2020年12月12日,联合国秘书长古特雷斯警告各国进入“气候紧急状态”,其中包括亚马逊雨林大面积破坏、北极海冰减少、珊瑚礁大规模死亡、海洋减缓等。循环。 九个地区已经接近气候临界点,并且发展速度比之前预测的要快。 近年来极端气候事件频繁发生、灾害强度不断加大,意味着气候危机常态化时代提前到来,对人类生存和发展造成前所未有的影响。 面对干旱、洪水、风暴等极端气候事件对全球能源基础设施和运行系统造成的严重损害,能源安全的气候韧性转型已成为能源治理的首要议题之一,这需要我们认识到动态视角下的能源安全全面构建气候危机下具有韧性的能源安全治理体系,着力提升能源安全能力和风险管控能力。

气候危机下能源安全面临多重挑战

2021年至2022年,联合国政府间气候变化专门委员会(IPCC)已三次发布第六次评估的三份工作组报告,强调一些“前所未有”的极端气候事件也将变得更加严重。 其发生越来越频繁,意味着极端气温、强降水、干旱、热带气旋、复合灾害事件等将对能源安全造成多重影响和挑战。

极端气候事件对能源生产和能源运输的负面影响持续上升

今年夏季,高温干旱席卷从西欧到北美的北半球,不仅增加了能源制冷的需求,也给这些地区的能源供应和能源运输带来了严峻的挑战。 极端高温和干旱造成的能源和水资源短缺,导致水电、核电受到不同程度的限制。 以欧洲为例,2022年入夏以来,高温导致河流、湖泊、水库蒸发增加、水位减少。 法国96个省中有90个省份濒临干旱危机,水力发电减少60%。 意大利和西班牙的水力发电量在过去12个月内暴跌约40%,就连水电资源丰富的挪威也在考虑限制电力出口以确保供应安全。 极端高温也会影响一些核电站的生产和运行。 占法国总发电量70%的核电发电量已降至数十年来的低点。 法国15座核电站中,有11座建在内陆河附近。 冷却核反应堆的河流水位下降,水温升高,导致冷却困难,核发电不得不减少发电量。

干旱也对欧洲能源运输产生巨大影响。 对于德国来说,80%的水运是通过莱茵河完成的。 干旱天气期间莱茵河水位持续下降,运煤船舶的装载能力只有原来的四分之一。 导致煤炭、石油等能源无法按计划抵达。 目的地已完成运输量,这使得在俄乌冲突下处于高度紧张的能源平衡状态的欧洲的能源供应安全面临更大的挑战。 此外,高温导致欧洲部分天然气管道关闭或减少运营,光伏板运行功率也随之减少。 天然气发电和光伏发电也受到极端天气的影响。

气候危机下,清洁能源和化石能源基础设施脆弱性显着增加。

极端天气不仅会削弱能源生产、运输、消费相关基础设施的工作效率和运行稳定性,增加设备故障率和维护难度,还会对海上油气、水电、风电、电力造成影响。电网和其他暴露的基础设施。 承担更大的灾害风险。 例如,太平洋岛国在气候危机中常年受到海平面上升和热带风暴的困扰。 当风暴来袭时,由于能源系统脆弱,斐济、汤加、瓦努阿图等国的社区经常出现长期停电的情况,对当地的生活条件和经济状况造成严重影响。

气候危机下的能源基础设施损失和损害主要包括两类:一是与能源生产设施相关的损害。 热带气旋、暴雨雪、强寒潮、沙尘暴、龙卷风、冰雹、台风、海啸等极端天气常常对能源生产设备产生负面影响。 造成直接损害,特别是飓风、台风等风暴天气,将使海上油气平台、沿海核电站、海上风电、油气码头等能源基础设施面临较高的运营风险。 例如,2021年8月,飓风“艾达”对美国墨西哥湾多个海上油气平台和炼油厂造成破坏,导致90%的油气生产活动暂停近两周。 二是与油气输送管道和输电管道相关的气候损害。 尤其是负责长距离能源运输的电网系统更容易受到极端气候事件的影响。 飓风、洪水、冰雹等气候灾害引发的电压不稳定、变压器短路、倒杆断线等事故严重威胁地区和国家电网安全。 例如,2021年冬天,由于德克萨斯州遭遇冬季暴风雨,电力设施受损,部分电网线路被冻无法供电。 随着电力需求激增,电网不堪重负,导致该州多地大面积停电。

在气候危机下,能源安全日益融入水-粮食-能源安全的联系之中。

极端气候变化给整个生态系统带来危机,其传导性和内生相关性不容小觑。 这意味着气候变化引发的一个或几个直接风险将导致一系列危机。 恶化。 世界经济论坛发布的《2022年全球风险报告》强调,就未来十年全球最关键的风险而言,未能减缓和适应气候变化已成为影响最深远的第一风险,而其他风险如正如生物多样性丧失、生计危机、传染病、水危机和粮食危机也与气候变化密切相关。 可见,气候危机下,能源安全更加深入地嵌入到多因素安全体系中,特别是与水和粮食密切相关,从而形成水、粮食和能源安全纽带(水-粮食-能源,世界FE)。 IPCC今年发布的《气候变化2022:影响、适应和脆弱性》报告提到,目前约有33亿至36亿人生活在极易受到气候变化影响的环境中。 到2100年,全球70%的人口中约有50%将面临因极端高温和潮湿而导致的“危及生命的气候条件”。

极端气候导致数百万人遭受严重的粮食危机和日益严重的水危机,使能源供应系统和电力传输系统极其脆弱,包括非洲、亚洲、中美洲、南美洲、小岛屿和两极。 地区受影响最严重。 因此,能源安全的实现取决于水、粮食和能源部门之间的依赖和权衡,需要寻求解决方案以实现资源部门之间的最大协同,从而系统地保证能源安全的可持续性。 但目前,国际社会对减缓气候变化的关注和投入仍远高于气候适应问题。 能源安全气候适应性的提升也受到资金、技术、理念等因素的阻碍。

气候适应性转变下能源安全韧性治理发展趋势

“弹性”的概念原本属于力学,是指系统抵抗冲击并从冲击中恢复的能力。 奈恩·阿夫甘等学者将能源系统弹性定义为“能源系统抵御气候、经济、技术和社会因素干扰并在事后恢复和振兴的能力”。 将韧性理论引入能源安全研究,不仅意味着注重对风险的“预谋”,预测能源系统面临的风险并规避风险; 还强调风险发生后能源系统的“事后恢复”,重点关注风险冲击下能源系统的韧性、恢复力和适应性。 面对日益严峻的气候危机,能源安全韧性治理强调在提高能源系统气候适应能力的同时,能够在最短的时间内恢复系统功能,恢复到系统正常状态,即有计划、有准备。 、应对气候危机并从中恢复。 以及更成功地适应破坏性事件的能力。

在这一理念下,越来越多的国际机构开始将韧性治理纳入能源安全。 二十国集团(G20)早在2018年就发布了《应对气候变化的韧性基础设施》报告,主张通过公私合作推动气候韧性基础设施建设,特别是密切关注气候和气候变化。 与能源基础设施弹性的内在联系。 2021年,G20能源部长会议发布《清洁能源转型安全》报告,强调清洁能源基础设施还必须对气候和极端天气变化采取适当的预防措施。 国际能源署(IEA)分别于2021年和2022年发布了《气候复原力:电力部门安全》和《气候复原力政策准备》报告,并通过气候灾害评估数据库科学完善了能源部门的气候复原力评估。自然。 国际可再生​​能源机构(IRENA)2021年发布的《应对气候影响:可再生能源作为气候变化适应战略》报告提出,在气候危机影响下,通过增加可再生能源发电比例来促进可再生能源发电比重。实现能源转型和碳中和目标还需要关注如何提高可再生能源系统的复原力以及气候灾害的预警和应急能力。

值得注意的是,适应气候变化的专门国际组织也逐渐兴起。 2018年10月16日,中国、荷兰等17国领导人在荷兰海牙正式成立全球适应委员会(GCA),旨在推动国际社会加强气候适应伙伴关系网络建设,帮助气候脆弱国家提高应对气候危机的韧性治理和适应能力。 其年度报告《2021年适应现状与趋势》提到,应尽快为能源系统提供创新的气候适应和恢复理念、解决方案和政策建议。

与此同时,各国越来越关注能源领域的弹性治理战略。 欧盟委员会和欧洲环境署共同创立的欧洲气候适应平台(Climate-Adapt)于2021年2月发布了《建设具有气候适应能力的欧洲:欧盟适应气候变化新战略》报告,旨在实现四大目标 两个主要目标:使适应更加智能、更快、更加系统,加强气候变化适应的国际行动。 欧盟特别关注韧性治理中的社会公平维度。 2022年6月发布的简报《迈向“正义韧性”:适应气候变化,不让任何人掉队》特别关注欧盟国家在气候危机、能源正义和社会稳定等多重威胁下出现的现状能源危机和经济危机。 美国全球变化研究计划建立了“气候复原力工具包”,以衡量能源部门的脆弱性,并计划改善整体能源系统的复原力,包括使供应链多样化以应对多种类型的破坏; 加强和协调应急响应计划,尽量减少中断的规模和持续时间; 制定洪水和雨水管理计划,以应对极端天气事件和海平面上升; 制定干旱管理计划,以解决供水量减少的可能性; 制定水电管理计划以应对可能出现的水文极端情况等。 美国政府将适应气候变化的创新基础设施计划列为重要政策,如“太阳能+储能”一体化技术,防止极端天气等事件造成停电; 在灌溉渠上安装太阳能电池板遮阳篷,不仅可以增加清洁能源发电,还可以减少水的蒸发。 作为全球气候变化的敏感脆弱地区,中国升温速度高于同期全球平均水平,注重将气候适应纳入国家安全战略。 2022年6月,生态环境部、国家发展改革委等17部门联合发布《国家适应气候变化战略2035》,旨在将适应气候变化全面纳入经济社会发展全局在“双碳”目标下,提升气候风险。 提高管防水平,建设气候适应型社会,各类城市系统应对内涝、干旱缺水、高温热浪、大风、冰冻灾害等问题的能力显着增强,全面提高适应气候变化的能力。

提升我国能源安全韧性治理能力的要点

中国已成为全球最大的能源消费国、最大的清洁能源装机容量和投资国。 能源生产、运输和利用的各个环节都受到气候变化潜在的多重影响,甚至面临严峻的气候危机挑战。 比如,今年夏天,四川、重庆等地极端高温引发干旱。 重庆51条河流断流,24座水库干涸,导致水力发电量锐减。 四川省甚至启动了一级应急能源供应保障(最新级别)。 高级)应急响应。 与此同时,重庆农作物受灾面积达3.67万公顷,高温引发多地山火灾害,进一步恶化区域水-粮食-能源链接安全。 在此背景下,我们需要不断提升我国能源安全韧性治理能力,构建韧性、普惠、低碳的能源体系。

系统提升能源安全韧性治理应急管理能力

增强能源安全和韧性,就是全面提高能源系统对气候变化和极端天气的适应能力和韧性。 要构建常态化能源应急管理体系,提高气候变化下灾害保障能力,提高突发事件防范能力。 、预警、行动和恢复能力。 在日益严重的气候危机下,能源系统的韧性治理也可以从应急管理生命周期的维度来理解,即在风险准备、风险应对、风险恢复和风险适应的各个阶段,进行韧性建设。能源系统的提升体现为全面提高系统的可靠性、承受能力、恢复能力和学习能力。

具体来说,一是在应对气候危机的准备阶段,能源系统的可靠性体现在对暴雨、冰雹、飓风、冰冻等极端天气气候事件的抗干扰准备和预警能力。为应对气候危机对能源生产的影响,对运输、储存和配送可能造成的影响进行全面的风险评估和应对备案。 其次,在危机应对阶段,能源系统在气候危机造成的损失全部释放后,有能力承受并维持系统最基本的运行功能。 第三,在危机恢复阶段,能源系统具有自我恢复能力,能够在能源部门绩效达到最低点后及时有效地恢复其服务绩效。 第四,在危机适应阶段,能源系统有能力从气候危机的影响中学习,在新的状态中找到平衡点,并通过政策学习演变成更好的紧急状态。

加强电网等能源基础设施气候适应能力

当前,能源电气化、数字化、清洁化日益成为全球能源转型的主要趋势,电网已成为支撑整个能源系统协调稳定的重要能源基础设施。 电网韧性是指整个电网系统应对极端事件,特别是气候变化下的自然灾害或威胁整个电网系统运行的突发事件的能力,即如何避免电网崩溃,恢复整个电网的安全运行。在最短的时间内并网。 电网韧性治理需要重点关注跨区域协调、数字智能电网、分布式微电网发展,提高其气候适应能力。

一是优化电网侧协调,加强跨区域电网协调。 我国部分地区缺电的背后是我国电力供给的结构性问题。 为了解决这个问题,需要在更大的区域范围内调度电力资源。 为了解决可再生能源消纳问题,还需要优化跨区域输电。 因此,需要重点改进多电网联合并网、消纳和调度技术。 此外,电力系统必须注重与其他能源系统的耦合。 未来,电力系统不可避免地需要与其他能源供应系统进行配合。 其次,在绿色和数字化双转型的背景下,要兼顾电网绿色化和数字化建设。 高比例的清洁能源电力必然要求电力系统智能化数字化水平的提高。 目前,电网本身的数字化升级涵盖了从发电端到用电端的智能感知、智能部署以及产业链各方的参与。 未来,要进一步推进能源体制改革,加快建设适应能源结构转型的电力市场。 三是重点抓好分布式微电网建设。 微电网是由分布式电源、负荷、配电设施、监控和保护装置组成的小型发电和配电系统,与清洁能源和储能技术一起提高了能源系统的灵活性。 能源系统韧性治理要求微电网尽快成为可控实体,即通过技术创新解决自身运行问题,作为可控实体响应大电网的调控指令,并与大电网灵活互动。

通过多能互补和新能源存储,提高高比例清洁能源系统的韧性

气候危机下,碳中和目标的实现依赖于高比例清洁能源的使用。 但风能、太阳能的不稳定特性对电网影响较大,一定程度上增加了能源系统的脆弱性。 因此,接纳和容纳大规模、高比例的风电、光伏发电,亟待提高电力系统的灵活性和调节能力。 为提高绿色能源系统的韧性,需要推动多能互补和新型储能技术的创新和应用。

一是深入推进多能互补工程。 一是面对终端用户电、热、冷、气等多种能源需求,因地制宜统筹传统能源和清洁能源开发和互补利用,构建综合能源供应体系基础设施。 二是利用大型综合能源基地风能、太阳能、水能、煤炭、天然气等资源的综合优势,推动风、光、水、热、储多能互补建设和运营系统。 其次,储能技术的应用突破了传统电力系统电力生产和用电的时间和空间限制,调节风电、光伏发电的峰值,从而保证大电网的安全,提高安全性能整个系统的。 持续推动储能技术创新,就是推动新型储能规模化、产业化、市场化发展,特别是发展大型地下储能技术,包括发电-供热-储能一体化强化地热系统、矿山抽水蓄能、废弃油气田和盐穴地下储存等。2022年7月,我国金坛盐穴压缩空气储能电站正式投入运营,成为全球首个“非补燃”压缩空气能源储能电站。 它是新能源存储技术的创新应用。

推动中国在全球能源安全韧性治理和国际合作中发挥建设性作用

作为全球最大的能源消费国和全球清洁能源发展的引领者,中国应继续增强在全球能源安全韧性治理和气候适应国际合作中的积极作用。

一是利用各类国际多边平台,推动能源韧性治理议题设置和议程管理,完善气候适应技术体系和能源韧性标准体系,推动区域能源韧性合作和救灾。 如在东亚峰会清洁能源论坛和东盟+3清洁能源圆桌对话平台上推动高比例清洁电力系统的风险防控,在东盟框架内推动跨境油气管道的弹性安全维护。上海合作组织,在中非合作框架内促进跨境油气管道的韧性和安全维护。 开展节水发电技术和多能源互补技术培训等。

二是在绿色“一带一路”和南南合作框架下,提升沿线国家能源系统韧性治理和能源基础设施气候适应能力。 “一带一路”沿线大部分国家和地区处于气候、地质变化敏感区,生态环境多样且脆弱。 东南亚、南亚等地区每年都会遭受台风和洪水的影响。 中国应进一步从清洁能源生产大国转变为清洁能源外交强国,在南南合作中推动应对气候变化、提高能源韧性的相关培训、技术资金援助和项目合作。 2022年6月,联合国开发计划署呼吁各国改善能源弹性治理,在危机时期建立高效、有弹性的能源系统。 中国可推动与联合国在“一带一路”沿线国家的三方合作,促进国际交流,共同实施能源安全韧性治理项目。

第三,鉴于全球气候融资大部分致力于减缓气候变化,应进一步鼓励区域和全球金融机构投资者增加气候适应融资,特别是加强能源基础设施的气候韧性融资。 亚洲基础设施投资银行和亚洲开发银行已经开始重点通过资产配置帮助世界实现气候目标。 中国需要建立气候灾害预警机制,完善可持续基础设施建设,以减少私营部门非流动资产绩效。 对不确定性和风险的担忧推动全球绿色发展。

来源

《国家治理》周刊2022年9月

原标题

全球气候危机中的能源安全弹性治理

作者

李新雷 山东大学当代社会主义研究院研究员、山东大学政治学与公共管理学院教授

新媒体编辑

程晶晶

作者 admin