专家的观点

深度脱碳路径的不确定性管理与动态调整

能源系统建模界广泛评估了技术和社会经济不确定性对低碳情景和相关成本的影响。关于选择最优低碳方案的文献已经大量涌现。这些研究主要是以一种可以被描述为“静态”的方式来处理场景的,因为它们是一次性定义的,没有明确的计划来定义如何在面对变化的环境时调整它们。

在下面,我认为深层脱碳路径应该被描述为动态路径。在选择一项长期战略作为最理想的选择时,必须牢记,每一项脱碳选择都依赖于具体政策和手段的执行,因为大多数气候缓解战略涉及若干创新解决办法(即技术、行为模式、政策手段和体制设置),随着时间的推移,这些办法的执行可能面临困难。必威官网是真的吗为了解决这一问题,长期脱碳战略需要建立稳定的长期承诺(例如增加碳税)和动态和适应性的政策工具。

转型中的结构性不确定性:政策和工具

转型过程中结构不确定的例子不胜枚举,涉及通常在脱碳途径中考虑的所有缓解办法,包括能源效率、能源脱碳和最终用途电气化。在讨论不同政策和经济手段实现预定量化目标的能力时,我的目的是证明,针对每个脱碳支柱的政策和手段的有效性和效率所固有的不确定性导致了具体的动态管理问题。

在减少能源需求方面,主要问题是如何弥合“能效差距”。即使从标准的成本效益分析来看,能源效率的提高是合理的,但由于决策者的眼光短,交易成本高,资金困难,这种操作在现实生活中也很难触发。

与能源脱碳有关的不确定性涉及所有低碳技术。除非能相当迅速地达到成本竞争力,否则维持对可再生能源快速发展的高度激励很快就会变得不可持续。专注于核能还需要消除重大障碍。第三代核电站的规模和复杂性不断增加,导致芬兰和法国第一批项目的建设严重延误,第二代核电站的成本稳步上升已经体现了这种延误。未来第三代发电项目的预期成本正在上升,与替代发电方案相比不利。尽管废物管理、可能发生大规模事故或恐怖袭击以及社会可接受性等普遍提出的问题,但必须克服这些困难,同时保持理想的安全水平。碳捕集与封存技术(CCS)的发展,特别是CCS生物能源(BECCS)的发展也面临着重大的不确定性。需要考虑的风险是,这些技术将无法及时准备好,或将被证明无法提高到工业部署能力。

第三个支柱是终端用途的电气化,特别是电动汽车和混合动力汽车的普及。对电动汽车推出激励措施可能会刺激销售,但如果电动汽车的销售迅速增长,也可能危及公共财政。因此,要大幅而持久地缩短投资回收期,既需要技术进步,又需要汽油价格大幅上涨。

在这方面,大多数脱碳方案及其相应政策的特点是,它们达到适当部署水平的能力存在不确定性:例如,研发可能无法以具有竞争力的成本或按时交付下一代核反应堆或CCS技术。对于其他选择,包括可再生能源发展、最终用途电气化或最终能源需求减少,主要技术已经可用,因此供应端的不确定性要小得多,但考虑到消费者和企业的行为反应,这些技术将如何快速部署存在不确定性。然而,这里有多种选择(包括太阳能、风能、生物质能、建筑改造、工业效率和生活方式的改变)来实现总体目标,即使在单个元素可能无法达到预期的程度时也是如此。依靠大量不同的策略和技术有助于保留未来的选择。如果成本下降速度不够快,补贴和激励措施将带来经济负担,或者缺乏解决非经济障碍的配套政策,也可能限制政策的执行。在将动态管理问题纳入脱碳战略时,需要考虑到每个脱碳备选办法及其组合的具体情况。

关于适应性长期战略的建议

旨在在三、四十年内实现全面深度脱碳能源转型的适应性途径战略应结合长期的激励措施和适应性政策。如果只选择适应性的政策,行为者可能会以一种“观望”的态度消极地修改他们的期望。

长期监管的确定性在降低低碳技术投资风险方面发挥着重要作用。实施预先设定的全经济范围内不断增加的碳税作为一个中心价格信号,可使消费者和投资者对化石燃料和无碳能源之间的相对能源价格演变形成稳定的预期。

预先确定的碳税增长轨迹将包括在对长寿命设备的投资决策中,并在家庭决定购买新车时支持无碳解决方案,或鼓励对可再生能源而不是热力生产设施的投资。这将拉动和加速无碳技术的创新,并有利于新基础设施的发展。

除了这一经济信号之外,还需要其他部门手段和政策来处理资本成本、保险费、替代技术的核证、税收制度的结构、土地定价、道路定价和其他运输条例。这些政策将在许多与能源无关的目标所造成的国家限制下加以部署和调整,例如减少政府债务水平、加强经济活动、在经济衰退或萧条、高失业率和家庭购买力停滞或下降的情况下进行投资。

在这个总体框架下,可以通过区分三类行动来管理不确定性:(1)对许多途径都具有共性的政策,至少在最初启动阶段是这样;(二)反应滞后、部署滞后严重,必须在决策时机上考虑的政策;(3)保护未来选择自由,产生高期权价值的政策。

在这些指导方针的指导下,所有的方案都涉及到推出提高能源效率和最终能源脱碳的政策。直到2030年,在大多数情况下,必须以几乎相同的高强度部署此类政策:因此,它们是应优先考虑的有力选择。对于能源效率和分布式可再生能源解决方案,从投资决定开始,推广时间只有一到两年。这使得有可能跟踪有效的上升,这必须以足够的速度和量来实现。因此,有必要由非常多的决策者触发大量的投资决策。加成关税计划,以提高清洁能源车辆的渗透率及遏止高二氧化碳含量车辆的购买2排放尾气的汽车,或支持可再生能源的上网电价系统,都是此类适应性政策的例子。支助的数额可以定期调整,以考虑到投资费用的减少和对公共财政或能源服务价格的影响。

大型发电设施的供应方面的选择以及网络和储存基础设施的发展提出了一个性质完全不同的问题。这类投资往往规模很大,不可分割,周期和回报时间都很长。此外,它们在许多方面是不可逆转的。实物期权方法是探索这些问题的一种很好的方法。实物期权理论是在不确定性条件下对项目进行经济估值的一种方法。它着重于管理灵活性(“选项”)值,以优化地响应以不确定性为特征的不断变化的场景。因此,投资决策应考虑到行动产生期权价值的能力,以获得更多的信息和扩大未来可能结果的范围。在CCS或第三代核电发挥重要作用的发展轨迹中,考虑到这些技术的可获得性和成本竞争力的不确定性,期权价值方法可能非常有用。它评估了在何种程度上可以推迟决定是否保留这些技术作为脱碳道路上的备选办法,同时考虑到对未来将提供的关于不仅是这些技术而且是其他脱碳技术和脱碳支柱的费用和技术演变的资料的假设。

监控过程的框架

脱碳轨迹的实施和调整轨迹的可能需要依靠监测过程。

人们认为最理想的发展轨迹具有结构性目标(例如,到2050年逐步淘汰核能,可再生能源减少X%,最终能源减少Y%)和部门性目标。监测进程将能够监测多年来为实现部门目标所遵循的轨迹是否充分。为此,它应依靠将部门指标转化为分部门指标的时间表(例如,电动汽车的销售量、每年增加的光伏发电能力)及其引起的温室气体排放减少。

将定期评估(如每年)实施的适应性政策,不仅根据其实现这些分部门目标的效率,而且根据一套结构性的非气候优先事项(如能源安全、能源贫困、工业竞争力、消费者的能源价格)。必威官网是真的吗将制定具体的评价指标。

它们将有助于确定是否需要采取其他行动。如果对政策的调整考虑足够充分,可以采取纠正行动;如果政策被认为需要重新设计或需要确定新的部门目标,则可以进行更深层次的重新评估。

结论

本文提出了一个处理与脱碳途径有关的动态管理问题的框架,以便限制随着时间的推移进行调整的需要及其成本。在选择更可取的途径时,必须牢记每一种脱碳选择都取决于具体政策和文书的执行情况。然而,考虑到每个政策选项的结构有效性和时间不确定性,它们可能无法及时带来预期的结果。因此,在设计适当的脱碳战略时,从一个脱碳轨道转向另一个脱碳轨道而不产生过多费用的可能性应该是一个战略因素。这种适应性路径战略应该结合长期激励,形成一致的期望,以及适应性政策。

本文提出了用于解决动态管理问题的监视过程的第一个要素(更多细节,请参见math等人,2016)。在长期脱碳途径中处理这种动态管理问题的框架需要进一步的业务研究。必须尽早预见到一个脱碳备选办法的机会之窗关闭,以便能够部署其他脱碳备选办法。《巴黎协定》呼吁所有国家监测其国家贡献的执行情况并定期审查其雄心壮志,因此这些研究问题具有特别的意义和紧迫性。

参考

马蒂,S., P. Criqui, K. Knoop, M. Fischedick和S. Samadi, 2016。“不确定性管理和深度脱碳路径的动态调整。”必威官网是真的吗气候政策16(补充1):S47-S62。

在这个专家视角中所阐述的所有解释和发现都是作者的个人观点