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論文摘要:目前,我國(guó)新農(nóng)村建設(shè)的步伐越來越快,然而農(nóng)村能源問題長(zhǎng)期困擾著我國(guó)農(nóng)村的可持續(xù)發(fā)展。能源的短缺和我國(guó)農(nóng)村經(jīng)濟(jì)發(fā)展、環(huán)境保護(hù)的矛盾日益突出。本文分析了我國(guó)農(nóng)村能源現(xiàn)狀,并提出發(fā)展農(nóng)村可再生能源的必然性及重要意義,最后,根據(jù)農(nóng)村可再生能源建設(shè)過程中的一些問題和不足,給出了促進(jìn)農(nóng)村可再生能源建設(shè)的措施和對(duì)策。
一、我國(guó)農(nóng)村能源的現(xiàn)狀和問題
農(nóng)村能源與農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和農(nóng)民生活緊密相關(guān),農(nóng)村能源的發(fā)展?fàn)顩r對(duì)于經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展,具有舉足輕重的作用,也是農(nóng)村可持續(xù)發(fā)展能力的一個(gè)重要標(biāo)志。我國(guó)農(nóng)村地區(qū)人口眾多,經(jīng)濟(jì)不發(fā)達(dá),人均商品能源的消費(fèi)水平很低。目前我國(guó)農(nóng)村能源存在的問題歸納起來主要有以下幾方面:
(一)農(nóng)村能源利用效率低,能源浪費(fèi)和短缺并存
我國(guó)在過去一段時(shí)間積極開展農(nóng)村節(jié)能工作,但農(nóng)村能源利用效率不高的問題還很嚴(yán)重。鄉(xiāng)鎮(zhèn)工業(yè)單位產(chǎn)值能耗比國(guó)有工業(yè)高出一倍以上。農(nóng)村生活用能中,薪柴和秸稈等傳統(tǒng)的生物質(zhì)能的使用絕大部分采取傳統(tǒng)爐具直接燃燒的方式,能源的有效轉(zhuǎn)換率僅為10%—20%。
(二)農(nóng)村能源消費(fèi)對(duì)生態(tài)與環(huán)境的壓力大
農(nóng)村能源對(duì)生態(tài)與環(huán)境的壓力來自開采和使用兩個(gè)方面。目前煤炭在農(nóng)村能源中占有很大比例,而農(nóng)村一些小煤礦的開發(fā)不當(dāng)給當(dāng)?shù)卦斐森h(huán)境破壞的情況屢屢發(fā)生。薪柴作為農(nóng)村生活用能最主要的來源,目前仍占20%左右,其過度采集是導(dǎo)致森林植被破壞的原因之一。在使用能源方面,燃煤燒柴釋放出大量溫室氣體和污染物,也使得農(nóng)村環(huán)境污染問題越發(fā)嚴(yán)重。
(三)農(nóng)村能源可持續(xù)發(fā)展機(jī)制仍不完善
解決農(nóng)村能源問題必須加快農(nóng)村能源可持續(xù)發(fā)展建設(shè)的步伐。中國(guó)在建立農(nóng)村能源可持續(xù)發(fā)展機(jī)制方面,進(jìn)行了大量的工作,但仍然存在很多問題。從政府到農(nóng)民和相關(guān)企業(yè),能源意識(shí)不強(qiáng),造成了農(nóng)村能源利用的低效和浪費(fèi)。農(nóng)村能源宏觀管理體系不健全、管理混亂的問題,仍然比較嚴(yán)重。有利于農(nóng)村能源可持續(xù)發(fā)展的多元融資機(jī)制還沒有形成,農(nóng)村能源建設(shè)的投入嚴(yán)重不足。
二、可再生能源在新農(nóng)村發(fā)展中的作用
我國(guó)的可再生能源資源絕大部分資源分布在農(nóng)村。大力發(fā)展農(nóng)村可再生能源不對(duì)新農(nóng)村建設(shè)具有重要意義。
(一)改善農(nóng)村能源結(jié)構(gòu),保護(hù)森林植被
改善生態(tài)環(huán)境,制止森林過度采伐,必須解決農(nóng)林區(qū)的燒柴問題。各地要根據(jù)農(nóng)林區(qū)燒柴的需要,大力發(fā)展薪炭林,加快沼氣、風(fēng)力、太陽(yáng)能、地?zé)帷⒚禾?、作物秸稈等其他能源的開發(fā)利用,普及改灶節(jié)柴、改煤節(jié)柴技術(shù)。從而保護(hù)農(nóng)村資源,解決農(nóng)村生活用能問題,改善農(nóng)村生態(tài)環(huán)境嚴(yán)峻形勢(shì),保障退耕還林還草戰(zhàn)略的順利實(shí)施實(shí)施。
(二)改善農(nóng)村生活環(huán)境,提高農(nóng)民的生活質(zhì)量
我國(guó)農(nóng)村商品能源地供給一直比較低,農(nóng)民的很多家用電器因?yàn)殡娏?yīng)不足而閑置,從而不利于各種科技信息在農(nóng)村的傳播和農(nóng)村精神文明建設(shè)。發(fā)展農(nóng)村可再生能源有利于提高農(nóng)村能源的自供率,農(nóng)村能源供應(yīng)的可靠性和穩(wěn)定性,促進(jìn)農(nóng)村精神文明建設(shè)。
(三)發(fā)展生態(tài)農(nóng)業(yè),實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的可持續(xù)發(fā)展
生態(tài)農(nóng)業(yè)建設(shè)已成為各地實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的必然選擇。大力發(fā)展的農(nóng)村可再生能源技術(shù),如沼氣發(fā)酵技術(shù)作為生物質(zhì)能開發(fā)利用的一種主要技術(shù),在我國(guó)己得到較為廣泛的開發(fā)利用,取得了很好的經(jīng)濟(jì)、社會(huì)和環(huán)境效益。沼氣作為一種可再生潔凈能源,不僅可以燃燒,而且可以用于照明;沼肥可以回田,增加土壤肥力;沼液可以浸種,還可以預(yù)防蟲害。因而,可再生能源建設(shè)有利于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的可持續(xù)發(fā)展。
三、農(nóng)村可再生能源發(fā)展存在的問題及對(duì)策分析
(一)我國(guó)農(nóng)村可再生能源建設(shè)存在的問題
1、可再生能源利用技術(shù)更新緩慢,開發(fā)規(guī)模偏小
生物質(zhì)能源利用來說,絕大部分秸稈、薪柴仍以直接燃燒為主,生物質(zhì)汽化、炭化技術(shù)尚在部分農(nóng)村試點(diǎn)應(yīng)用,糞便資源大部分直接作肥料,用作沼氣開發(fā)的數(shù)量,僅占可利用總量的很小一部分,太陽(yáng)能利用雖己市場(chǎng)化,但還需進(jìn)一步加強(qiáng)市場(chǎng)推廣開發(fā)利用,地?zé)崮軕?yīng)用技術(shù)處于試點(diǎn)階段。
2、技術(shù)開發(fā)體系與服務(wù)網(wǎng)絡(luò)尚未形成。
從事農(nóng)村能源工作人數(shù)少,缺少專業(yè)科技隊(duì)伍,可再生能源技術(shù)在農(nóng)村的推廣困難,好的可再生能源項(xiàng)目由于技術(shù)難以消化而難以進(jìn)行實(shí)施;技術(shù)推廣服務(wù)網(wǎng)絡(luò)尚未形成,可再生能源資源一般較為分散,必須就地開發(fā),就地使用,必須有技術(shù)服務(wù)、物資器材供應(yīng)功能齊全、覆蓋面廣的專業(yè)服務(wù)網(wǎng)絡(luò)。
3、可再生能源開發(fā)尚未納入法制管理軌道,缺乏相應(yīng)的保障激勵(lì)政策。
農(nóng)村能源機(jī)構(gòu)所遵循的總體方針和相關(guān)政策、規(guī)劃、計(jì)劃都屬于指導(dǎo)性質(zhì),缺乏相應(yīng)的法規(guī)條例的強(qiáng)制作用,主管部門沒有強(qiáng)制監(jiān)督依據(jù),其發(fā)展只能更多地取決于各方面的認(rèn)識(shí),因而發(fā)展緩慢;對(duì)可再生能源建設(shè)的戰(zhàn)略地位缺乏足夠認(rèn)識(shí),保障措施力度不夠,致使豐富的可再生能源資源效益沒有得到充分發(fā)揮;農(nóng)村能源產(chǎn)品的生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)比較混亂,質(zhì)量低劣的農(nóng)村能源產(chǎn)品充斥市場(chǎng),損害了消費(fèi)者利益。對(duì)可再生能源技術(shù)推廣工程、產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢測(cè)缺乏手段和法規(guī)依據(jù),從而不能實(shí)施有效的監(jiān)督管理,影響了可再生能源事業(yè)的健康發(fā)展。
(二)加快開發(fā)利用農(nóng)村可再生能源的措施
我國(guó)農(nóng)村地區(qū)可再生能源資源豐富,開發(fā)利用農(nóng)村可再生能源是一項(xiàng)很有前景的事業(yè)。為了有效地促進(jìn)可再生能源在農(nóng)村的推廣應(yīng)用,加快農(nóng)村可再生能源建設(shè)步伐,應(yīng)該采取以下措施:
1、制定經(jīng)濟(jì)激勵(lì)政策
激勵(lì)性政策就是政府提供經(jīng)濟(jì)上的扶持。政府采取財(cái)政和金融等經(jīng)濟(jì)刺激措施是實(shí)現(xiàn)規(guī)劃目標(biāo)的關(guān)鍵性措施之一,也是促進(jìn)農(nóng)村可再生能源發(fā)展的重要政策手段。特別是在可再生能源技術(shù)在農(nóng)村推廣的初期,由于農(nóng)民現(xiàn)階段的支付能力相對(duì)較弱,新技術(shù)的價(jià)格與農(nóng)民的承受力還存在一定的差距,而且可再生能源項(xiàng)目的投資回收期一般較長(zhǎng),農(nóng)民難以接受,政府部門要完成推廣目標(biāo),必須采取相應(yīng)經(jīng)濟(jì)激勵(lì)措施。
2、建立技術(shù)保障和服務(wù)體系
農(nóng)村可再生能源開發(fā)涉及面廣,任務(wù)繁重,是為農(nóng)民辦好事、辦實(shí)事的復(fù)雜的系統(tǒng)工程。要抓好這項(xiàng)工作,必須建立和加強(qiáng)市、縣、鄉(xiāng)可再生能源建設(shè)管理機(jī)構(gòu),形成一個(gè)比較系統(tǒng)的管理體系。可再生能源資源由于資源分散,不便于大規(guī)模集中開發(fā),一般是上門服務(wù),就地建設(shè),就地開發(fā),就地使用。項(xiàng)目的實(shí)施必須有覆蓋面廣,功能齊全的服務(wù)網(wǎng)絡(luò)支撐。因此,鄉(xiāng)鎮(zhèn)農(nóng)村能源服務(wù)站的建立健全,在技術(shù)推廣服務(wù)中至關(guān)重要。服務(wù)站負(fù)責(zé)組織農(nóng)村能源建設(shè)工程施工,物質(zhì)、器材和產(chǎn)品的就地供應(yīng),產(chǎn)品工程的安裝和維護(hù)等,更重要的一個(gè)職責(zé)就是對(duì)民間技術(shù)隊(duì)伍的管理。
3、建立發(fā)展基金
資金匱乏,是阻礙農(nóng)村可再生能源開發(fā)的一個(gè)主要因素。地方組織要多渠道籌集農(nóng)村可再生能源建設(shè)資金。提倡建立專項(xiàng)資金,其目的是把有限的分散的資金集中起來,然后以低息貸款和分期償還的方式用于支持和促進(jìn)農(nóng)村可再生能源技術(shù)應(yīng)用和可再生能源建設(shè)項(xiàng)目的開展。
4、加強(qiáng)國(guó)際合作
隨著我國(guó)加入WTO,可再生能源的國(guó)際合作的空間也會(huì)越來越廣闊。我國(guó)政府要制定相關(guān)優(yōu)惠政策、鼓勵(lì)外商以各種方式參與我國(guó)農(nóng)村可再生能源開發(fā),從資金、技術(shù)和人萬方面爭(zhēng)取國(guó)際的合作與援助,從而推動(dòng)我國(guó)農(nóng)村可再生能源產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。同時(shí),積極引進(jìn)一些國(guó)家已經(jīng)達(dá)到相當(dāng)成熟的可再生能源技術(shù),節(jié)省我國(guó)技術(shù)研發(fā)時(shí)間,降低技術(shù)成本,以加快我國(guó)農(nóng)村可再生能源開發(fā)利用步伐。
參考文獻(xiàn)
[1]鄧可蘊(yùn)等,中國(guó)農(nóng)村能源綜合建設(shè)理論與實(shí)踐,中國(guó)環(huán)境科學(xué)出版社
20世紀(jì)70年代,石油危機(jī)使學(xué)者們更加了解化石能源的不穩(wěn)定性。歐洲的一些學(xué)者深刻地認(rèn)識(shí)到發(fā)展可再生能源的重要性,由此有關(guān)于可再生能源的法律政策的體系逐步建立起來。如今,歐盟己被稱為能源國(guó)際規(guī)制最為先進(jìn)的實(shí)驗(yàn)室。歐盟的可再生能源法律政策己經(jīng)形成一個(gè)體系,甚至在很多領(lǐng)域引領(lǐng)著全球法律秩序的革新。近二十年來歐盟成為世界上最為活躍的可再生能源法制定者,其制定的可再生能源法對(duì)其他國(guó)家具有深刻的借鑒意義。
中國(guó)作為能源消耗大國(guó),開發(fā)利用可再生能源是必不可少的。在我國(guó)國(guó)內(nèi)傳統(tǒng)能源供應(yīng)緊張的情況下,加之環(huán)境污染問題日趨加重,國(guó)際石油價(jià)格不斷震蕩,發(fā)展可再生能源成為緩和中國(guó)能源發(fā)展局勢(shì)的必然選擇。發(fā)達(dá)國(guó)家普遍得出經(jīng)驗(yàn),用立法的形式推動(dòng)可再生能源發(fā)展是最有效的途徑。能源是歐盟最早通過法律和機(jī)制進(jìn)行單獨(dú)管理的部門領(lǐng)域之一。
二、歐盟可再生能源法律與政策的主要內(nèi)容
(一)實(shí)施中的具體規(guī)定
歐盟可再生能源法律政策的制定較以往來看,有了共同的行動(dòng)措施和明確的長(zhǎng)期目標(biāo)。歐盟可再生能源法律政策的制定更加注重技術(shù)性的創(chuàng)新和制度上的創(chuàng)新,促使可再生能源的高效利用,在各個(gè)成員國(guó)內(nèi)普遍推行可再生能源法律政策。目前歐盟可再生能源戰(zhàn)略的具體實(shí)施主要是通過指令、計(jì)劃、條例和政策的方式。
歐盟可再生能源指令是具有法律約束力的文件,需要各個(gè)歐盟成員國(guó)遵守,是可再生能源在開發(fā)利用過程中實(shí)施的具體規(guī)定。2009年,歐盟通過了一項(xiàng)關(guān)于全球氣候問題和可再生能源的法案,其中包括一個(gè)指令《促進(jìn)可再生能源使用的第2009/28/EC指令》。制定了到2020年可再生能源至少占?xì)W盟最終能源總消費(fèi)的20%,至少占成員國(guó)運(yùn)輸領(lǐng)域最終能源總消費(fèi)10%目標(biāo)。該指令修改了關(guān)于可再生能源電力指令及生物資料指令等。所涉及的立法范圍十分廣泛,并對(duì)電力、生物燃料、原產(chǎn)地證明等問題做了新的規(guī)定。歐盟要求各個(gè)成員國(guó)可以通過交換數(shù)據(jù)的方式,促進(jìn)可再生能源領(lǐng)域的普遍發(fā)展。因此,此規(guī)定大大加強(qiáng)了歐洲國(guó)與國(guó)之間的合作,甚至是國(guó)際合作。歐盟在供熱、電力供應(yīng)等方面,所占可再生能源領(lǐng)域的份額能夠盡早的達(dá)到的所要求目標(biāo)。該指令明確的規(guī)定了歐盟內(nèi)部合作的制度。通過歐盟各成員國(guó)內(nèi)部合作的形式,實(shí)現(xiàn)歐盟可再生能源指令設(shè)定的目標(biāo),實(shí)現(xiàn)信息共享。該指令還規(guī)定了成員國(guó)需要及時(shí)向歐盟報(bào)告制度。成員國(guó)的可再生能源行動(dòng)計(jì)劃,需要向歐盟通報(bào)具體的實(shí)施狀況,具體的通報(bào)時(shí)間、通報(bào)內(nèi)容在該指令中都有明確的規(guī)定。
歐盟的可再生能源計(jì)劃從焦耳計(jì)劃到兆卡計(jì)劃,再到ALTENER計(jì)劃,隨著社會(huì)條件的不同經(jīng)歷著各種變化。ALTENER計(jì)劃也就是專門的可再生能源計(jì)劃。該計(jì)劃最基本的目標(biāo)是加大對(duì)可再生能源的使用率,增多可再生能源的市場(chǎng)份額。該計(jì)劃規(guī)定,在各個(gè)成員國(guó)發(fā)展可再生能源基礎(chǔ)設(shè)施,建立統(tǒng)一的信息網(wǎng),方便開展成員國(guó)內(nèi)部合作及國(guó)際合作。其后通過的ALTENER II計(jì)劃也是以此為基本目標(biāo),并增加了更具體的內(nèi)容,它鼓勵(lì)個(gè)人、企業(yè)及其他社會(huì)資金支持可再生能源的發(fā)展,為可再生能源的開發(fā)利用創(chuàng)造更多有利條件。ALTENER計(jì)劃實(shí)施以來,對(duì)可再生能源起到了良好的成效。它使社會(huì)公眾更加了解歐盟可再生能源,使公眾敢于投資可再生能源產(chǎn)業(yè)。歐盟還有眾多有關(guān)可再生能源的計(jì)劃,這些計(jì)劃同樣使歐盟可再生能源產(chǎn)業(yè)不斷地發(fā)展。包括側(cè)重研究能源市場(chǎng)的ETAP計(jì)劃,注重提高能源效率的SAVE系列計(jì)劃,促進(jìn)國(guó)家間能源合作的SYNERGY計(jì)劃等等。
歐盟可再生能源條例要求成員國(guó)遵守其中的規(guī)定。歐盟可再生能源條例對(duì)具體的可再生能源發(fā)展的目標(biāo)及其補(bǔ)貼力度都有明確的規(guī)定。另外,歐盟還頒布了一項(xiàng)關(guān)于有關(guān)可再生能源的強(qiáng)制性條例,強(qiáng)制電力供應(yīng)商購(gòu)買一定比例的可再生能源,這里所說的電力供應(yīng)商不僅包括新加入的供應(yīng)商,還包括小企業(yè)的電力供應(yīng)商。
歐盟可再生能源政策根據(jù)當(dāng)時(shí)的能源形勢(shì)經(jīng)歷了不同階段的變化發(fā)展??傮w上分為三個(gè)階段:從應(yīng)對(duì)石油危機(jī)開始,到保護(hù)環(huán)境成為人類普遍追求價(jià)值,再到如今可持續(xù)發(fā)展理論受到越來越多國(guó)家的重視。為了共同體的發(fā)展,1995年歐洲正式出臺(tái)歐洲能源政策白皮書。該能源政策的出臺(tái)目的很明確。包括三個(gè)目標(biāo):保護(hù)人類生存環(huán)境;促進(jìn)能源安全;增強(qiáng)歐盟能源總體競(jìng)爭(zhēng)性。白皮書提出,未來的能源發(fā)展取決于對(duì)可再生能源的重視程度,以及未來能源市場(chǎng)的自由化程度。歐盟努力增加可再生能源在整個(gè)能源結(jié)構(gòu)中的比例,事實(shí)證明該能源政策適應(yīng)了當(dāng)時(shí)的能源局勢(shì)。歐盟明確能源發(fā)展的目標(biāo)后,更加重視可再生能源的發(fā)展。1997年,歐盟發(fā)表可再生能源政策的白皮書。該白皮書制定了更為具體全面的能源行動(dòng)計(jì)劃:可再生能源到2025年在歐盟能源總結(jié)構(gòu)中占50%的目標(biāo)。2006年,歐委會(huì)發(fā)表《歐洲可持續(xù)、競(jìng)爭(zhēng)和安全能源戰(zhàn)略》綠皮書。該綠皮書出臺(tái)原因是由于人們對(duì)能源需求量加大,且在當(dāng)時(shí)俄羅斯等國(guó)家發(fā)生了天然氣危機(jī),使能源形勢(shì)日趨嚴(yán)重。歐盟急需建立較為穩(wěn)定的能源市場(chǎng),盡量減少能源危機(jī)給歐盟帶來的危害。綠皮書提出建立穩(wěn)定的能源市場(chǎng),并制定了可再生能源發(fā)展的戰(zhàn)略結(jié)構(gòu)。目前,為了更好的促進(jìn)可再生能源發(fā)展,應(yīng)對(duì)金融危機(jī),歐盟在2010年啟動(dòng)新能源戰(zhàn)略。新能源戰(zhàn)略包括對(duì)可再生能源的要求,提出了更為嚴(yán)格的目標(biāo),如果條件準(zhǔn)許,將減少30%的碳排放量。這也將增加可再生能源在總體能源中的份額。
(二)實(shí)施過程中存在的問題
可再生能源的前期研發(fā)與生產(chǎn)過程必須有大量的資金支持,其需要的成本與傳統(tǒng)能源相比,根本不足以與傳統(tǒng)能源競(jìng)爭(zhēng)。歐盟各成員國(guó)沒有統(tǒng)一的補(bǔ)貼手段,如直接的減免稅務(wù)、投資補(bǔ)貼、貸款優(yōu)惠等,過多的補(bǔ)貼政策易造成對(duì)其他國(guó)家進(jìn)出口的綠色壁壘。設(shè)置高額的關(guān)稅、增加技術(shù)難度、對(duì)某些材料采取過于嚴(yán)格的環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)等行為,違反國(guó)際貿(mào)易組織的規(guī)則,不利于全球的經(jīng)濟(jì)發(fā)展。
歐盟的各個(gè)成員國(guó)在可再生能源的建設(shè)中,急需快捷、高效的行政執(zhí)法能力,來配合可再生能源的有效開發(fā)利用。歐盟內(nèi)部需要建立統(tǒng)一的行政審批程序,如果審批程序不一致或者過于繁瑣,就會(huì)造成資源浪費(fèi),帶來負(fù)面作用。如法國(guó)曾經(jīng)在辦理電力入網(wǎng)過程中,不僅程序繁瑣,而且還規(guī)定風(fēng)電場(chǎng)地要建立在政府劃定的發(fā)展區(qū)域內(nèi)。有些地區(qū)還規(guī)定,不得創(chuàng)建風(fēng)力渦輪機(jī)。顯然,這造成不必要的行政遲延,阻礙了可再生能源產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。
三、歐盟可再生能源法律與政策對(duì)我國(guó)的啟示
我國(guó)改革開放以來,經(jīng)濟(jì)保持持續(xù)快速增長(zhǎng),同時(shí)需要面臨的問題很多。我國(guó)雖地大物博,但人均資源不足世界平均水平,過分的追求經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng),使環(huán)境承載能力變?nèi)?。我?guó)是能源消耗大國(guó),單位GDP增長(zhǎng)所消耗的能源是世界平均水平的3.4倍。根據(jù)我國(guó)的基本國(guó)情,不能走低效率、高投入、高污染的經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)模式,我們需要探索一條嶄新的經(jīng)濟(jì)發(fā)展模式。
(一)強(qiáng)化政府對(duì)法律政策的引導(dǎo)
歐盟成員國(guó)政府為了改善環(huán)境質(zhì)量,注重能源利用效率,不斷的發(fā)展可再生能源。成員國(guó)政府引導(dǎo)可再生能源法律政策的發(fā)展,收到了預(yù)期的效果。雖然當(dāng)今的社會(huì)提倡重視私人產(chǎn)權(quán),治理環(huán)境也重視私人的力量,但是進(jìn)行公共管理同樣是不可或缺的,國(guó)家公共管理能夠?qū)姷囊庾R(shí)進(jìn)行最大程度的引導(dǎo)。
與其他國(guó)家相比較,我國(guó)政府對(duì)可再生能源的支持力度還不夠,如我國(guó)對(duì)太陽(yáng)能的研究經(jīng)費(fèi)投入不及美國(guó)的1%,甚至還不及印度等國(guó)家。對(duì)于開發(fā)利用可再生能源,我國(guó)的財(cái)政體制上甚至是存在許多利益沖突的。
(二)重點(diǎn)培養(yǎng)競(jìng)爭(zhēng)性市場(chǎng)主體
歐盟一些成員國(guó)國(guó)內(nèi)對(duì)可再生能源建設(shè)實(shí)行招投標(biāo)的方式,把具有競(jìng)爭(zhēng)力的企業(yè)引入到可再生能源競(jìng)爭(zhēng)體制中,使可再生能源市場(chǎng)主體不斷壯大。傳統(tǒng)的能源管理方式不利于市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的公平公正公開,易造成腐敗現(xiàn)象出現(xiàn),能源產(chǎn)業(yè)將停滯不前。
要想培養(yǎng)競(jìng)爭(zhēng)性市場(chǎng)主體,最主要的是建立起合理的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)機(jī)制。我國(guó)的可再生能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展艱難,不僅是由于發(fā)展可再生能源的風(fēng)險(xiǎn)大,還與價(jià)格、政府支持力度等因素相關(guān)。在歐盟,風(fēng)力發(fā)電的價(jià)格往往按收購(gòu)價(jià)格進(jìn)行補(bǔ)貼,對(duì)造成環(huán)境污染的企業(yè)征收碳排放稅,對(duì)用煤電的企業(yè)征收能源稅等。在我國(guó)利用風(fēng)力發(fā)電的價(jià)格比煤電的價(jià)格高的多,利用其它可再生能源同樣比傳統(tǒng)能源的價(jià)格高很多。
(三)加強(qiáng)技術(shù)創(chuàng)新,促進(jìn)國(guó)際合作
歐盟通過能源創(chuàng)新,能源技術(shù)研究方面越發(fā)純熟,在能源領(lǐng)域獲得許多豐富的成就。可再生能源的發(fā)展前景,在于可再生能源技術(shù)創(chuàng)新、科學(xué)研究情況。目前我國(guó)的可再生能源技術(shù)創(chuàng)新狀況是總體的技術(shù)水平較低,除了利用沼氣、太陽(yáng)能水利發(fā)電等領(lǐng)域外,其他的可再生能源技術(shù)研發(fā)能力差,大多技術(shù)需要依賴進(jìn)口。我國(guó)應(yīng)該立足于本國(guó)基本國(guó)情,通過政府的扶持政策,注重節(jié)能增效,引入科技創(chuàng)新人才,加強(qiáng)產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新建設(shè)。在能源技術(shù)創(chuàng)新領(lǐng)域,重視同其他國(guó)家的合作,保護(hù)知識(shí)產(chǎn)權(quán),互利互惠,推動(dòng)全球能源經(jīng)濟(jì)發(fā)展。
(四)構(gòu)建我國(guó)可再生能源法律政策體系
關(guān)鍵詞:可再生能源;發(fā)電并網(wǎng);間歇性;智能電網(wǎng)
中圖分類號(hào): U665 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼: A 文章編號(hào):
0 引言
可再生能源是指在自然界中可以不斷再生、永續(xù)利用的能源,具有取之不盡,用之不竭的特點(diǎn),主要包括太陽(yáng)能、風(fēng)能、水能、生物質(zhì)能、地?zé)崮芎秃Q竽艿取C鎸?duì)日益嚴(yán)峻的環(huán)境和能源問題,可再生能源發(fā)電及其并網(wǎng)運(yùn)行技術(shù)是電力市場(chǎng)發(fā)展方向。隨著可再生能源發(fā)電激勵(lì)政策研究及實(shí)行的不斷深入、可再生能源發(fā)電技術(shù)的快速發(fā)展,以風(fēng)力和光伏發(fā)電為代表的新的發(fā)電及其并網(wǎng)方式不斷涌現(xiàn)。小型可再生能源發(fā)電接入電網(wǎng)面臨著電網(wǎng)局部電壓波動(dòng)和諧波污染等電能質(zhì)量問題,而大容量的可再生能源發(fā)電場(chǎng),帶來更為復(fù)雜的電網(wǎng)動(dòng)態(tài)穩(wěn)定、調(diào)頻調(diào)壓及經(jīng)濟(jì)調(diào)度等問題。
1 可再生能源發(fā)電并網(wǎng)方式
1.1 光伏發(fā)電的接入和并網(wǎng)方式
光伏發(fā)電系統(tǒng)主要由核心部件,包括光伏陣列、逆變器和系統(tǒng)控制器傳感器,以及濾波器、儲(chǔ)能型蓄電池和充放電控制器、DC/DC升壓電路等組成。并網(wǎng)方式可以將光伏陣列組件輸出與逆變器連接,直接或者經(jīng)隔離變壓器接入電網(wǎng),亦或采用經(jīng)高頻逆變、變壓器隔離、再經(jīng)變頻器方式與電網(wǎng)相連。設(shè)有隔離變壓器時(shí),直流分量不會(huì)流入接入電網(wǎng),諧波含量低;無隔離變壓器并網(wǎng)方式是則會(huì)向電網(wǎng)注入一定的諧波含量。光伏發(fā)電系統(tǒng)中的儲(chǔ)能型蓄電池可起功率和能量調(diào)節(jié)的作用。
1.2 風(fēng)力發(fā)電的接入和并網(wǎng)方式
目前,已有各種類型的風(fēng)力發(fā)電機(jī)結(jié)構(gòu)、發(fā)電方式和并網(wǎng)控制方式。如風(fēng)力發(fā)電機(jī)有異步發(fā)電機(jī)、同步發(fā)電機(jī)和雙饋式感應(yīng)發(fā)電機(jī)三類,驅(qū)動(dòng)方式有齒輪箱驅(qū)動(dòng)和直驅(qū)式兩類,運(yùn)行方式有定轉(zhuǎn)速和變轉(zhuǎn)速兩種,變轉(zhuǎn)速風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的部
分或全部容量采用變頻器并網(wǎng)運(yùn)行。并網(wǎng)方式可以將變頻器輸出經(jīng)隔離變壓器接入電網(wǎng),或者將變頻器輸出直接與電網(wǎng)連接。特點(diǎn)與光伏發(fā)電系統(tǒng)基本相同。
2可再生能源并網(wǎng)技術(shù)問題
可再生能源發(fā)電具有間歇性、隨機(jī)性、可調(diào)度性差的特點(diǎn)。目前,我國(guó)電網(wǎng)結(jié)構(gòu)相對(duì)薄弱、電網(wǎng)接納能力不足,大規(guī)模可再生能源發(fā)電并網(wǎng)會(huì)給電力系統(tǒng)帶來一些不利影響,電網(wǎng)必須控制接入容量在可控范圍內(nèi),以最大限度地減小不利影響,存在的主要問題如下:
2.1 間歇性和波動(dòng)性發(fā)電特點(diǎn)及電網(wǎng)調(diào)峰能力不足
以風(fēng)力和光伏發(fā)電為代表的可再生能源發(fā)電,受天氣等因素影響均具有間歇性和波動(dòng)性特點(diǎn),以至于其發(fā)電并網(wǎng)電量隨機(jī)波動(dòng)較大、可調(diào)節(jié)性差,并網(wǎng)運(yùn)行時(shí)會(huì)易產(chǎn)生較大的沖擊電流,從而會(huì)引起電網(wǎng)頻率偏差、電壓波動(dòng)與閃變,引起饋線潮流變化,進(jìn)而影響整個(gè)電網(wǎng)穩(wěn)態(tài)電壓分布和無功特性,使電網(wǎng)的不可控性和調(diào)峰容量余度增大,嚴(yán)重影響電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定性。
我國(guó)風(fēng)電發(fā)展較為集中的“三北”地區(qū)電源結(jié)構(gòu)都是以火電為主,調(diào)節(jié)能力不強(qiáng)?!叭薄被痣娬急仍?0%以上,且供熱機(jī)組較多,西北地區(qū)水電較多,但主要集中在沒有風(fēng)電的青海,且受防凌、防汛等多種因素的限制,調(diào)節(jié)能力不強(qiáng)。我國(guó)快速調(diào)節(jié)電源只占17%。在風(fēng)電場(chǎng)不能參與電壓控制的情況下,同時(shí)顯著增加了電網(wǎng)電壓控制的難度。
表1 “三北”地區(qū)火、水、風(fēng)電比重
因此,電網(wǎng)應(yīng)具備足夠的調(diào)峰容量和接納能力,同時(shí)要求并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)配置有功功率調(diào)整和動(dòng)態(tài)無功功率調(diào)整控制功能,還需要配置一定的無功補(bǔ)償裝置。
2.2 諧波危害
由于并網(wǎng)風(fēng)力發(fā)電和光伏發(fā)電系統(tǒng)等均配有電力電子裝置,會(huì)產(chǎn)生一定的諧波及直流分量。諧波電流注入電力系統(tǒng)后,會(huì)引起電網(wǎng)電壓畸變,影響電能質(zhì)量,還會(huì)造成電力系統(tǒng)繼電保護(hù)、自動(dòng)裝置誤動(dòng)作,影響電力系統(tǒng)安全運(yùn)行。所以,需配置濾波裝置、靜止或動(dòng)態(tài)無功補(bǔ)償裝置等,以抑制注入電網(wǎng)的諧波含量。
2.3 調(diào)頻問題
可再生能源發(fā)電并網(wǎng)后具有以下特點(diǎn):常規(guī)電源發(fā)電功率可調(diào),原動(dòng)機(jī)功率可控;可再生能源發(fā)電功率變化大,控制困難且預(yù)測(cè)精度低;用戶側(cè)用電負(fù)荷隨機(jī)變化,負(fù)荷預(yù)測(cè)精度較高。
可再生能源發(fā)電以風(fēng)電為例,風(fēng)電機(jī)組輸出的有功功率主要隨風(fēng)能變化而調(diào)整。由于風(fēng)電機(jī)組不能有效參與電網(wǎng)頻率調(diào)整,電網(wǎng)頻率調(diào)整必須由傳統(tǒng)電廠分擔(dān)。隨著風(fēng)電裝機(jī)容量在電網(wǎng)中比重增加,參與電網(wǎng)調(diào)頻電源容量的比例顯著下降,需同步配套相應(yīng)容量的調(diào)頻電源。與此同時(shí),其他類型的可再生能源發(fā)電并網(wǎng)運(yùn)行也存在頻率調(diào)整問題。
2.4 孤島現(xiàn)象
孤島現(xiàn)象是當(dāng)電網(wǎng)失壓時(shí),并網(wǎng)風(fēng)力發(fā)電和光伏發(fā)電系統(tǒng)仍保持對(duì)失壓電網(wǎng)中的某一部分供電的狀態(tài),并與本地負(fù)載連接形成獨(dú)立運(yùn)行狀態(tài)。這時(shí),孤島中的電壓和頻率不受電網(wǎng)控制,如果電壓和頻率超出允許的范圍,可能會(huì)對(duì)用戶設(shè)備造成損壞;如果負(fù)載容量大于孤島中逆變器容量,會(huì)使逆變器過載,可能會(huì)燒毀逆變器。同時(shí),會(huì)對(duì)檢修人員造成危險(xiǎn);如果對(duì)孤島進(jìn)行重合閘操作,會(huì)導(dǎo)致該線路再次跳閘。由此可見,對(duì)孤島現(xiàn)象的檢測(cè)和預(yù)防是目前并網(wǎng)風(fēng)力發(fā)電和光伏發(fā)電系統(tǒng)急需解決的關(guān)鍵技術(shù)之一。
2.5 其他
(1)風(fēng)電建設(shè)與電網(wǎng)發(fā)展不配套
風(fēng)電發(fā)展規(guī)劃側(cè)重于資源發(fā)展規(guī)劃,與電網(wǎng)發(fā)展規(guī)劃不協(xié)調(diào),在一些地區(qū)的風(fēng)電發(fā)展規(guī)劃中缺乏具體的風(fēng)電送出和電力消納的方案。大規(guī)模風(fēng)電基地建設(shè)需要從貨架層面統(tǒng)籌考慮輸電線路、網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)及落點(diǎn)等問題。
(2)風(fēng)電與常規(guī)電源之間缺乏協(xié)調(diào)
風(fēng)電規(guī)劃與常規(guī)電源規(guī)劃之間缺乏協(xié)調(diào),部分地區(qū)風(fēng)電與常規(guī)電源之間存在電力與電量競(jìng)爭(zhēng)的現(xiàn)象,風(fēng)電大規(guī)模開發(fā)顯著降低了常規(guī)電源的年運(yùn)行小時(shí)數(shù)。調(diào)峰電源制約了系統(tǒng)接納風(fēng)電的規(guī)模,致使部分地區(qū)在負(fù)荷低谷時(shí)限制風(fēng)電出力。
(3)風(fēng)能資源分布與電網(wǎng)資源配置能力
風(fēng)能資源與電力需求大體上呈逆向分布陸上風(fēng)能資源主要分布在西北、華北、東北地區(qū);電力負(fù)荷中心集中在東部、中部地區(qū)。經(jīng)濟(jì)發(fā)展與風(fēng)能資源分布的不平衡,決定了我國(guó)風(fēng)電的大規(guī)模開發(fā),必須通過電網(wǎng)在全國(guó)范圍內(nèi)優(yōu)化配置等。
3可再生能源并網(wǎng)技術(shù)問題解決措施
為改善和解決可再生能源發(fā)電并網(wǎng)問題,以風(fēng)電為例,主要包含如下幾方面措施:
風(fēng)電并網(wǎng)仿真技術(shù),主要包括風(fēng)電機(jī)組/風(fēng)電場(chǎng)建模、區(qū)域電網(wǎng)對(duì)風(fēng)電適應(yīng)性研究、風(fēng)電并網(wǎng)運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性研究、風(fēng)電場(chǎng)接入電網(wǎng)專題研究;風(fēng)電并網(wǎng)規(guī)劃技術(shù);風(fēng)電功率預(yù)測(cè)技術(shù);需求側(cè)管理技術(shù)(DSM);風(fēng)電入網(wǎng)檢測(cè)技術(shù)等
此外,重點(diǎn)研究風(fēng)電調(diào)度運(yùn)行技術(shù),例如基于預(yù)測(cè)的風(fēng)電調(diào)度決策研究等。風(fēng)電與常規(guī)電源之間、風(fēng)電場(chǎng)群之間有很大的優(yōu)化空間。運(yùn)行中合理控制風(fēng)電可以提高系統(tǒng)安全穩(wěn)定性和運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性。在正確理解風(fēng)電出力特性的基礎(chǔ)上建設(shè)調(diào)度決策支持系統(tǒng)是解決風(fēng)電并網(wǎng)調(diào)度運(yùn)行的唯一途徑。
4 未來發(fā)展趨勢(shì)
我國(guó)風(fēng)電和太陽(yáng)能資源優(yōu)良區(qū)普遍處于遠(yuǎn)離電力負(fù)荷中心和主干電網(wǎng)的偏遠(yuǎn)地區(qū)。因而,大規(guī)模、集中式的風(fēng)電和太陽(yáng)能發(fā)電基地的開發(fā),有賴于高電壓、遠(yuǎn)距離的電力輸送方式,除了需要大規(guī)模新建電力線路外,還需要從結(jié)構(gòu)上改善電網(wǎng)內(nèi)的調(diào)峰能力,從而對(duì)當(dāng)?shù)啬酥琳麄€(gè)區(qū)域電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行帶來了前所未有的技術(shù)和管理挑戰(zhàn)。
與此同時(shí),太陽(yáng)能、風(fēng)能等可再生能源的特性決定了其適合分散利用的特點(diǎn)。在電力系統(tǒng)中將包含數(shù)量眾多的由分布式發(fā)電站(Distributed Generation,簡(jiǎn)稱DG)組成的微網(wǎng)(microgrid)發(fā)電系統(tǒng),也是優(yōu)化和提高能源利用效率,保證整個(gè)電力系統(tǒng)的安全可靠運(yùn)行,推動(dòng)利用可再生能源發(fā)展的重要途徑。
5 結(jié)論
本文通過相關(guān)文獻(xiàn)和初步設(shè)計(jì)對(duì)新能源發(fā)電及其并網(wǎng)技術(shù)進(jìn)行了研究,目前國(guó)內(nèi)電網(wǎng)接納能力是大規(guī)模發(fā)展新能源發(fā)電的重要基礎(chǔ)和環(huán)境,這有賴于堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)的發(fā)展。大力支持DG和發(fā)展微網(wǎng)是改變能源結(jié)構(gòu)邁向低碳經(jīng)濟(jì)社會(huì)模式的必由之路,這有賴于微網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展、國(guó)家政策導(dǎo)向和市場(chǎng)的有序發(fā)展及培育,也是建設(shè)堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)的目標(biāo)。目前,大中型風(fēng)電場(chǎng)、光伏發(fā)電場(chǎng)等主要存在有功功率調(diào)整,動(dòng)態(tài)無功功率調(diào)整控制功能方面的缺陷,諧波危害等問題也影響著電能質(zhì)量。微小型風(fēng)力發(fā)電和光伏發(fā)電技術(shù)已能滿足并網(wǎng)技術(shù)的要求,隨著微網(wǎng)和物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展,將實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)化控制。目前,對(duì)可再生能源發(fā)電并網(wǎng)所存在的一系列問題沒有得到很好解決,其問題解決措施還需進(jìn)一步研究和完善。
參考文獻(xiàn):
[1] 張紅光,張粒子. 風(fēng)電場(chǎng)接入電網(wǎng)的安全穩(wěn)定性分析[J]. 中國(guó)電力,2007,40(5):104-109.
楊文海
(南京航空航天大學(xué)國(guó)際教育學(xué)院,南京,210016)
摘要:可再生能源包括水能、生物質(zhì)能、風(fēng)能、太陽(yáng)能、地?zé)崮芎秃Q竽艿?,資源潛力大,環(huán)境污染低,可永續(xù)利用,是有利于人
與自然和諧發(fā)展的重要能源。本文回顧了德國(guó)把發(fā)展可再生能源作為確保能源安全、能源多元化供應(yīng)和替代能源的重要戰(zhàn)略
選擇,介紹了德國(guó)節(jié)能措施和可再生能源利用動(dòng)態(tài),期望為我國(guó)可再生能源政策制定和戰(zhàn)略實(shí)施提供決策參考。
關(guān)鍵詞:德國(guó);可再生能源;扶持政策;節(jié)能措施
可再生能源的發(fā)展既是應(yīng)對(duì)氣候變化、提高能源安全的重要
途徑,也是全球競(jìng)爭(zhēng)的核心領(lǐng)域。德國(guó)不僅把發(fā)展可再生能源作
為確保能源安全、能源多元化供應(yīng)和替代能源的重要戰(zhàn)略選擇,
而且也視之為減少碳排放和節(jié)約化石類燃料引起的環(huán)境問題的
重要措施。德國(guó)在太陽(yáng)能、風(fēng)能、生物質(zhì)能、地?zé)崮堋⑺l(fā)電等開
發(fā)利用方面居世界領(lǐng)先水平。經(jīng)過多年努力,德國(guó)已經(jīng)在可再生
能源領(lǐng)域處于世界領(lǐng)先地位,并極力推動(dòng)該領(lǐng)域的技術(shù)出口。
1 德國(guó)能源政策
由于自然資源較為貧乏,德國(guó)將節(jié)約能源、提高能效奉為一
項(xiàng)長(zhǎng)期堅(jiān)持的基本國(guó)策。德國(guó)可再生能源位居世界第一,這與德
國(guó)政府頒布的德國(guó)以《可再生能源法》為核心,形成聯(lián)邦促進(jìn)法規(guī)
體系有很大的關(guān)聯(lián)。德國(guó)以《可再生能源優(yōu)先法》為主導(dǎo),形成聯(lián)
邦促進(jìn)法規(guī)體系。《可再生能源法》主要內(nèi)容包括:以提升價(jià)格為
主,調(diào)整可再生能源補(bǔ)貼性價(jià)格標(biāo)準(zhǔn);調(diào)低對(duì)新項(xiàng)目入網(wǎng)價(jià)格每
年遞減速度。新項(xiàng)目入網(wǎng)價(jià)格之所以每年遞減,其原因是隨著生
產(chǎn)量增加、技術(shù)進(jìn)步和學(xué)習(xí)效應(yīng)取得,可再生能源供應(yīng)成本會(huì)下
降;對(duì)供電質(zhì)量和技術(shù)要求規(guī)定獎(jiǎng)懲機(jī)制。德國(guó)《可再生能源法》
提供的各種優(yōu)惠和補(bǔ)貼是促進(jìn)可再生能源發(fā)電量不斷增長(zhǎng)的主
要原因。
除《可再生能源法》之外,德國(guó)主要促進(jìn)和規(guī)范可再生能源發(fā)
展的法規(guī)包括:《生物質(zhì)發(fā)電條例》、《能源供應(yīng)電網(wǎng)接入法》、《能
源行業(yè)法》、《促進(jìn)可再生能源生產(chǎn)令》、《太陽(yáng)能電池府補(bǔ)貼規(guī)則》
等。
自2011 年6 月新的能源方案通過以來,已有約160 項(xiàng)具體
措施開始實(shí)施。加速電網(wǎng)擴(kuò)建、海上風(fēng)電場(chǎng)的建設(shè)和并網(wǎng)、為可再
生能源提供有效與合理的支持、建筑物節(jié)能改造以及熱電聯(lián)產(chǎn)等
領(lǐng)域都有了重要的法律基礎(chǔ)。政府在立法、融資和扶持等方面,創(chuàng)
造良好政策環(huán)境,起到了重要作用。2011 年日本福島核事故后,
德國(guó)政府進(jìn)一步修正《可再生能源法》,提出了一個(gè)雄心勃勃的能
源轉(zhuǎn)型戰(zhàn)略目標(biāo),即:到2020 年,35% 以上的電力消費(fèi)將來自可
再生能源;到2030 年,50% 以上的電力消費(fèi)將來自可再生能源;
而到2050 年,80% 以上的電力消費(fèi)將來自可再生能源。
在國(guó)家行動(dòng)方案中,德國(guó)聯(lián)邦政府根據(jù)本國(guó)的實(shí)際情形,制
訂了一系列相配套的方案,如已經(jīng)實(shí)施的可再生能源法、可再生
能源供熱法、熱電聯(lián)產(chǎn)法、投資激勵(lì)、電價(jià)補(bǔ)貼、節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)和生物
液體燃料配額等。其中,新的國(guó)家方案強(qiáng)化了可再生能源對(duì)供熱
和燃料部門的貢獻(xiàn),其工作重點(diǎn)是:包括鼓勵(lì)用戶側(cè)的可再生能
源技術(shù),促進(jìn)生物質(zhì)能可持續(xù)和高能效開發(fā)利用,加快開發(fā)海上
風(fēng)電等,加快智能電網(wǎng)建設(shè)等。正是有了比較完善的法律法規(guī)、深
入人心的環(huán)保理念、政府和企業(yè)對(duì)環(huán)保技術(shù)研發(fā)的持續(xù)投入、市
場(chǎng)機(jī)制對(duì)企業(yè)環(huán)保行為的調(diào)節(jié)等因素,德國(guó)走上了一條經(jīng)濟(jì)發(fā)展
與環(huán)境保護(hù)和諧共存的正途。
2 德國(guó)能源利用技術(shù)
經(jīng)過德國(guó)政府多年的政策扶持和企業(yè)界的共同努力,2012
年,德國(guó)可再生能源行業(yè)投資總額達(dá)到了266 億歐元。其中,約
200 億歐元, 即75% 投資于包括住宅太陽(yáng)能光伏安裝項(xiàng)目在內(nèi)
的小型可再生能源項(xiàng)目??稍偕茉吹目焖侔l(fā)展,對(duì)于德國(guó)經(jīng)濟(jì)、
產(chǎn)業(yè)、社會(huì)等都產(chǎn)生了積極而深遠(yuǎn)的影響。
得益于能源轉(zhuǎn)型戰(zhàn)略,德國(guó)可再生能源發(fā)展迅速步入世界前
列,并取得喜人的成績(jī)。據(jù)統(tǒng)計(jì),目前德國(guó)可再生能源發(fā)電比重由
2000 年的不足7% 上升至近25%??稍偕茉匆呀?jīng)超過核能,成為
該國(guó)第2 大電力來源。2004 年以來,德國(guó)清潔能源行業(yè)的投資
增長(zhǎng)了122%,形成的相關(guān)產(chǎn)業(yè)創(chuàng)造了近38 萬個(gè)就業(yè)崗位。預(yù)計(jì)
到2020 年和2030 年,能源轉(zhuǎn)型計(jì)劃將分別創(chuàng)造50 萬和80 萬個(gè)
就業(yè)崗位。而自1990 年以來,德國(guó)溫室氣體排放已降低25.5%,
超出了《京都議定書》規(guī)定的到2012 年降低21% 的承諾。
2.1 風(fēng)能
早在2002 年,德國(guó)政府就確立了海上風(fēng)能利用戰(zhàn)略的目標(biāo):
到2030 年,海上風(fēng)力發(fā)電站裝機(jī)容量達(dá)到2 萬—2.5 萬MW,計(jì)劃
在北海和波羅的海建設(shè)海上風(fēng)力發(fā)電站。在啟動(dòng)階段,德國(guó)政府
對(duì)這些項(xiàng)目的環(huán)境和生態(tài)影響進(jìn)行了專門研究:如候鳥和蝙蝠
遷徙情況的調(diào)查研究,對(duì)生物群數(shù)量和鳥類棲息、海洋哺乳生物
分布情況的大面積現(xiàn)狀調(diào)研,并根據(jù)對(duì)幼鯨和海豹聽力的研究成
果確定海上風(fēng)力發(fā)電機(jī)的噪聲許可指標(biāo)。此外,還針對(duì)船舶碰撞
和海底電纜通道問題,考慮自然保護(hù)和法律方面的因素,進(jìn)行海
上風(fēng)力發(fā)電平臺(tái)類型優(yōu)化的研究。
當(dāng)前,德國(guó)投入使用的海上風(fēng)電場(chǎng)共兩個(gè),一個(gè)是裝機(jī)容量
為6 萬千瓦的阿爾法·文圖斯(Alpha Ventus) 風(fēng)電場(chǎng),另一個(gè)是
7.5 萬千瓦的巴德1 期海上風(fēng)電場(chǎng)(BARD Offshore 1),均建在
北海。截止2012 年,德國(guó)用可再生能源生產(chǎn)的電力達(dá)到國(guó)家全部
能源的25% 以上。其中,大部分來自原風(fēng)力發(fā)電,比例達(dá)到總能源
產(chǎn)量的9.2%。來自德國(guó)風(fēng)能學(xué)會(huì)的專家指出,風(fēng)能應(yīng)該是最優(yōu)質(zhì)
的生態(tài)凈化能源,并要求德國(guó)各聯(lián)邦州政府大力支持風(fēng)電站的建
設(shè)持。
2.2 太陽(yáng)能
2004 年,總功率為5MW 的世界最大的太陽(yáng)能發(fā)電站在德國(guó)
萊比錫建成、耗資2200 萬歐元,整套發(fā)電裝置有3.35 萬塊光電
池板組成,占地面積21.6hm2,可以為1800 戶住家提供生活用電。
2011 年德國(guó)光伏新增裝機(jī)7.5GW,累計(jì)裝機(jī)達(dá)到24.7GW,仍然保
持了高速發(fā)展。
在歐洲,太陽(yáng)能在德國(guó)的利用率一直居于首位,太陽(yáng)能普遍
應(yīng)用于房頂、路燈、指示燈等設(shè)施。德國(guó)大多數(shù)工程建設(shè)單位是自
發(fā)建設(shè)并不是政府強(qiáng)迫所為,其主要原因除了有政府優(yōu)惠政策吸
引外,更重要的是投入該項(xiàng)目能高效地改善生態(tài)環(huán)境,并且可以
快速地收回投資成本,取得很好的投資效益,從而形成有序的、良
性循環(huán)的建設(shè)模式。
2.3 生物質(zhì)能
近年來,德國(guó)在發(fā)展生物能源上加大了力度,利用油菜籽、木
材、植物莖稈等獲取生物柴油,可使德國(guó)獲得25% 的電能和100%
的熱能。的國(guó)際化在未來逐漸關(guān)閉核電站,轉(zhuǎn)而啟用可再生能源,
主要是生物質(zhì)能源。作為替代石油的戰(zhàn)略物資,生物質(zhì)燃料也成
為世界最新關(guān)注的熱點(diǎn)。生物質(zhì)能可直接生產(chǎn)出提供動(dòng)力的液體
燃料,這對(duì)于解決交通能源非常重要。同時(shí),生物質(zhì)能開發(fā)已經(jīng)成
為德國(guó)發(fā)展生態(tài)農(nóng)業(yè)的有效措施。德國(guó)農(nóng)業(yè)的發(fā)展呈現(xiàn)集中種植
趨勢(shì),很少使用化肥、農(nóng)藥,并以生產(chǎn)無公害綠色農(nóng)產(chǎn)品為主。沼
氣發(fā)電,形成種植、養(yǎng)殖利用的良性循環(huán)。沼渣、沼液由大型專用
汽車運(yùn)至農(nóng)田,沼氣用于發(fā)電,所發(fā)的電能直接并入電網(wǎng)以優(yōu)惠
價(jià)銷售,農(nóng)場(chǎng)所用電能再向電力供應(yīng)公司平價(jià)購(gòu)買,從而在政策
上給電力公司創(chuàng)造了良好的發(fā)展空間。
2.4 地?zé)崮?/p>
地?zé)崮苁莵碜缘厍蛏钐幍目稍偕茉?,起源于地球的熔漿和
放射性物質(zhì)的衰變。地?zé)崮艿睦每煞譃榈責(zé)岚l(fā)電和直接利用兩
大類。與風(fēng)能相比,地?zé)崮芊€(wěn)定而且可以人為調(diào)節(jié)實(shí)用。目前,地
熱能的利用在德國(guó)已經(jīng)形成了一定的規(guī)模。
德國(guó)通過《可再生能源研發(fā)計(jì)劃》、《未來投資計(jì)劃》,對(duì)地?zé)?/p>
發(fā)電的研發(fā)和試點(diǎn)工作給與資助;并通過《可再生能源市場(chǎng)拓展
計(jì)劃》和可再生能源法》,對(duì)市場(chǎng)開拓予以推進(jìn)支持。德國(guó)于2003
年開始地?zé)岚l(fā)電,其潛力每年約為3000 億KW·h,相當(dāng)于當(dāng)年德
國(guó)耗電量的60%。與其他可再生能源發(fā)電形式相比,地?zé)岚l(fā)電潛
力位居榜首。如果能解決當(dāng)前存在的一些技術(shù)問題,地?zé)岚l(fā)電將
會(huì)發(fā)展成為未來可再生能源份額逐漸增加的能源系統(tǒng)中的核心
部分。
3 啟示與借鑒
近年來,隨著中國(guó)經(jīng)濟(jì)的高速增長(zhǎng),能源及其安全問題已越
來越成為經(jīng)濟(jì)發(fā)展無法回避的問題。隨著產(chǎn)業(yè)規(guī)模的不斷擴(kuò)大,
我國(guó)可再生能源開發(fā)面臨的諸多問題和障礙逐漸顯現(xiàn),成為制約
我國(guó)新能源產(chǎn)業(yè)規(guī)模化的瓶頸。借鑒德國(guó)在可再生能源領(lǐng)域的扶
持政策與激烈舉措,圍繞我國(guó)能源利用的實(shí)際情況,可進(jìn)行可再
生能源綜合利用的戰(zhàn)略規(guī)劃。一要進(jìn)一步完善相關(guān)法律法規(guī)與政
策體系;建議在現(xiàn)有《可再生能源法》、《可再生能源中長(zhǎng)期發(fā)展
規(guī)劃》等法律法規(guī)的基礎(chǔ)上,盡快出臺(tái)《可再生能源法》和《可再生
能源中長(zhǎng)期發(fā)展規(guī)劃》具體實(shí)施細(xì)則,為風(fēng)電產(chǎn)業(yè)發(fā)展?fàn)I造良好
的環(huán)境。
二是建立相對(duì)穩(wěn)定的融資支持機(jī)制;德國(guó)政府運(yùn)用多種激
勵(lì)措施,引導(dǎo)和扶持民間資本對(duì)國(guó)家可再生能源基礎(chǔ)設(shè)施的投
資、可再生能源技術(shù)的應(yīng)用和開發(fā),極大地促進(jìn)了國(guó)家可再生能
源技術(shù)的普及推廣。我國(guó)應(yīng)借鑒德國(guó)一系列做法,結(jié)合《可再生能
源中長(zhǎng)期發(fā)展規(guī)劃》, 建立相對(duì)穩(wěn)定的融資支持機(jī)制,建立相對(duì)
穩(wěn)定的策性融資支持機(jī)制。
三要加大可再生能源科技創(chuàng)新和研發(fā)支持力度,加大資金投
入,鼓勵(lì)高校和科研機(jī)構(gòu)在該領(lǐng)域進(jìn)行重點(diǎn)研究,不斷提高科技
關(guān)鍵詞:綠色悖論;強(qiáng)制配售;可再生能源
中圖分類號(hào):F0622文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A
收稿日期:2015-09-29
作者簡(jiǎn)介:汪恒(1987-),男,安徽安慶人,上海財(cái)經(jīng)大學(xué)經(jīng)濟(jì)學(xué)院博士研究生,研究方向:環(huán)境經(jīng)濟(jì)學(xué)、資源經(jīng)濟(jì)學(xué);陳瑞(1984-),女,沈陽(yáng)人,上海財(cái)經(jīng)大學(xué)經(jīng)濟(jì)學(xué)院博士研究生,研究方向:行業(yè)自律組織理論、金融理論史,市場(chǎng)營(yíng)銷史。
基金項(xiàng)目:上海財(cái)經(jīng)大學(xué)博士研究生創(chuàng)新基金項(xiàng)目,項(xiàng)目編號(hào):CXJJ-2012-398, CXJJ-2011-401。
一、引言
工業(yè)革命以來,人類大規(guī)模開采并使用化石能源,以煤、石油和天然氣為代表的不可再生能源為人類的經(jīng)濟(jì)發(fā)展提供了充足的能量來源。然而,隨著資源利用的不斷推進(jìn),能源消耗的負(fù)面作用開始凸顯,其中最廣為人知的莫過于“全球變暖”①。氣候變暖的根本原因是人類社會(huì)大規(guī)模地使用化石能源,為了應(yīng)對(duì)這一問題人類社會(huì)采取的主要措施是遏制化石能源的使用,可這一限用政策沒有考慮到化石能源的經(jīng)濟(jì)屬性,極有可能帶來與政策制定者初衷完全不同的后果。Sinn(2008)就針對(duì)碳減排政策提出批評(píng),指出由于這些政策形成的預(yù)期可能會(huì)改變化石能源生產(chǎn)者當(dāng)前的行為,促使他們更加積極地生產(chǎn)化石能源,而這會(huì)加劇全球變暖,這就是著名的“綠色悖論”(Green Paradox)②。
要理解“綠色悖論”必須認(rèn)識(shí)到化石能源不可再生這一特點(diǎn),這意味著只要這些資源對(duì)于人類的經(jīng)濟(jì)價(jià)值不消失,人類不主動(dòng)放棄使用,那么能源對(duì)人類社會(huì)就具有稀缺性。因此,化石能源使用的關(guān)鍵不是用與不用的問題,而是早用與晚用、快用與慢用的問題。全球變暖的本質(zhì)在于溫室氣體過快進(jìn)入大氣從而導(dǎo)致人類社會(huì)無法適應(yīng)快速變化的氣候,而我們對(duì)于化石能源的快用與早用就意味著溫室氣體的快排放與早排放,毫無疑問這會(huì)加速全球氣候的變暖。如果化石能源開采者意識(shí)到政策制定者為了應(yīng)對(duì)全球變暖必然會(huì)在將來采取更加嚴(yán)厲的舉措,如加稅來遏制化石能源的使用,企業(yè)最優(yōu)措施莫過于將原本用于未來開采的化石資源騰挪到現(xiàn)在開采,這樣就可以盡可能降低未來政策實(shí)施帶來的損失,而這必然導(dǎo)致化石能源的早用與快用,加劇全球變暖。Sinn(2008)使用一個(gè)隨著時(shí)間推移化石能源使用稅率不斷提高的模型,證明了稅率提高的預(yù)期將促使化石能源開采者更多地在當(dāng)前進(jìn)行生產(chǎn)。 Gerlagh(2011)將“綠色悖論”引申為弱和強(qiáng)兩種形式。所謂的弱綠色悖論是指由于可再生能源會(huì)更加便宜的預(yù)期而導(dǎo)致當(dāng)前不可再生能源開采的加速;而強(qiáng)綠色悖論則是指綠色福利隨著綠色補(bǔ)貼的增加而減少③?!熬G色悖論”意味著任何目前尚未推行或者正在計(jì)劃之中的碳減排政策都在加劇全球變暖,因?yàn)闈撛陬A(yù)期使得企業(yè)提前進(jìn)行了能源消費(fèi),而這恰恰與制定這些政策的本意相反。
本文考慮一個(gè)簡(jiǎn)單的將在未來實(shí)施的強(qiáng)制配售可再生能源的政策。按照“綠色悖論”的思路,未來的強(qiáng)制配售會(huì)使得化石能源開采者在未來?yè)p失一部分收益,為了規(guī)避這一損失,化石能源開采者理應(yīng)在政策實(shí)施前加速生產(chǎn)。然而,本文的研究表明:(1)政策實(shí)施力度越大,即提高強(qiáng)制配售比例,未必會(huì)使得現(xiàn)在的化石能源開采增加;但如果政策實(shí)施的持續(xù)時(shí)間較長(zhǎng),化石能源生產(chǎn)者在理性預(yù)期的指導(dǎo)下會(huì)增加前期的生產(chǎn)。(2)“綠色悖論”是否發(fā)生與政策實(shí)施的方法有關(guān),這正是政策制定者和評(píng)論者所忽略的問題。
本文可能的貢獻(xiàn)在于:揭示了強(qiáng)制配售作為一種廣泛使用的新能源政策,其實(shí)施效果與“第二方”的政策實(shí)施方法有關(guān)。換言之,強(qiáng)制配售與“綠色悖論”之間沒有很強(qiáng)的因果關(guān)系,政策制定者與實(shí)施者不必“談虎色變”。
二、理論背景和基本模型
(一)強(qiáng)制配售政策與“綠色悖論”:相關(guān)理論背景
強(qiáng)制配售政策與“綠色悖論”之間是否存在因果關(guān)系已經(jīng)在經(jīng)濟(jì)學(xué)界引發(fā)了廣泛的爭(zhēng)論。有些學(xué)者認(rèn)為,強(qiáng)制配售政策與“綠色悖論”之間沒有因果關(guān)系。例如,Hoel(2010)證明在未來可再生能源技術(shù)成本下降的情況下,“綠色悖論”并不成立。Gronwald et al.(2010)通過構(gòu)造特定的生產(chǎn)模型將石油生產(chǎn)模式設(shè)定為哈博特(Hubbert)模型(即石油產(chǎn)出會(huì)先增加后減少,這會(huì)形成一個(gè)石油產(chǎn)量的峰值),然后將Sinn(2008)理論應(yīng)用于模型中,證明稅率的上升會(huì)推遲石油產(chǎn)量的峰值,從而否定了“綠色悖論”。另外一些學(xué)者指出,“綠色悖論”的出現(xiàn)是有一定前提的。例如,趙健和王敏(2011)認(rèn)為如果市場(chǎng)是完全競(jìng)爭(zhēng)的,那么“綠色悖論”仍然起作用;然而一旦市場(chǎng)是完全壟斷的,即使政府鼓勵(lì)對(duì)可再生能源的使用,也有可能會(huì)讓壟斷者推遲對(duì)不可再生資源的開采。Quentin(2011)認(rèn)為那些試圖使可再生能源替代不可再生能源的補(bǔ)貼會(huì)導(dǎo)致“綠色悖論”,而在某些特定條件下,結(jié)果則恰恰相反,如對(duì)于那些邊際成本隨著產(chǎn)量不斷增加的可再生能源的補(bǔ)貼就不會(huì)導(dǎo)致“綠色悖論”。Van and Withagen(2012)指出如果從綠色福利的角度考慮,未來較為便宜的可再生能源未必會(huì)導(dǎo)致綠色福利的下降,從而舉出了“綠色悖論”的一個(gè)反例。
總之,在強(qiáng)制配售政策與“綠色悖論”關(guān)系這一問題上,學(xué)術(shù)界已經(jīng)做出了許多值得稱道的貢獻(xiàn)。本文選取一種目前普遍采用的綠色政策對(duì)這一問題重新進(jìn)行審視。目前世界各國(guó)的綠色政策當(dāng)中幾乎都有強(qiáng)制使用可再生能源的條款④,較為典型的如乙醇汽油政策。在目前可再生能源價(jià)格仍然高于不可再生能源價(jià)格的現(xiàn)實(shí)條件下,要實(shí)現(xiàn)這些目標(biāo)只能有兩種方法:(1)給予可再生能源補(bǔ)貼,使其獲得市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力;(2)強(qiáng)制配售可再生能源,讓消費(fèi)者和生產(chǎn)者共同承擔(dān)可再生能源成本。本文從后一視角詮釋強(qiáng)制配售政策與“綠色悖論”之間的關(guān)系。
(二)基本模型
考慮一個(gè)政策是外生給定的局部均衡模型。假定有兩種能源產(chǎn)品,化石能源和可再生能源,它們是完全替代的且可再生能源市場(chǎng)與化石能源市場(chǎng)均是完全競(jìng)爭(zhēng)的。 令q(t)和X(t)分別代表在時(shí)刻t能源的供給和剩余的化石能源儲(chǔ)量,初始的儲(chǔ)量為X0。qf(t)和qs(t)分別代表在時(shí)刻t化石能源和可再生能源的供給量。假定所有的能源都有著固定的邊際成本且固定成本為0,令單位化石能源和可再生能源的成本為cf和cs且cf
因?yàn)榭稍偕茉词袌?chǎng)是完全競(jìng)爭(zhēng)的且邊際成本是個(gè)常數(shù),所以可再生能源的最優(yōu)供應(yīng)是:
qs(t)==0,ifp(t)
本文并沒有設(shè)定對(duì)于可再生能源的產(chǎn)能限制,所以當(dāng)p(t)=cs時(shí)可再生能源能源滿足市場(chǎng)的全部需求,對(duì)于能源市場(chǎng)而言,其價(jià)格不可能高于cs??稍偕茉磫挝怀杀綾s起著能源市場(chǎng)價(jià)格天花板的作用。
給定市場(chǎng)價(jià)格,如果沒有強(qiáng)制配售政策的話,化石能源供應(yīng)的決定由下列最優(yōu)問題決定:
Max{qf(t)}∫T0e-rt[p(t)qf(t)-cfqf(t)]dt
s.t.X(t)?=-qf(t),∫T0qf(t)dt=X0(2)
在該最優(yōu)化問題中,r是市場(chǎng)利率,反映了未來利潤(rùn)的貼現(xiàn)程度。令λ代表當(dāng)前的化石能源儲(chǔ)量的影子價(jià)格,化石能源的供給由Hotelling法則來決定,即市場(chǎng)價(jià)格等于目前化石能源儲(chǔ)量的影子價(jià)值加上單位化石能源的開采成本:
p(t)=cf+λert(3)
如果化石能源所有者開采化石能源并將所得投資到資本市場(chǎng),他們每期都能獲得與市場(chǎng)資本利率同樣的回報(bào)率。因此,影子價(jià)值λert事實(shí)上衡量的是如果放棄能源生產(chǎn)所必須的機(jī)會(huì)成本。由(3)式我們可以得知,只要仍然有化石能源未被開采,能源價(jià)格必然會(huì)隨著時(shí)間的推進(jìn)而逐漸增加。
圖1給出了沒有強(qiáng)制配售政策時(shí)的能源價(jià)格路徑,可以發(fā)現(xiàn)從時(shí)刻0到時(shí)刻T,能源價(jià)格先以指數(shù)形式增長(zhǎng),隨后保持不變。
(三)強(qiáng)制配售政策下的能源市場(chǎng)模型
在基礎(chǔ)模型下,本文將引入政策變量。與Sinn的遞增資源稅率做法不同,本文采用間隔時(shí)間提高配售比例的離散模型,將政府持續(xù)不斷的提高配售比例的過程分解為政府在每個(gè)時(shí)期要求不同的配售比例。這種設(shè)定較為符合實(shí)際情況。以乙醇汽油政策為例,很難想象政府要求每天以0.1個(gè)百分點(diǎn)的速度在汽油中添加乙醇,更加可能的政策是在某個(gè)時(shí)間點(diǎn)后要求使用比例為某一數(shù)值的乙醇汽油。
上述模型與為解決不可再生資源的儲(chǔ)量效應(yīng)(stock effect)而出現(xiàn)的開采序列模型(sequence of extraction)有所類似。不可再生資源開采的邊際成本往往會(huì)隨著儲(chǔ)量的下降而不斷上升,這就是所謂的儲(chǔ)量效應(yīng)。直接解決儲(chǔ)量效應(yīng)問題十分復(fù)雜,原因在于它會(huì)在漢密爾頓方程當(dāng)中引入資源儲(chǔ)量,使得方程無法得到解析解。為了解決這一問題,資源經(jīng)濟(jì)學(xué)家將資源視為不同資源的集合,每一種資源都有著固定的邊際成本,但是不同資源的邊際開采成本卻不相同,即將隨儲(chǔ)量連續(xù)變化的開采成本離散化,這樣經(jīng)濟(jì)學(xué)家就把儲(chǔ)量效應(yīng)問題改造成如何安排不同資源的開采序列問題。資源經(jīng)濟(jì)學(xué)家們指出,在一般的設(shè)定條件下(如本文中的設(shè)定),資源必然從邊際開采成本最低的開始,然后按照成本遞增的原則進(jìn)行開采,直至所有資源開采完畢。
對(duì)于強(qiáng)制配售問題,如果化石能源和可再生能源的邊際成本不變且可再生能源的成本高于化石能源的話,每一次政府對(duì)于配售比例的提高都會(huì)使得平均成本向可再生能源進(jìn)一步靠近,成本會(huì)逐步提高,這同開采序列模型是一致的。這是本文將政府持續(xù)不斷的提高配售比例的過程分解為政府在每個(gè)時(shí)期要求不同的配售比例的主要原因。
按照以上的設(shè)定,本文將不可再生能源的使用分為兩個(gè)階段:第一階段為0到τ,τ為位于[0,T]區(qū)間內(nèi)的一個(gè)時(shí)間點(diǎn);第二階段為τ到T~,T~為新的化石能源耗竭時(shí)刻。假定政府決定在τ開始對(duì)化石能源公司實(shí)施比例為α的可再生能源強(qiáng)制配售政策;在此之前則無該政策要求。顯而易見,在時(shí)刻τ之前,市場(chǎng)上的能源成本就是化石能源的開采成本cf。
對(duì)于化石能源廠商而言,如果時(shí)間達(dá)到時(shí)刻τ,他們只需考慮此時(shí)第二階段的最優(yōu)開采問題,第一階段的決策已經(jīng)無法影響該階段的決策。那么給定市場(chǎng)價(jià)格,考慮強(qiáng)制配售政策的話,第二階段化石能源供應(yīng)的決定由下列的最優(yōu)問題決定:
max∫T~τe-rt[pf(t)qf(t)-cfqf(t)]dt
s.t.X(t)?=-qf(t),∫T~τqf(t)dt=Xτ(4)
在該最優(yōu)化問題中,Xτ是時(shí)刻τ所剩余的化石能源儲(chǔ)量。與基礎(chǔ)模型一致,令λτ代表化石能源儲(chǔ)量貼現(xiàn)到時(shí)刻0的影子價(jià)格,化石能源的供給由Hotelling法則來決定,即市場(chǎng)價(jià)格等于目前化石能源儲(chǔ)量的影子價(jià)值加上單位化石能源的開采成本:
pf(t)=cf+λτert(tτ) (5)
盡管這一模型和結(jié)果與基礎(chǔ)模型十分相似,但是需要指出的是,兩個(gè)模型中均未給出具體的需求函數(shù)形式,而這恰恰是本文所研究的問題關(guān)鍵。此外,(5)式中的價(jià)格僅僅是化石能源開采者所能獲得的價(jià)格,而非是市場(chǎng)上真實(shí)的能源價(jià)格。
對(duì)于可再生能源,由于市場(chǎng)是完全競(jìng)爭(zhēng)的,價(jià)格就應(yīng)該為其成本,即:
ps(t)=cs(tτ)(6)
根據(jù)本文的設(shè)定,我們可以得出第二階段市場(chǎng)上的能源價(jià)格為:
p=(1-α)pf(t)+αps(t)=[(1-α)cf+αcs]+(1-α)λτert(tτ)(7)
顯而易見,在時(shí)刻τ之后,市場(chǎng)上的能源成本就是化石能源和可再生能源的混合成本cb=(1-α)cf+αcs。為方便討論,本文同時(shí)將(1-α)λτ定義為ηb。
現(xiàn)在考慮在第一階段開始時(shí)即時(shí)刻0時(shí)化石能源廠商的最優(yōu)化問題。由于市場(chǎng)是完全競(jìng)爭(zhēng)的,化石能源廠商面臨的問題事實(shí)上仍然與基礎(chǔ)模型一致。那么給定市場(chǎng)價(jià)格,考慮強(qiáng)制配售政策的話,第一階段化石能源供應(yīng)的決定由下列的最優(yōu)問題決定:
max∫τ0e-rt[pf(t)qf(t)-cfqf(t)]dt
s.t.X(t)?=-qf(t),∫τ0qf(t)dt=X0-Xτ(8)
令ηf代表未來有強(qiáng)制搭售政策時(shí)當(dāng)前的化石能源儲(chǔ)量的影子價(jià)格,化石能源的供給由Hotelling法則來決定,即化石能源的價(jià)格等于目前化石能源儲(chǔ)量的影子價(jià)值加上單位化石能源的開采成本:
pf(t)=cf+ηfert(t
由于此時(shí)市場(chǎng)上只有化石能源,即市場(chǎng)上的能源價(jià)格就是化石能源的價(jià)格,我們可以得出第一階段市場(chǎng)上的能源價(jià)格為:
p=pf(t)=cf+ηfert(t
由于政策在事先就被預(yù)期,能源的價(jià)格應(yīng)該在政策宣布時(shí)即t=0時(shí)就發(fā)生調(diào)整,而在時(shí)刻t=τ時(shí)價(jià)格應(yīng)該是連續(xù)的,即:
cf+ηferτ=cb+ηberτ(11)
在化石能源完全耗竭時(shí),即能源市場(chǎng)完全由可再生能源開始占領(lǐng)時(shí),價(jià)格同樣應(yīng)保持連續(xù),即:
p(T~)=cs(12)
由于化石能源會(huì)被完全耗竭,我們可以得到:
∫τ0h(p(t))dt+(1-α)∫T~τh(p(t))dt=X0(13)
按照式(11)-(13),我們可以得出強(qiáng)制配售政策下的能源價(jià)格路徑,具體見圖2。
圖2強(qiáng)制配售時(shí)的資源價(jià)格路徑
從圖2中可以看出,在第一階段,能源成本較低,但價(jià)格以較高的速率增長(zhǎng);而在第二階段,能源成本較高,但價(jià)格以較慢的速率增長(zhǎng)。圖2給出的資源價(jià)格路徑與Hartwick(1978)中的不可再生資源價(jià)格路徑十分相似,事實(shí)上,我們完全可以把強(qiáng)制搭售政策前后的能源視為兩種成本不同的不可再生資源,從而將這兩個(gè)模型聯(lián)系起來。盡管如此,兩者還是有不同之處:(1)Hartwick模型中兩種資源的轉(zhuǎn)換時(shí)間是內(nèi)生的,而本文則是外生給定的;(2)Hartwick模型中兩種資源不能同時(shí)使用是因?yàn)橐环N資源不可能有兩種價(jià)格,而本文中兩種不同質(zhì)的資源是政策強(qiáng)制所造成的。
三、強(qiáng)制配售政策與“綠色悖論”的關(guān)系
對(duì)于政府而言,其實(shí)施強(qiáng)制配售政策的力度可以由兩個(gè)指標(biāo)來含量:一個(gè)是政策本身的強(qiáng)度α,該值越大,表明政府要求的強(qiáng)制搭售的可再生能源比例越高,即政策強(qiáng)度越大,對(duì)于當(dāng)前的影響也就會(huì)越明顯(具體的結(jié)果需要進(jìn)一步分析);另一個(gè)就是政策實(shí)施的時(shí)間τ,該值越小,實(shí)施的時(shí)間就會(huì)越早,化石能源廠商采取的行動(dòng)可能就會(huì)越大(這一結(jié)果也需要進(jìn)一步分析)。
給定(11)-(13)式,我們可以得到定理1。
定理1:如果能源市場(chǎng)是完全競(jìng)爭(zhēng)的,強(qiáng)制配售政策的強(qiáng)度α越大,政策實(shí)施前的化石能源價(jià)格就會(huì)越高,政策實(shí)施后的化石能源價(jià)格就會(huì)越低,化石能源耗竭的時(shí)間就會(huì)越晚,即ηf/α>0;λτ/α0。
圖3給出了如果政策強(qiáng)度變化,能源價(jià)格路徑的變化圖。當(dāng)政策強(qiáng)度由α增加到α′后,當(dāng)期的價(jià)格由cf+ηf上升到cf+ηf′,且在時(shí)刻τ之前,能源價(jià)格都比原來要高。由于h′(p)
這一結(jié)論與“綠色悖論”正好相反,更大政策強(qiáng)度的綠色政策預(yù)期帶來了當(dāng)期化石能源消費(fèi)量的下降,其中的邏輯在于:由于在第二階段搭配使用了高成本的可再生能源,使得第二階段能源市場(chǎng)的價(jià)格上升,而第二階段的能源價(jià)格上升的預(yù)期導(dǎo)致了第一階段的能源價(jià)格一起隨之上升。這一上升趨勢(shì)大于因?yàn)椤熬G色悖論”效應(yīng)帶來的價(jià)格下跌趨勢(shì),因而從總的效果來看,第一階段價(jià)格上升,化石能源消費(fèi)量減少。
進(jìn)一步考慮極端情況。如果α=0,那么這就是前文所述的基礎(chǔ)模型;如果α=1,那么在時(shí)刻τ之后化石能源就要被強(qiáng)制退出市場(chǎng)。當(dāng)α=1時(shí),ηb/α趨近于負(fù)無窮大,這意味著ηb在α趨近于1時(shí)已經(jīng)是負(fù)值了,這種情況是不可能的,因?yàn)檫@意味著化石能源廠商所得的價(jià)格pf(t)小于化石能源的成本cf,此時(shí)化石能源廠商必然退出市場(chǎng)。事實(shí)上,ηb最小值就為0,此時(shí)無論α如何提高,ηb都為0。由此,我們可以得出:
推論1:如果能源市場(chǎng)是完全競(jìng)爭(zhēng)的,強(qiáng)制配售政策的強(qiáng)度α存在某一上限α-,α-∈(0,1),如果超過這一限度,化石能源廠商接受的價(jià)格就是化石能源開采成本。
同理,給定(8)-(10)式,我們同樣可以得出現(xiàn)階段能源消費(fèi)與強(qiáng)制配售政策開始實(shí)施時(shí)間τ的變化對(duì)于現(xiàn)在能源消費(fèi)的影響,即定理2。
定理2:如果能源市場(chǎng)是完全競(jìng)爭(zhēng)的,強(qiáng)制配售政策的時(shí)間τ越早,政策實(shí)施前的化石能源價(jià)格就會(huì)越高,政策實(shí)施后的化石能源價(jià)格就會(huì)越低,化石能源耗竭的時(shí)間就會(huì)越晚,即ηf/τ0;T~/τ
定理2反映了政策實(shí)施時(shí)間的預(yù)期對(duì)于現(xiàn)階段能源生產(chǎn)的影響。從中可以發(fā)現(xiàn),提前政策實(shí)施時(shí)間產(chǎn)生的預(yù)期所導(dǎo)致的效果同樣與“綠色悖論”不一致,即政策實(shí)施的時(shí)間提前一方面會(huì)導(dǎo)致現(xiàn)在的能源價(jià)格上升,化石能源廠商在第一階段的化石能源產(chǎn)出減少;另一方面將導(dǎo)致第二階段中的化石能源價(jià)格下降,化石能源廠商更多得在這個(gè)階段生產(chǎn),從而避免產(chǎn)生綠色悖論。
圖4給出了如果政策實(shí)施時(shí)間由τ變化至τ′,價(jià)格路徑如何變化。從圖4可以看出,第一階段的能源價(jià)格都隨著政策實(shí)施時(shí)間推遲而下降,而第二階段的能源價(jià)格則隨之上升,化石能源的耗竭時(shí)間也隨之提前。這其中的原因在于:由于實(shí)施強(qiáng)制配售政策,未來的能源價(jià)格必然上漲,如果預(yù)期到未來價(jià)格的上漲,那么政策越早實(shí)行,當(dāng)期受到的影響就會(huì)越大,價(jià)格就會(huì)上漲得越高;而如果政策實(shí)施時(shí)間越遲,廠商就有更多的時(shí)間來調(diào)整價(jià)格適應(yīng)未來的高價(jià),從而降低現(xiàn)在的價(jià)格。
同討論政策強(qiáng)度一樣,本文也將研究極端情況時(shí)政策實(shí)施時(shí)間對(duì)于現(xiàn)階段能源生產(chǎn)的影響。如果τ=0,也就是完全沒有形成預(yù)期的話,由于被強(qiáng)制配售可再生能源,能源的成本提高,價(jià)格也會(huì)隨之提高,對(duì)能源的消費(fèi)量下降,而只占能源消費(fèi)一部分的化石能源消費(fèi)也必然會(huì)隨之減少,這表明“綠色悖論”將無法形成。這一結(jié)果說明了一個(gè)很重要的結(jié)論:“綠色悖論”是預(yù)期導(dǎo)致的,沒有預(yù)期就不會(huì)有“綠色悖論”。如果τ=T,即化石能源耗竭完畢才開始使用,那么這一政策對(duì)化石能源廠商就沒有影響,化石能源廠商仍然會(huì)按原來的價(jià)格路徑來進(jìn)行生產(chǎn)。
四、結(jié)論
本文分析了存在強(qiáng)制配售可再生能源的預(yù)期時(shí)能源市場(chǎng)的應(yīng)對(duì)策略,或者說“綠色悖論”在強(qiáng)制配售政策下是否一定發(fā)生的問題,結(jié)果表明強(qiáng)制配售政策不會(huì)產(chǎn)生“綠色悖論”。如果提高政策的實(shí)施強(qiáng)度,要求化石能源廠商在未來搭配銷售更高比例的可再生能源,未來的高價(jià)政策預(yù)期會(huì)導(dǎo)致現(xiàn)在化石能源廠商提價(jià),這不會(huì)導(dǎo)致“綠色悖論”;如果改變政策實(shí)施時(shí)間,提前要求強(qiáng)制配售可再生能源的話,這一舉措會(huì)導(dǎo)致化石能源廠商預(yù)期未來的高價(jià)能源會(huì)提前到來,而這會(huì)降低現(xiàn)階段的化石能源消費(fèi),從而減少現(xiàn)階段的碳排放,也不會(huì)導(dǎo)致“綠色悖論”。本文的研究還表明,預(yù)期的形成是綠色悖論產(chǎn)生的最主要原因,如果無法形成預(yù)期,例如立即開始實(shí)施,“綠色悖論”將不會(huì)產(chǎn)生。
注釋:
①全球變暖與溫室效應(yīng)密切相關(guān),溫室效應(yīng)是指由于地球大氣中存在著以水蒸氣和二氧化碳為代表的溫室氣體,部分被太陽(yáng)輻射到地表然后又被反射的熱量被留在大氣層當(dāng)中,這使得地球的溫度保持在一定的范圍之內(nèi)。但是當(dāng)大氣層當(dāng)中溫室氣體含量增加后,被留下來的熱量也會(huì)增加,這會(huì)導(dǎo)致大氣平均溫度的上升。如果這種上升的趨勢(shì)過快,將會(huì)導(dǎo)致全球氣候的急劇變化,如果人類社會(huì)無法適應(yīng)這種快速變化,就會(huì)產(chǎn)生巨大的損失。而人類對(duì)于化石能源的大規(guī)模開發(fā)就會(huì)導(dǎo)致溫室氣體排放的增加,而這恰恰會(huì)導(dǎo)致溫室氣體在大氣中含量的快速上升。所以從本質(zhì)上講,全球變暖就是指人類無法適應(yīng)自己所導(dǎo)致全球氣候快速變化而產(chǎn)生的危機(jī)。
②Sinn H W. Public policies against global warming: a supply side approach[J].International Tax and Public Finance, 2008, 15(4):360-394.
③Gerlagh R. Too Much Oil[J].CESifo economic studies, 2011, 57(1): 79-102.
④在美國(guó),《可再生燃料標(biāo)準(zhǔn)》要求燃料生產(chǎn)商按照一定比例將可再生燃料與汽油混合,該政策最早由美國(guó)環(huán)保署(EPA)根據(jù)《2005年能源政策獨(dú)立法案》制定,巴西則是世界上第一個(gè)不使用純汽油做汽車燃料的國(guó)家 ,而在國(guó)內(nèi),乙醇汽油也在積極推廣之中。除了乙醇汽油,各國(guó)對(duì)于其他可再生能源的推廣使用也十分積極,如丹麥要求以2020年為基準(zhǔn),可再生能源滿足全國(guó)35%的能源需求,其中風(fēng)電將滿足全國(guó)50%的電力需求 ;而依據(jù)國(guó)務(wù)院新聞辦公室的《國(guó)家應(yīng)對(duì)氣候變化規(guī)劃(2014-2020年)》,中國(guó)風(fēng)電和光電裝機(jī)容量要分別達(dá)到2億千瓦和1億千瓦。
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