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娄伟:国外典型区域及国家可再生能源城市建设

在传统化石能源资源濒临枯竭、气候变化问题日益突出的大背景下,可再生能源城市建设日益引起各国的关注。国外很多城镇开始积极推广应用可再生能源,努力把自身打造成可再生能源城市。为推动可再生能源城市建设,欧洲还专门推出了欧洲可再生能源城市项目——EURECI(European Renewable Energy City)。


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近年来,一些欧美发达国家的城市已经开始成为真正意义上的可再生能源城市。同时,欧美发达国家的可再生能源城市建设目标普遍较高,一些城市甚至提出了100%可再生能源目标,并采取了一些积极的推进措施。目前,欧洲部分国家已建成一些“100%可再生能源城镇”,尽管其并非真正意义上的100%,但依然有示范价值。

美国在可再生能源城市建设方面的行动也比较积极,不过,更侧重于建设可再生能源电力城市。由于美国全国各地的城市都认识到了可再生能源的好处:保障国家能源安全;推动可持续、绿色城市的发展;实现清洁能源生产,有助于帮助实现温室气体减排目标和气候变化目标。美国很多州及城市都大力加强可再生能源的开发利用,根据Clean Edge 2013年发布的《美国清洁技术领导力指数》,基于技术、政策和资金等关键指标,加利福尼亚州继续推进可再生能源的发展,49%的电力来自可再生能源,连续四年摘得清洁能源部署、能源效率、政策创新和招商引资领导力的桂冠。马萨诸塞州和俄勒冈州分居第二位和第三位。目前,美国俄亥俄州辛辛那提是第一个向居民提供100%绿色电力的美国城市;美国密苏里州岩石港是第一个100%风力发电的美国城市;佛罗里达州白考克牧场是世界第一座太阳能发电城市等。

日本比较重视建设生物质能城镇。2002年12月27日,日本政府内阁会议通过了6个相关省府——农林水产省、内阁府、文部科学省、经济产业省、国土交通省、环境省联合提出的“日本生物质能源综合战略”,战略提出到2010年打造三百多个“生物质能城镇”,建立区域生物质能应用体系,构筑日本综合性灵活利用生物质能源作为能源或产品、实现可持续性的资源循环利用型社会的蓝图。

其他一些国家的城市也积极建设可再生能源城市,例如,加拿大卡尔加里2012年1月实现100%使用绿色电力;阿联酋建设了沙漠零碳城市——马斯达尔城,整个项目预计2025年完工。

但由于现阶段可再生能源开发利用处于市场失灵状态,因此,这些超前的可再生能源城市也面临较大的经济压力。这些主要为追求环境效益而建设的可再生能源城市,往往要依赖政府提供较多的资金补助等支持措施。一旦政府的支持力度减小,成本压力将转嫁到用户头上,从而给可再生能源城市的可持续发展带来不确定性。


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国外可再生能源城市建设经验

近年来,欧盟发达国家在建设可再生能源城市方面,积累了一些有益的经验,概括来说,其经验主要有以下几点。


· 明确提出可再生能源城市建设目标

近年来,国外不仅有少数城市已建成100%可再生能源城市,并且有大量城镇提出了建设100%可再生能源城市的目标。除德国、丹麦、澳大利亚、瑞典等国的城市纷纷提出100%可再生能源城市建设目标外,还一些国家的城市也纷纷提出100%可再生能源城市建设目标,例如,日本福岛提出力争在2040年年底前使县内使用100%可再生能源目标;英国怀特岛提出2020年实现100%可再生能源自给目标;希腊计划把爱琴海北部小岛圣埃夫斯特拉蒂奥斯岛打造成只使用可再生能源的“绿色”小岛;葡萄牙格拉西奥萨岛计划成为100%可再生资源的自给自足岛;沙特阿拉伯麦加计划建成100%太阳能城市;等等。


· 政府的大力推动

国外经验证明,在市场失灵背景下,政府的政策等手段是推动可再生能源开发利用的最重要手段之一。近年来,发达国家在可再生能源的开发利用方面出台了大量的相关政策,推动了可再生能源开发利用规模的不断扩大。同样,可再生能源城市建设在很大程度上也依赖政策的推动。“当前,人们越来越认为,地方市政当局,特别是那些城市,可以在实现能源政策目标方面发挥重要作用。”对于级别较高的城市来说,要重视出台及完善相关政策。而对于那些级别较低的城镇来说,其可能没有出台政策的权利,但也可以通过积极贯彻执行相关政策推动可再生能源城镇的建设。


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· 选择合适的城市

可再生能源城市更适合规模较小的城镇,因此,发达国家在建设可再生能源城市方面,注重选择那些规模不大(当然,欧洲城市规模普遍不大),特别是偏远的城镇或小岛。从目前那些号称已实现“100%可再生能源”城市的规模来看,其普遍规模不大,且以小城镇、海岛型城镇为主。


· 积极推动公众参与

由于可再生能源成本高,在市场失灵的大背景下,发达国家在建设可再生能源城市时,重视争取公众的支持与参与。推动公众参与主要通过两种途径。一是重视争取公众意见。如美国第一个向居民提供100%绿色电力的主要城市——辛辛那提市,就是通过城市中符合条件的多领域代表参与谈判后,才确定将第一能源解决方案(FES)作为城市新的电力供应商,由其以较低的价格,向消费者提供绿色电力。二是推动公众成为利益相关者。公众成为项目的参与者与受益者,这种方式更容易把公众同城市密切联系起来。

丹麦提斯特德市的建设得益于公众、基层组织和当地公司的积极参与。提斯特德市是一座位于丹麦日德兰半岛西北部的港口城市,面积为1098平方公里,人口为13138人 (2012年)。提斯特德市在供热系统中使用了不到1%的化石燃料。经过20多年的发展,该市的能量和热量消耗几乎完全来自可再生能源,如风能、太阳能、沼气、地热发电、生物质焚烧和工业余热。各种可再生能源提供100%的电力供应,以及全市85%的热量供应。提斯特德市获得过著名的欧洲太阳能奖。

提斯特德市实现100%可再生能源的目标主要得益于公众、基层组织和当地公司都积极参与私人风力涡轮机、地热装置和沼气发电厂等可再生能源项目建设。提斯特德市的成功经验是,可再生能源的使用不是由政府左右的,而主要依赖私人投资,当地许多农民持续对风力涡轮机和沼气发电厂进行投资。对当地农民来说,投资可再生能源是比较好的项目,一般在安装后6~7年,通过卖电,农民就可以赚到钱。市政府积极鼓励其公众,通过参加协会等措施参与当地可再生能源工作,并欢迎大家参加工作会议,确保每个人都可以为新能源解决方案提供建议。

提斯特德市的愿景是成为具有国际声誉的、实现“碳中和”的先锋直辖市。市政府希望,通过开发新能源,既照顾全市现有的商业活动,又创造更多的发展及就业机会。


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国外可再生能源城市建设面临的问题与挑战

尽管世界上很多城市对于建设可再生能源城市雄心勃勃,而且从理论上讲,城市实现以可再生能源为主要能源也不存在技术上的障碍,但从国际上的实践来看,可再生能源城市建设面临很多具体的困难,这些困难使可再生能源城市建设处于尴尬之中。


· 目前的成功案例大都难以复制

目前已经实现可再生能源目标的城市大都有其独特的优势及机遇,很难作为一般性模式予以推广。如已经实现100%可再生能源的丹麦萨姆索岛。该岛只有4000多位居民,岛上面积广阔,也有很好的海洋风力条件,因此能够实现这样的100%清洁电力。但风电投资高昂,维修费用也不低,同时还存在破坏环境的争议。此外,当风力不足时,还必须有后备电力支撑。由于气候变化的影响,这里的冬天已经不像过去那样寒冷,因此工厂生产的热能有时难以完全供应出去。几年前的一场大风暴摧毁了岛屿北部近1/3的树林,岛上的一些产业因此受到较大影响。


· 难以持续问题

目前已经建成的可再生能源城市或社区大都面临这样或那样的问题,特别是在可持续方面,面临着巨大的挑战。无论是“低碳”还是“零碳”,无论是英国的贝丁顿还是德国的5000多栋低碳住宅,美好的承诺背后,并不是一帆风顺的。


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· 成本高问题

开发利用可再生能源需要大量的资金投入,然而,最新的数据显示,投资已出现放缓迹象。国际能源署表示,由于能源发展的历史原因,目前全球范围内化石能源补贴规模超过可再生能源的5倍。欧洲除地中海地区包括水电、废弃物发电、光电等在内的可再生能源相对于传统能源已有经济竞争力外,其余绝大多数地区的可再生能源仍需10年甚至更长时间的政府补贴才能与传统能源抗衡。资料显示,欧盟每年给予可再生能源基础设施建设投资的支持约为33亿欧元,多数资金源于欧洲投资银行贷款。欧盟在2013年3月发布的2050年低碳路线图中,重申要在2030年前减排40%,2050年前减排80%。未来30多年,欧盟对可再生能源基础设施建设投资年均需增加2700亿欧元,这相当于欧盟成员国国内生产总值(GDP)的1.5%。分析人士表示,在欧洲经济复苏迟缓的背景下,这一宏伟的“绿色投资”愿景将很难实现。在能源需求下降、政府政策不稳的同时,欧洲加大了对企业税收的监管力度,许多大型能源公司与南苏格兰电力公司一样,遭遇了企业利润急剧下滑的经营困境。此外,欧洲能源公司出现巨额亏损,陷入债务泥潭的企业已不鲜见。在目前状况下,建设可再生能源城市饱受成本问题的困扰,一座城市如果不能找到投资及盈利模式,其建设可再生能源城市则会面临更多的可持续发展问题。

据彭博社数据,2005~2013年,欧盟国家已向可再生能源项目投资6000亿欧元(约合8820亿美元),旨在提高绿色能源的市场竞争力,降低碳排放,减少气候变化对环境的威胁。在欧洲经济不景气的背景下,大多数欧盟成员国不再像从前那样“拥护”可再生能源,而是或削减财政补贴,或出台税收政策。

2013年7月末,捷克政府通过了结束可再生能源补贴的立法草案。太阳能将成为补贴削减的第一批项目,法案于2014年初开始生效,此后新的太阳能和生物沼气电站不再享有补贴。除了捷克,德国、西班牙等绿色大国也对可再生能源补贴有点消化不良。西班牙多年来一直斥巨资填补能源价格与成本之间的差价,现已成为欧盟区最大的公共赤字国,背负着260亿欧元的能源补贴债务。因此,西班牙政府不得不多次削减补贴,进而导致国内超过5万家光伏企业面临财务亏空和破产风险。2012年,太阳能破产浪潮几乎摧毁了整个行业,而投资者向太阳能投资的近250亿欧元也都打了水漂。拥有世界50%以上太阳能电池板的德国损失最为惨重。2012年12月至2013年1月,德国110万个太阳能发电系统几乎瘫痪,基本无电可发。为了防止大规模停电,德国电网运营商们不得不从法国进口核电,或启用天然气发电站和燃煤电站作为备用电力。默克尔此前曾承诺,如果9月大选连任,每年将对可再生能源项目削减约240亿欧元的补贴。2012年4月,意大利设定了可再生能源补贴限额,规定年度补贴支出不超过65亿欧元;2012年7月,保加利亚也大幅削减太阳能和风电补贴;2013年,波兰政府开始修正削减可再生能源补贴草案;2013年3月29日,罗马尼亚能源监管机构宣布,政府将削减可再生能源补贴,减少颁发绿色电力证书,降低发电商购买绿色电力证书的价格上限。

欧盟委员会也暗中拖延可再生能源议程,他们已接受了整个欧洲大陆能源价格提高的事实。2013年5月,在布鲁塞尔举行的欧盟峰会上,欧盟领导人表示,欧盟打算优先考虑负担得起的能源,在减少温室气体排放的同时尽可能地降低能源成本。欧盟委员会暗示,欧洲计划通过支持发展更为廉价的包括页岩气在内的化石燃料来恢复价格竞争力,同时全面削减可再生能源补贴。


· 政策执行困难

在可再生能源处于市场失灵状态的背景下,政策引导是推动可再生能源城市建设的重要因素,但很多政策在执行过程中遇到重重困难,无论是国内还是国外,都是这样。例如,澳大利亚从2012年开始征收碳税。前期有研究认为,通过征收碳税,澳大利亚的可再生能源电力将逐步变得比化石燃料电力便宜,并预计其在2030~2034年将变得具有成本效益。但碳税具体执行起来面临很多困难。由于经济衰退使得工业排放减少,欧盟碳市场上的配额出现了供应过量的现象,导致碳价大幅下跌。欧盟碳交易系统极度不稳定,而澳大利亚政府却将其电价与这个极度不稳定的系统连在一起,并已经提前预支了碳税收入。澳大利亚2012年的温室气体排放量下降甚微,由于很多机构要求放宽碳税征收的范围,联邦政府为此面临压力。


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国内外新能源与可再生能源城市建设现状对比

中国的新能源城市与国外的可再生能源城市建设有一些共同点:都重视可再生能源的开发利用,中国新能源城市的主体实际上也是可再生能源城市;都是出于安全的能源供应和环境问题压力来推动新能源与可再生能源城市建设;都面临成本、技术、政策等问题。但由于国内外城市所处的发展阶段不同、社会与政治环境不同,中外在新能源与可再生能源城市建设方面存在一些差异。

一是新能源与可再生能源城市建设的重点不同。欧美一些发达国家的城市由于能耗总量相对较小,本地可再生能源资源基本能满足能源消费需求,因此,更加重视建设可再生能源城市。而中国城市普遍能耗大,单一的可再生能源难以满足城市能源消费需求,因此,中国城更强调以能源可选择类型更广的新能源城市为建设重点。

二是发展目标及发展阶段不同。欧美发达国家的城市由于发展程度较高,环境较好,因此,其可再生能源城市的建设目标普遍较高。而中国属于发展中国家,城市能源消费规模普遍较大,环境污染问题严重,能源替代压力大,因此,新能源城市发展目标相对较低。

三是政策环境不同。欧美发达国家的城市一般具有较高的自治权,因此,在出台政策措施方面有着更大的权利与选择空间。同时,国外城市的政策执行力度较大。而中国大量的城市在政策制定方面的权限较小,特别是“有法不依,执法不严”问题突出。但同时,国内的优点是国内行政效率高,国外政府政策推动难度大。

四是对公众参与的重视程度不同。由于西方社会大量土地等财产都是私有化的,公民在此方面拥有较大的权利,因此,欧美发达国家城市在建设可再生能源城市过程中,更加重视争取公众的参与与支持,“重视公众的认可分析”。

五是中国重产业,国外重应用。中国一些城市在建设新能源城市过程中,比较重视新能源产业的发展,而欧美国家更重视可再生能源在城市的推广与应用。事实上,新能源与可再生能源城市主要强调新能源与可再生能源的开发利用,而不是新能源与可再生能源设备或产品的生产与制造。当然,较好的新能源与可再生能源工业基础也能为新能源与可再生能源城市建设提供更有力的支持。






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可再生能源

可再生能源城市理论分析

娄伟 著

2017年6月

本书的特色和主要建树体现在以下几个方面。一是在研究路径上,主要结合回答“建设可再生能源城市的驱动力是什么?”“何为可再生能源城市?”“如何建设可再生能源城市?”三个核心问题来研究可再生能源城市理论。二是从可再生能源开发利用理论、可再生能源城市理论、可再生能源城市建设理论三大方面构建了完整的可再生能源城市理论架构。三是创新性地提出了可再生能源城市的概念、内涵、评价标准、系统构成以及发展阶段、建设模式等诸多理论及观点。


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