如何突破能源三難困境?能源政策如何權衡不同的目標?
發布者:lzx | 來源:南方能源觀察 | 0評論 | 421查看 | 2019-10-31 18:00:42    

Trilemma,中文翻譯為三難困境,在能源領域更普遍的說法是“不可能三角”。因為能源的屬性很多、影響多元,既牽動經濟、又影響環境,因此關于能源的討論往往不僅限于能源,而是附加了很多其他方面的內容和目標。這就是能源政策多目標,或者是能源“不可能三角”的根源。


世界能源委員會:能源“不可能三角”的一個典型度量


著名的世界能源委員會(World Energy Council,WEC)早在2011年就使用了trilemma這個詞,但當時只是討論了能源的社會公平屬性(energy equity),即能源價格可承擔(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難指數(Energy Trilemma Index,ETI),不僅涵蓋能源公平,更包括了能源安全(energy security)和環境可持續性(environmental sustainability)。2019年,WEC開發的能源三難指數開始動態追蹤全世界120多個國家的能源發展狀態,從上述三個維度評估世界各國在能源政策三大目標維度的表現(WEC,2019)。


2019年最新的WEC能源三難指數報告顯示,全世界綜合指數排名前十位的國家分別為:瑞士、瑞典、丹麥、英國、芬蘭、法國、奧地利、盧森堡、德國和新西蘭。看起來,北歐國家排名普遍非常靠前。在環境可持續性上,瑞士排名第一,丹麥排名第二,英國排名第六,而可再生能源大國德國因為煤炭問題排名未能進入前十。在能源安全上,瑞典、丹麥和芬蘭分列前三。而在能源公平上,盧森堡、巴林和卡塔爾位于前三。最后,WEC還評選出了2000年至2019年進步前十,分別是:柬埔寨、緬甸、多米尼加、尼加拉瓜、史瓦帝尼、以色列、加納、中國、肯尼亞和黎巴嫩。


上述結果可能讓很多人覺得不是很滿意。一個最大的問題是小國明顯占優勢,如很多人可能聽都沒聽過的巴林和史瓦帝尼。此外,各國國情和能源稟賦不一,直接比較很難做到公平公正。例如,瑞士電力生產結構中水電60%,核電34%;瑞典水電和核電占比都在40%以上;這跟中國煤炭為主的能源電力結構是截然相反的。說到底,此乃多人多目標決策問題最大的挑戰——不同人對同一個問題的不同方面看法完全不一樣。這背后既有利益的驅動,也有價值觀念的因素。


對一個指標體系而言,我們可以重點關注其指標選擇和權重確定兩大方面。通過查閱WEC最新的指標體系,我們發現一個有意思的現象:能源三難指數體系里不僅包括能源安全、公平和環境可持續性,WEC還別出心裁地加入了一些國家背景指標,如一個國家的宏觀經濟環境、治理能力和投資創新環境指標。這些指標旨在考慮一個國家的特定背景和政策能力,而不僅限于能源方面的表現。不過,這些國家背景指標整體權重只有10%(其他三大方面各占30%權重),并沒解決國家大小、資源稟賦等方面的不平等問題。


能源正義聯盟:過分關注成本會導致偏好化石能源和環境破壞


另一個關于WEC能源三難指數的指標選取問題來自“能源正義聯盟”的批判。這里的“能源正義聯盟”指的是一些研究“能源正義”(energy justice)的學者,如Raphael Heffron,Darren Mc Cauley和Benjamin Sovacool。


跟能源三難困境類似,這些學者試圖用能源正義來涵蓋能源政策的三大目標和考慮:經濟的、政治的(能源安全)和環境的(減緩氣候變化)。在他們看來,一項正義的能源政策必須要綜合考慮和統一協調三大目標。“能源正義聯盟”的矛頭首先對準的是新古典經濟學及其子學科能源經濟學,為此來自英國牛津大學的能源經濟學家Dieter Helm不幸躺槍(Heffron et al.,2018)。Helm因反對可再生能源補貼、認為其增加電力成本和國民經濟競爭力被英國政府受雇研究各種能源的真實成本。


但是,“能源正義聯盟”認為經濟學的關注點未免太窄,能源的經濟性方面只是三大目標中的其中一個,對經濟性的過分關注會導致環境的破壞和注意力轉移,因此需要一個更為全面的能源正義概念。


在“能源正義”學者看來,能源領域充滿了各種不正義:如腐敗、稅收、化石能源補貼、環境破壞、溫室氣體漏報、融資問題、對外投資、市場競爭扭曲、利益集團游說和跨國公司的強有力影響。正是這些問題導致了能源行業的不平等和二氧化碳排放問題。


而這些問題背后的根源在于經濟學的主導地位和對“成本”問題的過分關注。即使到了現在,英國對外投資中化石能源項目投資額仍是可再生能源的兩倍。經濟學家來主導能源政策可能會選擇性忽視過去四五十年化石能源享受的補貼、轉過頭來批判可再生能源如今享受的補貼,他們也可能會將頁巖氣技術完全歸功于市場經濟下的技術革新進而忽視政府的科研支持,并忽略頁巖氣開采過程中的化學產品使用和水污染問題。


再比如,由于可再生能源產出的波動性,電力容量市場的發展最后導致低成本的化石能源得以存活,但是容量市場是否應該強調技術中性呢?再比如擱置資產問題,政府救市會不會導致這些企業虛報自己的資產呢?著名的四大會計師事務所KPMG還可能將一家石油公司的資產估大100倍。


在“能源正義”學者看來,該選擇何種能源形式是一個社會選擇,而不僅僅是簡單的個人選擇問題。個人選擇往往是出于自利的目的,雖然個體理性得到了彰顯,但是能源形式選擇是一個群體決策,應該體現社會契約的精神,我們不應該過分強調選擇的理性(science of choice),而應強調合約的理性(science of contract)。


“能源正義聯盟”的第二個矛頭對準了WEC的能源三難指數。在他們看來,將價格可承擔作為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。這將過分維護能源領域的現狀,不利于能源的低碳轉型。為此,“能源正義聯盟”將能源公平改成了能源經濟,因為經濟是比價格可承擔更廣的一個概念,前者還包括價格、融資、各種補貼、稅收優惠、保險成本、能源普及等(Heffronand Mc Cauley,2017)。


在實際度量中,“能源正義聯盟”最終構建了他們的“能源正義指標”(Energy Justice Metric)。其中經濟方面的因素主要考慮新能源基礎設施是否有成本-收益分析,能源生產全流程過程中的補貼成本,能源成本占可支配收入比例,以及能源基礎設施中的就業收益。雖然這些指標力圖完善,但是因為缺乏客觀數據,研究者最后也不得不采取專家打分法。每個細分指標1-10分,然后平均得到三大指標各自得分,進而計算三大指標所占百分比。與此同時,研究者還構建了各項指標的一個理想型得分(不是滿分),同樣進行平均和百分比計算。最后,一個國家的能源正義指標得分取決于跟理想型的差距(Heffron et al.,2018)。可想而知,三大指標得分最好是比較均衡才好。


能源“不可能三角”孰輕孰重:指標權重的爭議


不管是能源三難指數,還是能源正義指標,指標權重往往是爭議最多的地方。能源正義指標體系中的二級指標是平均權重,但是三大一級指標之間的權重就不得而知了。比如,理想型中,經濟占比29%,政治占比37%,環境占比34%,這樣的比重分配每項得分是100。然而,對美國來說,經濟占比31%,單項得分93,政治占比47%,單項得分卻只有46,環境占比22%,單項得分65,最后美國的三項平均得分是68分(93+46+65除以3)。顯然,這樣的權重分配和算法需要顯著改進。


至于WEC報告的權重,2019年一個新的變化在于按照指標的重要性和次級指標數量進行主觀賦權。此前,WEC報告采用的是平均賦權的做法。WEC平均賦權的做法被人批判過,其中就包括Energy Economics上的一篇文章(Song et al.,2017);即使是WEC 2019年的重要性賦權也沒有很強的說服力。Song等人的文章采用的是隨機多標準可接受度分析方法(stochastic multicriteria acceptability analysis),不預設指標的權重對不同國家進行可接受度排名。如果不知道指標權重怎么進行指標匯總排名呢?


一個可行的做法是對指標權重進行分類討論。如果只有三類指標,它們的權重大小排序就只有6種可能,針對每一種可能排序我們可以進一步討論不同國家的排名情況。這是因為在每一種權重大小排序條件下,我們可以知道每個國家排名得分的上下限值,將問題進一步簡化。緊接著再輔以關于這個上下限值區間的統計分布假設,我們就可以抽樣并計算出一個國家排名處于某個位置的可能性大小,比如排第一、第二、第三的各自概率。


最后,假設排一次第一得1分,排第二得0.66分,排第三0.49分,第四名0.37分等等,我們就可以對所有國家進行綜合排序。Song等人發現,采用這種方法得到的結果跟WEC平均權重的結果相比會有一些差異,比如英國和加拿大排名應該提前,而挪威、奧地利排名應該往后。


瑞士、瑞典再一次排在了前面。一切討論似乎又回到了原點。瑞士、瑞典是不是各國該學習的榜樣?各國是不是該大力發展水電和核電呢?中國又應該怎么做?能源三難困境究竟如何權衡解決是好?來自歐洲的Pliousis等人在Energy Journal發文旗幟鮮明指出每個國家的權重應該不一樣(Pliousisetal.,2019)。在采用能源安全、可持續性、公平維度之外,Pliousis等人進一步引入政府政策一大維度,用于捕捉長期改進和技術變革的可能性。


在方法上,作者采用了數據包絡分析的一個變種,即Benefit of the doubt (BoD)分析框架,旨在給每個國家賦予不同的指標權重。最終在對34個OECD國家的歷史排序中,瑞典、丹麥、挪威分列前三位,法國第四、瑞士第五,墨西哥和土耳其最后墊底。瑞士排名不如其他文獻的結果,原因在于瑞士在政府政策維度得分偏低。


能源“不可能三角”可以共同改進?


有意思的是,Pliousis等人還計算了能源三難四大維度的統計相關性。無論是斜對角線上方的皮爾遜相關系數,還是下方的Kendall相關系數,四大維度之間的相關性均為正且大部分顯著。這一點似乎在說明能源三難困境并不是一個困境,因為一個國家在一個方面改善,在其他方面同樣也會改善(反映它們之間的正相關關系)。當然,這也可能是因為作者考慮的只有OECD國家,這些國家已經到了一定的發展高度,能源三難之間的張力和矛盾沖突在某種程度上得到了一定的化解。但是指標之間沒有負相關關系還是讓人訝異,因為只有負相關才能說明不同目標之間是有矛盾和沖突的。否則,如果各方面都能共同改善,還有什么兩難或者三難呢?


能源“不可能三角”的國內討論


中國知網上關于能源“不可能三角”的文獻其實很少。少有的兩篇文獻如《價格理論和實踐》上人大一名碩士生的文章《能源“不可能三角”中的權衡抉擇》還是堅持了能源“不可能三角”之間的三難:“能源供給安全、能源價格低廉和能源清潔環保這三大目標之間不再存在帕累托改進空間,任何一個目標方向的優化都意味著其他方向的惡化,即能源的‘不可能三角’”(相晨曦,2018:p47)。文章接著說,在能源價格低廉和清潔環保兩大目標之間,燃煤機組上脫硫脫硝會提高電價,可再生能源補貼也會提高電價,反過來降電價又會刺激高耗能產業的發展、增加污染排放。所以,電價是要更高還是更低似乎都不好確定。


末了,我還想說的是如果你去搜索能源安全的定義和討論,你會發現這個概念甚至也包括了能源三難困境的所有維度:供給充足、可靠、價格低廉、環境清潔。有學者統計過論文中出現過關于能源安全的100多種定義,不一而足。至于能源正義也是作者仿照之前的環境正義、氣候正義再造的概念。它們似乎都在說能源三難困境和能源“不可能三角”的事。至于怎么突破能源三難困境和能源“不可能三角”,文獻討論得并不多。事實真能像北歐國家一樣三難齊頭并進得到解決,還是像國內這樣確定一個合理的電價都那么困難,最終可能還是實踐走在理論前面。畢竟,這一切都取決于決策者對三難的權重衡量。

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