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【气候】印度能源政策

时间:2023-02-19 百科知识 版权反馈
【摘要】:西瓦拉姆与人合作撰写了《环球科学》2015年8月刊《钙钛矿:太阳能电池新宠》一文。印度官员决心成为对抗全球气候变化的领导者。尽管如此,在巴黎气候变化大会结束前夕,印度和其他194个国家及欧盟签署了《巴黎协定》,要将全球变暖限制在2摄氏度以内。最近,印度政府暗示会改进令人失望的巴黎承诺。目前,印度非化石能源电能主要是水电。
【气候】印度能源政策_《环球科学》20

责任编辑:龚聪

气候 CLIMATE

未来几年印度制定的能源政策将影响本世纪全球变暖程度。

撰文 瓦伦·西瓦拉姆(Varun Sivaram)翻译 颜磊

柴油车排放的浓烟笼罩在新德里上空。全球20个污染最严重的城市中有10个在印度。

瓦伦·西瓦拉姆是美国外交关系委员会的成员,也是能源安全与气候变化项目的代理主任。他还是乔治城大学的兼职教授。西瓦拉姆与人合作撰写了《环球科学》2015年8月刊《钙钛矿:太阳能电池新宠》一文。

精彩速览

印度的人口和生活水平一直在快速增长。如果保持目前的能源结构,到2040年,印度的碳排放将妨碍把全球变暖控制在预期水平。

为了减少碳排放,印度必须建设可靠的电网,能够容纳来源广泛的太阳能和风能发电,从燃煤发电厂过渡到天然气发电厂。

国家还需要改革破产的电力部门,颁布更严格的节能法规,投资清洁能源车辆。国外的技术和财政支援也非常重要。

2015年巴黎气候变化大会上,印度馆里发光的瀑布吸引了众多观众的眼球。馆里面,多媒体展示和讨论小组专家都宣称这个国家的清洁能源目标正在快速实现。印度总理纳伦德拉·莫迪(Narendra Modi)进一步表态称印度将领导一个新的国际太阳能联盟,在120个国家增加太阳能发电。印度官员决心成为对抗全球气候变化的领导者。

香烟、闪电或自燃引发的火焰已经在切里亚露天煤矿烧了数十年,无情地释放着有毒气体和二氧化碳。

前往巴黎之前,我对整个印度进行了细致的实地考察。面对我所看到的现实,我很难如此乐观:对燃煤发电厂的严重依赖,无法承担额外风电或太阳能发电的落后电网,以及印度人的普遍态度,即作为发展中国家,印度不应该减少碳排放,而应该像其他大国做过的那样,通过燃烧化石能源谋求发展。尽管如此,在巴黎气候变化大会结束前夕,印度和其他194个国家及欧盟签署了《巴黎协定》,要将全球变暖限制在2摄氏度以内。该协议从2016年11月起具备法律效力,签署国需要在国际法的约束下履行自己的承诺。

印度领导人设定了宏伟的目标,但他们对未来清洁能源的展望却很难令人信服。虽然印度政府承诺会大力发展太阳能和风能发电,但对于减少碳排放却缺少动力。如果不采取措施,印度的碳排放将快速增长,尽管仍会保持在它在巴黎会议上为自己设定的极高上限以下。

对世界来说这将是个灾难。印度是全球增长最快的主要经济体之一。到2040年,印度人口预计将达到16亿。届时,国内电力需求会翻四番。如果不采取强力措施,到本世纪中叶,印度将成为最大的温室气体排放国(现在位居中国和美国之后排第三),它那依赖化石能源的基础设施很可能会让全世界控制气候变化的努力付诸东流。举例来说,如果按照飞涨的能源需求增加煤电厂,到2040年,印度的温室气体排放量将增加一倍。

不过,从某种程度来说,印度有一个干净的起点。发达国家的挑战是用清洁能源代替高污染的化石能源基础设施,而印度不同,那里大部分基础设施还没建好。印度可以选择投资风能、太阳能或天然气发电,而不是煤炭。更高效的电器、工厂和汽车能够影响能源需求,让清洁能源转型更加容易。最近,印度政府暗示会改进令人失望的巴黎承诺。不过,目前这个能源大国正埋头向前迈进。我们要思考的是,印度如何才能走上发展清洁能源的道路?哪些能源政策会深刻影响我们生活的星球?

更多清洁能源

原始和高污染的能源主宰着印度的能源结构。在印度,三分之二的家庭仍然依靠干牛粪、秸秆、木炭和柴火做饭、取暖。这部分能源约占全国一次能源供应的四分之一,其余几乎全部来自煤炭和石油。燃煤发电厂产生了印度四分之三的电力,同时全国一半的工业都在燃烧煤炭,为炼钢等行业提供热量。石油则驱动着几乎整个运输业。

这些化石能源表面上便宜,却伴随着沉重的代价。除了气候变化,它们还导致了城市的雾霾,世界上20个污染最严重的城市中有10个在印度。燃煤发电厂需要消耗大量的水。对进口煤炭和石油日益增长的依赖导致了经济动荡,印度的货币在全球石油危机中遭遇了快速贬值。

最有希望实现向现代清洁能源转型的途径就是电力行业。随着成本下降,可再生能源的电力价格相比煤炭越来越有竞争力。在道路上,电可以驱动助力车、汽车和卡车,减轻石油对运输业的束缚。

实现这些并非易事。在印度,电网的覆盖人口不超过3亿。即使在电网覆盖区域,由于电网落后,仍有数百万人无法获得稳定的电力供应,发展太阳能发电和风力发电更是纸上谈兵。举个例子,在去巴黎之前,我在印度目睹猛烈的暴风雨让成千上万人好几个星期都没电可用。

尽管现实如此,莫迪政府仍然提出了一个充满希望的图景。在巴黎,他们承诺在2030年以前将非化石能源发电比例提高到40%,目前的比例是24%。在2016年底,这一目标又进一步提高到60%,真是个雄心勃勃的计划。目前,印度非化石能源电能主要是水电。但是,获得许可,征用土地,以及与被迫拆迁的当地百姓进行赔偿谈判都困难重重,使得大部分水电站修建计划不得不搁置。另外,经常发生的工程延期也将核电这一选项排除了。

为了实现60%的目标,印度政府目前最重要的计划,是在2030年以前将太阳能和风能发电提高到350吉瓦(3500亿瓦)。其中250吉瓦来自太阳能发电,这将超过目前全世界太阳能发电总量的80%。尽管非常激进,但得益于太阳能发电成本大降,这一目标已经越来越现实。过去五年间,印度的太阳能发电成本已经降低了三分之二。现在,一座新型太阳能发电厂的成本要比一座使用进口煤炭的新型煤电厂低。预计到2020年,太阳能发电成本将比使用国产煤炭的煤电厂还低。最后,印度政府和外国捐助者还要投资兴建一条称为绿色走廊的国家电网,把拉贾斯坦邦塔尔沙漠等阳光充裕的地区与孟买和新德里等大城市连接起来。

印度政府还制定了雄心勃勃的计划,将太阳能发电安装在城市屋顶和电网没有覆盖的偏远村庄。印度人喜欢指出,电信业能从极少的固定电话基础设施跨越到广泛的移动手机网络。类似地,他们认为印度也应该能从缺少全面覆盖的电网跨越到不需要国家电网的本地太阳能发电。事实上,过去的每四年,印度屋顶太阳能发电就会翻一番。

即便如此,大型太阳能发电场仍然便宜得多,而且综合电网能够驱动现代化家用电器,而典型的小型太阳能发电设备仅仅能点亮灯泡,转动风扇而已。这表明最好的办法就是同时追求集中式和分散式电力,拓展并升级电网。同时,分散式太阳能电池板和电池可以互联成微电网,为社区、医院和数据中心提供电力服务,从而让整个系统更具弹性。

天然气方案

不过,印度用电需求的增长仍将超过可再生能源发电的增加速度。而且印度还需要更多可控的能源来缓冲不稳定的风能和太阳能发电产出。目前电池存储过于昂贵,还无法大规模部署。

天然气发电厂可以同时解决这两大问题。在过去十年间,美国能源领域的二氧化碳排放量下降了约15%,主要得益于碳强度(生产单位能量所排出的二氧化碳)只有煤炭一半的天然气正逐渐取代煤炭。由于印度国产天然气很少,而进口天然气又十分昂贵,往届政府更愿意依赖国内丰富的煤炭资源,导致天然气发电量仅占印度电力的8%。不过随着澳大利亚、非洲甚至美国的液化天然气供应量上升,亚洲天然气价格正快速下降。

修建天然气发电厂比煤电厂更便宜更快,而且可以通过调高或调低发电量,来抵消风能和太阳能发电的变化。天然气还可以用于工业、建筑和运输行业,取代煤和石油,进一步减少碳排放。印度布鲁金斯学会主席、壳牌印度前总裁维克拉姆·辛格·梅塔(Vikram Singh Mehta)认为,印度能源政策应加强天然气基础设施建设,并着重投资建设国内输气管网和进口液化天然气的再气化设施。

莫迪政府或许听到了这些声音。它最近承诺,在2022年后政府和私营企业将不再新建任何煤电厂。莫迪也保证会使用更多天然气。兑现后一个承诺将有助于实现前一个承诺。

提高能源效率

即使向可再生能源和天然气转型,短期内煤炭和石油仍将主宰印度的能源结构。这就是为什么新德里政策研究中心(theCenter for Policy Research)的那夫罗兹·迪巴什(Navroz Dubash)认为增加对节能经济的投资至关重要。如果印度可以像某些国家一样高效,它将成为发展中国家的优秀榜样:经济增长未必带来同等比例的能源需求增加,从而遏制碳排量的上升。

国际能源署预测,如果不加控制,到2040年,印度的电力需求将是现在的四倍,但积极提升能源效率可以将增长控制在现在水平的两倍。目前,工业消耗了印度40%的能源。改用高效设备,用天然气或电代替煤炭用于炼钢、制砖、化肥生产,仅此一项就能节约大量能源,大幅减少碳排放量。

印度建筑业也带来了另一个机遇。在2040年仍会矗立的建筑中,3/4还没有开工。特别是随着空调的普及,家庭和企业用电将会飙升,因此印度的新建筑必须更省电。

印度已经是利用公共政策降低节能产品价格方面的领导者。它最近的一项举措:成立节能服务有限公司,大量采购节能设备再低价分销获得了巨大成功。这家公司以普通白炽灯的价格销售了超过2亿个LED节能灯,成功将LED灯的价格降低到比西方国家还低的水平。这家公司还开始订购节能空调,以刺激制造商创新。如果这种模式继续获得成功,将推动市场对更节能的家电进行投资,因为有数百万印度新一代中产阶级需要现代化服务。

印度也需要应对来自交通运输业的碳排放增长。现在,交通行业只消耗全国能源的14%,因为很少人有私家车。但受到收入和汽车需求增加的推动,到2040年,燃油需求将增加三倍以上。最近,政策制定者强制要求新车必须更加节油。不过,当局也可以大力投资充电基础设施,使电动汽车更具吸引力,用可再生能源减少汽车排放。鉴于两轮和三轮车销量占印度汽车销量的80%以上,政府可以大力推广电动助力车和电动三轮车,在短期内快速实现道路电气化。如果城市规划者部署更高效的节能公共交通,也会减少人们购买汽车的愿望。

更好的城市交通还能挽救数百万人的生命。在印度,主要来自柴油车的烟雾和颗粒物污染着新德里等大城市的空气,由此导致的生产力下降每年带来高达180亿美元的损失,并且造成上百万人提前死亡。

提高各行业能源效率还有助于减轻食品和水资源压力。印度南部一个试点项目用聚光镜产生蒸汽,用于驱动涡轮机,蒸馏水以及运行冰箱。政府还在积极部署太阳能电池板,计划到2019年为20万台灌溉水泵供电,并最终将2600万个柴油泵或电泵全部转为太阳能驱动。

预测

能源需求和碳排放增长

如果2040年印度的人口增长和经济增长如预测的那样,其能源需求也将增加一倍以上。如果该国的能源政策与它在2015年巴黎气候变化大会上做出承诺时相比没什么变化,能源结构的改变将非常缓慢,碳排放量也将增加一倍以上。增加天然气、太阳能和风能发电,改用电动汽车,提高能源效率将更快改变印度的能源结构并减少碳排放。

严峻的现实

在与印度国内外公司的交谈中,我对他们之间的鲜明对比感到震惊,尤其是太阳能产业。国外公司看到的是一个将以惊人速度增长的盈利市场,然而印度国内公司的领导人却在私下里不以为然。他们的悲观情绪来自于对功能紊乱的印度电力部门的经验:缺乏基础设施项目资金以及争论不休、腐败的政治环境。显而易见的印度式障碍阻碍着清洁能源战略的实施。

微电网可以为国家电网覆盖不到的乡村供电。太阳能发电板支持着一个当地村庄的微电网,如图1。另一个微电网的电池可以储存太阳能,如图2。

第一点,就像前面已经提到的,破旧的电网难以承受哪怕是小幅的增长,而且情况只会越来越糟。举例来说,随着气候变化加剧干旱,农民需要更多的泵抽取更深处的地下水用于灌溉,这会消耗更多电力。在2012年,抽水量剧增导致了人类历史上最大面积的停电。已经破产的电力部门无力升级破旧的电网,深陷电力不足——负债累累——无力运营或打击猖獗的偷电行为的恶性循环。

第二点,由于繁琐的监管和缺少民间投资,基础设施建设成了众所周知的难题。这种情况让人担忧,因为仅仅实现可再生能源目标就需要在2020年之前投资1500亿美元,远超印度政府能够动用的规模。恶性循环再次出现:银行已经大量借款给停摆的项目(尤其是在电力部门),因此不太能够继续投资。并且,它们通常收取超高的贷款利息。难以获得的政府许可和征地障碍会拖慢甚至终结清洁能源项目。

第三点,政府管理和棘手的政治斗争阻碍着合理的能源政策实施。举例来说,尽管莫迪政府制定了雄心勃勃的风能和太阳能目标,但政策实施主要依靠邦政府,而他们就没那么大热情了。取消燃料消费补贴是莫迪倡议的另一个政策,它成功地提高了汽油和柴油的价格,但由于政治反弹,家用天然气和煤油价格的上涨停滞不前。只要天然气的价格低于市场价,燃气公司就没有动力投资新井,增加国内天然气的产量。

最后一点,莫迪政府对煤矿公司的税收不仅得罪了煤炭企业,也惹怒了钢铁公司等煤炭消费者以及产煤地区的政府。这些强大的政治力量可能会阻碍税收的进一步提高,而现在的税收远低于燃煤造成的污染代价。

一场强力的政策改革势在必行。最要紧的是从债务泥潭中挽救电力部门,让他们能够加强电网建设,并有能力购买可再生能源。莫迪政府在这一方面已经有所动作,他承诺如果电力部门提高表现,比如降低电网的电力损耗,目前这些损耗超过输送电力的四分之一,政府将代替他们偿还债务。印度政府还可以进一步减少邦政府对电力部门的影响,这样公司就不会因为减少政治家的收益而受到打压。另一个重点是强化对工业界能效的监管。政策制定者也需要为天然气管路和天然气发电站以及进口液化天然气设备开绿灯。他们还可以鼓励企业捕集燃煤产生的二氧化碳排放,实际上印度南部的一家化工厂已经开始这样做了。更好的情况是,他们可以提前兑现2022年后不再新建煤电厂的承诺。所有这些,都需要联邦政府和地方政府的精诚合作,以及对抗行业游说集团的政治勇气。建立政治联盟最有效的方法就是让清洁能源基础设施在经济上更有吸引力,正如节能服务有限公司鼓励当地制造业的做法那样。

国外援助

印度只靠自己是无法实现进行低碳转型的,它在新技术开发和资金方面需要帮助。一些迹象令人鼓舞:印度与美国在清洁能源研究和发展领域正在开展合作,与德国进行电网基础建设融资合作,并与多边开发银行合作部署可再生能源。

但是,援助的规模至少还要增加一个数量级。否则,印度很可能还会继续新建低效的煤电厂,大量进口石油,并在脆弱的电网中挣扎。与其希望印度自己在将来构建起低碳经济,外国领导人需要加紧帮助印度做出选择。这样做可获得巨大的经济利益:通过加快印度的能源转型,各国可以为它们的清洁能源产业开辟一个有利可图的出口市场。但还有一个更迫切的原因:地球的生态已经命悬一线了。

扩展阅读

India Energy Outlook: World Energy Outlook Special Report. Organisationfor Economic Co-operation and Development/International EnergyAgency, 2015.

Reach for the Sun: How India's Audacious Solar Ambitions Could Make orBreak Its Climate Commitments. Varun Sivaram, Gireesh Shrimali and DanReicher. Steyer-Taylor Center for Energy Policy and Finance, Stanford University,December 8, 2015.

India's Energy and Climate Policy: Can India Meet the Challenge of Industrializationand Climate Change? Charles K. Ebinger. Brookings Institution,June 2016.

Energizing India: Towards a Resilient and Equitable Energy System. SumanBerry et al. SAGE Publications, 2017.

Financing Energy Efficiency. Daniel M. Kammen; March 2009.

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