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聊聊加拿大的能源過渡

2022-02-10 來源: Norbula聚視界


聊聊加拿大的能源過渡



“To improve is to change, 

to perfect is to change often” 

(丘吉爾)

 

 

聊聊加拿大的能源過渡

國家承諾

 

加拿大溫室氣體排放(下稱“排放”)主要來自兩種渠道:產能和用能,這二者之和超過80%的排放總量。雖然近年涉及產能的重點行業如石油天然氣飽受批評,但其上/中/下游的排放總和其實只占總體的26%。


更多的排放則來自用能,即終端能源消耗,如化石燃料的使用。所以加國若想在2050年前實現凈零排放(即“碳中和”),終端用能的部分才是急需解決的。

 

來自加國政府的數據顯示從2005年至今,加拿大每年排放總量幾乎沒有變化,一直維持在7.2億噸二氧化碳當量左右。而政府最新的承諾是在2030年前要將排放量下降到2005年總量的55%-60%,可說是任重道遠。


另外由于新能源的介入以及常規煤廠的關閉,使得加國電/熱力行業的排放自2009年下降了22%,因此不能極端地說新能源無用。

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那么為何說重任在肩呢?雖然加拿大已在全境范圍內為電力行業脫碳做出了相當多的努力,如利用水/核電去替代,但參照其碳中和的愿景,目前電力領域的脫碳依然充滿挑戰。因此,更多排放的減少需由其他行業完成,如建筑、交通、油氣開采等。


愿景很美好,但是要花錢。在2015–2019年,加國政府投入了600億加元去促進和調整,而后基本每年要投入200億加元左右去支持低碳技術、可再生能源、下一代清潔燃料、改造住宅/商業樓排放系統以及零排放交通工具等。

 

除了投資,加國政府還制定了多個減排計劃并立法實施,同時在行政層面推出多元化的輔助手段,具體措施較為繁雜不在此贅述。最新預測顯示,加拿大達到2030年減排目標的下限應該沒問題。


然而要實現2050碳中和,加國還需盡快實現2–3倍于當下清潔燃料的供應量。截至目前,約10億加元被加國政府用于提升可再生能源智能化、電網現代化以及儲能,其中20%的資金用于支持潮汐/地熱能方面的科技發展。


到2040年,加國預計有18%的電力由燃氣發電提供,而2019年的占比為10%。新落地的燃氣發電廠無疑會使脫碳過程更慢,除非配置碳捕獲、利用和封存(下稱“CCUS”)技術,或者使用諸如生物甲烷、氫氣、氨氣等低碳氣體作為燃料主體,但燃氣發電廠可能依然需要提前退役。


值得一提的是,加拿大的水力資源相當豐富,具備跨季節甚至是年際儲能能力,若水力富裕地區和水力短缺地區更好地連接互補,則可有效支持實現零碳發電的目標。

 

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在交通工具方面,我們認為加國會先將重點放在輕型載客卡車、中型載客/貨車、以及重載車輛零排放上,但是政府必須確保加快充電/加氫等基礎設施的網絡化建設。從長遠來看,CCUS技術和進一步電氣化對于降低特定行業內的更多排放十分重要。目前已有4個商業化CCUS項目在加拿大的電力、油氣和肥料行業開始運行,尤其是油氣公司可憑借CCUS使企業競爭力更強。


其實加拿大各項減排政策并非想揠苗助長也不是一刀切,而是很努力地在維持公民/企業收入與脫碳之間的平衡,并且著重于對付低效的化石能源開發利用。

 

顯然,加國政府需要做的還很多。比如我們發現政府并沒有在系統層面去監管全國的相關政策,無法提高執行效率,也不能及時總結地方上優良的治理方案并應用于全國。再者,政府并沒有完全落實對于低效的化石能源開采利用的補貼審查,這也是實現碳中和的一個不小阻力。然而,我們最近看到加國對于上述問題已有反應對策,想今后也會看到更多改良之處。



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可再生能源

 

加拿大可再生能源(下稱“RE”)主要是水能,水能也是加國電力的主要來源。風能和光能(下稱“風光”)雖然在過去10年間發展迅速,但依然分別只占加拿大最終完全能耗的1.2%、0.2%。在工業領域,34%的耗能來自RE;在商業,這一比例為31%;在交通行業,卻不到5%。


加國近年RE發電量接近450太瓦時/年,占總發電量的68%,而總發電量的60%是水電,風電只有5.6%,光伏更少僅0.7%,但生物質發電卻有1.6%。政府預測未來20年間,全境風電裝機容量將至少增長3倍。同時,光伏產業也會順勢增長,但屋頂式光伏的安裝量相較于其他國家來說依然較低,因為很多地方已有性價比較高的電力供應。

 

近些年,加拿大風光發電的度電成本優勢逐漸凸顯。然而,一些風光發展的阻力依舊存在,例如:

  • 用電負荷增長緩慢
  • 電力市場大的地方如安大略省、英屬哥倫比亞省和魁北克省,均存在電力過剩問題
  • 企業購電協議(PPA)具有較高的市場結構性壁壘
  • 在垂直監管的電力市場里會出現阻礙分布式發電和儲能的發展
  • 某些省份(如安大略和阿爾伯塔?。r不時變動的政策框架(碳價、電價結構、凈電量結算等)
 
從電網系統的角度看,加國需要在各省地區抓緊架設靈活可靠的輸電線路,以應對風光的不穩定性,雖然目前這種不穩定性還未構成嚴重問題。另外,加拿大多個省份強大的水電系統也會對此有幫助。

 

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為支持加拿大RE行業和電氣化進程,政府在最近的承諾中也同時列出了第一批次幾項重點投資:


9.64億加元
RE智能化、電網現代化
3億加元
鄉村偏遠及原住民地區
80億加元
(7年期)
加速脫碳進程、促進工業轉型、清潔能源科技發展
10億加元
(5年期)
鼓勵私有資本介入大型清潔能源科技項目
15億加元
增加新的清潔燃料生產項目、生物質能供應鏈優化
2.28億加元
(8年期)
低碳燃料采購計劃
3500萬加元
協助構建英屬哥倫比亞省的清潔燃料和CCUS技術中心
4.37億加元
(3年期)
零排放交通工具計劃(包括對配套基礎設施建設的協助)
50億加元
助力公交系統脫碳(包括對零排放公交車/校車的采購)
26億加元
(7年期)
幫助居民提高其住宅能源利用效率
15億加元
(3年期)
樓宇的減排改造
1.66億加元
(7年期)
支持農業中清潔能源技術發展、促進農場主使用清潔能源
25億加元
(3年期)
加拿大基礎設施銀行(CIB)支持清潔能源發電、輸電和儲能
2億加元
地熱能、潮汐能等新興科技/項目落地

除了政府投資,當然還有稅務措施,比如資本成本補貼(下稱“CCA”)以及RE相關企業所得稅率減半。至于一些使用化石燃料或廢料的低效發電設備,將于2年后不再適用CCA。

 

再說地熱能和生物質能。雖然地熱能在加拿大被用于住宅供暖已有幾十年,但地熱發電卻普遍處在萌芽階段,在西部三省,政府已支持全國第一批4個地熱發電項目的實施。目前加拿大85%的生物質能來自林業生物質,源于其豐富的森林資源和成熟的林業系統。


然而這種生物質原料的特殊供應鏈系統卻較為低效,使得一些生物質能廠無法及時獲得足量和優質貨源,以至于最終不能實現企業生產/盈利目標。政府意識到了這個問題,因此也正在動用各種資源去解決,比如營造多個地域供應鏈中心,實現多樣化的采購方案。

 

加拿大的電力已擁有很高的RE份額,即以水電為主,并且正致力于加強RE在其他領域的作用,特別是交通運輸。因此,除清潔電力外,加拿大看到清潔燃料有極大潛力,對其碳中和具有重要意義。清潔燃料顯然為加拿大提供了一個機會,可將其現有的能源行業過渡到未來的低碳經濟,使得支持科技創新、參與良性競爭和保障能源安全的同時,從例如森林和農業殘留物以及城市固體廢料中增加新的收入來源。


這些清潔燃料包括氫氣、生物燃料、可再生天然氣、可持續航空燃料與合成燃料。今天,這些燃料占加拿大6%的總能源供應,但預計國家能源需求的10%-51%(據一些預測會高達60%)將在2050年前用清潔燃料來滿足,以實現其凈零目標。

 

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2020年12月,政府發布了《加拿大氫能戰略》,旨在刺激對氫氣生產的投資,使加拿大成為全球氫氣供應國。數據表明到2050年,氫氣可以貢獻給加拿大30%的能源。此外,加拿大每年8250萬加元的能源創新計劃也額外撥款2500萬加元用于制定業內規范/標準,以支持加拿大的氫能戰略。去年6月21日,加國啟動了清潔燃料基金,這是一項為期五年的15億加元計劃,該基金將降低建設或擴建清潔燃料生產設施所需資本投資的風險。

 

加拿大生物燃料行業從2005年的2億升乙醇和生物柴油零產量增長到2020年的約20億升乙醇和6.5億升生物柴油,使加拿大在生物燃料總產能方面排名世界第八。政府估計,到2030年,交通運輸對低碳液體燃料(即乙醇、生物柴油、可再生柴油)的總需求是2020年的2.5倍。


目前,大約80%的乙醇原料來自玉米,而50%的生物柴油原料來自菜籽油。加拿大現在是生物燃料的凈進口國。2019年,加拿大進口了約45%的乙醇年消費量,以及接近100%的生物柴油和可再生柴油消費量。加拿大出口大部分自產的生物柴油,由于有政策激勵,其國內年產量的84%銷往美國。

 

盡管如此,加拿大預計其龐大的生物質資源依然可使其能夠服務于國際市場。通過利用其豐富的可持續原料,以及在燃料/技術方面的創新和現有的石油精煉基礎設施,來共同生產低碳燃料,包括乙醇、可再生柴油、可持續航空燃料和可再生天然氣。每60億加元的投資將產生12-20個新的或擴建的生物燃料設施,將產量增加55億升,創造4萬個崗位,貢獻150億加元/年的經濟產出。加拿大也可成為清潔氫氣出口的領航者。


據統計,每年已生產300萬噸常規氫用于工業,使加拿大成為全球十大氫氣生產國之一,包括約30萬噸電解氫,使加拿大成為世界上最大的電解氫生產國之一。


加拿大還擁有世界知名的氫能和燃料電池公司,這些公司目前有2200名員工,收入超過2億加元(主要來自出口)。另外,最近發布的加拿大氫戰略顯示,到2050年,全球和國內至少有500億加元的市場,這儼然是另一個油砂行業。


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編輯/圖片/審校

Norbula Development Inc.


【參考文獻】
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7.  Government of Canada (2021c), Government of Canada investing to electrify transit systems across the country
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9.  Canadian Hydropower Association (2020), 5 Things You Need to Know About Hydropower
10.  CIB (Canada Infrastructure Bank) (2020), Canada Infrastructure Bank’s Growth Plan Backgrounder
11.  Government of Canada (2021a), Emerging Renewable Power Program
12.  Wilson, E. (2020), Alberta is Canada’s primary destination for wind and solar energy investment, Canadian Renewable Energy Association



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