全球可再生能源供應(yīng)鏈的脆弱性問題及建議

袁佳

任丹妮

徐振鑫

當(dāng)前，全球可再生能源市場發(fā)展迅速，但現(xiàn)有規(guī)模和發(fā)展速度仍不足以支持實(shí)現(xiàn)全球碳減排目標(biāo)。隨著市場競爭日趨激烈，全球可再生能源供應(yīng)鏈各環(huán)節(jié)供需不匹配問題日益突出，這增加了可再生能源供應(yīng)鏈的脆弱性及全球?qū)崿F(xiàn)碳減排目標(biāo)的不確定性。各國應(yīng)通過加強(qiáng)國際合作實(shí)現(xiàn)優(yōu)勢互補(bǔ)，保障可再生能源供應(yīng)鏈穩(wěn)定。

全球可再生能源市場發(fā)展仍不足以支持實(shí)現(xiàn)全球碳減排目標(biāo)

一方面，在政策支持等多因素驅(qū)動下，全球可再生能源市場規(guī)模持續(xù)快速擴(kuò)大。2020年，盡管受新冠肺炎疫情影響，但全球可再生能源新產(chǎn)能投資仍達(dá)3035億美元，同比增長2%；可再生能源新增裝機(jī)容量近280吉瓦，同比增長45%，為過去20年來最高增幅。其中，中國太陽能光伏和風(fēng)能新增裝機(jī)量占全球80%以上。相應(yīng)地，可再生能源在全球發(fā)電量中的比重從2019年的27%躍升至2020年的29%，預(yù)計2021年將升至30%，其中中國將占全球可再生電力增長量的近一半，其次是美國、歐盟和印度。

另一方面，可再生能源市場的規(guī)模和發(fā)展速度仍不足以支持實(shí)現(xiàn)全球碳減排目標(biāo)。按照國際能源署提出的2050年實(shí)現(xiàn)全球凈零排放路徑規(guī)劃，2030年之前，全球太陽能和風(fēng)能發(fā)電廠建設(shè)速度需達(dá)到2020年的4倍左右，其中太陽能光伏每年需新增裝機(jī)630吉瓦（相當(dāng)于未來十年每天安裝一個目前世界最大的太陽能光伏園）。新購汽車中，電動汽車占比須從目前的5%提高至2030年的60%，電動車電池年產(chǎn)量從目前的160吉瓦時躍升至6600吉瓦時（相當(dāng)于未來十年每年新增近20個千兆級電池制造廠）。巨大缺口給可再生能源供應(yīng)帶來巨大挑戰(zhàn)。國際能源署估計，到2030年，包括可再生能源在內(nèi)的清潔能源年度投資須超過4萬億美元，是過去5年平均水平的3倍；建造清潔能源設(shè)備所需的關(guān)鍵礦產(chǎn)（關(guān)鍵礦產(chǎn)是指對國家經(jīng)濟(jì)和安全至關(guān)重要的礦產(chǎn)或礦產(chǎn)材料）市場須擴(kuò)大近6倍。

全球可再生能源供應(yīng)鏈各環(huán)節(jié)供需不匹配問題日益突出

隨著市場競爭日趨激烈，可再生能源在核心技術(shù)、關(guān)鍵礦產(chǎn)、土地海洋資源、配套設(shè)施、資本投入等方面的供需不匹配問題逐步凸顯，資源稀缺、分布集中、壟斷限制等因素將導(dǎo)致可再生能源供應(yīng)鏈的不穩(wěn)定（見圖1），增加全球?qū)崿F(xiàn)碳減排目標(biāo)的不確定性。

圖1 可再生能源供應(yīng)鏈的構(gòu)成及各部分需要的關(guān)鍵投入要素

可再生能源所需關(guān)鍵礦產(chǎn)儲量小、分布集中、供應(yīng)鏈脆弱

需求端，可再生能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展高度依賴關(guān)鍵礦產(chǎn)，近年來對關(guān)鍵礦產(chǎn)需求量大幅提高，導(dǎo)致其價格飆升。稀土、鋰、鈷、鎳等關(guān)鍵礦產(chǎn)資源是發(fā)電設(shè)備、電池組件的重要原料，可再生能源體系所需的礦產(chǎn)消耗量遠(yuǎn)高于傳統(tǒng)能源。如生產(chǎn)一輛電動汽車所需礦產(chǎn)是傳統(tǒng)汽車的5倍，建造一座風(fēng)力發(fā)電廠所需礦產(chǎn)是同瓦數(shù)燃煤電廠的7倍。隨著需求量激增，2020年全球鋰價格上漲超過1倍，銅價格上漲約70%。國際能源署預(yù)測，未來20年，全球?qū)︺~和稀土總需求的40%以上、對鎳和鈷總需求的60%～70%、對鋰總需求的90%都來自可再生能源行業(yè)。到2040年，全球鋰的需求增長將超過40倍，石墨、鈷和鎳的需求將增長20～25倍。

供給端，關(guān)鍵礦產(chǎn)的供給可能難以匹配需求增長。一是與化石能源相比，可再生能源關(guān)鍵礦產(chǎn)儲量更小、分布更集中、供應(yīng)鏈更脆弱。根據(jù)美國地質(zhì)調(diào)查局?jǐn)?shù)據(jù)，智利和澳大利亞的鋰儲量合計占全球的66%，產(chǎn)量合計占70%；剛果（金）的鈷儲量占全球51%，產(chǎn)量占68%。關(guān)鍵礦產(chǎn)分布高度集中導(dǎo)致供應(yīng)鏈脆弱。例如，2018年剛果（金）將鈷列為“戰(zhàn)略礦產(chǎn)”，將稅金從2%提高至10%，導(dǎo)致當(dāng)年倫敦金融交易所鈷價一度飆升至十年最高點(diǎn)；2021年2月，緬甸軍方政變導(dǎo)致國際市場對稀土供應(yīng)擔(dān)憂大幅提升。二是各國圍繞關(guān)鍵礦產(chǎn)供應(yīng)鏈競爭日益激烈。歐美國家關(guān)鍵礦產(chǎn)高度依賴全球配置，美國、歐盟和日本等都重點(diǎn)強(qiáng)調(diào)增強(qiáng)關(guān)鍵礦產(chǎn)的全球配置能力，構(gòu)建安全、多樣化的關(guān)鍵礦產(chǎn)供應(yīng)鏈。澳大利亞制定《2019年關(guān)鍵礦產(chǎn)戰(zhàn)略》，幫助本國制造商在資源技術(shù)和關(guān)鍵礦產(chǎn)加工領(lǐng)域提高競爭力。三是我國在部分資源和產(chǎn)能上具有一定優(yōu)勢，但未來不容樂觀。我國稀土、鋰等儲量豐富，但銅、鎳、鈷儲量較少，對外依存度達(dá)80%以上。若有關(guān)國家針對關(guān)鍵礦產(chǎn)推出保護(hù)性、針對性政策，未來我國將面臨較大挑戰(zhàn)。

可再生能源核心技術(shù)主要集中于發(fā)達(dá)經(jīng)濟(jì)體

一是發(fā)達(dá)國家掌握大部分可再生能源核心技術(shù)，發(fā)展中國家差距明顯。歐洲、日本、美國在目前全球可再生能源技術(shù)創(chuàng)新格局中占主導(dǎo)地位，2000—2019年，全球低碳能源技術(shù)國際專利中，歐洲、日本和美國的專利數(shù)量共占3/4以上，韓國和中國占比分別為10%和8%，其他新興經(jīng)濟(jì)體和發(fā)展中國家占比更低。我國海上風(fēng)能和其他可再生能源技術(shù)較領(lǐng)先國家仍存明顯差距。

二是可再生能源技術(shù)合作主要集中在發(fā)達(dá)經(jīng)濟(jì)體，亞非拉國家參與度較低。2015—2019年間，英國、美國低碳能源技術(shù)專利中來自國際合作的各占22%和13%，而日本、韓國這一占比不到2%和3%。2000—2009年，中國低碳能源技術(shù)國際合作專利占比為13%，但在2015—2019年這一占比下降至7%。

三是部分國家明確限制相關(guān)技術(shù)出口以保持優(yōu)勢。如近年來，美國對中國可再生能源企業(yè)的技術(shù)出口限制不斷升級。中國電子科技集團(tuán)十四所生產(chǎn)的太陽能多晶硅電池片在國內(nèi)具有領(lǐng)先地位，2020年5月，美國將該企業(yè)列入出口管制實(shí)體清單，限制其進(jìn)口美國產(chǎn)品和技術(shù)。

太陽能、風(fēng)能等可再生能源項(xiàng)目對土地、海域資源需求大，部分國家和地區(qū)存在制約

根據(jù)普林斯頓大學(xué)建立的美國實(shí)現(xiàn)零排放的路徑模型顯示，到2030年，美國建設(shè)太陽能和風(fēng)力發(fā)電廠所需的土地面積可能約為6.2萬平方英里 （16萬平方公里），相當(dāng)于美國國土面積的1.66%。根據(jù)我國國家能源局規(guī)劃，到2030年我國風(fēng)電、太陽能總裝機(jī)容量要達(dá)到12億千瓦以上。根據(jù)我國可再生能源項(xiàng)目用地相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)初步測算，到2030年我國風(fēng)電、太陽能發(fā)電項(xiàng)目所需土地面積約為24萬平方公里，目前仍需20萬平方公里左右土地，與我國陜西省的面積相當(dāng)。根據(jù)中國氣象局風(fēng)能資源詳查初步成果，我國風(fēng)電可裝機(jī)容量約2億千瓦時，如果全部開發(fā)將占用3.2萬平方公里海域面積。再如，我國臺灣“經(jīng)濟(jì)部”規(guī)劃在2025年前建成裝機(jī)容量達(dá)20吉瓦的太陽能發(fā)電機(jī)組，約需250平方公里用地，現(xiàn)已盤點(diǎn)120平方公里土地，約可建置裝機(jī)容量8吉瓦的太陽能機(jī)組，還需要約130平方公里的土地，相當(dāng)于臺灣面積的0.69%。由此可知，由于對土地面積等方面需求過于巨大，或制約著國家和地區(qū)發(fā)展這些項(xiàng)目。

可再生能源所需的電網(wǎng)配套發(fā)展仍面臨諸多問題

輸變電電網(wǎng)配套發(fā)展是可再生能源開發(fā)利用必然面臨的問題。目前，無論是中國、越南等新興經(jīng)濟(jì)體，還是美國、澳大利亞等發(fā)達(dá)經(jīng)濟(jì)體，均對改善當(dāng)?shù)仉娋W(wǎng)配套具有顯著需求，但相關(guān)電網(wǎng)建設(shè)面臨諸多難題和掣肘。一是可再生能源的并網(wǎng)和消納不足。例如，我國可再生能源生產(chǎn)與負(fù)荷中心呈明顯逆向分布的格局，容易導(dǎo)致省際輸電壁壘和靈活調(diào)峰改造滯后等問題，制約了可再生能源的并網(wǎng)和消納。二是部分國家電網(wǎng)建設(shè)審批時間過長。例如，美國州際輸電線建設(shè)必須經(jīng)過每一個州的批準(zhǔn)，部分州還必須通過每個縣的批準(zhǔn)，因而建設(shè)州際電網(wǎng)可能需要10年以上的時間才能完成。

大多數(shù)新興經(jīng)濟(jì)體和發(fā)展中國家吸引可再生能源投資較少

國際可再生能源署數(shù)據(jù)顯示，2013—2018年，全球可再生能源年均投資額超過3000億美元，其中83%的資金來自東亞和太平洋地區(qū)、北美和西歐少數(shù)國家，而78%的資金同樣流向上述地區(qū)。東亞和太平洋地區(qū)是全球吸引可再生能源投資占比最大（32%）的區(qū)域。相比之下，120個發(fā)展中經(jīng)濟(jì)體和新興經(jīng)濟(jì)體吸引的可再生能源投資僅占全球15%，年均約450億美元，其中拉丁美洲和加勒比地區(qū)年均140億美元，南亞160億美元，中亞、東歐、中東和非洲僅50億～60億美元。彭博社調(diào)查發(fā)現(xiàn)，平均而言，與政策明確的新興市場國家相比，沒有支持政策的新興市場國家吸引的清潔能源投資僅為前者的1/17。

對我國的政策建議

一是加強(qiáng)國際合作，確保關(guān)鍵礦產(chǎn)供應(yīng)鏈安全。全面評估掌握我國關(guān)鍵礦產(chǎn)資源現(xiàn)狀，做好長期規(guī)劃安排。對鎳、錳、鉻等我國儲量較少的礦產(chǎn)，應(yīng)加強(qiáng)與巴西、剛果（金）等儲量較豐富國家的貿(mào)易投資合作，保障供應(yīng)渠道安全穩(wěn)定。中資礦業(yè)企業(yè)要更加注重海外投資風(fēng)險，有效防范外國投資審查、加征資源稅等政策變動風(fēng)險，提高在“一帶一路”區(qū)域發(fā)展可再生能源的市場參與度與認(rèn)可度。

二是大力推動可再生能源技術(shù)國際合作。在世界貿(mào)易組織（WTO）、二十國集團(tuán)（G20）等多邊框架下，呼吁發(fā)達(dá)國家根據(jù)“共同但有區(qū)別的責(zé)任”原則，履行支持發(fā)展中國家低碳轉(zhuǎn)型的承諾，強(qiáng)化可再生能源核心技術(shù)領(lǐng)域國際合作，實(shí)現(xiàn)優(yōu)勢互補(bǔ)。尤其是在美國推行“科技脫鉤”背景下，應(yīng)將綠色產(chǎn)業(yè)合作作為中歐科技合作的重要著力點(diǎn)，充分利用我國在市場、資金、關(guān)鍵礦產(chǎn)及部分領(lǐng)域技術(shù)優(yōu)勢，加強(qiáng)與歐盟在智能電網(wǎng)、海上風(fēng)電、儲能、氫能等重點(diǎn)領(lǐng)域的技術(shù)合作與應(yīng)用推廣。北美和歐洲經(jīng)驗(yàn)表明，跨國電網(wǎng)可以較好地解決各國能源供需平衡問題，目前我國已和俄羅斯、東盟部分國家開展了跨國電網(wǎng)建設(shè)和電力貿(mào)易，未來應(yīng)積極推動與周邊國家跨國電網(wǎng)建設(shè)，支持我國具有技術(shù)優(yōu)勢的企業(yè)走出去。

三是優(yōu)化可再生能源相關(guān)的土地和海域資源使用。做好太陽能、風(fēng)能等清潔能源發(fā)展占地規(guī)劃，在確保糧食耕地安全和生態(tài)環(huán)境的情況下保證清潔能源發(fā)展土地需要。更多發(fā)展分布式太陽能、海上風(fēng)能等土地占用較少的清潔能源，減少土地占用。進(jìn)一步支持新疆、內(nèi)蒙古等國土面積較大，適合發(fā)展風(fēng)電、光電等可再生能源的省區(qū)的發(fā)展，全國“一盤棋”，充分利用比較優(yōu)勢，做好能源發(fā)展及利用規(guī)劃。通過加強(qiáng)可再生能源供暖利用等，增加可再生能源發(fā)電就近消納。在可再生能源發(fā)展較好的地方，研究逐步減少火電供應(yīng)及火電退出的具體措施，優(yōu)先建設(shè)有發(fā)展可再生能源優(yōu)勢且消納困難地區(qū)的輸電通道。

四是加強(qiáng)國際綠色金融合作。鼓勵金融機(jī)構(gòu)將更多金融資源投入到可再生能源領(lǐng)域，推動可再生能源更多地使用綠色債券，動員機(jī)構(gòu)投資者加大可再生能源投資。鼓勵和支持世界銀行、亞洲基礎(chǔ)設(shè)施投資銀行等多邊開發(fā)機(jī)構(gòu)，國家開發(fā)銀行、進(jìn)出口銀行等國內(nèi)開發(fā)性和政策性金融及商業(yè)性金融機(jī)構(gòu)加大對“一帶一路”沿線國家可再生能源項(xiàng)目的融資支持，幫助有關(guān)國家加速能源結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型。利用我國可再生能源發(fā)展?jié)摿薮蟮葍?yōu)勢，鼓勵有關(guān)國家發(fā)行人民幣計價的可再生能源綠色債券。