天富账号注册!可再生能源,是在自然界中可以不断再生并有规律地得到补充的能源,可以循环再生,不会因长期使用而减少,主要指风能、太阳能、水能、生物质能、地热能、海洋能等非化石能源,这些能源基本上直接或间接来自太阳能,是可连续再生和永续利用的能源形式。这类能源的推广有助于缓解能源供应压力和环境污染压力,促进经济社会发展。
可再生能源的开发利用,是一项庞大复杂的系统工程,涉及多个主体、多个环节,同时又依赖于环境的支撑,受环境的制约,其中任何一个环节或影响因素出现不协调,都会阻碍可再生能源开发利用的顺利进行。按照可再生能源开发利用的总体目标的要求以及其自身的发展规律,笔者拟从宏观上考量政府规划与可再生能源开发利用的联系。
政府规划是对将来一定期限内实现某个特定目的或构想的确定,科学的政府规划可以为可再生能源开发利用提供明确的目标和途径,有效促进可再生能源的推广,避免因为发展目标不明确而带来的浪费。政府规划是可再生能源开发利用系统中的核心部分,它对系统内部与外部都会产生重要的影响。一个可以避免机会主义的政府规划至少应该包括三个部分:首先,应该有非常明确的战略目标,而不是泛泛而谈的宏伟蓝图,应该包括细化的目标及其达成时间、具体的发展区域划分、具体的考察指标等等,由这些细化的目标构建一个整体的发展前景。其次,一个确保目标能够得以顺利实现的配套方案。为实现既定目标或构想,政府规划必须同时综合、系统地选择和提出一系列必要的配套制度和措施,从这个意义上来说,政府规划实质上是为未来的大规模活动制订的行动方案。再次,应变方案。政府规划对于可再生能源开发利用中可能出现的各种不确定因素应该有所预料,并对可能采取的政策调整做出合理估计。
实践证明,制订这样的政府规划并不容易,而科学的政府规划将会给可再生能源的推广和发展带来重大的积极影响。以英国为例,在1990~2003年可再生能源发展过程中,英国都没有逃脱机会主义的模式,直到2003年,明确的可再生能源发展目标和对不确定性的研究出现在政府的可再生能源发展白皮书中,英国的可再生能源推广才取得了重大进展,而这一进步也被英国评论界认为具有里程碑意义(注:CatherineMitchell,PeterConnor,RenewableEnergyPolicyintheUK1990-2003,EnergyPolicy(journal),2004。)。
可再生能源开发利用并非一件简单事宜,而是一个复杂的系统工程,因此,必须先纳入系统的政府规划范畴,以避免盲目和不当。可再生能源开发利用政府规划,应是一个多层次的系统集合,大致可以划分为整体意义上的国家规划和作为其子系统的区域规划(注:事实上,区域规划下还存在次一层或多层的政府规划(如江苏省长三角区域),为论述的清晰,在此不论。)。我们一方面需要从整体和宏观上把握可再生能源的发展,统筹考虑国家的能源需求和大政方针,另一方面也需要同时考虑可再生能源开发利用系统下的区域子系统的发展特点,整体与局部相统筹,实现最优目标。
从国际经验来看,在进入20世纪90年代以后,一些发达的资本主义国家先后制订了长期的发展目标。例如,欧盟提出到2020年风力发电将达到150吉瓦,风力发电装机占整个欧盟国家发电装机总量的15%以上。到2050年,再生能源要占整个能源比重的50%。更重要的是,各国纷纷通过可再生能源立法,把提出的目标变成强制性的指标。如,澳大利亚2001年4月通过了《可再生能源(电力)法》,提出了强制性可再生能源目标政策(MRET)。该法案规定,到2010年,全国增加9500GW·h(2%)的可再生能源发电,可再生能源发电可以提供相当于整个悉尼市的用电量,整个可再生能源产业的产值在2010年要达到40亿澳元。总量目标的制定,对未来的市场容量和走向起到一个明确的指示作用,特别是通过立法明确表明了政府发展可再生能源的决心,投资者可以清晰地知道国家支持的重点所在,从而有利于引导投资方做出果断和正确决策[1]。
可见,对于可再生能源的国家规划而言,明确性和强制性是确保其成效的重点所在。而我国在这一方面尚存在不少问题。
“九五”规划期间,原电力部明确提出到2000年我国风电装机达到100万kW的规划目标,但这一“宏伟”目标并没有得到实现,主要原因在于没有强有力的立法保障和相关有效的配套政策。事实上,这也是我国可再生能源开发利用发展缓慢和市场容量狭小的主要原因[1]。
2005年2月28日,《中华人民共和国可再生能源法》(以下简称《可再生能源法》)在人大常委会获审议通过。该法明确提出了政府和社会在可再生能源开发利用方面的责任与义务,确立了一系列制度和措施,把发展可再生能源提升到了法律的高度。该法明确提出了总量目标制度,但是,在总量目标制度中并没有任何明确的目标。据查,2004年8月5日全国人大环资委发给各相关部门的草案征求意见稿,曾在最能体现该法明确性和可操作性的可再生能源配额制度和总量目标制度中明确提出2010年可再生能源利用量不低于全国能源消费总量的5%,2020年可再生能源利用量不低于全国能源消费总量的10%,然而,这些规定却在最终审议稿中被删除了。《可再生能源法》最终还是成为一部以综合性、原则性、指导性特征为主的法律,其所确定的发展总量目标制度虽然具备了政府规划的外形,却因为没有明确的目标规定而存在先天欠缺,立法的强制性在无形中被卸去了功用。
2007年6月7日,国务院审议并原则通过《可再生能源中长期发展规划》,根据此规划,到2020年可再生能源在我国能源结构中的比例争取达到16%,水电总装机达到3×108kW,风电装机目标为3000万kW,生物质发电达到3000万kW,沼气年利用总量达到4.43×1010m3,太阳能发电装机180万kW,太阳能热水器总集热面积达到3×108m2,燃料乙醇的年生产能力达到1000万t,生物柴油的年生产能力达到200万t。并且将采取以下措施保障规划目标的实现:一是建立持续稳定的可再生能源市场,特别是对非水电可再生能源发电规定强制性市场份额目标;二是落实优惠电价和费用分摊政策,按照有利于可再生能源发展和经济合理的原则,制定可再生能源发电上网电价;三是加大财政投入和税收优惠力度,建立可再生能源发展专项资金,用于支持可再生能源技术研发、产业体系建设等;四是建立可再生能源产业服务体系,根据需要整合现有可再生能源技术资源,完善技术和产业服务体系,加快人才培养,设立综合性的可再生能源研究开发机构[2]。虽然在目标明确性上符合政府规划的要求,也配套了相关制度和措施,但终究欠缺了法律的强制力保障。
摘要:可再生能源的开发利用是一项庞大而复杂的系统工程,科学的政府规划可以有效避免其运作的盲目和不当。然而,我国可再生能源政府规划,包括国家规划和区域规划,都存在诸多欠缺。在可再生能源开发利用政府规划的制订中,应运用系统论的方法进行多层面考量,充分考虑政府规划的“外部性”、国家规划的“整体性”与“全局性”、区域规划的“地域性”与“特色性”。
可再生能源,是在自然界中可以不断再生并有规律地得到补充的能源,可以循环再生,不会因长期使用而减少,主要指风能、太阳能、水能、生物质能、地热能、海洋能等非化石能源,这些能源基本上直接或间接来自太阳能,是可连续再生和永续利用的能源形式。这类能源的推广有助于缓解能源供应压力和环境污染压力,促进经济社会发展。
可再生能源的开发利用,是一项庞大复杂的系统工程,涉及多个主体、多个环节,同时又依赖于环境的支撑,受环境的制约,其中任何一个环节或影响因素出现不协调,都会阻碍可再生能源开发利用的顺利进行。按照可再生能源开发利用的总体目标的要求以及其自身的发展规律,笔者拟从宏观上考量政府规划与可再生能源开发利用的联系。
政府规划是对将来一定期限内实现某个特定目的或构想的确定,科学的政府规划可以为可再生能源开发利用提供明确的目标和途径,有效促进可再生能源的推广,避免因为发展目标不明确而带来的浪费。政府规划是可再生能源开发利用系统中的核心部分,它对系统内部与外部都会产生重要的影响。一个可以避免机会主义的政府规划至少应该包括三个部分:首先,应该有非常明确的战略目标,而不是泛泛而谈的宏伟蓝图,应该包括细化的目标及其达成时间、具体的发展区域划分、具体的考察指标等等,由这些细化的目标构建一个整体的发展前景。其次,一个确保目标能够得以顺利实现的配套方案。为实现既定目标或构想,政府规划必须同时综合、系统地选择和提出一系列必要的配套制度和措施,从这个意义上来说,政府规划实质上是为未来的大规模活动制订的行动方案。再次,应变方案。政府规划对于可再生能源开发利用中可能出现的各种不确定因素应该有所预料,并对可能采取的政策调整做出合理估计。
实践证明,制订这样的政府规划并不容易,而科学的政府规划将会给可再生能源的推广和发展带来重大的积极影响。以英国为例,在1990~2003年可再生能源发展过程中,英国都没有逃脱机会主义的模式,直到2003年,明确的可再生能源发展目标和对不确定性的研究出现在政府的可再生能源发展白皮书中,英国的可再生能源推广才取得了重大进展,而这一进步也被英国评论界认为具有里程碑意义(注:CatherineMitchell,PeterConnor,RenewableEnergyPolicyintheUK1990-2003,EnergyPolicy(journal),2004。)。
可再生能源开发利用并非一件简单事宜,而是一个复杂的系统工程,因此,必须先纳入系统的政府规划范畴,以避免盲目和不当。可再生能源开发利用政府规划,应是一个多层次的系统集合,大致可以划分为整体意义上的国家规划和作为其子系统的区域规划(注:事实上,区域规划下还存在次一层或多层的政府规划(如江苏省长三角区域),为论述的清晰,在此不论。)。我们一方面需要从整体和宏观上把握可再生能源的发展,统筹考虑国家的能源需求和大政方针,另一方面也需要同时考虑可再生能源开发利用系统下的区域子系统的发展特点,整体与局部相统筹,实现最优目标。
从国际经验来看,在进入20世纪90年代以后,一些发达的资本主义国家先后制订了长期的发展目标。例如,欧盟提出到2020年风力发电将达到150吉瓦,风力发电装机占整个欧盟国家发电装机总量的15%以上。到2050年,再生能源要占整个能源比重的50%。更重要的是,各国纷纷通过可再生能源立法,把提出的目标变成强制性的指标。如,澳大利亚2001年4月通过了《可再生能源(电力)法》,提出了强制性可再生能源目标政策(MRET)。该法案规定,到2010年,全国增加9500GW·h(2%)的可再生能源发电,可再生能源发电可以提供相当于整个悉尼市的用电量,整个可再生能源产业的产值在2010年要达到40亿澳元。总量目标的制定,对未来的市场容量和走向起到一个明确的指示作用,特别是通过立法明确表明了政府发展可再生能源的决心,投资者可以清晰地知道国家支持的重点所在,从而有利于引导投资方做出果断和正确决策[1]。
可见,对于可再生能源的国家规划而言,明确性和强制性是确保其成效的重点所在。而我国在这一方面尚存在不少问题。
“九五”规划期间,原电力部明确提出到2000年我国风电装机达到100万kW的规划目标,但这一“宏伟”目标并没有得到实现,主要原因在于没有强有力的立法保障和相关有效的配套政策。事实上,这也是我国可再生能源开发利用发展缓慢和市场容量狭小的主要原因[1]。
2005年2月28日,《中华人民共和国可再生能源法》(以下简称《可再生能源法》)在人大常委会获审议通过。该法明确提出了政府和社会在可再生能源开发利用方面的责任与义务,确立了一系列制度和措施,把发展可再生能源提升到了法律的高度。该法明确提出了总量目标制度,但是,在总量目标制度中并没有任何明确的目标。据查,2004年8月5日全国人大环资委发给各相关部门的草案征求意见稿,曾在最能体现该法明确性和可操作性的可再生能源配额制度和总量目标制度中明确提出2010年可再生能源利用量不低于全国能源消费总量的5%,2020年可再生能源利用量不低于全国能源消费总量的10%,然而,这些规定却在最终审议稿中被删除了。《可再生能源法》最终还是成为一部以综合性、原则性、指导性特征为主的法律,其所确定的发展总量目标制度虽然具备了政府规划的外形,却因为没有明确的目标规定而存在先天欠缺,立法的强制性在无形中被卸去了功用。
2007年6月7日,国务院审议并原则通过《可再生能源中长期发展规划》,根据此规划,到2020年可再生能源在我国能源结构中的比例争取达到16%,水电总装机达到3×108kW,风电装机目标为3000万kW,生物质发电达到3000万kW,沼气年利用总量达到4.43×1010m3,太阳能发电装机180万kW,太阳能热水器总集热面积达到3×108m2,燃料乙醇的年生产能力达到1000万t,生物柴油的年生产能力达到200万t。并且将采取以下措施保障规划目标的实现:一是建立持续稳定的可再生能源市场,特别是对非水电可再生能源发电规定强制性市场份额目标;二是落实优惠电价和费用分摊政策,按照有利于可再生能源发展和经济合理的原则,制定可再生能源发电上网电价;三是加大财政投入和税收优惠力度,建立可再生能源发展专项资金,用于支持可再生能源技术研发、产业体系建设等;四是建立可再生能源产业服务体系,根据需要整合现有可再生能源技术资源,完善技术和产业服务体系,加快人才培养,设立综合性的可再生能源研究开发机构[2]。虽然在目标明确性上符合政府规划的要求,也配套了相关制度和措施,但终究欠缺了法律的强制力保障。
可再生能源区域规划在我国尚处于起步阶段,以地方规划为主,还没有真正将目光投到可再生能源开发利用的区域合作中。而且,我国关于可再生能源开发利用专门性的区域规划极少,基本上都是容身于地方政府规划中。
据查,我国目前以规范性文件形式确定的地方规划仅有:《山东省人民政府办公厅关于进一步加快发展农村沼气等可再生能源的意见》(2006年10月30日)、《德州市人民政府办公室关于进一步加快发展农村沼气等可再生能源的意见》(2007年2月2日)(注:此搜索结果来自法律图书馆新法规速递数据库)。2005年11月28日经湖南省第十届人民代表大会常务委员会第十八次会议通过的《湖南省农村可再生能源条例》与2007年2月12日经晋城市人民政府第十一次常务会议讨论通过的《晋城市农村可再生能源开发利用促进办法》虽然效力层次较高,却未涉及规划。
总体来看,我国的可再生能源区域规划主要存在以下问题:①真正意义上的可再生能源区域规划很少,缺少更为宏观的规划视野,没有考虑到地方区域合作的优势;②缺乏专门性的可再生能源区域规划(包括地方规划),如此,便无法有针对性地对可再生能源开发利用进行合理规划,也无法给予具体的制度配套;③存在与可再生能源开发利用的全国规划脱节的现象;④规划没有充分考虑到自身的区域或地方特色,脱离实际情况,缺乏操作的可行性;⑤规划缺乏切实有效的政策与制度保障,规划目标停留在口号阶段。
鉴于我国可再生能源政府规划的现状,笔者认为应用系统论的思路对其进行考量。系统论的创立者贝塔朗菲强调,任何系统都是一个有机的整体,它不是各个部分的机械组合或简单相加,系统的整体功能是各要素在孤立状态下所没有的新质,其实质即是亚里士多德所说的“整体大于部分之和”,而这句名言正可谓可再生能源开发利用国家发展规划与区域发展规划系统性整合的最佳指导。可再生能源政府规划的系统性整合包括以下两个层面:其一,国家发展规划与区域发展规范之间。国家发展规划系统是一个有着多个子系统组成的复杂大系统,它与区域发展规划子系统整体处于一种动态的关系之中。系统整体提纲挈领,对子系统的形成和发展都发挥着重要作用,而子系统的某种改变也必然会影响到系统整体,这种影响力主要反映在规划配套制度的建立和实施以及规划目标的实现效果上。其二,区域发展规划之间。系统论认为,任何子系统的各个要素之间遵循组合规则,从而形成相应结构。同时,子系统与子系统之间也有着一定的联系方式,从而形成一定的系统结构。这一理论主要体现为可再生能源开发利用的区域合作和互补。
可再生能源的开发利用不是一个独立的系统,任何系统都是在一定环境下产生、生存、运行和演化的,不存在脱离外部环境独立存在的系统。在制订可再生能源开发利用的政府规划时,我们应充分考虑其“外部性”。笔者认为,环境和经济发展是其最为重要的“外部性”因素。第一,可再生能源开发利用与环境因素。我国的能源结构以煤为主,约占70%左右。以煤炭为主的能源消费结构,造成了严重的环境污染。粉尘、SO2、NOx等地方和区域大气污染的70%~90%来自煤炭燃烧。酸雨面积已占全国的1/3,大气污染造成的经济损失已相当于GDP的2%~3%,每年超过1000亿元[3]。我国一些大中工业城市如沈阳、兰州、太原等消耗的能源仍以燃煤为主,冬季污染指数常常高达300以上。这样的能源结构现状使我国环境与发展的矛盾日益突出,随着人们对环境价值越来越多的认识和重视,因环境问题而导致的争议也越来越多。而与以煤、天然气、石油为代表的不可再生能源相比,可再生能源对环境的污染则要小得多。水电、风电、太阳能等几乎没有污染物的排放,生物质能的利用不会增加大气中的碳排放量,粉尘、SO2、NOx等地方和区域大气污染物的排放也很少,沼气不但可以解决农村的用能问题,还可以减少农药、化肥的污染,增加农民的收入,创造新的就业机会,保护农村生态环境。
第二,可再生能源开发利用与经济发展因素。不可再生能源是经过亿万年形成的、短期内无法恢复,如煤炭、石油、天然气、核燃料等,它们会随着大规模的开采利用,储量逐渐减少直到枯竭。因而,不可再生能源的一大特点就是其有限性。我国从不可再生资源总量看是一个资源大国,资源总储量居世界第三位,一些重要资源拥有量位居世界前列,但从人均资源占有量看,我国却是一个名副其实的“资源小国”,人均占有量仅为世界人均占有量的1/2。长期以来,我国能源资源结构以煤为主,依据我国煤炭探明的可利用储量近2×105Mt这一数据,专家预测,如果按照年产2.5×104Mt原煤的速度推算大概还可以供应80年。而我国已探明的石油可采储量约为2.3×104Mt,仅可供开采14年左右[4]。加之我国不可再生能源利用效率的低下以及节能观念与措施的落后所导致的能源过分消耗,无不加速了不可再生能源的枯竭。
与此相应,目前我国正面临新一轮经济增长,对能源的需求量急速增加,而产业结构调整、居民消费结构升级、城市化进程加速等因素都增加了我国对能源的依存度,能源供需不平衡的状况日渐突出。目前的能源供应已经满足不了能源需求,存在较大的缺口。以石油为例,目前我国石油的对外依存度已超过1/3,今后新增的石油需求量几乎要全部依靠进口。这种状况使我国越来越多地受到世界石油市场的不确定性和石油产区政局动荡的影响,直接关系到国家的能源安全。
可再生能源的开发利用是解决这一困境的最佳思路之一。相比较不可再生资源的有限性,用之不竭的可再生能源越来越多地受到各国重视。我国幅员辽阔,可再生能源资源品种多,储量丰富,进行开发的潜力巨大。①太阳能。太阳能辐射量在3300MJ/(m2·a)到8400MJ/(m2·a)之间。其中2/3国土面积超过6000MJ/(m2·a)(200w/m2),年日照数大于2000小时,相当于每年2.4×108Mt标准煤的储量。可以说只要技术可行、成本可接受,如此巨大的太阳能资源的开发利用量是没有上限的。②风能。我国陆地上离地面10米高度层上风能资源总储量约3.226×109kW,可开发利用的储量为2.53×108kW。近海可开发利用的储量有7.5×108kW,共计有1×109kW。③水能。我国拥有丰富的水能资源,其中技术可开发的小水电资源量为1.28×108kW,年生产电力4.5×1011kW时,占我国可开发的水电资源总量的29.7%,也居世界首位。④生物质能。目前农作物秸秆年产量有7×103Mt,可用作能源的约占50%,为3.5×103Mt,薪材合理年开采量为2.2×103Mt,各种工农业有机废弃物通过技术转换成沼气的资源潜力有3.1×1010m3,而且,秸秆、薪材、各种废弃物资源都随着时间在不断增加。此外,通过我国大量低质土地种植能源作物以及对自然生长的多种能源植物通过改造育字,在未来也将有几亿吨甚至更多的生物质资源潜力。⑤其他。我国有几千公里的海岸线,有潮汐能、波浪能、温差能、盐差能等各种海洋能资源。据专家估计,可供开发利用量为5×107kW,其中在我国已能够开发利用的潮汐能为2.2×107kW。我国是以中低温为主的地热资源大国,其资源潜力占世界的7.9%。总盆地资源潜力在2×108Mt标准煤,其中可供开发的高温发电和中低温热利用的资源量分别为600万kW和3.3×103Mt标准煤[5]。开发利用可再生能源,将有效解决我国能源的供需问题,有力支持社会经济的进一步快速发展。
环境和经济这两个外部因素直接决定了我国开发利用不可再生能源的重要性。也正因为如此,在不可再生能源开发利用的政府规划中,必须充分考虑不可再生能源对环境、经济的影响,如减排量。
可再生能源开发利用国家规划是区域规划的原则和方向,是对全国可再生能源发展的全面把握,“整体性”和“全局性”是其精髓所在。具体而言,体现在以下几个层次:
第一,可再生能源开发利用国家规划应立足能源战略的高度,考虑全球能源态势以及国内能源需求的增长情况。
第二,中长期规划与短期计划相结合。我国可再生能源的开发利用,起步较晚,且由于当前技术的局限,必须经历一定时间的发展,不可能一蹴而就。因而,既要有中长期目标,也要有短期的阶段性目标,而且,这种目标必须具备明确性,且相互配合和保持动态一致,为企业、科研院所等相关主体提供明确的行动导向。
第三,国家规划应充分考虑我国的地域特点。我国地域广阔,可再生资源分布不平衡,情况复杂。而与此同时,我国对能源的需求以及开发利用的能力也不平衡。因此,在制订国家规划时应从整体考虑,对可再生能源的开发利用做出协调和互补考虑。
第四,国家规划应配套以强有力的政策与制度保障。简单而言,一个完整的国家规划应包括目标与达成目标的途径两个方面,缺一不可,政策与制度保障即是典型的达成目标的途径。而且,这种政策与制度保障也是区域规划中次级政策与制度的基础和指导。
第五,国家规划应贯穿可再生能源开发利用中技术研发、成果转化、产品开发和商业运作四个环节,全面考虑国家、各级政府主管部门、企业、科研院校和社会公众各自的定位和合作。
第六,国家规划应考虑太阳能、风能、生物质能、地热能等各种可再生能源的特点,全局考虑可再生能源的发展,促进可再生能源的开发利用。
第七,国家规划的制订,应考虑与当前不可再生能源的竞争关系,充分突出且进一步扩大可再生能源的优势特点,更好地扮演替代能源的角色。
可再生能源开发利用区域规划是国家规划的延伸和具体化,制订符合区域特点且专门的可再生能源开发利用区域规划,有利于有针对性地推动可再生能源区域发展,进而促进国家规划目标的达成。区域规划必须与国家规划保持一致性,但同时,区域规划又具有相对独立性,应充分体现“地域性”与“特色性”。
不同的地区存在不同的环境要素,地区特征突出,差异性较大。以风能为例,我国风能资源丰富的地区主要集中在北部、西北和东北的草原、戈壁滩以及东部、东南部的沿海地带和岛屿上。这些地区缺少煤炭及其他常规能源,并且冬春季节风速高,雨水少;夏季风速小,降雨多,风能和水能具有非常好的季节补偿。另外,在中国内陆地区,由于特殊的地理条件,有些地区具有丰富的风能资源,适合发展风电,比如江西省鄱阳湖地区以及湖北省通山地区。因此,区域规划在国家规划的指导下,应充分考虑本地区的实际状况,在制订可再生能源开发利用的发展策略时应因地制宜,不能随大流,盲目跟进,否则事倍功半。对此,我国《可再生能源法》第18条也明确规定:国家鼓励和支持农村地区的可再生能源开发利用。县级以上地方人民政府管理能源工作的部门会同有关部门,根据当地经济社会发展、生态保护和卫生综合治理需要等实际情况,制订农村地区可再生能源发展规划,因地制宜地推广应用沼气等生物质资源转化、户用太阳能、小型风能、小型水能等技术。
此外,对于可再生能源开发利用区域规划而言,“区域”是一个开放性的概念,可大可小,不必受到行政区划的限制,也不必是相邻的区域。区域规划在制订中综合考虑区域内的技术、资源、环境、空间等因素,对于可再生能源的开发利用可以起到互补长短的共进作用,并有利于可再生能源的规模化发展。
[1]任东明.关于建立中国可再生能源发展总量目标制度若干问题的探讨[J].中国能源,2005(4):21-25.
[3]王玉庆.中国能源消费与环境保护[R].中国发展高层论坛,2003.
摘要:可再生能源的开发利用是一项庞大而复杂的系统工程,科学的政府规划可以有效避免其运作的盲目和不当。然而,我国可再生能源政府规划,包括国家规划和区域规划,都存在诸多欠缺。在可再生能源开发利用政府规划的制订中,应运用系统论的方法进行多层面考量,充分考虑政府规划的“外部性”、国家规划的“整体性”与“全局性”、区域规划的“地域性”与“特色性”。
可再生能源,是在自然界中可以不断再生并有规律地得到补充的能源,可以循环再生,不会因长期使用而减少,主要指风能、太阳能、水能、生物质能、地热能、海洋能等非化石能源,这些能源基本上直接或间接来自太阳能,是可连续再生和永续利用的能源形式。这类能源的推广有助于缓解能源供应压力和环境污染压力,促进经济社会发展。
可再生能源的开发利用,是一项庞大复杂的系统工程,涉及多个主体、多个环节,同时又依赖于环境的支撑,受环境的制约,其中任何一个环节或影响因素出现不协调,都会阻碍可再生能源开发利用的顺利进行。按照可再生能源开发利用的总体目标的要求以及其自身的发展规律,笔者拟从宏观上考量政府规划与可再生能源开发利用的联系。
政府规划是对将来一定期限内实现某个特定目的或构想的确定,科学的政府规划可以为可再生能源开发利用提供明确的目标和途径,有效促进可再生能源的推广,避免因为发展目标不明确而带来的浪费。政府规划是可再生能源开发利用系统中的核心部分,它对系统内部与外部都会产生重要的影响。一个可以避免机会主义的政府规划至少应该包括三个部分:首先,应该有非常明确的战略目标,而不是泛泛而谈的宏伟蓝图,应该包括细化的目标及其达成时间、具体的发展区域划分、具体的考察指标等等,由这些细化的目标构建一个整体的发展前景。其次,一个确保目标能够得以顺利实现的配套方案。为实现既定目标或构想,政府规划必须同时综合、系统地选择和提出一系列必要的配套制度和措施,从这个意义上来说,政府规划实质上是为未来的大规模活动制订的行动方案。再次,应变方案。政府规划对于可再生能源开发利用中可能出现的各种不确定因素应该有所预料,并对可能采取的政策调整做出合理估计。
实践证明,制订这样的政府规划并不容易,而科学的政府规划将会给可再生能源的推广和发展带来重大的积极影响。以英国为例,在1990~2003年可再生能源发展过程中,英国都没有逃脱机会主义的模式,直到2003年,明确的可再生能源发展目标和对不确定性的研究出现在政府的可再生能源发展白皮书中,英国的可再生能源推广才取得了重大进展,而这一进步也被英国评论界认为具有里程碑意义(注:CatherineMitchell,PeterConnor,RenewableEnergyPolicyintheUK1990-2003,EnergyPolicy(journal),2004。)。
可再生能源开发利用并非一件简单事宜,而是一个复杂的系统工程,因此,必须先纳入系统的政府规划范畴,以避免盲目和不当。可再生能源开发利用政府规划,应是一个多层次的系统集合,大致可以划分为整体意义上的国家规划和作为其子系统的区域规划(注:事实上,区域规划下还存在次一层或多层的政府规划(如江苏省长三角区域),为论述的清晰,在此不论。)。我们一方面需要从整体和宏观上把握可再生能源的发展,统筹考虑国家的能源需求和大政方针,另一方面也需要同时考虑可再生能源开发利用系统下的区域子系统的发展特点,整体与局部相统筹,实现最优目标。
从国际经验来看,在进入20世纪90年代以后,一些发达的资本主义国家先后制订了长期的发展目标。例如,欧盟提出到2020年风力发电将达到150吉瓦,风力发电装机占整个欧盟国家发电装机总量的15%以上。到2050年,再生能源要占整个能源比重的50%。更重要的是,各国纷纷通过可再生能源立法,把提出的目标变成强制性的指标。如,澳大利亚2001年4月通过了《可再生能源(电力)法》,提出了强制性可再生能源目标政策(MRET)。该法案规定,到2010年,全国增加9500GW·h(2%)的可再生能源发电,可再生能源发电可以提供相当于整个悉尼市的用电量,整个可再生能源产业的产值在2010年要达到40亿澳元。总量目标的制定,对未来的市场容量和走向起到一个明确的指示作用,特别是通过立法明确表明了政府发展可再生能源的决心,投资者可以清晰地知道国家支持的重点所在,从而有利于引导投资方做出果断和正确决策[1]。
可见,对于可再生能源的国家规划而言,明确性和强制性是确保其成效的重点所在。而我国在这一方面尚存在不少问题。
“九五”规划期间,原电力部明确提出到2000年我国风电装机达到100万kW的规划目标,但这一“宏伟”目标并没有得到实现,主要原因在于没有强有力的立法保障和相关有效的配套政策。事实上,这也是我国可再生能源开发利用发展缓慢和市场容量狭小的主要原因[1]。
2005年2月28日,《中华人民共和国可再生能源法》(以下简称《可再生能源法》)在人大常委会获审议通过。该法明确提出了政府和社会在可再生能源开发利用方面的责任与义务,确立了一系列制度和措施,把发展可再生能源提升到了法律的高度。该法明确提出了总量目标制度,但是,在总量目标制度中并没有任何明确的目标。据查,2004年8月5日全国人大环资委发给各相关部门的草案征求意见稿,曾在最能体现该法明确性和可操作性的可再生能源配额制度和总量目标制度中明确提出2010年可再生能源利用量不低于全国能源消费总量的5%,2020年可再生能源利用量不低于全国能源消费总量的10%,然而,这些规定却在最终审议稿中被删除了。《可再生能源法》最终还是成为一部以综合性、原则性、指导性特征为主的法律,其所确定的发展总量目标制度虽然具备了政府规划的外形,却因为没有明确的目标规定而存在先天欠缺,立法的强制性在无形中被卸去了功用。
2007年6月7日,国务院审议并原则通过《可再生能源中长期发展规划》,根据此规划,到2020年可再生能源在我国能源结构中的比例争取达到16%,水电总装机达到3×108kW,风电装机目标为3000万kW,生物质发电达到3000万kW,沼气年利用总量达到4.43×1010m3,太阳能发电装机180万kW,太阳能热水器总集热面积达到3×108m2,燃料乙醇的年生产能力达到1000万t,生物柴油的年生产能力达到200万t。并且将采取以下措施保障规划目标的实现:一是建立持续稳定的可再生能源市场,特别是对非水电可再生能源发电规定强制性市场份额目标;二是落实优惠电价和费用分摊政策,按照有利于可再生能源发展和经济合理的原则,制定可再生能源发电上网电价;三是加大财政投入和税收优惠力度,建立可再生能源发展专项资金,用于支持可再生能源技术研发、产业体系建设等;四是建立可再生能源产业服务体系,根据需要整合现有可再生能源技术资源,完善技术和产业服务体系,加快人才培养,设立综合性的可再生能源研究开发机构[2]。虽然在目标明确性上符合政府规划的要求,也配套了相关制度和措施,但终究欠缺了法律的强制力保障。
随着我国经济的不断增长,人们对建筑室内环境舒适程度要求的不断提高和城镇化进程的加快,例如建筑物室内夏季空调和冬季采暖,天然气的大规模使用等等,导致我国的建筑能耗必将进一步增加。我国既有城乡住宅建筑总量约330亿平方米,而节能型住宅不足2 % 。这些既有住宅还在无节制地消耗着大量的能源。比发达国家建筑能耗高2~3 倍,这势必进一步加剧我国能源紧缺的矛盾。应该大规模开发和使用可再生能源。 充分利用可再生能源 建筑能耗来源一般分为高品位能源和低品位能源。建筑采暖一般只需要40~60℃的低品位能源,而煤炭、天然气燃烧一般可产生几百甚至上千摄氏度的高品位能源,这些高品位能源直接用于采暖是不合理的,应该先发电,然后再用余热来采暖。目前建筑物室内采暖主要依靠矿物燃料的直接燃烧,这样一方面造成资源的浪费,另一方面矿物燃料燃烧产生的大量污染物会污染环境。大量燃烧矿物燃料所产生的环境问题已日益成为各国政府和公众关注的焦点。 我国的供热已经历了一家一户的小煤炉到燃煤锅炉的转变。现在又进一步禁止在城镇建设中小型燃煤锅炉房,体现了政府对保护大气环境的高度重视。但是由于目前建筑物的大量增加,集中供热无法为所有建筑供暖,其缺口很大。以北京市为例,目前北京市有4.1亿平方米的建筑,而北京市集中供热(包括区域集中供热)只能满足3.1 亿平方米建筑的供暖。因此,除了集中供热的方式以外,急需发展其他的替代供热方式。 实际上,全国存在大量的自然能源未得到充分利用,如全国大部分地区的土壤温度稳定在15 度左右;我国四大海域(东海、南海、黄海、渤海)全年的海水温度均约为20℃左右,还有湖水、河水和污水。这些自然能源在夏季则是很好的冷源,冬季是很好的热源。此外,还有太阳能、风能等其他可再生能源也有待进一步开发和利用。如果能充分利用这些低品位自然能源,将会成为未来建筑能源的一个重要组成部分,对于缓解我国能源紧张形势具有重要的现实意义。 在刚刚过去的冬季,北京经历了前所未有的能源紧张,一部分供暖锅炉不得不“气改油”。面对这样的形势,北京市市长王岐山听完市政协委员徐生恒关于“浅层地能”的提案后表示“对这个方案很感兴趣”,并指示发改委相关负责人着手操办此事。他说:“这一节能方案很好,可循环利用,市发改委和市政管委应该立即引入推广这一替代方案。”由此可见,在未来的建筑能源消费领域大规模使用可再生能源是势在必行的。 择优选择供能技术 推广先进的供能技术,是提高能源效率、降低建筑能耗、改善工作和生活环境质量的有效途径。地源热泵技术就是一项值得大面积推广的建筑供能技术。地源热泵是一种利用浅层和深层的大地能量,包括土壤、地下水,地表水,海水等天然能源作为冬季热源和夏季冷源,然后再由热泵机组向建筑物供冷供热的系统,是一种利用可再生能源的既可供暖又可制冷的新型中央空调系统。抽取地下水的水源热泵虽可以回灌,但由于技术限制,全部回灌不易做到,监督实施也比较困难且容易造成地下水污染。 国外目前大面积推广使用的是埋管式地源热泵技术,是充分利用浅层地热的最佳技术途径。它是一种可持续发展的建筑节能新技术。目前埋管式地源热泵在欧美国家已得到了普遍应用,如美国目前已安装50 万套地源热泵系统,并且每年新增4~5 万套。世界最大的埋管式地源热泵工程项目,埋设地下换热器达8000 个,总长度达到54.9万米,使用效果令人满意。可以说,地源热泵在国外已被充分证明是成熟可行的技术。 另一方面,国内一些建筑节能设计标准及节能政策中明确提出要推广使用地源热泵,目前已建成的北京工业大学能源示范楼,完全利用了预埋管地源热泵技术,取得了巨大的成效。先进供能技术的推广应用,使中国已经具备由过去强调降低单体建筑能耗向降低整体区域建筑能耗迈进的技术条件。 我国沿海城市是我国经济发展的中心,但这些城市也都面临能源紧张的局面。实际上,这些城市临近海域。应该大面积推广利用海水热泵区域供冷供热技术,有条件的地区也应推广湖水、河水热泵区域供冷供热技术。虽然海水热泵区域供热供冷技术在我国还没得到应用,但在北欧、美国已有多年的成功运行经验。虽然这些应用也只是个别地方,但他们的应用都是大规模的。另外一方面,各城
作者简介:汪恒(1987-),男,安徽安庆人,上海财经大学经济学院博士研究生,研究方向:环境经济学、资源经济学;陈瑞(1984-),女,沈阳人,上海财经大学经济学院博士研究生,研究方向:行业自律组织理论、金融理论史,市场营销史。
基金项目:上海财经大学博士研究生创新基金项目,项目编号:CXJJ-2012-398, CXJJ-2011-401。
工业革命以来,人类大规模开采并使用化石能源,以煤、石油和天然气为代表的不可再生能源为人类的经济发展提供了充足的能量来源。然而,随着资源利用的不断推进,能源消耗的负面作用开始凸显,其中最广为人知的莫过于“全球变暖”①。气候变暖的根本原因是人类社会大规模地使用化石能源,为了应对这一问题人类社会采取的主要措施是遏制化石能源的使用,可这一限用政策没有考虑到化石能源的经济属性,极有可能带来与政策制定者初衷完全不同的后果。Sinn(2008)就针对碳减排政策提出批评,指出由于这些政策形成的预期可能会改变化石能源生产者当前的行为,促使他们更加积极地生产化石能源,而这会加剧全球变暖,这就是著名的“绿色悖论”(Green Paradox)②。
要理解“绿色悖论”必须认识到化石能源不可再生这一特点,这意味着只要这些资源对于人类的经济价值不消失,人类不主动放弃使用,那么能源对人类社会就具有稀缺性。因此,化石能源使用的关键不是用与不用的问题,而是早用与晚用、快用与慢用的问题。全球变暖的本质在于温室气体过快进入大气从而导致人类社会无法适应快速变化的气候,而我们对于化石能源的快用与早用就意味着温室气体的快排放与早排放,毫无疑问这会加速全球气候的变暖。如果化石能源开采者意识到政策制定者为了应对全球变暖必然会在将来采取更加严厉的举措,如加税来遏制化石能源的使用,企业最优措施莫过于将原本用于未来开采的化石资源腾挪到现在开采,这样就可以尽可能降低未来政策实施带来的损失,而这必然导致化石能源的早用与快用,加剧全球变暖。Sinn(2008)使用一个随着时间推移化石能源使用税率不断提高的模型,证明了税率提高的预期将促使化石能源开采者更多地在当前进行生产。 Gerlagh(2011)将“绿色悖论”引申为弱和强两种形式。所谓的弱绿色悖论是指由于可再生能源会更加便宜的预期而导致当前不可再生能源开采的加速;而强绿色悖论则是指绿色福利随着绿色补贴的增加而减少③。“绿色悖论”意味着任何目前尚未推行或者正在计划之中的碳减排政策都在加剧全球变暖,因为潜在预期使得企业提前进行了能源消费,而这恰恰与制定这些政策的本意相反。
本文考虑一个简单的将在未来实施的强制配售可再生能源的政策。按照“绿色悖论”的思路,未来的强制配售会使得化石能源开采者在未来损失一部分收益,为了规避这一损失,化石能源开采者理应在政策实施前加速生产。然而,本文的研究表明:(1)政策实施力度越大,即提高强制配售比例,未必会使得现在的化石能源开采增加;但如果政策实施的持续时间较长,化石能源生产者在理性预期的指导下会增加前期的生产。(2)“绿色悖论”是否发生与政策实施的方法有关,这正是政策制定者和评论者所忽略的问题。
本文可能的贡献在于:揭示了强制配售作为一种广泛使用的新能源政策,其实施效果与“第二方”的政策实施方法有关。换言之,强制配售与“绿色悖论”之间没有很强的因果关系,政策制定者与实施者不必“谈虎色变”。
强制配售政策与“绿色悖论”之间是否存在因果关系已经在经济学界引发了广泛的争论。有些学者认为,强制配售政策与“绿色悖论”之间没有因果关系。例如,Hoel(2010)证明在未来可再生能源技术成本下降的情况下,“绿色悖论”并不成立。Gronwald et al.(2010)通过构造特定的生产模型将石油生产模式设定为哈博特(Hubbert)模型(即石油产出会先增加后减少,这会形成一个石油产量的峰值),然后将Sinn(2008)理论应用于模型中,证明税率的上升会推迟石油产量的峰值,从而否定了“绿色悖论”。另外一些学者指出,“绿色悖论”的出现是有一定前提的。例如,赵健和王敏(2011)认为如果市场是完全竞争的,那么“绿色悖论”仍然起作用;然而一旦市场是完全垄断的,即使政府鼓励对可再生能源的使用,也有可能会让垄断者推迟对不可再生资源的开采。Quentin(2011)认为那些试图使可再生能源替代不可再生能源的补贴会导致“绿色悖论”,而在某些特定条件下,结果则恰恰相反,如对于那些边际成本随着产量不断增加的可再生能源的补贴就不会导致“绿色悖论”。Van and Withagen(2012)指出如果从绿色福利的角度考虑,未来较为便宜的可再生能源未必会导致绿色福利的下降,从而举出了“绿色悖论”的一个反例。
总之,在强制配售政策与“绿色悖论”关系这一问题上,学术界已经做出了许多值得称道的贡献。本文选取一种目前普遍采用的绿色政策对这一问题重新进行审视。目前世界各国的绿色政策当中几乎都有强制使用可再生能源的条款④,较为典型的如乙醇汽油政策。在目前可再生能源价格仍然高于不可再生能源价格的现实条件下,要实现这些目标只能有两种方法:(1)给予可再生能源补贴,使其获得市场竞争力;(2)强制配售可再生能源,让消费者和生产者共同承担可再生能源成本。本文从后一视角诠释强制配售政策与“绿色悖论”之间的关系。
考虑一个政策是外生给定的局部均衡模型。假定有两种能源产品,化石能源和可再生能源,它们是完全替代的且可再生能源市场与化石能源市场均是完全竞争的。 令q(t)和X(t)分别代表在时刻t能源的供给和剩余的化石能源储量,初始的储量为X0。qf(t)和qs(t)分别代表在时刻t化石能源和可再生能源的供给量。假定所有的能源都有着固定的边际成本且固定成本为0,令单位化石能源和可再生能源的成本为cf和cs且cf
因为可再生能源市场是完全竞争的且边际成本是个常数,所以可再生能源的最优供应是:
本文并没有设定对于可再生能源的产能限制,所以当p(t)=cs时可再生能源能源满足市场的全部需求,对于能源市场而言,其价格不可能高于cs。可再生能源单位成本cs起着能源市场价格天花板的作用。
给定市场价格,如果没有强制配售政策的话,化石能源供应的决定由下列最优问题决定:
在该最优化问题中,r是市场利率,反映了未来利润的贴现程度。令λ代表当前的化石能源储量的影子价格,化石能源的供给由Hotelling法则来决定,即市场价格等于目前化石能源储量的影子价值加上单位化石能源的开采成本:
如果化石能源所有者开采化石能源并将所得投资到资本市场,他们每期都能获得与市场资本利率同样的回报率。因此,影子价值λert事实上衡量的是如果放弃能源生产所必须的机会成本。由(3)式我们可以得知,只要仍然有化石能源未被开采,能源价格必然会随着时间的推进而逐渐增加。
图1给出了没有强制配售政策时的能源价格路径,可以发现从时刻0到时刻T,能源价格先以指数形式增长,随后保持不变。
在基础模型下,本文将引入政策变量。与Sinn的递增资源税率做法不同,本文采用间隔时间提高配售比例的离散模型,将政府持续不断的提高配售比例的过程分解为政府在每个时期要求不同的配售比例。这种设定较为符合实际情况。以乙醇汽油政策为例,很难想象政府要求每天以0.1个百分点的速度在汽油中添加乙醇,更加可能的政策是在某个时间点后要求使用比例为某一数值的乙醇汽油。
上述模型与为解决不可再生资源的储量效应(stock effect)而出现的开采序列模型(sequence of extraction)有所类似。不可再生资源开采的边际成本往往会随着储量的下降而不断上升,这就是所谓的储量效应。直接解决储量效应问题十分复杂,原因在于它会在汉密尔顿方程当中引入资源储量,使得方程无法得到解析解。为了解决这一问题,资源经济学家将资源视为不同资源的集合,每一种资源都有着固定的边际成本,但是不同资源的边际开采成本却不相同,即将随储量连续变化的开采成本离散化,这样经济学家就把储量效应问题改造成如何安排不同资源的开采序列问题。资源经济学家们指出,在一般的设定条件下(如本文中的设定),资源必然从边际开采成本最低的开始,然后按照成本递增的原则进行开采,直至所有资源开采完毕。
对于强制配售问题,如果化石能源和可再生能源的边际成本不变且可再生能源的成本高于化石能源的话,每一次政府对于配售比例的提高都会使得平均成本向可再生能源进一步靠近,成本会逐步提高,这同开采序列模型是一致的。这是本文将政府持续不断的提高配售比例的过程分解为政府在每个时期要求不同的配售比例的主要原因。
按照以上的设定,本文将不可再生能源的使用分为两个阶段:第一阶段为0到τ,τ为位于[0,T]区间内的一个时间点;第二阶段为τ到T~,T~为新的化石能源耗竭时刻。假定政府决定在τ开始对化石能源公司实施比例为α的可再生能源强制配售政策;在此之前则无该政策要求。显而易见,在时刻τ之前,市场上的能源成本就是化石能源的开采成本cf。
对于化石能源厂商而言,如果时间达到时刻τ,他们只需考虑此时第二阶段的最优开采问题,第一阶段的决策已经无法影响该阶段的决策。那么给定市场价格,考虑强制配售政策的话,第二阶段化石能源供应的决定由下列的最优问题决定:
在该最优化问题中,Xτ是时刻τ所剩余的化石能源储量。与基础模型一致,令λτ代表化石能源储量贴现到时刻0的影子价格,化石能源的供给由Hotelling法则来决定,即市场价格等于目前化石能源储量的影子价值加上单位化石能源的开采成本:
尽管这一模型和结果与基础模型十分相似,但是需要指出的是,两个模型中均未给出具体的需求函数形式,而这恰恰是本文所研究的问题关键。此外,(5)式中的价格仅仅是化石能源开采者所能获得的价格,而非是市场上真实的能源价格。
显而易见,在时刻τ之后,市场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。为方便讨论,本文同时将(1-α)λτ定义为ηb。
现在考虑在第一阶段开始时即时刻0时化石能源厂商的最优化问题。由于市场是完全竞争的,化石能源厂商面临的问题事实上仍然与基础模型一致。那么给定市场价格,考虑强制配售政策的话,第一阶段化石能源供应的决定由下列的最优问题决定:
令ηf代表未来有强制搭售政策时当前的化石能源储量的影子价格,化石能源的供给由Hotelling法则来决定,即化石能源的价格等于目前化石能源储量的影子价值加上单位化石能源的开采成本:
由于此时市场上只有化石能源,即市场上的能源价格就是化石能源的价格,我们可以得出第一阶段市场上的能源价格为:
由于政策在事先就被预期,能源的价格应该在政策宣布时即t=0时就发生调整,而在时刻t=τ时价格应该是连续的,即:
在化石能源完全耗竭时,即能源市场完全由可再生能源开始占领时,价格同样应保持连续,即:
按照式(11)-(13),我们可以得出强制配售政策下的能源价格路径,具体见图2。
从图2中可以看出,在第一阶段,能源成本较低,但价格以较高的速率增长;而在第二阶段,能源成本较高,但价格以较慢的速率增长。图2给出的资源价格路径与Hartwick(1978)中的不可再生资源价格路径十分相似,事实上,我们完全可以把强制搭售政策前后的能源视为两种成本不同的不可再生资源,从而将这两个模型联系起来。尽管如此,两者还是有不同之处:(1)Hartwick模型中两种资源的转换时间是内生的,而本文则是外生给定的;(2)Hartwick模型中两种资源不能同时使用是因为一种资源不可能有两种价格,而本文中两种不同质的资源是政策强制所造成的。
对于政府而言,其实施强制配售政策的力度可以由两个指标来含量:一个是政策本身的强度α,该值越大,表明政府要求的强制搭售的可再生能源比例越高,即政策强度越大,对于当前的影响也就会越明显(具体的结果需要进一步分析);另一个就是政策实施的时间τ,该值越小,实施的时间就会越早,化石能源厂商采取的行动可能就会越大(这一结果也需要进一步分析)。
定理1:如果能源市场是完全竞争的,强制配售政策的强度α越大,政策实施前的化石能源价格就会越高,政策实施后的化石能源价格就会越低,化石能源耗竭的时间就会越晚,即ηf/α>
0;λτ/α0。
图3给出了如果政策强度变化,能源价格路径的变化图。当政策强度由α增加到α′后,当期的价格由cf+ηf上升到cf+ηf′,且在时刻τ之前,能源价格都比原来要高。由于h′(p)
这一结论与“绿色悖论”正好相反,更大政策强度的绿色政策预期带来了当期化石能源消费量的下降,其中的逻辑在于:由于在第二阶段搭配使用了高成本的可再生能源,使得第二阶段能源市场的价格上升,而第二阶段的能源价格上升的预期导致了第一阶段的能源价格一起随之上升。这一上升趋势大于因为“绿色悖论”效应带来的价格下跌趋势,因而从总的效果来看,第一阶段价格上升,化石能源消费量减少。
进一步考虑极端情况。如果α=0,那么这就是前文所述的基础模型;如果α=1,那么在时刻τ之后化石能源就要被强制退出市场。当α=1时,ηb/α趋近于负无穷大,这意味着ηb在α趋近于1时已经是负值了,这种情况是不可能的,因为这意味着化石能源厂商所得的价格pf(t)小于化石能源的成本cf,此时化石能源厂商必然退出市场。事实上,ηb最小值就为0,此时无论α如何提高,ηb都为0。由此,我们可以得出:
推论1:如果能源市场是完全竞争的,强制配售政策的强度α存在某一上限α-,α-∈(0,1),如果超过这一限度,化石能源厂商接受的价格就是化石能源开采成本。
同理,给定(8)-(10)式,我们同样可以得出现阶段能源消费与强制配售政策开始实施时间τ的变化对于现在能源消费的影响,即定理2。
定理2:如果能源市场是完全竞争的,强制配售政策的时间τ越早,政策实施前的化石能源价格就会越高,政策实施后的化石能源价格就会越低,化石能源耗竭的时间就会越晚,即ηf/τ0;T~/τ
定理2反映了政策实施时间的预期对于现阶段能源生产的影响。从中可以发现,提前政策实施时间产生的预期所导致的效果同样与“绿色悖论”不一致,即政策实施的时间提前一方面会导致现在的能源价格上升,化石能源厂商在第一阶段的化石能源产出减少;另一方面将导致第二阶段中的化石能源价格下降,化石能源厂商更多得在这个阶段生产,从而避免产生绿色悖论。
图4给出了如果政策实施时间由τ变化至τ′,价格路径如何变化。从图4可以看出,第一阶段的能源价格都随着政策实施时间推迟而下降,而第二阶段的能源价格则随之上升,化石能源的耗竭时间也随之提前。这其中的原因在于:由于实施强制配售政策,未来的能源价格必然上涨,如果预期到未来价格的上涨,那么政策越早实行,当期受到的影响就会越大,价格就会上涨得越高;而如果政策实施时间越迟,厂商就有更多的时间来调整价格适应未来的高价,从而降低现在的价格。
同讨论政策强度一样,本文也将研究极端情况时政策实施时间对于现阶段能源生产的影响。如果τ=0,也就是完全没有形成预期的话,由于被强制配售可再生能源,能源的成本提高,价格也会随之提高,对能源的消费量下降,而只占能源消费一部分的化石能源消费也必然会随之减少,这表明“绿色悖论”将无法形成。这一结果说明了一个很重要的结论:“绿色悖论”是预期导致的,没有预期就不会有“绿色悖论”。如果τ=T,即化石能源耗竭完毕才开始使用,那么这一政策对化石能源厂商就没有影响,化石能源厂商仍然会按原来的价格路径来进行生产。
本文分析了存在强制配售可再生能源的预期时能源市场的应对策略,或者说“绿色悖论”在强制配售政策下是否一定发生的问题,结果表明强制配售政策不会产生“绿色悖论”。如果提高政策的实施强度,要求化石能源厂商在未来搭配销售更高比例的可再生能源,未来的高价政策预期会导致现在化石能源厂商提价,这不会导致“绿色悖论”;如果改变政策实施时间,提前要求强制配售可再生能源的话,这一举措会导致化石能源厂商预期未来的高价能源会提前到来,而这会降低现阶段的化石能源消费,从而减少现阶段的碳排放,也不会导致“绿色悖论”。本文的研究还表明,预期的形成是绿色悖论产生的最主要原因,如果无法形成预期,例如立即开始实施,“绿色悖论”将不会产生。
①全球变暖与温室效应密切相关,温室效应是指由于地球大气中存在着以水蒸气和二氧化碳为代表的温室气体,部分被太阳辐射到地表然后又被反射的热量被留在大气层当中,这使得地球的温度保持在一定的范围之内。但是当大气层当中温室气体含量增加后,被留下来的热量也会增加,这会导致大气平均温度的上升。如果这种上升的趋势过快,将会导致全球气候的急剧变化,如果人类社会无法适应这种快速变化,就会产生巨大的损失。而人类对于化石能源的大规模开发就会导致温室气体排放的增加,而这恰恰会导致温室气体在大气中含量的快速上升。所以从本质上讲,全球变暖就是指人类无法适应自己所导致全球气候快速变化而产生的危机。
④在美国,《可再生燃料标准》要求燃料生产商按照一定比例将可再生燃料与汽油混合,该政策最早由美国环保署(EPA)根据《2005年能源政策独立法案》制定,巴西则是世界上第一个不使用纯汽油做汽车燃料的国家 ,而在国内,乙醇汽油也在积极推广之中。除了乙醇汽油,各国对于其他可再生能源的推广使用也十分积极,如丹麦要求以2020年为基准,可再生能源满足全国35%的能源需求,其中风电将满足全国50%的电力需求 ;而依据国务院新闻办公室的《国家应对气候变化规划(2014-2020年)》,中国风电和光电装机容量要分别达到2亿千瓦和1亿千瓦。
社会发展需要资源与能源的支持,但经过多年来开采与发掘,许多传统能源已经陷入紧缺的境况,加之传统能源的污染性,人居环境日渐恶劣,新能源与可再生能源的开发迫在眉睫。我国目前能源发展已经步入稳定上升时期,高校新能源与可再生能源课程的重要性越来越大,然而这一课程的设置却仍然存在许多问题,落后于其他国家的人才培养模式和不明确的课程内容设置阻碍了课程教学的进步,加之对该课程的科研实践与理论探究结合较弱,新能源与可再生能源课程教学的现状不容乐观,因此,教师应当明确该课程的重要性,用发展和探究的眼光看待,从而找到针对性的改革方法,提高课程的有效性。
就目前新能源与可再生能源课程教学的情况来看,我国的人才培养模式仍然较为落后,近年来虽然许多高校增开了新能源与可再生能源的专业,但主要以核能相关专业为主,如核物理、核工程与核技术等,不仅如此,一些高校虽然增开新能源与可再生能源课程,但这些课程大多是基于原本能源基础课程之上的选修课,作为新能源课程的补充教学,缺乏针对性,使得课程内容的设置缺少科学性,专业性也不够强,与国家对这一方面人才的需求不匹配。
新能源与可再生能源课程的设置应紧密结合人才的培养目标,在着重介绍新能源和可再生能源基础理论知识的同时增开生物质能相关内容,而当前我国高校的新能源和可再生能源课程内容相对来说比较片面,重点普遍都放在对传统能源的升级改造方面,对基础理论知识的讲解也比较片面,缺乏时代性和前瞻性,我国正处于高速发展的新时期,对能源的需求量会越来越大,但这种缺乏专业性特点的新能源与可再生能源课程内容设置一定程度上阻碍了新能源专业人才的进步。
理论指导实践,实践验证理论的有效性,对于新能源与可再生能源课程来说这一点尤为重要。在世界范围内新能源的研究有条不紊,但新能源的教育教学方面却还跟不上时代进程,我国高校新能源与可再生能源课程的教学仍然以理论为主要讲解内容,非常缺乏与实践的结合,使得学生常常熟知理论知识却难以进入今后工作的实际应用,对该课程的有效性和未来发展十分不利。
众所周知,当前能源消耗是世界所面临的问题,如果依靠现有不可再生资源,在未来的几十年乃至几百年可能会造成资源干枯,人类也将面临巨大的灾难,因此,为了避免这个问题,需要不断地研发新能源和可再生能源,而学生作为国家未来的人才,应积极开展新能源与可再生能源课程,引起学生对能源的重视。另外,系能源与可再生能源课程教学开展,可以通过系能源代替原有的能源,如,太阳能、风能等新能源的使用,而且这些事取之不尽用之不竭的能源。其中太阳能产品如:太阳能热水器,不仅节省了大量的电力能源,而且相比于电热水器,具有较高的安全性。在未来的发展中,太阳能、风能等新能源与可再生能源在未来工业、农业、电力等多个行业发展中势必会起到至关重要的效果。
针对人才培养模式落后的问题,首先就是要进行创新,不仅要创新培养模式,还要创新培养目标,设定更符合国家发展战略需要的目标,提高学生的科学探究精神,在这一方面,新能源与可再生能源课程教学应当加强对学生的人文素养培养,提高学生对这方面知识的实际应用能力,避免片面而短期的课程设置,对于一些专业水平较强的高校及专业来说,新能源课程不应局限于选修课,而是要增开到必修课当中,让学生充分而具体的学习,掌握新能源与可再生能源与传统能源之间的过渡,培养创新型、应用型的专业性人才。
少数高校开设了风能、动力工程、太阳能、光伏等相关专业,这些新能源技术已经趋于成熟,但仍然不完善,有关生物质能的专业也少之又少,能够招收新能源专业学生的院校也较为匮乏,针对这一问题,教师在进行新能源与可再生能源课程教学时应当明确这些专业的课程特点,采用具有针对性的教学策略,例如,对动力工程专业学生教学时,着重讲解新能源与可再生能源的开发,紧密结合培养目标,这一专业的学生毕业后通常会从事技术研发工作,因此,学生对这一课程的知识体系构建才是该专业的核心教学课程内容。例如,可以根据学校课程实际发展情况,适当开展如半导体物理、物理化学、生物学等比较基础的一些课程,并要求学生必须完成基础课程之后,才能继续进行“新能源、可再生能源”专业课程的学习,这样保证学生在掌握基础原理的基础上,对新能源以及可再生能源的理解更加深入,易于学生对新型能源、可再生能源的创新。
实践是检验理论的重要标准,新能源与可再生能源课程教学的过程中,应当加强科研实践与理论知识的结合,加入与节能环保有关的工程实践,并在实践的环节中导入新能源与可再生能源的全新的科研成果,让学生根据科研成果深入探究该课程的内涵,掌握新能源与可再生能源的产生与转化过程,全力探寻提高新能源与可再生能源转化效率提升的有效方式,在提高学生学习能力的基础上提升学生的创新能力,使学生能够在今后的学习、工作与生活中逐渐形成解决实际问题的能力,从而提高课程教学的效率。
新能源与可再生能源课程是顺应我国发展需要而增设的高校课程,能够为国家输送这一领域的高素质人才,而这一课程的教学目前还存在许多问题,高校与教师应当协同合作,完善人才培养模式,提高课程的专业针对性,进一步加强科研实践与基础理论的结合程度,保证该课程开设的有效性,提高学生的综合素质。
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当前能源发展受到资源约束和环境污染两大问题的困扰,可再生能源由于其特有的资源和环境优势,逐步成为21世纪众多国家能源发展的战略选择。面对日趋严峻的能源供需矛盾以及环境挑战,该领域的理论研究和实践具有非常重要的战略意义。传统的能源资源价值理论局限于讨论耗竭性能源资源的价值或价格,对可再生能源价值理论和定价方法研究涉及不多。随着可持续发展理念深入人心,人们需要在可持续发展的框架下重新认识可再生能源资源的价值。首先,可再生能源对于耗竭性能源具有意义重大的替代作用,同时可再生能源的生态环境价值也需要用可持续发展的理念进行重新界定。特别是,中国可再生能源产业处于起步阶段,更需要制定科学合理的价格补偿与激励机制,以支持它的生存和发展。近年来,中国虽然在能源资源的市场化方面取得了很大的进展,但能源资源的开发和利用存在大量的环境外部性和代际外部性,使市场机制并不能完全解决能源资源的可持续利用问题[1,2]。而可再生能源由于初始投资成本较高,在市场机制环境下无力与常规化石能源竞争[3]。在可再生能源定价机制方面,政府制定并实施了一些价格补贴政策,但仍然不能使可再生能源企业实现盈亏平衡,原因在于,政府主管部门无法科学界定对可再生能源的补贴水平。事实上,如果考虑风能等可再生能源的环境价值,风电将成为一种成效显著的能源形式[4]。如何科学评价可再生能源的价值,是建立定价补偿与激励机制的理论基础,也正是本文试图进行深入探讨的核心问题。
基于可持续发展观的自然资源边际机会成本定价理论,将自然资源与环境结合起来,是对传统资源经济学的一个新突破[5]。边际机会成本(Marginal Opportunity Cost,简称MOC)的概念是由英国环境经济学家Pearce提出的,是指在资源有限的情况下,从事某项经济活动而必须放弃的其他活动的价值,包括三个部分:边际生产成本(Marginal Production Cost,简称MPC)、边际使用者成本(Marginal Use Cost,简称MUC)和边际外部成本(Marginal External Cost,简称MEC) [6]。Pearce在其专著中全面阐述了边际机会成本思想[7]。章铮将Pearce的理论用于自然资源的定价研究,阐述了一个基于边际机会成本的自然资源定价的理论框架,认为自然资源的边际机会成本从理论上反映了利用一单位某种自然资源时全社会所付出的全部代价,因此,自然资源的价格应该等于其边际机会成本[8]。于渤、黎永亮基于可持续发展理论在最优增长模型基础上,通过加入环境和资源约束,建立了一个耗竭性能源资源价值分析模型,提出能源资源价值应包括边际代际机会成本、边际生产成本和边际环境成本三部分组成[9],比原有研究更加系统,但是对可再生能源资源价值构成未进行讨论。蒋剑勇
认为边际机会成本模型试图用统一的分析框架把环境和自然资源直接纳入到经济和社会发展政策特别是价格政策中,是对传统的资源与环境管理的改革[5]。李国平、华晓龙从资源成本、生产成本、外部成本三个方面分析了非再生能源资源价格的构成,提出反映市场供求关系、资源稀缺程度和国际先进经验的非再生能源资源定价改革总体构想[10]。王生卫、肖荣阁对矿产资源开发中生态补偿定价机制分析中,提出在定价模式上应把行政机制和市场机制结合起来,把科学定价与依法定价结合起来才能准确制定生态补偿的定价机制并使之得以实现[11]。张英群、何义亮建立了再生水资源边际机会成本定价模型,认为再生水资源的边际机会成本(MOC)只包含边际生产成本和边际外部成本,而边际使用者成本在开发利用合理条件下,应该等于零[12]。基于边际机会成本理论的自然资源价值构成分析,将边际使用者成本和边际外部成本纳入自然资源的价值构成是对传统资源经济学的一种重大修正[10]。尽管该理论主要是针对煤炭、石油等可耗竭性资源而提出的,但对于研究可再生能源资源的价值构成,建立动态分析模型同样具有重大意义。
本文认为可再生能源资源价值应等于其边际机会成本(MOC),即由三个部分构成:边际生产成本(MPC)、边际使用者成本(MUC)、边际外部成本(MEC),用公式表示为
其中MPC为边际生产成本,是指单位新增资源生产过程中所支付的直接生产成本,指开发某一区域的可再生能源所需投入资源勘探成本、机器设备、人力、财力等;MUC为边际使用者成本,它是指用某种方式利用一个单位的某种资源时所放弃的以其他方式利用同一资源可能获取的最大纯收益,这里可理解为可再生资源由于今天的非持续利用而对未来造成的收益损失;MEC为边际外部成本,由于可再生能源清洁无污染,具有环境正外部性也即外部收益,体现出外部环境价值,所以其边际外部环境成本是负值,也即MEC
可见,大力发展可再生能源,一方面,必须重新识别其外部环境价值,政府通过价格补贴和税收优惠对其进行补偿,弥补市场机制不足,实现外部收益内部化;另一方面则强调需要通过技术创新来不断降低可再生能源边际生产成本,提高其市场竞争力。
对于可再生能源的边际生产成本,可以用平均增量成本(Average Increment Cost,AIC)作为边际生产成本的广义替代概念。将可再生能源建设期的基建投资费用平均分摊到每年所增加的供电量上,计算公式如下
其中Z为第t年增加新增供电量;PCt为第t年增加的生产成本,包括第t年与提供新增的供电能力有关的运行成本;r为贴现率;n为工程使用寿命。
对可再生能源的边际使用者成本MUC的考察,主要是针对生物质能源,其在经济时间尺度范围内有一个自然增长率,如秸秆生物质能源。一般来说,当秸秆收获数量等于或小于其生长量,其边际使用者成本就等于零,但如果需求量大于收获量,将面临与不可再生资源类似的资源耗竭和资源跨时期配置问题,而同样具有稀缺性,其边际机会成本中同样也包括边际使用者成本[13]。例如利用秸秆为燃料的生物质能发电项目,如果该项目规划范围内出现了以秸秆为原料的造纸、饲料养殖等行业,将会造成秸秆资源供应困难而使其产生经济稀缺性。随着秸秆使用量的增大,收购成本会增加。生物质发电企业将承担这部分追加的生产成本,这正是秸秆发电的使用者因秸秆资源的耗竭而使其他秸秆使用者多付出成本的补偿。将其作为MUC的替代是合理的。因此,边际使用者成本MUC的计算可以采用一种替代的方法求出,计算式如下
其中MUC为边际使用者成本;C′为追加的边际生产成本;C为秸秆的边际生产成本; r为贴现率; t为时间间隔。
可再生能源对环境的正外部性作用有利于降低环境污染压力。然而现行阶段我国一次能源以煤炭为主的格局短期难以扭转,并且用于发电的比例还在逐年提高,火电已成为最大的单一产业污染源。煤炭燃烧产生45%的二氧化硫排放和空气中35%的悬浮颗粒物,造成严重的酸雨污染,如果不能有效调整能源结构,环境污染会近一步加剧[14]。可再生能源可以减少污染物的排放量,形成了环境代价的节约,对于减排温室气体、保护全球环境具有积极的作用。其环境价值是指减排单位量的污染物,所避免“污染经济损失”的价值量[15]。可再生能源由于具有环境正外部性即外部收益,体现出外部环境价值,所以其边际外部环境成本是负值。
可再生能源的边际外部收益即环境价值如何评价和计量,首先要确定环境价值标准,然后根据污染物的排放量(或减排量)就可以计算工程的环境成本(或环境价值)[16]。
研究可再生能源的价值构成对于揭示可再生能源价格扭曲问题,实现可再生能源合理定价具有重要的理论意义。本文基于边际机会成本理论对可再生能源价值的构成进行了深入分析,通过建立动态模型进一步论证了可再生能源价值的三个构成要素包括边际生产成本、边际使用者成本和边际外部环境成本,完善了可再生能源价值与定价理论模型。由于现实中的能源市场价格失真,外部成本、外部收益无法内部化,所以需要采取行政干预措施,以弥补市场失灵。国家虽已颁布了《可再生能源法》、《可再生能源中长期发展规划》,但法律体系和政策体系还有待完善,在财政、税收、技术研发等方面的激励政策亟待加强。因此,本文提出政策建议如下:
一是科学评价可再生能源的环境价值,并以此为参考依据提高价格补贴水平,加大税收优惠力度,建立充分体现边际机会成本的可再生能源定价机制,破解价格瓶颈问题对可再生能源产业发展的制约,形成支持可再生能源产业持续发展的长效机制;
二是针对可再生能源设备制造领域加大技术研发政策资金支持力度,对设备制造企业给予税收返还和财政资金支持,有助于加快技术升级和降低设备造价,提高我国可再生能源产业的竞争力和经济绩效;
三是对常规火电等可耗竭能源的使用征收资源税、碳税和能源税,税收资金可作为补贴可再生能源的主要来源,使可再生能源与常规能源电价形成联动关系,从整体社会效益的角度看,政府通过建立这种联动机制,支持可再生能源加快对化石能源的大规模替代进程,为全面建立清洁和稳定供应的可持续能源体系奠定基础。
[3]何建坤,张希良.可再生能源立法研究与论证报告[R].北京:清华大学能源环境经济研究院,2004.
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