水中分离出来,这个过程不产生任何温室气体。然后,氢气可以在涡轮机中燃烧,或通过燃料电池来发电,所有这些过程都没有碳排放。与石油、天然气和煤炭不同,这种“绿色氢气”可以在任何有水、强光或强风的地方生产。

第一波绿色氢气工厂仍处于规划阶段。许多潜在用户:即重工业和公用事业公司,仍在研究这种解决方案是否适用于他们。如果它能到来的话,氢气可以支撑我们的全球能源系统,但这可能还需要几年时间。

Photo by American Public Power Association on Unsplash 

在短期内,整个北半球的暖冬将使天然气价格下降,并使得储藏库重新填满,但是,目前的价格飙升提醒我们,即使世界正在努力建立一个新的能源系统,它仍然要依赖旧的能源系统。

建造欧洲最大电池的Zenobe能源有限公司的创始人兼董事詹姆斯·巴斯登说:“这不仅仅是关于我们能够输入网络的电力容量,同时也涉及如何在正确的时间提供灵活性电力的问题。”