能源轉型背景下的能源安全-歐洲和中國的經驗教訓與挑戰(zhàn)（正文）

EU-CHINAEnergyCooperationPlatform中國

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歐盟能源合作平臺能源轉型背景下的能源安全——歐洲和中國的經驗教訓與挑戰(zhàn)2023

年

11

月歐盟對外政策工具資助項目本報告由以下人員編寫:Peter

B?rre

Eriksen、Lars

M?llenbach

Bregnb?k、Luis

Boscan、Lars

Pauli

Bornak、Helena

Uhde，Ea能源咨詢公司（EaEnergy

Analyses）Matteod'Andrea，丹麥能源署（DEA）張琳、雷曉蒙、李藝、董博，中國電力企業(yè)聯(lián)合會（CEC）EaEnergy

Analyses研究員JensChristianR?rb?kKruse亦對本報告做出了貢獻。感謝國務院發(fā)展研究中心資源與環(huán)境政策研究所韓雪和李繼峰參與相關討論并提供大力支持。中歐能源合作平臺（ECECP）網站：http://www.ececp.eu電子郵件：info@ececp.eu中歐能源合作平臺于2019

年5

月15

日啟動，旨在支持和落實《關于落實中歐能源合作的聯(lián)合聲明》中的舉措。ECECP平臺的總體目標是加強中歐能源合作。根據《歐洲綠色協(xié)議》、歐洲能源聯(lián)盟、《全歐洲人共享清潔能源倡議》、氣候變化《巴黎協(xié)議》和歐盟《全球戰(zhàn)略》，通過加強合作，增進歐盟與中國之間的互信和理解，為推動全球能源向清潔能源轉型，建立可持續(xù)、可靠和安全能源系統(tǒng)的共同愿景做出貢獻。ECECP二期項目由ICF國際咨詢公司和中國國家發(fā)展和改革委員會能源研究所共同實施。免責聲明本報告中所述信息和觀點均為作者觀點，并不一定反映歐盟、中國國家能源局或ECECP的官方意見。歐盟、中國國家能源局或ECECP均不對本研究相關數(shù)據的準確性負責。歐盟、中國國家能源局、ECECP

或其任何個人代表概不對報告信息的使用負責。有關ECECP的更多信息，請訪問官方網站(http://www.ececp.eu)。?

歐盟

2023。版權所有。英文編輯：HelenFarrell，中文編輯：赤潔喬目

錄執(zhí)行摘要1.

概述192.

能源安全概念1010101111121217202.1

凈零能源系統(tǒng)2.2

什么是能源安全？2.3

能源轉型背景下的能源安全2.4“現(xiàn)在”與“未來”之間：中期轉型的概念2.5

IEA

對能源轉型時期的能源安全的最新視角2.6

中國的能源安全視角2.7

歐洲的能源安全視角2.8

關鍵信息3.

轉型時期的能源安全風險212226363738394345454650503.1

依賴進口燃料的風險3.2

電力系統(tǒng)風險

-

社會電氣化帶來的關鍵風險3.3

轉型風險3.4

資本成本風險3.5

地緣政治風險和貿易沖突3.6

清潔能源技術對關鍵原材料的依賴性3.7

網絡攻擊

/

信息技術風險3.8

貧富國家之間的緊張局勢升級3.9

技術風險3.10

氣候變化影響風險3.11

對大規(guī)模可變可再生能源和天氣模式的依賴3.12

歐盟和中國能源轉型風險總結

-

安全風險指標和緩解措施4.

氣候對能源生產的定量影響(WP2)4.1

研究使用的模型和范圍4.2

分析方法535357596075814.3

靈活性需求4.4

結果4.5

建模結果對情景的敏感性4.6

水電5.

歐盟和中國在能源安全方面的經驗教訓5.1

歐盟

2022

年天然氣危機的經驗教訓848486885.2

歐盟為應對近期能源危機對電力市場設計進行改革的經驗5.3

中國能源安全風險的經驗教訓6.

中國和歐洲電力生產商在能源轉型中的做法（實例）6.1

中國電力生產商的做法實例9090906.2

歐洲電力生產商的做法實例7.

結論928.

附錄9696附錄

1:

中國發(fā)布的能源安全政策附錄

2:

中國主要發(fā)電企業(yè)的能源轉型附錄

3:

情景介紹和數(shù)據收集（CEC）1001049.

縮略語10610711111310.

參考文獻11.

圖片目錄12.

表格目錄執(zhí)行摘要隨著2015年《巴黎協(xié)定》的通過，世界各國領導人強調必須在本世紀末將全球溫升控制在1.5℃以內，以遏制氣候變化的負面影響。中國的目標是在2030年前實現(xiàn)碳達峰，并在2060年前實現(xiàn)碳中和。歐盟的約束性目標是到2050年實現(xiàn)氣候中和。實現(xiàn)這些目標需要對能源系統(tǒng)進行重大改革，包括基礎設施、規(guī)劃和監(jiān)管，以及各能源部門的協(xié)調發(fā)展。這意味著未來幾十年，全球能源系統(tǒng)都將經歷深刻轉型。在這一轉型階段，可變可再生能源（VRE）的占比逐漸提升，技術不確定性帶來了新的風險，需要重新定義能源安全的概念。本報告旨在加強對中國和歐盟在能源轉型背景下的能源安全問題的理解。通過中歐專家之間的合作，雙方對各自能源體系在未來將面臨的能源安全問題有了更深入的理解，因為我們需要詳細了解正在進行的能源轉型所面臨的具體風險，包括評估這些風險的量化指標以及降低風險的可以采取的各項舉措。當前以化石燃料為主導的能源系統(tǒng)與未來新興的碳中和能源系統(tǒng)并存，造成了兩種截然不同的運行模式之間的緊張關系。中國和歐盟分別制定了雄心勃勃的2060年和2050年碳中和目標，在未來幾十年的轉型中面臨著相似但并不相同的能源安全挑戰(zhàn)。本報告是中歐能源合作平臺項目“B2.4e

能源轉型背景下的能源安全

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歐洲和中國的教訓與挑戰(zhàn)”的最終報告。該項目于2023年8月24日啟動，2023年11

月結束。項目合作伙伴包括中國電力企業(yè)聯(lián)合會（CEC）、丹麥能源署（DEA）以及Ea能源咨詢公司（EaEnergy

Analyses）。本報告的第一部分（WP1）探討了中國和歐盟的能源安全概念，以及這一概念隨著能源轉型的變化。報告的第二部分（WP2）定量評估了未來（2050年和2060年）電力系統(tǒng)依賴大規(guī)?？勺兛稍偕茉吹娘L險。這些風險與對氣候和天氣模式（如風能和太陽能）的依賴性增加有關。為此，我們對歐洲與中國部署的可再生能源資源對電力系統(tǒng)充裕性的貢獻（或負荷承載能力）進行了比較分析；主要是比較可再生能源資源本身相對于需求預測對維持發(fā)電充裕性的貢獻程度。中國對能源安全的看法中國的能源安全關切與“能源安全新戰(zhàn)略”中概述的四個革命一個合作原則一致，主要強調以下幾點：?

提高能源效率：推動能源消費革命，抑制不合理的（低效）的能源消費。?

能源供應多樣化：推動能源供給革命，建立多元供應體系。?

推動能源技術發(fā)展：推進能源技術革命，帶動產業(yè)升級。?

改造能源系統(tǒng)：推動能源體制革命，打通能源發(fā)展快車道。?

全球能源合作：全方位加強國際合作，確保開放環(huán)境下的能源安全。歐盟對能源安全的看法歐盟的能源安全理念強調成員國和地區(qū)合作伙伴之間的合作與團結?？缇澈献?、互聯(lián)互通和運轉良好的電力市場確保了電力在成員國和伙伴國之間的流動，使得不同國家之間可以相互依賴。俄烏沖突引發(fā)的能源危機為歐盟可再生能源的部署按下了加速鍵，促使歐盟亟需減少對俄羅斯進口天然氣的依賴。2020年5月，歐盟委員會提出了“RePowerEU計劃”，包括三個主要部分：節(jié)約能源、1大力部署清潔能源和促進能源供應多樣化。這一戰(zhàn)略應對措施可解決中短期能源危機，同時加快能源轉型，以實現(xiàn)長期脫碳目標。向凈零轉型：駕馭能源安全風險本研究對能源轉型背景下的能源安全風險進行了更具全球性的概述，從燃料依賴風險和電力系統(tǒng)風險到網絡安全風險和地緣政治風險。每種風險都凸顯了向清潔能源系統(tǒng)轉型所面臨的復雜挑戰(zhàn)和需要考慮的因素。此外，本文還針對與中國和歐盟都尤為相關的六種風險提出了緩解措施建議，如下表所示。表

0.1：中國和歐盟能源安全的主要風險和緩解措施風險中國的緩解措施歐盟的緩解措施

加強與國外供應商的合作。

促進不同來源國的進口多樣化。

強化內部供應鏈，開發(fā)合成燃料。

堅持依靠可再生能源來促進脫碳，繼續(xù)擴大可再生能源產能。

繼續(xù)實施進口多樣化的戰(zhàn)略，拓展進口來源國。

堅持依靠可再生能源來促進脫碳，繼續(xù)擴大可再生能源產能。對進口燃料的依賴

加大對國內關鍵材料的勘探力度。清潔能源技術

對海外關鍵材料來源進行直接投資。對關鍵材料的

拓展關鍵材料供應鏈的中下游。

對海外關鍵材料來源進行直接投資。

通過簽訂合同和長期協(xié)議，擴大關鍵材料供應鏈。依賴

投資開發(fā)替代技術，減少或避免對關鍵材料的需

投資開發(fā)替代技術，減少或避免對關鍵材料的求。需求。

繼續(xù)采用能夠反映成本的能源價格。

進一步采取果斷措施，加強對能源消費進行測量和數(shù)字化，同時制定措施，刺激提高消費者意識。

采用能夠反映成本的能源價格。需求缺乏靈活

采取果斷措施，加強對能源消費的測量和數(shù)字化，性且效率低同時制定措施，刺激提高消費者意識。

建立翻新改造和技術替代的激勵機制。

建立翻新改造和技術替代的激勵機制。

對電力系統(tǒng)靈活性進行投資。（如改造中國的燃煤電廠，提高整個電力系統(tǒng)的靈活性）能源生產（可

加強部門耦合。

對電力系統(tǒng)靈活性進行投資。

加強部門耦合。

投資建設能夠抵御氣候變化的充足的穩(wěn)定容量儲備。

對更加靈活和市場一體化的輸電系統(tǒng)進行投資，包括國家間的新互聯(lián)線路。

對需求響應提供激勵。再生和非可再

投資建設能夠抵御氣候變化的充足的穩(wěn)定容量儲生）受氣候影響備。

對更加靈活和市場一體化的省間輸電進行投資。

投資短期和季節(jié)性儲能技術。

對需求響應提供激勵。

制定以具體指標為重點的逐步引入和逐步淘汰計

制定以具體指標為重點的逐步引入和逐步淘汰劃。不協(xié)調的技術

延長現(xiàn)有能源基礎設施的使用時間。計劃。

延長現(xiàn)有能源基礎設施的使用時間。

建立中期轉型模型，評估過渡方案。轉型

建立中期轉型模型，評估過渡方案。

在擴大綠色燃料和技術規(guī)模的同時，同步縮小化

在擴大綠色燃料和技術規(guī)模的同時，同步縮小石能源基礎設施的規(guī)模。化石能源基礎設施的規(guī)模。

將輸電系統(tǒng)納入市場機制，例如通過市場耦合機制中的隱性容量拍賣。

對發(fā)電和輸電進行整合規(guī)劃。

采用社會化成本回收機制。

加大省間輸電靈活性，以適應不同地區(qū)資源的季節(jié)性特點。

加快發(fā)展儲能。

在有成本效益（效益大于成本）的情況下，建設新的基礎設施/擴建現(xiàn)有輸電設施。

在未采用社會化成本回收機制的國家推行這一機制。

采用跨境成本分配（CBCA）作為成本分攤方法。

更好地利用現(xiàn)有容量（如輸電線路動態(tài)增容）

對發(fā)電和輸電進行整合規(guī)劃。輸電系統(tǒng)整合不足

擴大跨區(qū)可再生能源輸電基礎設施，實施輸電再調度，消除供需失衡，擴大資源共享區(qū)域。

加快發(fā)展儲能。2研究發(fā)現(xiàn)，中歐之間存在以下相似與不同之處：?

進口燃料依賴：預計中國和歐盟此方面的風險都會隨著時間的推移而降低，因為二者都已正式宣布將遵循并正在實施大規(guī)模部署可再生能源（尤其是光伏和風能）的轉型軌道。?

清潔能源技術對關鍵材料的依賴：中國在大多數(shù)技術和關鍵材料供應鏈中占據全球領先地位。相反，歐盟則依賴于全球貿易以及長期協(xié)議和供應合同。為了減輕這種依賴并提高環(huán)境的可持續(xù)性，歐盟更加重視關鍵材料的回收利用。?

需求缺乏靈活性，效率低：過去二三十年間，歐洲在能源領域實施了市場化改革。近期還實施了向終端消費者推廣智能電表的國家計劃，這意味著許多終端消費者已經能夠對能源價格做出反應，在價格高時減少消費。到目前為止，從發(fā)電到終端消費者的價格傳導機制比中國更為發(fā)達。?

氣候對能源生產的影響：可以預見，無論選擇何種技術實現(xiàn)碳中和，氣候都可能會對中國和歐盟的整體能源系統(tǒng)造成影響。在此方面，中歐雙方所面臨的風險和相應的緩解措施具有相同的性質。?

不協(xié)調的技術轉型：中歐雙方在此方面的風險，以及建議的衡量指標和緩解措施都大致相同。?

輸電系統(tǒng)整合不足：這是大規(guī)模部署太陽能和風能等可再生能源、實現(xiàn)綠色轉型的潛在障礙。歐洲已經建立了考慮部門耦合的輸電規(guī)劃制度，包括與天然氣和氫的部門耦合。這種規(guī)劃方法是在歐洲市場框架內依據成本效益分析進行的。當中國采用包括現(xiàn)貨市場在內的成熟市場方法時，中國的輸電系統(tǒng)發(fā)展將由市場主導，并更加高效。天氣對能源生產影響的定量評估本報告的第二部分（WP2/第4章）對電力系統(tǒng)依賴未來（2050年和2060年）大規(guī)模可變可再生能源的風險進行了定量評估。這項研究的出發(fā)點是2050年的歐盟和2060年的中國

--

我們假設，根據凈零目標，這個地區(qū)的電力系統(tǒng)都已完全實現(xiàn)脫碳，可再生能源發(fā)電容量占比達到較高水平。評估基于歐洲各國和中國各省20

年（2000-2019

年）的區(qū)域天氣數(shù)據。從根本上說，本研究是通過比較相對于預測需求，可再生能源在多大程度上有助于維持發(fā)電充裕性，并將不斷變化的天氣模式考慮在內。風險與對氣候和天氣模式的依賴增加有關，例如風能和太陽能。中國2060年的情景數(shù)據由中國電力企業(yè)聯(lián)合會和中國能源轉型展望項目提供。歐盟的情景數(shù)據與ENTSO-E的TYNDP

2050全球雄心情景和分布式能源情景相對應。天氣對能源生產影響的定量評估的關鍵概念剩余負荷剩余負荷用來衡量需求與可再生能源發(fā)電量之間差值。當需求超過可再生能源發(fā)電量時，它可以是一個正值（電量赤字）；當可再生能源發(fā)電量超過需求時，它可以是一個負值（電量盈余）。持續(xù)時間曲線持續(xù)時間曲線用來衡量電力系統(tǒng)中某一功率的持續(xù)時間。它能夠大體顯示出需求、風能和太陽能資源以及可再生能源的充裕性。在我們的研究中，持續(xù)時間曲線基于所有時間步長，并利用了整20年（2000-2019年）的氣象數(shù)據。3電力短缺電力短缺事件是指在所有時間步長內，可再生能源發(fā)電量低于某一閾值或剩余負荷高于某一閾值的一段時間。這將導致電力系統(tǒng)在更長的一段時間內因發(fā)電不足而面臨風險。靈活性需求靈活性需求是指在一定時間范圍內（圖中綠色區(qū)域）為平衡剩余負荷而必須“轉移”的電量。在本報告中，我們探討了日內、周內和一年內的靈活性需求。4兩個分析層面分析分為兩個層面進行：區(qū)域和整個電力系統(tǒng)。在區(qū)域層面，單個國家或省份（歐盟國家和中國省份）被獨立考慮，計算當?shù)氐哪茉瓷a和消費，不考慮向鄰近地區(qū)輸電，同時假設區(qū)域內沒有輸電瓶頸。在整個電力系統(tǒng)層面，對歐盟所有國家和中國的所有省份每個時間步長的電量進行匯總，并假定區(qū)域內和區(qū)域間沒有輸電瓶頸。天氣對能源生產影響的定量評估結果?

可快速調整的靈活性電源對于填補可再生能源供電缺口非常有價值，有可能在風能或太陽能發(fā)電量低而需求高的時段減少對長期基荷容量的需求。?

當同時出現(xiàn)一段時間的低發(fā)電量與高需求時，就會產生電力短缺的風險，對電力系統(tǒng)的供需平衡構成挑戰(zhàn)。?

分析表明，在中國和歐盟，剩余負荷短缺一般持續(xù)時間較短，不超過一天，而中國由于可再生能源發(fā)電覆蓋率較低，因此發(fā)生此類事件的頻率更高。?

日內需求模式通過將風能和太陽能短缺切分成了較短的時段，因此有助于減輕其影響。圖

0.1：中國剩余負荷電量短缺來源：CEC中國2060電力系統(tǒng)碳中和情景5圖

0.2：歐盟剩余負荷電量短缺注：圖0.1

和圖0.2

顯示了

CEC

China

2060

和

TYNDP

歐盟2050

全球雄心情景下的剩余負荷電量短缺，顯示了在剩余負荷超過一定臨界值（40%/50%/60%）時風能和太陽能發(fā)電量較低情況的概率。值得注意的是，這些結果是基于中國和歐盟的整個電力系統(tǒng)水平得出的，國家或省一級的結果可能會有很大不同。整個電力系統(tǒng)的變化小于大多數(shù)地區(qū)的變化，這表明當考慮較大的地域時，偏差會如預期的那樣趨于平穩(wěn)。來源：TYNDP

歐盟2050全球雄心情景歐盟國家的太陽能短缺持續(xù)時間通常較長（季節(jié)性影響較大），而中國的風能短缺持續(xù)時間較長。?

中國和歐盟電力短缺的最長持續(xù)時間存在顯著的地區(qū)差異，歐盟國家的太陽能短缺持續(xù)時間通常較長，原因是緯度較高導致冬季黑夜較長，這與中國和歐盟在整個電力系統(tǒng)層面的廣泛比較一致；此外，北京、上海、四川和斯洛伐克等地的長期剩余負荷短缺主要是由于高需求超過了可再生能源發(fā)電能力。?

在中國和歐盟，風電短缺的持續(xù)時間從幾天到幾周不等，中國的持續(xù)時間更長。中國的嚴重風電短缺期可長達5

天，發(fā)電量低于20%

的時間可長達58

天，發(fā)電量低于40%

的時間更是長達58

天，而歐盟則對應分別為4天和17天。?

兩個地區(qū)的太陽能光伏發(fā)電持續(xù)時間曲線相似，但中國的短缺期往往比歐盟更短。在中國，由于每天日出日落的規(guī)律，持續(xù)時間不到一天的短期太陽能短缺非常常見，而由季節(jié)性和陰天造成的長期短缺不太可能在全國范圍內同時出現(xiàn)。在歐盟，日照短缺也遵循日出日落的規(guī)律，但持續(xù)時間可能較長，特別是由于冬季夜晚較長等因素，不過大多數(shù)嚴重事件通常仍是短期的。圖

0.3：歐盟可變可再生能源滲透率與日內靈活性需求來源：TYNDP

歐盟2050全球雄心情景6圖

0.4：中國可變可再生能源滲透率與周內靈活性需求注：黃點代表以光伏為主的省份；藍點代表以風能為主的省份。來源：CEC中國2060電力系統(tǒng)碳中和情景在歐盟和中國，以可變可再生能源為主的電力系統(tǒng)對靈活性的主要需求與實現(xiàn)電力系統(tǒng)的日內小時平衡有關。?

在歐盟和中國以可變可再生能源為主的電力系統(tǒng)中，靈活性需求對日內平衡的影響最大。?

在所考慮的時間尺度（日、周和年）范圍內，應對發(fā)電和消費的日內波動所需的靈活性水平最高。?

與受季節(jié)變化影響的長期需求相比，短期靈活性需求受逐年天氣變化的影響較小。?

滿足靈活性需求的解決方案因時間尺度而異，短期靈活性可通過電池或快速可調節(jié)電源實現(xiàn)，而長期靈活性則可通過抽水蓄能等技術更好地實現(xiàn)。?

在可變可再生能源發(fā)電中，太陽能光伏發(fā)電占比較高的地區(qū)通常會有更大的日內靈活性需求，而風電占比較高的地區(qū)則需要更大的周內靈活性，這與太陽能和風能短缺的持續(xù)時間一致。容量補償機制可確保在負荷高峰時段的幾個小時內的電力充裕性。?

在中國（CEC

情景），可變可再生能源持續(xù)滿足25%

的需求，而在歐盟（TYNDP

全球雄心情景），由于可變可再生能源發(fā)電覆蓋率較高，可再生能源持續(xù)滿足約65%

的需求。?

這兩個地區(qū)都呈現(xiàn)出陡峭的剩余負荷曲線，即使在可再生能源普及率較高的地區(qū)，峰值也很高，這表明需要大量的備用容量。?

為了確保任何時候都有充足的電力供應，一個單獨的容量補償機制可能是一個解決方案，該機制涉及發(fā)電機、電力儲存、需求減少和互聯(lián)進口，因為僅僅依靠現(xiàn)貨市場可能無法激勵對備用電力的投資。電力行業(yè)對能源系統(tǒng)轉型的態(tài)度報告強調了一個值得注意的方面：中國和歐盟的電力行業(yè)都對能源轉型持積極的態(tài)度，包括中國企業(yè)中國華能集團有限公司和中國大唐集團公司；以及歐洲企業(yè)?rsted（丹麥）和RWE（德國）。降低能源安全風險：歐盟和中國的經驗教訓歐盟和中國在應對特定能源安全威脅和管理相關風險方面都提供了寶貴的經驗。7歐盟的經驗教訓經驗教訓

E1：供應多樣化、需求匯總和市場修正機制歐盟通過增加液化天然氣進口和來自其他國家的天然氣供應，并實施“AggregateEU”等機制來匯總需求和聯(lián)合采購天然氣，同時實施短期市場修正機制，以解決天然氣短缺時期的價格過高問題，從而應對俄羅斯天然氣進口的減少。經驗教訓

E2：緊急干預和長期市場改革雖然當前的電力市場設計并不是能源危機的罪魁禍首，但它有助于減輕危機的影響。對自由市場價格信號的嚴重干預可能會危及多年來取得的成效。為解決電價飆升問題，歐盟引入了短期的超邊際發(fā)電機組市場收入上限機制，確保將額外收入重新分配給消費者，并在長期市場改革（適用至2023年6月）中重點支持可再生能源，減少對價格波動的化石燃料的依賴。中國的經驗教訓經驗教訓

C1：進口燃料多樣化對能源安全至關重要中國已有效地實現(xiàn)了燃料進口的多樣化，包括從各種國際來源進口石油、天然氣、煤炭和鈾，以及確保這些資源的國內供應。經驗教訓

C2：關鍵材料供應多樣化對能源系統(tǒng)轉型的重要性中國在清潔能源技術供應鏈中發(fā)揮著至關重要的作用，這使其在獲取能源系統(tǒng)轉型所需的關鍵材料方面具有戰(zhàn)略優(yōu)勢。經驗教訓

C3：必須避免不協(xié)調的技術轉型由于確定技術轉型的最佳時機和進度頗具挑戰(zhàn)性，因此為降低風險，必須避免技術轉型不協(xié)調。經驗教訓

C4：批發(fā)市場價格變動必須能夠在消費者價格中得到體現(xiàn)在以市場化改革為指導原則的中國能源轉型背景下，允許部分系統(tǒng)在市場條件下運行，而對其他部分仍采取直接管控的方式，這會增加靈活性和效率方面的風險。81.

概述本報告是中歐能源合作平臺項目“B2.4e能源轉型背景下的能源安全

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歐洲和中國的教訓與挑戰(zhàn)”的最終報告。能源安全的概念歷來深受20世紀70年代石油危機的影響，其主要重點是確保能夠滿足對化石燃料的需求，但在凈零排放的未來，化石燃料的作用微乎其微。由于實現(xiàn)碳中和能源系統(tǒng)還有很長的路要走，本報告重點關注轉型階段的能源安全概念。在能源系統(tǒng)轉型的背景下，能源安全的概念需要重新評估，以確定轉型所帶來的具體風險、需要評估的指標以及有助于降低這些風險的潛在措施。本項目旨在加強歐盟和中國在能源轉型背景下對能源安全的理解。通過中歐專家之間的合作，將加深對彼此能源系統(tǒng)未來面臨的能源安全問題的理解。該項目于2023

年8

月24

日啟動，于2023

年11

月完成。項目合作伙伴包括中國電力企業(yè)聯(lián)合會（CEC）、丹麥能源署（DEA）和EaEnergy

Analyses。本項目的工作包1（WP1）旨在研究能源轉型期間和轉型后能源安全概念的戰(zhàn)略定義，其中包括：?

燃料獲取和依賴。?

對清潔能源技術和關鍵材料供應鏈的依賴。?

轉型時期市場、充裕性規(guī)劃方法和政策之間的一致性。?

電力系統(tǒng)的轉型風險。本報告其余部分的結構如下：第2-3章介紹了WP1的研究成果。?

第2章是關于能源安全、能源轉型背景下的安全以及中國和歐盟對能源安全的總體看法。?

第3章介紹了能源轉型期間和轉型后能源安全的重要組成部分。對中國和歐盟能源轉型的主要風險因素進行了更詳細的評估。第4章是工作包2的報告，包括一項定量研究，闡明：?

對氣候和天氣模式的依賴性增加帶來的安全風險，例如風能和太陽能發(fā)電的安全風險。?

比較分析歐洲與中國部署的可再生能源資源對電力系統(tǒng)充裕性的貢獻（或負荷承載能力）；主要比較可再生能源資源本身在滿足預測需求方面對維持發(fā)電充裕性的貢獻程度。第5章介紹了中國和歐盟在能源安全方面的重要經驗教訓。第6章舉例說明了中國和歐洲電力生產商應對綠色轉型的方法。第7章是結論。第8章為附錄。報告末尾的附件包括縮略語和參考文獻列表，以及圖表列表。注：本報告的配套附件包含了不同歐盟成員國和中國省份的地區(qū)層面的分析，可在中歐能源合作平臺（ECECP）網站上下載。92.

能源安全概念2.1

凈零能源系統(tǒng)隨著歐洲“綠色協(xié)議”和中國“雙碳”目標的提出，歐盟和中國政府均已承諾要實現(xiàn)經濟領域脫碳，并將能源系統(tǒng)脫碳擺在首位。歐洲到2050年實現(xiàn)氣候中和以及中國到2060年實現(xiàn)碳中和的愿景目前正在指導新的政策和投資。然而，實現(xiàn)這些目標頗具挑戰(zhàn)，且任務艱巨。當歐盟和中國分別在2050

年和2060

年實現(xiàn)凈零排放目標時，世界將會變成什么樣子？本研究的“目標”模型是一個假想的能源系統(tǒng)，在這個能源系統(tǒng)中，可再生能源是主要的電力供應來源，許多能源服務已經實現(xiàn)電氣化，并能夠提供各種靈活性和儲能解決方案。難以減排部門的碳排放通過碳捕集技術加以捕獲，而原本各自獨立的系統(tǒng)也已經實現(xiàn)了一體化整合。此外，在這個系統(tǒng)中，能夠傳導可靠價格信號的電力市場和互聯(lián)電網實現(xiàn)了能源資源的高效分配。要實現(xiàn)2050/2060年經濟領域凈零排放顯然有很多不同的路徑，同時也存在許多不確定因素，如技術創(chuàng)新和技術吸收的速度、對行為改變的開放程度，以及各國之間的合作，所有這些因素都很難預測。未來幾十年，我們的能源系統(tǒng)將處于轉型階段。在這一轉型階段，可變可再生能源（VRE）資源占比日益提升，技術的不確定性也隨之而來，帶來了新的風險，因此需要重新定義能源安全的概念。2.2

什么是能源安全？正如許多作者和資料來源所承認的那樣，定義和衡量能源安全涉及多個層面，有時甚至難以捉摸。從歷史上看，能源安全的概念一直與化石燃料（特別是原油）供應的可獲得性和可負擔性相關聯(lián)。事實上，為應對當時的石油危機，能源進口國于1974

年成立了國際能源署（IEA），該機構將能源安全定義為“能夠以可承受的價格不間斷地獲取能源”（IEA，2023d、2023e）。然而，IEA早已認識到有必要調整其對能源安全的理解，并為此對其分析框架進行了更新。其中一個例子是IEA的短期能源安全模型（MOSES），該模型關注的是能源系統(tǒng)可持續(xù)數(shù)天或數(shù)周的脆弱性問題。除石油外，該模型框架還包括水和風能等可再生資源的可用性、管道和輸電線路等基礎設施的持續(xù)安全運行，以及需求側抵御沖擊的能力（Jewell，2011）。雖然保障能源安全是能源政策的一個主要目標，但Winzer（2012）指出，能源安全的定義并不準確。為了更好地了解現(xiàn)有的各種定義，Winzer

根據風險來源、造成影響的范圍以及若干主觀“嚴重性過濾器”（如這些影響的速度、規(guī)模、持續(xù)時間、確定性和單一性）對這些定義進行了分類。Winzer

建議將能源安全定義為“能源供應相對于需求的連續(xù)性”。Bielecki（2002）認為，能源安全應當與其他公共政策目標（如經濟發(fā)展和環(huán)境保護）通盤考慮，而且經常存在相互競爭，他指出，“能源安全通常被定義為以合理的價格提供可靠和充足的能源供應”。Bielecki

進一步指出，能源具有公共產品的特征，而市場機制對能源安全的支持不足。與任何公共產品一樣，能源安全也具有非競爭性和非排他性的特點，因此，不管是否為其支付了費用，所有人都應當能平等地享受能源安全帶來的好處。Sovacool

和

Mukherjee（2011）從可行性的角度出發(fā)提出了國家能源安全和績效的分析框架，并提出了包含五個方面的定義：可用性、可負擔性、技術發(fā)展、可持續(xù)性和監(jiān)管。他們的分析進一步建議將這10五個方面細分為更具體的組成部分，最終歸類為320個簡化指標和52個復雜指標，學者和政策制定者可利用這些指標來衡量、分析和跟蹤能源安全。2.3

能源轉型背景下的能源安全正在進行的能源轉型正在給能源系統(tǒng)帶來深刻的變革。除了風能和太陽能等可變可再生能源滲透率提高帶來的挑戰(zhàn)外，原本各自獨立的能源系統(tǒng)也正在變得愈發(fā)整合一體化。例如，在“P2X”（Power-to-X）的新興供應鏈中，綠色電力的生產現(xiàn)在有望成為綠氫和其他終端產品的主要燃料來源。二氧化碳的捕集、利用和封存（CCS）現(xiàn)在已經可行，作為社會降低排放和減少環(huán)境影響整體努力的一部分，大規(guī)模項目也正在部署實施。要實現(xiàn)這一重大轉型，就必須重新評估能源安全的含義。政策制定者需要詳細了解正在進行的轉型的具體風險，包括評估這些風險的量化指標和降低風險的各項舉措。各國政府和機構開始意識到，未來的能源安全不能以傳統(tǒng)的供應鏈和使用模式為基礎進行評估，也不能僅僅局限于現(xiàn)有政策進行分析（SEAI，2020）。2.4

“現(xiàn)在”與“未來”之間：中期轉型的概念除了帶來風險之外，轉型也為加強能源安全創(chuàng)造了機遇，并帶來了增強競爭力的潛力。本地生產的可再生能源減少了對進口化石燃料的依賴，并最終減少了能源部門對環(huán)境的影響。然而，從現(xiàn)在到未來，還有一些挑戰(zhàn)需要應對，一些風險必須降低：當前的能源系統(tǒng)與未來碳中和的能源系統(tǒng)將有很大不同。目前以化石燃料為主的系統(tǒng)與未來新興的碳中和系統(tǒng)將會并存一段時間，這會給這兩種系統(tǒng)截然不同的運行模式之間造成緊張關系，并會影響對基礎設施的需求。Grubert和Hastings-Simon（2022）將這一時期稱為“中期轉型”，在此期間，現(xiàn)有系統(tǒng)和未來系統(tǒng)相互制約。在這一時期，能源系統(tǒng)的主要目標是減少溫室氣體排放，但有化石燃料排放系統(tǒng)和零碳系統(tǒng)會以一定規(guī)模共存，這會對排放產生重大影響。根據Grubert和Hastings-Simon的定義，中期轉型是介于兩個穩(wěn)定端點之間的時期，在此期間，變化是定向的，共存的系統(tǒng)必須做出妥協(xié)，以適應另一個系統(tǒng)。此外，中期轉型的一個顯著特點是因未能發(fā)現(xiàn)協(xié)同效應和決策不協(xié)調而導致的風險不斷增加，使得權衡取舍變得更加重要且必要。例如，可變可再生能源在系統(tǒng)中的比例越高，對確保電力系統(tǒng)穩(wěn)定運行的平衡服務的需求就越大。然而，這些服務通常是由化石燃料發(fā)電機組提供的，隨著可再生能源發(fā)電量的提高，化石燃料發(fā)電的盈利能力將會下降，同時產生碳排放的技術運行時間將會縮短，最終將會被逐步淘汰。這種權衡取舍的另一個例子體現(xiàn)在傳統(tǒng)燃料輸送系統(tǒng)與輸電系統(tǒng)之間的緊張關系上。隨著運輸電氣化的發(fā)展，化石燃料輸送網絡的經濟性將逐漸下降。同樣，電動汽車的廣泛普及需要加強充電網絡的建設，而這最終將由所有電力用戶買單，即使許多人仍會繼續(xù)駕駛傳統(tǒng)燃油車。從政策角度看，中期轉型需要有強有力的干預措施，包括制定明確和協(xié)調的計劃，既要考慮逐步采用零碳技術，也要考慮逐步淘汰碳排放技術，重要的是要確定當兩類系統(tǒng)相互制約時的閾值指標。作為經驗法則，Grubert

和

Hastings-Simon

建議，可變可再生能源供應占比達到20%到80%

可能是中期轉型的標志。然而，這一概念可能需要進一步完善，因為各種技術、經濟和制度因素可能會影響兩種系統(tǒng)之間的11相互制約情況，從而形成不對稱的影響。例如，如果可再生能源滲透率較低的系統(tǒng)缺乏靈活性，和/或促進可再生能源整合的技術解決方案或市場機制較少，那么可再生能源滲透率為30%

時可能會比滲透率超過50%時對能源系統(tǒng)產生更強的約束。此外，中期轉型還提出了各種公正、公平和環(huán)境問題，解決這些問題必須納入政策考量。2.5

IEA

對能源轉型時期的能源安全的最新視角國際能源署在其最新的《世界能源展望》（WEO23）中強調了在能源轉型背景下重新評估能源安全的必要性，指出盡管化石燃料市場價格從2022年的峰值有所下降，但市場依舊緊張且動蕩，而烏克蘭和中東等地區(qū)的地緣政治緊張局勢持續(xù)存在；此外，全球經濟受到通貨膨脹、信貸成本上升和債務水平增加等因素的挑戰(zhàn)，同時需要采取緊急行動來解決與能源部門相關的氣候變化和空氣污染問題（IEA，2023c）。這種更廣泛、更全面的能源安全視角響應了IEA理事會發(fā)布的要求，即考慮除石油、天然氣和電力以外的問題，將能源安全的重點擴大到包括可再生能源、零排放運輸、溫室氣體減排技術，以及供熱、制冷、能效和關鍵礦物和材料（IEA，2022d）。IEA在《世界能源展望2022》（WEO22）中指出了包括短期利益與長期減排目標之間的權衡問題。例如，德國政府最近決定暫時延長使用燃煤發(fā)電，并允許在短期內擴建Luetzerath煤礦，以減少對天然氣的需求，從而解決當前的能源危機。據RWE公司稱，該協(xié)議將使該發(fā)電企業(yè)淘汰煤炭的時間推遲八年（RWEAG，2022，2023）。WEO22也對高化石燃料價格與向清潔能源技術過渡之間的相互作用進行了反思（IEA，2023b）。盡管高化石燃料價格環(huán)境原則上應有助于改善能源轉型的經濟效益，但短期波動可能會進一步導致轉型推遲。在WEO22中，IEA指出，2021年至2022年前6個月的石油價格上漲相當于每噸二氧化碳價格上漲70美元，同期歐洲的天然氣價格上漲相當于每噸二氧化碳價格上漲350美元。然而，這種價格波動的短期影響可能意味著，化石燃料進口賬單高昂所帶來的壓力可能會使政府將財政資源從清潔能源投資轉移到旨在保護消費者免受暫時波動影響而對化石燃料進行補貼上。因此，在向清潔能源技術轉型的過程中，確保關鍵傳統(tǒng)能源依然可用的相關舉措對于確保更加平穩(wěn)的過渡至關重要。同樣，IEA強調，雖然未來的可持續(xù)能源系統(tǒng)會帶來固有的能源安全效益，但也會帶來新的能源安全風險，這反映了可持續(xù)能源未來的現(xiàn)實情況。本研究的主要目標之一就是在中國和歐洲能源轉型的背景下調查其中一些風險，并對這些風險的影響進行評估。2.6

中國的能源安全視角中國在能源系統(tǒng)的長期轉型方面邁出了堅定的步伐，各種指標都印證了其迄今為止所取得的顯著進展。2021年，中國非化石能源發(fā)電裝機容量首次超過燃煤發(fā)電。此外，在2012-21年期間，煤炭在能源消費總量中的占比從2012

年的68.5%下降到2021

年的56%，下降了12.5

個百分點，而在2013-21

年期間，清潔能源消費占比從15.5%上升到25.5%，上升了10個百分點。中國在2012年提出的經濟建設、政治建設、文化建設、社會建設和生態(tài)文明建設“五位一體”的總體布局，為中國的可持續(xù)轉型奠定了基礎。根據這一方針，可持續(xù)發(fā)展必須成為中國未來發(fā)展的指導原則。此外，中國決策者還認識到，狹義的資源安全概念與廣義的能源安全之間的相互作用與經濟和社會安全以及生態(tài)文明建設的戰(zhàn)略目標有著直接的聯(lián)系。122012年提出的“四個革命，一個合作”

概念概述了更為具體的能源安全戰(zhàn)略。該戰(zhàn)略提出在能源消1費、能源供給、能源技術和能源體制方面進行意義深遠的改革，同時全方位加強國際合作。雖然“四個革命，一個合作”戰(zhàn)略的幾個方面都值得強調，但中國果斷擁抱市場機制或許才是最值得關注一點。展望中國能源體制的轉型，中國致力于讓市場在能源資源的分配中發(fā)揮支配作用，同時確保適當?shù)谋O(jiān)管和國家干預，以提供充分的制度確定性。全國統(tǒng)一電力市場和碳市場的建立就是這一承諾的明確體現(xiàn)。此外，中國還明確提出了到2030年實現(xiàn)碳達峰和到2060年實現(xiàn)碳中和的雙碳目標，這代表了中國決策者對能源轉型的堅定承諾。中國的能源安全路線以及在能源轉型背景下的演變情況作為一個新興經濟體和能源需求不斷增長的“世界工廠”，中國對能源安全問題一直持謹慎態(tài)度。確保充足的能源供應和節(jié)能增效一直是中國能源安全的核心。與歐洲一樣，中國缺乏自己的石油和天然氣資源，因此高度依賴進口。但與歐洲不同的是，中國的能源需求增長迅速，因此能源供應很難在任何時候都做到隨時滿足需求。因此，中國在能源規(guī)劃中通常會留出較大的供應余量。傳統(tǒng)上，能源安全往往側重于石油和天然氣。然而，隨著可再生能源的應用，能源安全的重點也在不斷變化，并已擴展到其他能源?？稍偕茉吹陌l(fā)展使能源系統(tǒng)減少了對化石燃料的依賴，本質上更加安全。然而，實現(xiàn)凈零排放的道路充滿了不確定性。太陽能和風能資源在全球的分布相對均勻，可再生能源設備所需的關鍵礦物的可回收性也遠高于化石能源?？稍偕茉吹陌l(fā)展意味著能源安全正逐漸擺脫對資源的嚴重依賴，轉向對技術的依賴。過去幾年，歐洲和中國都見證了技術創(chuàng)新對能源安全的積極影響。然而，在可再生能源的第一輪部署過程中，各國都面臨如何在大力發(fā)展間歇性可再生能源的同時，確保能源系統(tǒng)的穩(wěn)定和安全的挑戰(zhàn)。此外，隨著市場的擴大，可再生能源設備及所需的相關關鍵礦產原料在政治上也變得越來越敏感。隨著世界從傳統(tǒng)化石能源向可再生能源過渡，不斷變化的國際環(huán)境和極端天氣事件的影響加劇了能源系統(tǒng)固有的風險。能源安全風險變得極為復雜。在過去幾年中，新冠疫情大流行、全球氣候變化、俄烏沖突、全球地緣政治格局變化等因素導致化石燃料價格大幅上漲，進而推高了電價，導致高通脹，抑制了全球經濟的增長。這些事件促使一些國家的政府重新思考能源轉型之路，并更加重視能源安全。在能源轉型過程中，必須妥善處理能源“不可能三角”（Energy

Trilemma，亦稱“能源三元悖論”）問題，即可負擔性、供應安全和低碳。首先，減少對化石燃料的投資會導致供需平衡變得脆弱。全球化石燃料價格對國際安全形勢、能源地緣政治、資本投機等傳統(tǒng)因素的影響將更加敏感。其次，可再生能源的間歇性和極端天氣事件影響著電力行業(yè)的安全穩(wěn)定運行。幾乎所有主要國家的負電價現(xiàn)象都越來越頻繁，這表明這些國家的電力系統(tǒng)缺乏足夠的靈活資源。第三，可再生能源發(fā)電設備的供應鏈和并網問題在快速增長的裝機目標所帶來的壓力下變得扭曲?？焖僭鲩L的可再生能源市場導致發(fā)電能力大幅波動，關鍵部件和原材料的價格也隨之波動。可再生能源排隊等待并網的現(xiàn)象不僅出現(xiàn)在中國，在美國和一些歐洲國家也同樣存在。正在進行的電力市場改革使中國的能源安全風險更加難以估計。一方面，市場價格信號在引導可再生能源和靈活性資源投資方面不如歐洲那樣有效。另一方面，當市場遇到其他沖擊時，修改市場規(guī)則可1“新時代中國能源在高質量發(fā)展道路上奮勇前進”，國家能源局，2020年12月31日，/2020-12/31/c_139631430.htm。2012年黨的十八大以來，習近平主席提出了“四個革命、一個合作”的能源安全新戰(zhàn)略。13能會引發(fā)嚴重的市場失靈。因此，市場改革的步伐和能源轉型需要對各方面的因素加以權衡，比如化石燃料價格、供需平衡、電力用戶的接受程度等?？傮w而言，中國對能源安全的關注仍可概括為“能源安全新戰(zhàn)略”中的論點，即“四個革命和一個合作”。中國的“能源安全新戰(zhàn)略”強調生產與消費的協(xié)同、技術的基礎性作用、全球能源合作以及開放環(huán)境下的能源安全：?

第一，推動能源消費革命，抑制不合理能源消費。?

第二，推動能源供給革命，建立多元化供給體系。?

第三，推動能源技術革命，促進產業(yè)升級。?

第四，推動能源體制革命，開辟能源發(fā)展快車道。?

第五，加強國際合作，實現(xiàn)開放條件下的能源安全。中國藍皮書2020

年9

月，中國更新了其國家自主貢獻目標，計劃在2030

年前實現(xiàn)碳達峰，在2060

年前實現(xiàn)碳中和。這兩個目標之間相距30年。相比之下，歐盟從碳達峰到碳中和相距71年

，美國為

年，日本為

年。2021

年10

月，中國國家主席習近平表示，中國將“建立碳達峰和碳中和的‘1+N’政策框架”?！?"指的是應對氣候變化的長期方針，這在2021年10月發(fā)布的《關于完整準確全面貫徹新發(fā)展理念做好碳達峰碳中和工作的意見》（見圖2.1）以及2021

年10

月發(fā)布的《2030

年前碳達峰行動方案》（見圖2.2）中都有詳細說明。中國的目標是逐步提高非化石能源消費比重，到2025年達到20%

左右，到2030年達到25%

左右，到2060年達到80%

以上。24337圖

2.1：碳達峰碳中和工作指導意見的十個方面來源：CEC2

2022年，歐盟的二氧化碳排放量約為27.3億噸。歐盟的二氧化碳排放峰值出現(xiàn)在1979年，為39.9億噸（Statista,2023）。歐盟的目標是到2050年實現(xiàn)氣候中和。14“N”是指能源、工業(yè)、建筑、交通等重點領域和煤炭、電力、鋼鐵、水泥等重點行業(yè)的具體實施方案，以及科技、碳匯、財稅、金融激勵等方面的配套措施。圖

2.2：2030

年前碳達峰行動方案中的十大行動來源：CEC2021年3月15日，習近平主席在中央財經委員會第九次會議上對建設新型電力系統(tǒng)作出重要指示。依據上述兩份頂層政策文件，規(guī)劃構建以新能源（可再生能源）為主體的新型電力系統(tǒng)。在征求公眾意見后，國家能源局于2023

年6

月發(fā)布了《新電力系統(tǒng)發(fā)展藍皮書》（以下簡稱“藍皮書”）（國家能源局，2023）?！端{皮書》由國家能源局協(xié)調11

家研究機構聯(lián)合編寫，概述了電力工業(yè)轉型發(fā)展的戰(zhàn)略方向，全面助推能源革命，提出了新型能源系統(tǒng)的規(guī)劃，倡導綠色能源發(fā)展（見圖2.3）。圖

2.3：新型電力系統(tǒng)發(fā)展藍皮書來源：CEC15新型電力系統(tǒng)具備安全高效、清潔低碳、柔性靈活、智慧融合四大重要特征，其中安全高效是基本前提，清潔低碳是核心目標，柔性靈活是重要支撐，智慧融合是基礎保障，共同構建了新型電力系統(tǒng)的“四位一體”框架體系。（見圖2.4）。圖

2.4：藍皮書中新型電力系統(tǒng)的四大基本特征來源：國家能源局（2023）《藍皮書》提出，按照黨中央提出的新時代“兩步走”戰(zhàn)略安排要求，錨定2030年前實現(xiàn)碳達峰、2060年前實現(xiàn)碳中和的戰(zhàn)略目標，以2030年、2045年、2060年為新型電力系統(tǒng)構建戰(zhàn)略目標的重要時間節(jié)點，制定新型電力系統(tǒng)“三步走”發(fā)展路徑，即加速轉型期（當前至2030年）、總體形成期（2030年至2045

年）、鞏固完善期（2045

年至2060

年），有計劃、分步驟推進新型電力系統(tǒng)建設的“進度條”。（見圖2.5）。圖

2.5：新型電力系統(tǒng)“三步走”發(fā)展路徑來源：國家能源局（2023）《藍皮書》還明確指出，新型電力系統(tǒng)是以確保能源電力安全為基本前提，以滿足經濟社會高質量發(fā)展的電力需求為首要目標，以高比例新能源供給消納體系建設為主線任務。在總體結構和重點任務方面，《藍皮書》計劃加強四大體系建設：電力供應保障性支撐體系、新能源高效開發(fā)利用體系、儲能規(guī)?；季謶皿w系、電力系統(tǒng)智慧化運行體系。此外，《藍皮書》還提出了發(fā)揮新型電力系統(tǒng)立體基礎支撐作用的戰(zhàn)略，包括標準規(guī)范、核心技術和重大裝備、相關政策和體制機制創(chuàng)新等。162.7

歐洲的能源安全視角歐洲綠色協(xié)議2019年12月，歐盟委員會提出了《歐洲綠色協(xié)議》（Green

Deal），即歐盟到2050年實現(xiàn)氣候中和的愿景。其目標是到2050年實現(xiàn)溫室氣體凈零排放，并使經濟增長與資源使用脫鉤，同時不讓任何人和任何地方掉隊（歐盟委員會，2023d）。綠色協(xié)議涵蓋所有經濟部門，特別是交通、能源、農業(yè)、建筑以及鋼鐵、水泥、信息和通信技術、紡織和化工等行業(yè)。隨著《歐洲氣候法》于2021年7月29日生效，為這一目標賦予了法律約束力（歐盟委員會，2023a）。作為中期轉型目標，到2030年，歐盟溫室氣體凈排放量必須比1990年水平至少減少55%；此外還必須實現(xiàn)可再生能源目標，即能源系統(tǒng)中可再生能源的比例至少達到42.5%。歐盟中期轉型目標概覽見表2.1所示。未來幾年的進一步目標尚待明確。整個一攬子立法的最后一項“Fitfor55”計劃已于2023年10月9日正式通過，即將由各歐盟成員國實施。表

2.1：歐盟中期轉型目標概覽目標百分比

%年歐盟溫室氣體減排目標55%(預期57%)2030203020302035可再生能源目標（占能源結構的比例）能效目標最低42.5%；目標45%提升11.7%新車目標（在歐洲注冊的所有新車和貨車）達到零排放RePowerEU

-

發(fā)展可再生能源是歐洲應對能源危機的首要舉措雖然歐盟計劃到2050年實現(xiàn)氣候中和，這意味著能源系統(tǒng)必須在很大程度上與化石燃料脫鉤，但歐洲目前仍然非常依賴天然氣、石油和煤炭進口。在新冠疫情大流行和俄烏沖突發(fā)生之后，由于能源供應短缺，能源價格劇烈波動，能源安全對于歐盟的重要性愈發(fā)凸顯。多年來，歐盟對俄羅斯天然氣的依賴程度極高，2019年至2022年2月期間，俄羅斯天然氣滿足了歐盟天然氣需求的40%至50%。2022年2月24日俄羅斯和烏克蘭之間的地緣政治沖突開始之后，俄羅斯天然氣在歐盟市場的份額開始大幅減少，到2022年11

月減少到13%。這為應對能源危機，發(fā)出了一個明確的信號，即不僅要減少對俄羅斯化石燃料的依賴，而且要加快向可再生能源的轉型速度。此外，成員國之間的合作與團結也變得更加重要。歐盟并沒有將氣候中和與能源安全這兩個目標對立起來，相反已經在政治上形成共識：歐盟只有提高可再生能源在能源結構中的比例，加快能源轉型，才能化解當前危機。2022年5月，歐盟委員會提出了“RePowerEU”戰(zhàn)略，以減少歐盟對俄羅斯化石燃料的依賴。該戰(zhàn)略的三個關鍵組成部分是：i)

進一步擴大發(fā)展可再生能源；ii)提高能源效率；iii)能源供應多樣化（歐盟委員會，2022）。俄羅斯的天然氣供應已經被其他天然氣來源所取代。歐盟不但增加了從美國、卡塔爾和尼日利亞進口的液化天然氣（LNG）；還增加了從挪威、英國和阿爾及利亞進口的天然氣；同時由于價格過高，歐盟還致力于減少相關的天然氣需求。圖2.6顯示了2021-22年歐盟發(fā)電量的同比變化（左圖）和2022-23年的預測情況（右圖）。由于17法國核電站停運，2022年核能發(fā)電量較低。此外，由于降雨量減少，2022年的水力發(fā)電也出現(xiàn)不足（66TWh）。然而，風能和太陽能發(fā)電量的增加避免了煤炭和天然氣消費的大幅增加。從2022-23年（圖中右側）起，核電發(fā)電量預計將保持穩(wěn)定，同時水力發(fā)電量也將回升，風力和太陽能發(fā)電量將達到86

TWh。由于價格上漲和能源效率提高，預計煤炭和天然氣發(fā)電量將比2022年減少211TWh，總需求將比2022年減少約84

TWh。圖

2.6：歐盟

27

國發(fā)電量的同比變化（TWh）來源：Jones等人(2023)清潔能源投資——如可再生能源、電網和能源效率——已通過加強的政策支持得到擴大，如歐盟的“Fitfor

55”一攬子計劃和REPowerEU計劃

。此外，隨著各國尋求在新興清潔能源經濟中鞏固自身地位，加3大了氣候與能源安全目標的結合力度，并且更加關注工業(yè)戰(zhàn)略，這進一步促進了清潔能源投資。公共和私營部門投資將是歐洲實現(xiàn)凈零排放目標的關鍵組成部分。歐洲投資銀行等開發(fā)銀行的融資計劃對于擴大私營部門的投資規(guī)模至關重要。此外，價格穩(wěn)定和通貨膨脹預期是鼓勵可持續(xù)投資的關鍵前提條件（IEA等，2023）。2022年俄烏沖突引發(fā)的能源危機加快了歐盟可再生能源的部署，促使歐盟緊急減少對俄羅斯進口天然氣的依賴。歐洲國家紛紛采取政策行動，這使得歐盟2023年和2024年的可再生能源新增裝機容量預計將比2022年前增加40%。分布式太陽能光伏發(fā)電的快速增長更是使得前景更為樂觀，幾乎占歐盟預測修正的四分之三。高電價使太陽能光伏發(fā)電在經濟上更具吸引力，歐盟主要市場（尤其是德國、意大利和荷蘭）的額外政策支持也是推動這一增長的原因（IEA，2023a）。歐盟的長期戰(zhàn)略是到2050年實現(xiàn)能源系統(tǒng)完全脫碳。這一目標將通過逐步淘汰化石燃料和增加可再生能源發(fā)電來實現(xiàn)。許多研究指出，高比例的可再生能源和耗能行業(yè)的電氣化是脫碳的關鍵，而P2X和碳捕集、利用和封存（CCUS）被視為難以減排行業(yè)（鋼鐵、水泥、重型交通等）的關鍵技術。3歐盟委員會通過了一系列提案（綠色協(xié)議），以使歐盟的氣候、能源、交通和稅收政策與到2030年將溫室氣體凈排放量較1990年水平減少55%的目標保持一致。18歐盟成員國之間的合作歐盟關于能源安全討論的一個共同主題是成員國與其他地區(qū)伙伴之間需要團結合作?？缇澈献?、互聯(lián)互通和一個運轉良好的電力市場能夠確保電力在成員國和伙伴國之間流動，并確保不同國家能夠相互依賴。歐盟能源平臺也體現(xiàn)了加強供應安全的合作理念，該平臺于2022年4月實施，旨在匯總需求并聯(lián)合采購天然氣和（未來的）氫氣。電力協(xié)調小組（見圖2.7）對電力供應安全問題進行監(jiān)測和討論，該小組由成員國政府當局（即能源部）、國家能源監(jiān)管機構、能源監(jiān)管機構合作署（ACER）以及歐洲輸電系統(tǒng)運營商聯(lián)盟（ENTSO-E）組成。作為2019年“全歐洲人的清潔能源一攬子計劃”的一部分，2019年歐盟通過了關于電力行業(yè)風險防范的法規(guī)條例（EU/2019/941）（歐盟委員會，2019）。該條例要求所有歐盟成員國評估和確定所有可能出現(xiàn)的電力危機情況，并制定風險防范計劃。在電力協(xié)調小組中，共享有關電力部門供應安全的最佳實踐和專業(yè)知識，包括風險防范、發(fā)電充裕性和跨境電網穩(wěn)定性。此外，該小組還支持歐盟委員會制定新的能源安全政策。圖

2.7：歐盟電力協(xié)調小組成員關鍵基礎設施和網絡安全隨著傳統(tǒng)能源基礎設施與數(shù)字技術和網絡之間的聯(lián)系不斷擴大，歐盟委員會認識到網絡攻擊和網絡安全事件對能源部門構成重大風險。鑒于不同成員國電網之間的互聯(lián)，一個國家的停電可能導致另一個國家的停電。歐盟委員會與ACER

合作制定了網絡安全守則（ACER，2022c；歐盟委員會，2020

年），該守則一旦獲得成員國通過，將具有約束力。192.8

關鍵信息本章討論的關鍵信息如下：?

未來幾十年，我們的能源系統(tǒng)將處于轉型階段。在這一轉型階段（中期轉型），可變可再生能源占比將越來越大，技術不確定性也在日益增大，這就帶來了新的風險，需要重新定義能源安全的概念。?

我們需要詳細了解正在進行的能源轉型的具體風險，包括評估這些風險的量化指標和降低風險的措施。?

當前以化石燃料為主導的系統(tǒng)與未來新興的碳中和系統(tǒng)形成并存局面，造成了這兩種不同運行模式之間的緊張關系。?

中國和歐盟在實現(xiàn)零碳目標得許多方面都面臨著相同的挑戰(zhàn)，其中包括大規(guī)模部署可再生能源、CCUS和P2X技術解決方案。然而，兩個地區(qū)的歷史、決策過程以及政治和監(jiān)管框架存在顯著差異。203.

轉型時期的能源安全風險本章介紹了轉型時期的能源安全風險。風險概覽見下文表3.1。第3.1至3.12節(jié)對各類風險進行了詳細描述。此外本章還將對中國和歐盟都尤為相關的風險進行更詳細的評估，包括建議的衡量指標和緩解措施。表3.1列出了能源轉型期間和轉型后的能源安全風險（并非詳盡無遺）。值得注意的是，與不進行能源轉型的風險相比，清潔能源轉型的安全風險是相對有限的。如果不進行能源轉型，將導致更嚴重的干旱、洪水和熱浪，威脅糧食和水的供應，并加劇地區(qū)沖突和人口遷移。本章的風險評估側重于能源系統(tǒng)轉型的三個階段：現(xiàn)狀、中期轉型和全面轉型。關于中期轉型，目前以化石燃料為主的系統(tǒng)與未來新興的碳中和系統(tǒng)并存，造成了兩種截然不同的運行模式之間的緊張關系，并且對基礎設施的要求也產生了影響。此外，中期轉型的特點是，由于忽視協(xié)同作用和決策不協(xié)調而產生的風險越來越大，使得權衡取舍變得更加重要且緊迫。據評估，向零碳能源系統(tǒng)的轉型將沿著兩條截然不同的路徑進行：一條路徑主要以CCUS為基礎，另一條路徑主要以大規(guī)模部署可再生能源為基礎。表

3.1：轉型時期的能源安全風險概覽風險說明如果全球對石油和天然氣行業(yè)的投資減少，而需求卻沒有相應下降，那么嚴重依賴進口石油和天然氣的國家將面臨潛在的供應危機和高昂的能源成本。12依賴進口燃料的風險挑戰(zhàn)包括確保風能和太陽能等技術所需的關鍵材料的穩(wěn)定供應，以及解決平衡電力系統(tǒng)的靈活性需求和供應安全風險（可變可再生能源能否充分提供充裕性和確保系統(tǒng)安全？）此外輸電能力不足也是一個重要問題。電力系統(tǒng)風險

--社會電氣化帶來的關鍵風險要平衡化石燃料發(fā)電的減少與可變可再生能源發(fā)電的增加，需要明智的市場法規(guī)和機制。34轉型風險轉型需要大量的前期投資，可能不僅在歐洲或中國，在印度、印度尼西亞、巴西、墨西哥、南非等國也是如此。資本成本風險關鍵礦物原料的供應依賴少數(shù)幾個國家，因此在供應鏈多樣化方面面臨挑戰(zhàn)，這可能導致地緣政治緊張和貿易沖突。567地緣政治風險和貿易沖突網絡攻擊/信息技術風險智能電網的數(shù)字化和互聯(lián)屬性增加了遭受網絡攻擊的可能性。富裕與貧困國家之間的緊張關系加劇如果承諾的氣候援助不能落實到位，轉型可能會使國家之間關系日趨緊張。某些技術（如CCUS和P2X）的實施是必要的，但迄今為止尚未得到大規(guī)模驗證。技術風險可能導致諸多不利影響，如使對化石燃料的依賴延長、使能源消費增加或效率下降。89技術風險可再生能源發(fā)電技術會受到氣候條件變化的影響，而其他發(fā)電技術可能會受到水的供應和溫度等因素的影響。氣候變化影響風險對大規(guī)?？勺兛稍偕茉春吞?0

氣模式的依賴（本項目的WP2--見第4

章）4更多地依賴可再生能源會帶來安全風險，特別是與不可預測的氣候和天氣模式有關。4本報告的第二部分（WP2）定量評估了未來（2050年和2060年）電力系統(tǒng)依賴大規(guī)模可變可再生能源的風險。報告包括歐洲與中國部署的可再生能源資源對電力系統(tǒng)充裕性的貢獻（或負荷承載能力）的比較分析。213.1

依賴進口燃料的風險5在能源安全的背景下，依賴進口燃料的風險是指一個國家在嚴重依賴石油、天然氣或煤炭等基本燃料的外部來源的情況下的能源供應脆弱性。如果全球供應鏈中斷或與主要燃料出口國發(fā)生沖突，這種依賴性會使一個國家面臨潛在的供應中斷、價格波動、地緣政治緊張局勢和經濟不穩(wěn)定。中國依賴進口燃料的風險中國在全球大宗商品和燃料市場上占據著重要地位，表3.2

中的數(shù)據清楚地顯示了中國的主要足跡。中國是世界上最大的原油凈進口國，原油主要來自沙特阿拉伯和俄羅斯，中國也是最大的天然氣凈進口國。此外，中國還是世界上最大的煤炭生產國，盡管中國還從印度尼西亞、俄羅斯、澳大利亞、美國和哥倫比亞等國進口大量煤炭（S&P

Global，2023）。中國近三分之二的天然氣以液化天然氣（LNG）的形式進口，其中澳大利亞是最大的供應國，其次是卡塔爾和馬來西亞。其余則通過管道從獨聯(lián)體國家（CIS）和俄羅斯進口（bp，2022）。表

3.2：中國在全球燃料和大宗商品市場上的地位及部分指標燃料

/

技術地位指標2019年5.05億噸年第一大凈進口國2019原油第六大生產國第一大凈進口國第四大生產國第一大生產國第一大凈進口國1.95億噸（占世界總量的4.7%）1,250億立方米2020202020202020天然氣1,910億立方米（占世界總量的4.8%）37.64億噸（占世界總量的49.7%）3.06億噸煤炭2020注：2020年數(shù)據為臨時數(shù)據來源：IEA，2021b無論是現(xiàn)在還是在未來的能源系統(tǒng)中，核電對中國來說都同樣重要。截至2022年6月，中國擁有54座可運行的核反應堆（55.8

GW），居世界第三位，僅次于美國和法國。相比之下，法國有56座可運行核反應堆，總裝機容量為61.4GW。近年來，中國的核電裝機容量不斷攀升，預計未來幾年仍將保持這一趨勢：目前全球在建的所有新核電項目中有40%位于中國。核電似乎是中國能源轉型的一個重要元素，因為它既能確?；砂l(fā)電，并且碳排放量低，提供了一種增強技術獨立自主、擺脫外國資源的手段（Andrews-Speed，2023）。從歷史上看，中國曾與俄羅斯合作開發(fā)和建設鈾濃縮廠，但近期的大部分新建產能都為本國自有（世界核協(xié)會，2021），這與中國核技術本土化的總體戰(zhàn)略保持一致。Andrews-Speed（2023）指出，中國的研究機構和企業(yè)有能力開發(fā)各種出口質量的新技術，如高溫氣冷堆、熔鹽核反應堆和快中子反應堆，以及浮動式核電站和核聚變，并已完成了對國家核電系統(tǒng)的補充。在核燃料循環(huán)的各個階段，從鈾礦開采到制造和后處理，中國仍然依賴外國供應商，但最主要的是鈾供應。然而，中國的目標是使鈾供應多樣化，其中三分之一在國內采購，另外三分之一通過外資參股海外采礦企業(yè)獲得（見表3.3），還有三分之一在公開市場上購買（世界核能協(xié)會，2021）。5注：此處的重點是化石燃料。評估不包括氫燃料和綠色燃料。22表

3.3：中國在海外鈾礦企業(yè)中的參股情況公司國家礦山股權

%中方參股投產時間2010年，但現(xiàn)已關閉擱置Azelik37,2%+24,8%ZXJOY尼日爾Imouraren25+，更多待定中國核工業(yè)集團有限公司LangerHeinrichR?ssing25+，更多待定2014年納米比亞6949904950202019年哈薩克斯坦納米比亞Zhalpak2017年Husab2016年哈薩克斯坦烏茲別克斯坦加拿大Irkol&SemizbaiBoztaublackshalesPattersonLake2008年,2009年不確定中廣核鈾業(yè)發(fā)展有限公司2023年來源：世界核協(xié)會（2021）展望未來，值得關注的關鍵發(fā)展在于中國對鈾的需求預計到2030年將增加到18,500噸（用于100個反應堆）到24,000

噸（用于130個反應堆）。近年來，中國從哈薩克斯坦、烏茲別克斯坦、加拿大、納米比亞和澳大利亞等國進口鈾（世界核協(xié)會，2021）。適當?shù)拟櫾线M口多樣化戰(zhàn)略必須成為中國降低燃料進口風險總體戰(zhàn)略的一部分。根據目前已經公布的政策，評估認為中國不可能實現(xiàn)雙碳目標，因此在當前情況下，依賴化石燃料的風險非常高。對中國的評估如果碳捕集與封存（CCS）等碳補償技術成為中國實現(xiàn)碳中和的途徑，那么依賴進口化石燃料的風險預計仍將存在，因為完全獨立于化石燃料的目標不太可能實現(xiàn)。相反，碳補償技術可以使能源系統(tǒng)繼續(xù)依賴化石燃料，而不會大幅抑制化石燃料的需求。風險依然存在：由于各種因素，如供應中斷和地緣政治緊張局勢，以及全球化石資源是有限的這一事實，未來全球化石燃料市場可能會繼續(xù)波動。由于CCS將在高度依賴碳補償技術的轉型路徑中發(fā)揮重要作用，捕集的大量二氧化碳將可用來生產一系列合成燃料（如電子甲醇、合成航空燃料），這可能有助于減輕對進口化石燃料的依賴。與此相反，如果中國實現(xiàn)碳中和的路徑是優(yōu)先采用可變可再生能源，那么對化石燃料的依賴將大大減少。盡管化石燃料市場的波動可能會繼續(xù)存在，但其對能源安全的影響會相對較小。6歐盟依賴進口燃料的風險根據歐盟統(tǒng)計局（2023）的數(shù)據，自2013年以來，所有歐盟成員國都是能源凈進口國。2020年，歐盟進口了57.7%

的能源，一些國家如瑞典（33.5%）、羅馬尼亞（28.2%）和愛沙尼亞（10.5%）的對進口能源的依賴程度相對較低，而其他國家如馬耳他、塞浦路斯和盧森堡則幾乎完全依賴能源進口（見圖3.1）。6實際上，中國未來將在一定程度上同時依賴于部署可變可再生能源和開發(fā)CCS。23圖

3.1：2015

年和

2030

年歐盟各成員國對進口能源的依賴程度來源：歐盟委員會（2021）2022年歐盟的天然氣進口依賴度為89%（見圖3.2）。圖

3.2：歐盟電網中的天然氣供應來源：Eurostat（2023）多年來，歐洲一直嚴重依賴從俄羅斯進口天然氣、石油和煤炭。2019年至2022年2月期間，俄羅斯天然氣滿足了歐盟

40%至50%

的天然氣需求。

2022年2月24日俄烏爆發(fā)地緣政治沖突后，俄羅斯天然氣的份額逐步大幅減少，到2022年11

月已減少至13%。歐盟93%

的石油供應靠進口（見圖3.3）。24圖

3.3：歐盟的石油和混合生物燃料供應情況資料來源：Eurostat（2023年）對歐盟的評估由于俄烏的地緣政治沖突，歐盟用其他天然氣來源取代了俄羅斯天然氣：?

增加了從美國、卡塔爾和尼日利亞進口的液化天然氣。?

增加從挪威、英國和阿爾及利亞進口的天然氣。?

高燃料價格導致天然氣需求下降。截至2022年11

月，從挪威進口的液化天然氣和管道天然氣約各占歐盟進口總量的25%，而俄羅斯占25%（包括液化天然氣）。阿爾及利亞占供應量的12%，其余的13%則是從其他國家少量進口。歐洲的石油供應幾乎全部靠進口。然而，這些進口石油可以通過在公開市場上交易獲得，而且來自許多不同的國家，因此不被認為具有極大風險。歐洲的煤炭消費也是如此。在過去的幾十年中，歐洲的煤炭消費量持續(xù)下降。為中國和歐盟建議的衡量指標定量評估石油和天然氣進口相關風險的指標包括：?

進口依存度，即在每種情況下進口燃料（化石燃料和合成燃料）在國內供應總量中所占的份額。?

進口價格和供應的波動性。中國的緩解措施為降低這一風險，中國可能會實施以下一些政策，以實現(xiàn)供應基礎的多樣化：?

加強與外國供應商的合作，不僅需要建設和擴大基礎設施，還要發(fā)展新的貿易伙伴關系。這與中國的“一帶一路”倡議密切相關，該倡議在過去十年中影響了中國的外交政策。?

實現(xiàn)進口來源國的多樣化。?

鞏固合成燃料開發(fā)的供應鏈。?

堅持依靠可再生能源的脫碳道路。25歐盟的緩解措施歐盟的緩解措施可能包括：?

繼續(xù)實現(xiàn)進口來源國的多樣化。3.2

電力系統(tǒng)風險

-

社會電氣化帶來的關鍵風險此方面面臨的挑戰(zhàn)包括確保風能和太陽能等技術所需的關鍵材料的穩(wěn)定供應，以及滿足平衡電力和供應安全（SoS）風險的靈活性需求。3.2.1

電力系統(tǒng)風險

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靈活性需求靈活性是能源轉型成功的關鍵