欧盟重塑能源系统与中欧科技合作

■文/陈晓径（中国国际问题研究院欧洲研究所）

本文在分析欧盟重塑能源系统本质的基础上，回顾其背景，梳理其基本架构和技术抓手，提出中方可以“十四五”现代能源体系规划与欧盟重塑能源系统对接，在热泵、生物甲烷和可再生能源消纳三方面加强中欧科技合作。

欧盟重塑能源系统既是针对俄罗斯将天然气“武器化”的应急方案，也是提高自身韧性、确保绿色转型的长远策略。从中长期看，热泵、生物甲烷和氢能将是欧盟试图终结对俄罗斯天然气依赖的重要技术抓手，无论欧盟与俄罗斯“能源脱钩”前景如何，中国均可从上述三大领域寻求对欧合作机会，积极做好欧盟重塑能源系统与我国“十四五”现代能源体系规划的对接。

一、欧盟重塑能源系统的背景

近两年来，欧盟能源形势日趋严峻。一方面，节能减排目标越定越高。2019年底，着眼2050年打造全球首个“‘气候中和’大陆”的“绿色新政”既出，2021年夏即加快立法进程，出台“Fit for 55”一揽子气候法案，旨在“到2030年将温室气体排放量在1990年基础上至少降低55%”，2022年春又提出借助常规减排手段和碳移除技术“到2030年实现‘气候中和’”。而另一方面，欧盟能源系统一直面临安全、廉价、可持续的“三难困境”。传统化石能源足够安全但不可持续，且因依赖进口而受国际市场价格波动影响较大，已成为欧盟淘汰的对象，仅有天然气被列为过渡能源获准在利于绿色转型的条件下使用；同样被视作过渡能源的核能足够廉价并具可持续性，法国对其依赖严重（3/4的电力来自核能）且一直致力于国际推广，但其安全隐患一直无法取信于以德国为首的诸多成员国；风能、光能为代表的可再生能源兼顾安全和可持续特征，却因规模化尚需时日和产能不够稳定等因素难以满足廉价要求。

2021年欧盟已经历了多重因素导致的能源危机。能源危机的表现有四：一是能源部门通货膨胀率在夏季攀升至17.4%，导致欧元区经济通胀率达到13年来最高水平，9月份的数值是3.4%，12月份则增至5%。二是天然气价格暴涨，9月份的现货价格是两年前同期的6.5倍，此后受寒冬影响，TTF基准荷兰天然气期货价格一度达到131欧元/兆瓦时，在历史上首次超过油价。三是高价很快反映到消费者的电价账单上，由于欧洲电网发电量的22%来自天然气发电，因此整售电价是2010—2020年平均值的7.5倍，电价在12月份曾经高于400欧元/兆瓦时，殃及超过3/4的欧洲人。四是因产能受限，能源密集型工业产品的价格随之上涨，铝价飙升至13年来新高，达3000美元/公吨。欧盟安全研究所（European Union Institute for Security Studies）认为，导致欧盟能源危机的外部原因是极端天气和疫后复苏使得需求上升，而供应受限和资金吃紧又无法保障足量供给；内部原因则包括风电产能不足、天然气资源减少、天然气储量创历史新低、俄罗斯缺乏增加管道天然气供给的意愿和能力等；此外还有欧盟气候政策、缺乏战略储备、电价制定等其他原因共同作用。

2022年春爆发的俄乌危机使欧盟能源安全雪上加霜。欧盟在煤炭、石油、天然气三类化石能源上都深度依赖俄罗斯，维持较好的欧俄关系本利于欧盟能源安全；但同情、支持乌克兰的立场与不断加码对俄罗斯经济、金融、政要的制裁使得欧俄交恶，俄罗斯随时可通过减供、断供、以卢布结算等手段“胁迫”欧盟、实现反制，使之承受巨大能源供应压力。在煤炭方面，硬煤和蒸汽煤都是欧盟“软肋”。欧盟褐煤生产尚能自给自足，但硬煤消费在逐步淘汰煤炭的背景下不降反升，自俄罗斯进口硬煤量从1990年的800万吨增至2020年的4300万吨。从用途看，俄罗斯煤炭占欧盟冶金煤进口总量的20%～30%和蒸汽煤进口总量的70%，德国、波兰的煤电厂尤其依赖俄煤。在石油方面，俄油在欧进口总量中占比不高但难以被完全替代。欧盟是全球第二大石油进口地区，俄罗斯则是全球第一大石油出口国，2021年数据显示：欧盟石油进口量为1500万吨/天，其中自俄罗斯进口达350万吨/天。欧盟试图替代俄油存在三大瓶颈：一是欧盟内部输油基础设施多为自东向西，如果反向输送原油与石油产品，就会带来运力负担，铁路、公路、水路网络都得重新统筹；二是不少精炼厂对俄油品质最为适应，即便是改炼在品质上较为接近的伊拉克和伊朗石油，也存在技术挑战；三是在替代俄罗斯原油的同时，还需要替代柴油、石脑油、燃油等精炼产品，精炼商需要增产10%才能补偿生产线调整造成的损失。在天然气方面，俄罗斯管道天然气对欧盟意义重大。俄输欧天然气占欧盟进口天然气总量的40%，鉴于2022年3月初欧盟的储量只有26%，一旦俄罗斯对欧盟减供且欧盟在10月1日前无法完成足量液化天然气采购，2022年冬天的“气荒”势必难以避免。

欧盟对俄罗斯能源深度依赖导致其缺乏底气主动、彻底断供，而且成员国对此分歧较大。从时间上看，尽管2022年2月底战争爆发后欧盟第一时间宣布对俄制裁，先后涉及金融、军民两用品、普京与寡头资产冻结、相关个人与机构等内容，但对俄煤炭禁运直到4月初才提出，可谓迫不得已的决定。3月初美英两国即主导对俄石油禁运，而欧盟并未积极回应，5月初欧委会才宣布对俄石油禁运，但各成员国远未形成统一立场，博弈近一个月后仅达成“远非理想的妥协方案”：匈牙利、斯洛伐克、捷克等中东欧内陆小国均争取到特殊处理，享有较长过渡期，致使制裁效果大打折扣。在对俄天然气禁运问题上，欧委会主席冯德莱恩希望能在2027年摆脱俄气，4月得到以色列以离岸形式输气入欧的积极回应，但业内人士认为此举成本太高，即使加上来自美国、卡塔尔的液化天然气，完全替代俄气尚需时日且代价不菲。

从国别上看，欧盟各成员国在对俄能源制裁问题上分歧较大。俄罗斯的近邻主张加大力度，如芬兰认定“只要购买俄罗斯能源就是在为战争提供财政支持，就是大问题”，波罗的海三国已决定到2025年脱离自苏联时代使用至今的俄系电网，立陶宛前总统格里包斯凯特声称“为能源支付更多以换取自由和独立的做法值得西方借鉴”。而稍远的邻国如德国、奥地利、荷兰等则对制裁持保留态度，德国的反对力量最大：正是因其阻挠，欧委会对俄煤炭禁运的决定被拖延了3个月；对俄石油禁运也得等德国工业界立场软化才能成为现实，在相当长的时间内柏林方面只强调尽快淘汰化石能源，并不支持对俄石油禁运；基尔世界经济研究所估算，俄罗斯天然气突然断供将致使德国经济2022年减速1.9%、2023年缩减2.2%，两年国内生产总值损失合计2200万欧元，超过年经济产出的6.5%。比利时首相德克罗的表态较为中立：对俄制裁必须保证俄罗斯受损多于欧盟，能源制裁需谨慎，“我们不能与自己为敌”。至于匈牙利、斯洛伐克、捷克、保加利亚等中东欧小国，由于对俄罗斯能源依赖严重且作为陆地国家不便连接海运能源，对制裁的态度就更为微妙。

二、欧盟重塑能源系统的基本架构和技术抓手

既然能源安全无法保障而能源制裁又缺乏底气，“重塑能源系统”就成为欧盟眼下的可行选择。2022年3月8日，俄乌冲突爆发两周内，欧委会即出台《重塑欧盟能源系统：联合行动促进更加廉价、安全、可持续的能源》（RepowerEU: Joint European action for more affordable,secure and sustainable energy）文件，应急方案和长远策略并举，为2030年前终结对俄罗斯化石能源“危险的过度依赖”勾画蓝图。

从短期看，欧盟拟通过抑制价格和多样化供给的双重措施尽量避免或减缓2022年冬天的“气荒”。在抑制价格方面：通过价格监管保持零售能源价格总体可控，保障消费者利益和经济活力；对“高得离谱的电价带来的意外收益”额外征税，合理运用碳排放交易体系收入（2021年1月—2022年2月碳排放交易体系已为国家预算贡献300亿欧元），为成员国提供资金保障；诉诸国家补贴，参照疫后复苏措施制定“临时危机框架”帮助企业应对因俄乌危机而飙升的能源成本；借助市场手段，评估如何优化电网市场设计。在多样化供给方面：据欧委会第一副主席蒂默曼斯介绍，到2022年底替代1000亿立方米的俄罗斯天然气，占目前欧盟自俄罗斯进口天然气总量的2/3。欧盟对俄罗斯天然气公司（Gazprom）缺乏信任，2009年俄罗斯切断对乌克兰供应天然气事件后，欧方已加大液化天然气基础设施建设，为减少对俄管道天然气依赖做准备，液化天然气进口从当时的40亿立方米/月已增至现今的100亿立方米/月。具体到落实层面则包括：3月底出台“天然气最低储量”法案，设定到11月1日前完成储气能力80%的目标；支持以联合采购为代表的“协同储气”，成员国共享订单、匹配需求；继续对供应商尤其是俄气公司实施行为调查。

从长期看，欧盟更加坚定地推动清洁能源转型，通过发展可再生能源提高自身独立性。清洁能源转型本是“绿色新政”和“Fit for 55”气候法案的内在要求，在完全付诸实施的情况下，预计到2030年欧盟整体天然气需求有望降低30%，即减少1000亿立方米。不过，鉴于工业、电力部门的路径依赖以及天然气相较于煤炭、石油的“清洁”属性，俄乌冲突爆发前（2022年2月初）欧委会已将天然气认定为“加快去碳化进程的过渡能源”，预计近期欧方天然气需求将不降反升，俄气本可以继续顺利输欧甚至增加盈利。但俄乌冲突爆发凸显俄气的“武器化”与“不可信”特征，迫使欧盟在减少对俄气进口依赖的同时，加速转向更加廉价、可信赖的可再生能源。具体做法包括：安装更多的屋顶太阳能电池板、热泵与节能设施，提高建筑能效；通过电气化和绿氢使用加强低碳工业的制造能力；提高可再生能源审批速度，布局相关项目，改进电网基础设施；提振欧盟的生物甲烷雄心，到2030年实现350亿立方米/年的生产能力；依赖“氢能加速器”计划，增强储存和运输能力，以1000万吨进口绿氢和500万吨自产绿氢替代俄罗斯天然气。更引人瞩目的是，欧盟在4月初高调宣布到2030年实现“气候中和”，其中60%靠减排，40%将借助碳移除技术。

重塑能源系统的举措中有三大技术抓手值得注意，分别是热泵、生物甲烷和氢能。

第一大技术抓手是热泵。热泵用于建筑领域将有助于欧盟降低对俄天然气依赖。热泵能将低温处热能抽取到高温处，其热源可来自地热、水、空气甚至废气废液。由于欧盟40%天然气采自俄罗斯且欧盟天然气有半数用于建筑取暖，若能以热泵供暖取代天然气供暖，则可借此降低俄输欧天然气消耗量。从取暖用途看，100万个热泵若置于新造独栋房屋可减少11亿～15亿立方米天然气用量，若替代已有建筑中的锅炉则可减少20亿～25亿立方米天然气用量；从供应热水用途看，100万个热泵可节省3亿～4亿立方米天然气；规模应用有助于提高收益，50兆瓦区域供热热泵能达到2500～5000个小热泵的供热效果。更可喜的是，热泵取暖实现起来并不困难，不仅新建筑已视热泵为标配，而且老旧建筑经过智能改造也能用上热泵。

近十多年来欧盟热泵产业发展迅猛，年销量从2005年的不到50万个攀升至2021年的200万个，在整个加热器市场中已占据25%的份额。在重塑能源系统框架下，欧盟已启动“热泵加速器”计划提振决策者对热泵的信心，让热泵成为“可接受的政治选择”，让“清洁取暖”在价格上更具优势，同时保持已有市场活力并培训足量、合格的从业者，资助相关研发。空气—水热泵将迎来发展机遇，预计到2026年安装1000万个，2030或2031年前安装3000万个。在充分实现可再生能源转型和有效供热、供冷的情况下，热泵的市场预期可望达到2026年的1800万个和2031年的5300万个。

第二大技术抓手是生物甲烷。生物甲烷由沼气净化提纯获得，堪称“绿色天然气”。有机物分解腐烂的过程中会释放生物气体（沼气），其中45%～85%为甲烷，可当作交通燃料，并入天然气电网或用于发电和供暖，实现“变废为宝”。生物甲烷能同时满足安全、廉价和可持续三重标准：“安全”是因其能以恒定速度生产，比太阳能和风能稳定，而且储存起来比较容易；生产和交易均可在欧盟内进行，避免对外能源依赖；“廉价”的理由在于几乎无需新建基础设施，已有天然气基础设施可随时转为生物甲烷所用，消费者负担较轻；“可持续”则表现在原料易得，肥田作物、植物和动物代谢产物、家庭生物废弃物以及工业、商业有机废物均可，能借此减少整个价值链的排放。

欧盟已是全球最大的生物甲烷生产地，但还需加大规模化以进一步释放潜力。具体可通过下列措施：一是增加6000个沼气池、3000个沼气升级装置和500个生物气体—甲烷厂家；二是将生物气体升级为生物甲烷，使之不再局限于本地发电和供暖，而是并入天然气电网；三是投资商用气化生产；四是继续进行技术创新；五是推广“生物气体提供者权利”，保障农民积极性、土壤质量和生物多样性；六是增加市场流动、边境交易并增进对生物甲烷经济贡献的认知。2030年前生物甲烷主要生产方式为废物厌氧消化、农业残余生物质以及食品工业、市政废物，2030—2050年则需诉诸“林业废物气化”以期到2050年实现年产1000太瓦时以上的目标。

第三大技术抓手是绿色氢能。绿色氢能被视作“未来经济的中枢性元素”，其要义在于储存和运输绿色能源，对加速化石能源密集型产业和远距离交通“去碳”至关重要。欧盟发展绿色氢能拟分两步走：到2030年前，免受欧盟竞争规则约束以吸引投资者；2030年后才开始严加管理，具体规则包括能使运营商独立于能源供应商的“所有权分离”、第三方与跨境合作方获取服务需要的资费等。欧盟将参照已有“输气运营商协会”（ENTSOG）经验，打造“输氢运营商协会”（ENNOH），以推动相关基础设施建设、方便跨境协调与中转、出台技术规则。

欧盟将通过几项措施加速布局氢能。一是打造“氢谷”。即在成熟的一体化产业集群分享氢能基础设施，如比利时的安特卫普地区和西班牙的加泰罗尼亚地区，但有观点认为东欧国家可能被落下。二是进行认证。防止灰氢（化石能源制氢）、蓝氢（碳捕获与碳储存制氢）、粉氢（核能制氢）与绿氢（可再生能源电解制氢）混淆，方法是建立统一数据库但可行性仍在探讨，而且企业可能大量购买可再生能源电力制氢，反倒让终端用户无法获得急需的风能与光能。必须明确用来制氢的电力是无法消纳的额外电力，企业甚至得每隔15分钟提供“额外电力”的证据并在大型可再生能源电站附近安装电解设备以避免电网拥堵。三是筹集资金。据工业利益集团估算，在能够改造使用原有天然气管道的情况下，构建“欧盟氢气支柱”仍需高达270亿～640亿欧元的资金，而且还得向新入市企业合理摊派相关基建费用，保证新老参与者公平竞争。

三、欧盟重塑能源系统与我国“十四五”现代能源体系规划对接

2022 年3 月末， 国家发展改革委和国家能源局出台《“十四五”现代能源体系规划》（以下简称“能源规划”），在“双碳”目标指导下加快推动能源系统绿色低碳转型，要求“深化中欧能源技术创新合作”，“加强与有关国家在先进能源技术和解决方案等方面的务实合作”。我国“能源规划”与欧盟重塑能源系统文件同月出台，在时间上存在巧合却从内容上凸显中欧的高度共识：双方尽管能源资源禀赋不同，但都坚决走绿色低碳发展道路，并在2030年前着眼减少化石能源依赖、大力发展可再生能源。而且中欧在转型路径上存在可对接之处：欧盟主推的三大技术抓手已覆盖能源、建筑、交通、工业、农业等五大领域，与我国“能源规划”的优先项相符，中欧可就此深化合作，特提建议如下。

一是借鉴欧盟“热泵加速器”做法，在中部和南部地区重点推广热泵，同时加大支持我国对欧盟热泵出口。我国“能源规划”中有“因地制宜推广空气源热泵、水源热泵等新型电采暖设备”以“提升终端用能低碳化电气化水平”内容。中部和南部地区温暖的自然环境对热泵的季节性性能指数十分有利，据国际能源署认定可达4.5～7，是因地制宜的较好选择，热泵有望助力我国黄河以南地区成为“能源低碳转型引领区”。此外，鉴于近10年我国热泵增幅和增量均强于欧盟（2010—2020年间中国热泵安装量从218万个增至577万个，欧盟则从107万个增至218万个），而且对欧出口态势良好尤其是泳池热泵受到欢迎，我国可在能效标识、排放标准、信息推广等方面下功夫，为热泵对欧出口提供便利。

二是依托生物气体和生物甲烷促进乡村能源变革与清洁取暖，参照欧盟“生物气体提供者权利”（biogasdoneright）保护还利于民。该理念在意大利和法国部分地区已有成功实践，有待在德国、罗马尼亚和波兰等农业产区推广。相比于片面注重产出、忽略农业系统改善的“生物能源”理念，“生物气体提供者权利”是一种全新的范式和商业模式，能为可持续、大规模的生物能源提供保障。其原则包括：常规种植粮食作物，摈弃“食物与燃料”对立观念；种植双份作物充当青贮饲料，饲料残渣和牲畜粪便一起进入沼气池，沼气池通过净化、提纯生物气体获得生物甲烷，并通过燃烧生物气体发电，实现远距离输送和并网，其沼渣沼液用于浇灌主要粮食作物。该理念的益处在于还利于农民：沼渣沼液为作物提供营养，可减少化肥购买和温室气体排放，并节省灌溉用水，提升土壤的碳含量和营养含量，提高农场产出，实现“基于自然的碳捕获与碳储存”。我国在打造富民生物气体产业时可参照上述先进理念。

三是加大规模布局可再生能源发电和制氢产业，以特高压输变电线路联动西部清洁能源基地和中、东、南部重点能耗地区，探索可为欧盟所用的可再生能源区域互济经验；同时借鉴欧盟可再生能源制氢管理模式。“十四五”期间我国西部清洁能源基地年综合生产能力将达3.5亿吨标准煤以上，势必需要通过电力外送和制氢、储运的方式予以消纳。在外送方面，特高压技术具备功率大、能耗低、输电距离远的优势，已在“十三五”期间为构建能源运输主动脉发挥重要作用，合理配置了“东、西、南、北”和“水、火、风、光”。特高压技术完全可以为欧盟所用，因为欧盟不同成员国之间可再生能源分布不均，同样存在互利共享需求。在制氢、储运方面，欧盟关于就近就地开发利用的管理模式多有探讨，不同利益攸关方的声音更容易被听到，我国可对此保持关注，随时借鉴其较为优化的解决方案。