能源安全和可持续性：实现南非的平衡

照片由RachaelRinchiuso拍摄 基尔尼,芝加哥 能源安全和可持续性：把握南非的平衡 前言1 能源困境3 打击南非平衡12 可再生能源13 水力发电14 核14 传统化石燃料14 天然气15 建立多元化的路线图 能源组合16 第一阶段：设置为增长16 第二阶段：扩大规模18 案例研究：挪威——清洁能源强国19 成功的关键考虑因素21 政策和法规22 资金和合作伙伴关系23 基础设施和技术26 转岗再培训27 作者30 前言 在过去的二十年中，全球对脱离碳氢化合物的能源转型高度重视。许多国家已设定雄心的净零承诺，意图加速其脱离传统石油、煤炭和天然气来源的转型。 然而，关于能源转型是否取得显著进展仍存在疑问。尽管全球可再生能源在2021年至2023年间增长了27%，但这些能源仍仅占全球能源的8%，全球能源的绝大部分——81%——仍然依赖碳氢化合物例如石油、煤和天然气。 在欧洲等发达国家，能源转型已取得显著进展，这得益于强有力的政策和法规框架。然而，地缘政治紧张局势下的最新能源安全问题已将焦点从可持续性转向能源安全，导致化石燃料的使用暂时出现紧急复苏，例如德国的煤炭使用。这突显了发展中国家持续面临的一个关键矛盾：如何在公正的方式下过渡到更清洁的能源系统，确保能源安全以支持经济增长和缓解不平等，同时也要限制未来能源系统对人类和地球的影响（见图1 ）。 图1 虽然有些人可能认为需要加速转型并获得可靠、负担得起的能源 由于目标冲突，非洲能源系统的未来需要采取一种细致的方法来平衡两种祈使句 低碳能源 供需能源缺口 一个全球平衡的行动 能源安全 不间断可用性 缺乏价格实惠的能源对经济产生负面影响” 供给<需求以纠正过去能源的滥用和满足未来需求 能源需求 全球能源结构 能源可持续性 满足需求现无效果 未来的人类和地球” 全球性重大影响如果未能及时优先处理 短期压力 时间 长期压力 来源：凯文分析 能源安全与可持续发展：把握南非的平衡1 在cop29上，向清洁能源体系过渡的公正和公平性需求继续得到强调，承认平衡能源安全和可持续性的道路对每个国家来说都将不同，特别是对发展中国家而言，这些国家强调了为支持转型和实现经济价值提供充足、可及资金的需求。 尽管大约90%非洲的能源中有很大一部分是基于碳氢化合物的，非洲排放的二氧化碳只有大约 4%of全球温室气体（GHG）排放尽管如此，非洲受气候 变化的影响不成比例，这得益于其依赖农业以及有限的资源来减轻自然灾害的影响。这种气候脆弱性与基础设施、能力、资金限制相结合，加剧了需要采取务实规划来加强能源安全以支持社会经济发展的需求，同时利用可用资源，并转向更清洁的电力来源。 电力生产是世界能源系统的关键子集，负责超过 40%在所有与能源相关的温室气体排放中。电力是现代社会和经济体系的核心，与经济社会发展和工业化有着内在联系 。对于电力可负担性是实现发展目标基本驱动力的发展中国 家，平衡能源安全与电力部门脱碳是复杂的，需要复杂的权衡。 在南非，电力危机仍在持续，且煤炭在国家电力部门根基深厚，能源安全与可持续性之间的张力十分紧张。由于南非相当一部分就业岗位与煤炭发电部门相关，因此仔细考虑转型带来的社会经济影响对于持续成功至关重要。 非洲，例如，面临着多方面、相互依存的电力挑战。目前，据估计6亿人非洲许多地区缺乏可靠的电力接入。人口快速增长加剧了这一问题，进一步增加了电力需求。由于整个大陆的高失业率和缓慢的工业化进程，许多非洲国家在应对国际去碳化压力的同时，又试图利用其丰富的、廉价的碳氢资源来促进社会经济发展需求。 在这份白皮书中，我们将解析南非如何在能源安全与可持续性之间取得难以捉摸的平衡，探讨包括在内的重要问题： —什么是一个现实的能源组合，以平衡南非的电力能源安全性和可持续性？ —南非如何务实地过渡到这种平衡组合？ —南非如何利用这一转型推动工业化和支持社会经济发展 ？ 目前，非洲大约有6亿人没有可靠电力接入。 能源安全与可持续发展：南非的平衡之道2 能源困境 近期全球变化凸显了平衡能源安全与可持续发展的困境。鉴于2020年代初全球能源危机，已出现短期回归化石燃料使用的现象，优先考虑能源安全。然而，为达成可持续发展目标，需要在能源安全与加速向清洁能源基础转型之间取得平衡。 最近的地理政治动荡增加了对全球能源安全的关注，同时引发欧盟（EU）能源价格的大幅波动。1这些供应威胁在全球范围内被强调能源安全与可持续性是相互关联、双重优先事项能源与经济增长、社会经济发展、政治稳定之间的基本联系，使能源安全成为发达国家和发展中国家alike的优先事项，许多国家重新考虑其国家能源计划，包括脱碳的优先级。例如，德国已将其原计划的煤炭淘汰时间从2030年推迟到2038年。对于能源安全（尤其是可负担性要素）仍然是支持发展的关键的发展中国家，对烃类的投资一直是其能源计划的基础 。例如，印度继续投资煤炭以确保其不断增长人口的能源安全 。烃类重新重视的全球复苏的后果可见于图2，该图显示2021年至2023年间全球能源使用的总体增长几乎完全由石油、煤炭和天然气驱动。 1乌克兰冲突 图2 仅仅清洁能源的增长不足以满足全球能源需求；尽管可再生能源增长了27%，化石燃料消耗仍在增长，达到创纪录的高水平 全球一次能源结构演变（EJ） 597.4 604.1 核 4% 4% 水 7% 7% 可再生能源 7% 7% 天然气 25% 23% +4%+3% 619.6 4% 6% 8% 23% 修改(%)2021对比2023 -3%干净 -2%能量 混合 +27% -1% 煤27% 油31% 27% 32% 26% 32% +2% +6% 化石 混合燃料 202120222023 来源：ETI世界能源数据；凯捷分析 能源安全与可持续性：把握南非的平衡点3 在洲际层面,非洲面临着一个高度复杂且相互依存的能源安全挑战该大陆的GDP增长率（CAGR）预计在2023年至2027年间约为8%。为维持这一增长，需要持续且充足的能源供应；然而，非洲的能源供应正承受巨大压力，长期能源可靠性和稳定性低下。 尽管非洲在可再生能源和水电方面取得了进展，但其成效仍被化石燃料的持续使用所掩盖，非洲可再生能源使用量增加了15%，远低于2021年至2023年间全球平均27%的增长率（见图3）。然而，该洲在可再生能源发电方面具有巨大潜力，这归因于杰出的太阳能辐射量（>5.5KWh/m2/天）和有利的陆上及海上风能条件（非洲总风能潜力的三分之一以上位于风速>8.5m/s的地区）。这体现在非洲各地已安装和规划中的各种可再生能源项目上。非洲: 叠加这非洲能源结构大约有90%依赖于烃类丰富的煤炭、天然气和石油资源提供了负担得起且具有显著社会经济机遇的能源供应，包括工业化，这对于整个大陆国家持续发展至关重要。然而，这与可持续性议程相冲突，需要找到脱碳解决方案。 —南非计划从风能和太阳能光伏发电中采购约2600兆瓦。 —埃及将在Benban太阳能光伏电站再投入1650兆瓦。 —加纳的阿伊特帕风电场提供225兆瓦的装机容量。 —肯尼亚的图尔卡纳湖风场是非洲最大的，发电量为310兆瓦。 图3 非洲的初级能源结构主要受其丰富的、价格合理的化石燃料主导 非洲一次能源结构演变(EJ) 0%+3% 修改(%) 2021对比2023 核20.2 20.320.9-27%干净 可再生能源 2%1%2%0% 3%0% +15%能量 水7% 煤21% 7% 20% 7% 20% +5%混合 -2% 天然气 油 30% 39% 29% 41% 30% 41% 2% +7% 化石 混合燃料 202120222023 来源：ETI世界能源数据；凯捷分析 能源安全与可持续性：南非的平衡4 尽管为了支持可持续性目标和加强能源安全，非洲大陆正在加大对其巨大可再生能源潜力的开发，但非洲立即的能源安全挑战仍然存在，从供应和需求角度来看： —当前供应不足，总发电能力为894TWh，仅满足当前需求的一半。预测非洲将只能满足大约 67%到2030年将其能源需求减少。这种能源不足阻碍经济增长，并对社会经济发展产生负面影响。一些国家面临轮流停电 ，这严重影响了他们的经济。例如，南非在过去十年中实施了常规轮流停电。图4突出了在2022年alone能源缺乏对南非经济造成的严重影响。 —现有供应受到普遍能源基础设施因资产老化及维护不足而下降的限制。基础设施大多是公有的，且财政紧张，只有零星的私营部门投资。在技术和高级电网管理能力方面的各种技能短缺进一步摧毁了能源基础设施。此外，技能短缺由于不断变化的能源组合以及相关的基础设施变化而加剧，这些变化需要不同的技能组合。 —需求在增长。非洲当前的电气化率仅仅是43%,areductionof3%由于人口快速增长，过去五年间……预计到2050年，大陆人口将增长一倍，达到约25亿，这将超过基础设施的扩张，侵蚀2000年代初商品繁荣时期取得的进展。 —需求是远程且昂贵的。地理分布加剧了电力获取的低效率 ，其中85%的无电力接入人口生活在农村、难以通电的地区。农村扩张成本比已建立的城区高出7倍，进一步加剧了农村通电的复杂性。 图4 ~1.5% 经济影响(%GDP等价物) 157 (2022) 电 到管理 南非的轮流停电“负荷削减”损害了国内生产总值，展示了能源供应短缺削弱经济增长 情况 影响 没有天的 南非引入削负荷 电力消耗 来源：BusinessTech2023；Kearney分析 能源安全与可持续发展：南非的平衡之道5 尽管能源安全问题再次成为关注焦点，全球的焦点仍在于气候变化。不可否认大气中温室气体（GHG）排放增加与气候变化之间的相关性对全球生命构成生存威胁。 尽管二氧化碳减排工作已取得进展，但目前的努力远远不足以实现《巴黎协定》的目标。在COP28期间，一项“全球盘点”确定了进展太慢，无法实现《巴黎协定》目标跨越所有气候区域。这引发了关于世界是否能够现实地实现《巴黎协定》目标的问题，包括将全球温度上升限制在工业化前水平以上1.5 摄氏度。随后在COP29上，引入了一份2028年的进展报告，以加强透明度和问责制，从而与气候目标保持一致。 人类活动显著增加了大气温室气体排放，由于燃烧化石燃料,导致全球气温持续上升、酸雨和空气质量下降，进而引发健 康问题。气候变化引发极端天气事件，对经济、基础设施和 公共卫生产生系统性风险。为应对气候变化，各国已推出多种政策和法规，包括巴黎协定以及CBAM等，旨在减少二氧化碳排放。 非洲国家特别容易受到气候变化的影响，因为它们缺乏应对与天气相关事件的财政资源。随着大约35%非洲农业占其GDP的比重，加上基础设施有限，气候变化对非洲造成了不成比例的威胁，尽管该洲仅占全球温室气体排放的4%（见 图5）。非洲已经面临气候变化带来的后果，包括水资源压力增加、极端天气事件频发以及受影响的农业生产和随之而来的粮食不安全。 图5 尽管非洲拥有全球总人口的18%，但非洲对全球温室气体排放的贡献率仅为4% 非洲温室气体排放和人口（百分比）与世界其他地区的比较 18 4 非洲 82 96 剩余的世界 全球人口的百分之多少温室气体排放的百分比 来源：凯文分析 能源安全与可持续性：把握南非的平衡6 尽管非洲对全球温室气体排放的贡献微不足道，但它面临着将其能源系统从目前高度依赖化石燃料的体系转变的巨大压力。虽然全球合作对于实现《巴黎协定》是必要的，但必须承认非洲转型的复杂性，考虑到其目前有限的产能几乎完全基于化石燃料，而快速转型对其发展中国家经济构成重大风险。此外，如果全球能源转型减少了对非洲化石燃料出口的需求，还可能发生经济动荡。 应对国际压力，一些非洲国家在实现净零排放的承诺上表现出雄心壮志，因为实现这一目标需要漫长征途。2例如，南非承诺在2050年实现碳中和，考虑到该国对化石燃料的严重经济依赖以及南非是2024年全球最不平等的