如何突破能源三难困境?能源政策如何权衡不同的目标?
发布者:lzx | 来源:南方能源观察 | 0评论 | 572查看 | 2019-10-31 18:00:42    

Trilemma,中文翻译为三难困境,在能源领域更普遍的说法是“不可能三角”。因为能源的属性很多、影响多元,既牵动经济、又影响环境,因此关于能源的讨论往往不仅限于能源,而是附加了很多其他方面的内容和目标。这就是能源政策多目标,或者是能源“不可能三角”的根源。


世界能源委员会:能源“不可能三角”的一个典型度量


著名的世界能源委员会(World Energy Council,WEC)早在2011年就使用了trilemma这个词,但当时只是讨论了能源的社会公平属性(energy equity),即能源价格可承担(afford ability)和能源使用普及(accessibility)。直到2016年,WEC才形成了目前的能源三难指数(Energy Trilemma Index,ETI),不仅涵盖能源公平,更包括了能源安全(energy security)和环境可持续性(environmental sustainability)。2019年,WEC开发的能源三难指数开始动态追踪全世界120多个国家的能源发展状态,从上述三个维度评估世界各国在能源政策三大目标维度的表现(WEC,2019)。


2019年最新的WEC能源三难指数报告显示,全世界综合指数排名前十位的国家分别为:瑞士、瑞典、丹麦、英国、芬兰、法国、奥地利、卢森堡、德国和新西兰。看起来,北欧国家排名普遍非常靠前。在环境可持续性上,瑞士排名第一,丹麦排名第二,英国排名第六,而可再生能源大国德国因为煤炭问题排名未能进入前十。在能源安全上,瑞典、丹麦和芬兰分列前三。而在能源公平上,卢森堡、巴林和卡塔尔位于前三。最后,WEC还评选出了2000年至2019年进步前十,分别是:柬埔寨、缅甸、多米尼加、尼加拉瓜、史瓦帝尼、以色列、加纳、中国、肯尼亚和黎巴嫩。


上述结果可能让很多人觉得不是很满意。一个最大的问题是小国明显占优势,如很多人可能听都没听过的巴林和史瓦帝尼。此外,各国国情和能源禀赋不一,直接比较很难做到公平公正。例如,瑞士电力生产结构中水电60%,核电34%;瑞典水电和核电占比都在40%以上;这跟中国煤炭为主的能源电力结构是截然相反的。说到底,此乃多人多目标决策问题最大的挑战——不同人对同一个问题的不同方面看法完全不一样。这背后既有利益的驱动,也有价值观念的因素。


对一个指标体系而言,我们可以重点关注其指标选择和权重确定两大方面。通过查阅WEC最新的指标体系,我们发现一个有意思的现象:能源三难指数体系里不仅包括能源安全、公平和环境可持续性,WEC还别出心裁地加入了一些国家背景指标,如一个国家的宏观经济环境、治理能力和投资创新环境指标。这些指标旨在考虑一个国家的特定背景和政策能力,而不仅限于能源方面的表现。不过,这些国家背景指标整体权重只有10%(其他三大方面各占30%权重),并没解决国家大小、资源禀赋等方面的不平等问题。


能源正义联盟:过分关注成本会导致偏好化石能源和环境破坏


另一个关于WEC能源三难指数的指标选取问题来自“能源正义联盟”的批判。这里的“能源正义联盟”指的是一些研究“能源正义”(energy justice)的学者,如Raphael Heffron,Darren Mc Cauley和Benjamin Sovacool。


跟能源三难困境类似,这些学者试图用能源正义来涵盖能源政策的三大目标和考虑:经济的、政治的(能源安全)和环境的(减缓气候变化)。在他们看来,一项正义的能源政策必须要综合考虑和统一协调三大目标。“能源正义联盟”的矛头首先对准的是新古典经济学及其子学科能源经济学,为此来自英国牛津大学的能源经济学家Dieter Helm不幸躺枪(Heffron et al.,2018)。Helm因反对可再生能源补贴、认为其增加电力成本和国民经济竞争力被英国政府受雇研究各种能源的真实成本。


但是,“能源正义联盟”认为经济学的关注点未免太窄,能源的经济性方面只是三大目标中的其中一个,对经济性的过分关注会导致环境的破坏和注意力转移,因此需要一个更为全面的能源正义概念。


在“能源正义”学者看来,能源领域充满了各种不正义:如腐败、税收、化石能源补贴、环境破坏、温室气体漏报、融资问题、对外投资、市场竞争扭曲、利益集团游说和跨国公司的强有力影响。正是这些问题导致了能源行业的不平等和二氧化碳排放问题。


而这些问题背后的根源在于经济学的主导地位和对“成本”问题的过分关注。即使到了现在,英国对外投资中化石能源项目投资额仍是可再生能源的两倍。经济学家来主导能源政策可能会选择性忽视过去四五十年化石能源享受的补贴、转过头来批判可再生能源如今享受的补贴,他们也可能会将页岩气技术完全归功于市场经济下的技术革新进而忽视政府的科研支持,并忽略页岩气开采过程中的化学产品使用和水污染问题。


再比如,由于可再生能源产出的波动性,电力容量市场的发展最后导致低成本的化石能源得以存活,但是容量市场是否应该强调技术中性呢?再比如搁置资产问题,政府救市会不会导致这些企业虚报自己的资产呢?著名的四大会计师事务所KPMG还可能将一家石油公司的资产估大100倍。


在“能源正义”学者看来,该选择何种能源形式是一个社会选择,而不仅仅是简单的个人选择问题。个人选择往往是出于自利的目的,虽然个体理性得到了彰显,但是能源形式选择是一个群体决策,应该体现社会契约的精神,我们不应该过分强调选择的理性(science of choice),而应强调合约的理性(science of contract)。


“能源正义联盟”的第二个矛头对准了WEC的能源三难指数。在他们看来,将价格可承担作为能源公平的重要支柱也暴露了WEC要追求低成本能源形式,即化石能源。这将过分维护能源领域的现状,不利于能源的低碳转型。为此,“能源正义联盟”将能源公平改成了能源经济,因为经济是比价格可承担更广的一个概念,前者还包括价格、融资、各种补贴、税收优惠、保险成本、能源普及等(Heffronand Mc Cauley,2017)。


在实际度量中,“能源正义联盟”最终构建了他们的“能源正义指标”(Energy Justice Metric)。其中经济方面的因素主要考虑新能源基础设施是否有成本-收益分析,能源生产全流程过程中的补贴成本,能源成本占可支配收入比例,以及能源基础设施中的就业收益。虽然这些指标力图完善,但是因为缺乏客观数据,研究者最后也不得不采取专家打分法。每个细分指标1-10分,然后平均得到三大指标各自得分,进而计算三大指标所占百分比。与此同时,研究者还构建了各项指标的一个理想型得分(不是满分),同样进行平均和百分比计算。最后,一个国家的能源正义指标得分取决于跟理想型的差距(Heffron et al.,2018)。可想而知,三大指标得分最好是比较均衡才好。


能源“不可能三角”孰轻孰重:指标权重的争议


不管是能源三难指数,还是能源正义指标,指标权重往往是争议最多的地方。能源正义指标体系中的二级指标是平均权重,但是三大一级指标之间的权重就不得而知了。比如,理想型中,经济占比29%,政治占比37%,环境占比34%,这样的比重分配每项得分是100。然而,对美国来说,经济占比31%,单项得分93,政治占比47%,单项得分却只有46,环境占比22%,单项得分65,最后美国的三项平均得分是68分(93+46+65除以3)。显然,这样的权重分配和算法需要显著改进。


至于WEC报告的权重,2019年一个新的变化在于按照指标的重要性和次级指标数量进行主观赋权。此前,WEC报告采用的是平均赋权的做法。WEC平均赋权的做法被人批判过,其中就包括Energy Economics上的一篇文章(Song et al.,2017);即使是WEC 2019年的重要性赋权也没有很强的说服力。Song等人的文章采用的是随机多标准可接受度分析方法(stochastic multicriteria acceptability analysis),不预设指标的权重对不同国家进行可接受度排名。如果不知道指标权重怎么进行指标汇总排名呢?


一个可行的做法是对指标权重进行分类讨论。如果只有三类指标,它们的权重大小排序就只有6种可能,针对每一种可能排序我们可以进一步讨论不同国家的排名情况。这是因为在每一种权重大小排序条件下,我们可以知道每个国家排名得分的上下限值,将问题进一步简化。紧接着再辅以关于这个上下限值区间的统计分布假设,我们就可以抽样并计算出一个国家排名处于某个位置的可能性大小,比如排第一、第二、第三的各自概率。


最后,假设排一次第一得1分,排第二得0。66分,排第三0。49分,第四名0。37分等等,我们就可以对所有国家进行综合排序。Song等人发现,采用这种方法得到的结果跟WEC平均权重的结果相比会有一些差异,比如英国和加拿大排名应该提前,而挪威、奥地利排名应该往后。


瑞士、瑞典再一次排在了前面。一切讨论似乎又回到了原点。瑞士、瑞典是不是各国该学习的榜样?各国是不是该大力发展水电和核电呢?中国又应该怎么做?能源三难困境究竟如何权衡解决是好?来自欧洲的Pliousis等人在Energy Journal发文旗帜鲜明指出每个国家的权重应该不一样(Pliousisetal.,2019)。在采用能源安全、可持续性、公平维度之外,Pliousis等人进一步引入政府政策一大维度,用于捕捉长期改进和技术变革的可能性。


在方法上,作者采用了数据包络分析的一个变种,即Benefit of the doubt (BoD)分析框架,旨在给每个国家赋予不同的指标权重。最终在对34个OECD国家的历史排序中,瑞典、丹麦、挪威分列前三位,法国第四、瑞士第五,墨西哥和土耳其最后垫底。瑞士排名不如其他文献的结果,原因在于瑞士在政府政策维度得分偏低。


能源“不可能三角”可以共同改进?


有意思的是,Pliousis等人还计算了能源三难四大维度的统计相关性。无论是斜对角线上方的皮尔逊相关系数,还是下方的Kendall相关系数,四大维度之间的相关性均为正且大部分显著。这一点似乎在说明能源三难困境并不是一个困境,因为一个国家在一个方面改善,在其他方面同样也会改善(反映它们之间的正相关关系)。当然,这也可能是因为作者考虑的只有OECD国家,这些国家已经到了一定的发展高度,能源三难之间的张力和矛盾冲突在某种程度上得到了一定的化解。但是指标之间没有负相关关系还是让人讶异,因为只有负相关才能说明不同目标之间是有矛盾和冲突的。否则,如果各方面都能共同改善,还有什么两难或者三难呢?


能源“不可能三角”的国内讨论


中国知网上关于能源“不可能三角”的文献其实很少。少有的两篇文献如《价格理论和实践》上人大一名硕士生的文章《能源“不可能三角”中的权衡抉择》还是坚持了能源“不可能三角”之间的三难:“能源供给安全、能源价格低廉和能源清洁环保这三大目标之间不再存在帕累托改进空间,任何一个目标方向的优化都意味着其他方向的恶化,即能源的‘不可能三角’”(相晨曦,2018:p47)。文章接着说,在能源价格低廉和清洁环保两大目标之间,燃煤机组上脱硫脱硝会提高电价,可再生能源补贴也会提高电价,反过来降电价又会刺激高耗能产业的发展、增加污染排放。所以,电价是要更高还是更低似乎都不好确定。


末了,我还想说的是如果你去搜索能源安全的定义和讨论,你会发现这个概念甚至也包括了能源三难困境的所有维度:供给充足、可靠、价格低廉、环境清洁。有学者统计过论文中出现过关于能源安全的100多种定义,不一而足。至于能源正义也是作者仿照之前的环境正义、气候正义再造的概念。它们似乎都在说能源三难困境和能源“不可能三角”的事。至于怎么突破能源三难困境和能源“不可能三角”,文献讨论得并不多。事实真能像北欧国家一样三难齐头并进得到解决,还是像国内这样确定一个合理的电价都那么困难,最终可能还是实践走在理论前面。毕竟,这一切都取决于决策者对三难的权重衡量。

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