李昕蕾：全球气候危机中的能源安全韧性治理

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李昕蕾（山东大学当代社会主义研究所研究员、山东大学政治学与公共管理学院教授）

  2020年12月12日，联合国秘书长古特雷斯警告各个国家进入“气候紧急状态”，其中包括亚马逊雨林地区被广泛破坏、北极海冰减少、大规模的珊瑚礁死亡以及海洋循环变慢等在内的九个领域已经逼近气候临界点（tipping point），而且其发展速度比之前所预测的要更快。近几年的极端气候事件频发且灾害强度不断增加，意味着气候危机常态化时代已经提前到来，对人类的生存与发展造成了空前的影响。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破坏，能源安全的气候适应力转向已经成为能源治理中的首要议题之一，需要我们从动态角度理解能源安全问题，全面建构气候危机下的能源安全韧性治理体系，着力提高能源安全保障能力和风险管控能力。
  气候危机下能源安全的多重挑战
  2021年到2022年，联合国政府间气候变化专门委员会（Intergovernmental Panel on Climate Change，IPCC）先后3次发布了第六次评估的3个工作组报告，强调一些“史无前例”的极端气候事件也会越来越频繁地发生，这意味着包括极端温度、强降水、干旱、热带气旋、复合灾害事件等会对能源安全造成多重冲击与挑战。
  极端气候事件对能源生产和能源运输的负面影响不断攀升
  今年夏季，从西欧到北美，高温干旱席卷北半球，不仅推升了能源制冷需求，还给这些地区的能源供应和能源运输带来了严峻挑战，极端高温干旱所导致的能源用水紧张使得水电、核电等不同程度受限。以欧洲为例，2022年入夏以来，高温导致河流、湖泊和水库的蒸发量加大，水位下降，法国96个省中有90个省份处于干旱危机的边缘，水力发电减少了60%，意大利和西班牙过去12个月水力发电量骤减约40%，即使水电丰富的挪威也正在考虑限制电力出口确保供应安全。极端高温也会影响部分核电站的生产运行，占法国总发电量70%的核电发电量已经跌至数十年来的低点，法国的15个核电站中，有11个建在内陆河流附近，由于冷却核反应堆的河流水位下降且水温升高，导致冷却困难，核电发电不得不减产。
  干旱对欧洲能源航运也产生巨大影响。对德国来说，其80％的水路运输都通过莱茵河完成，干旱天气下莱茵河水位不断下降，运送煤炭的船只装载量只有原来的四分之一，导致煤炭、石油等能源无法按计划到达目的地完成输送量，从而使俄乌冲突下处于高度能源紧平衡状态的欧洲能源供应安全，面临着更加巨大的挑战。另外，高温让欧洲部分天然气管道停摆或减量作业，光伏板运行功率折损，天然气发电和光伏发电也受到了极端天气的影响。
  气候危机下清洁能源与化石能源的基础设施脆弱性明显上升
  极端天气不仅会削弱同能源生产、运输和消费相关的基础设施本身的工作效能和运行稳定性，增加设备的故障率与维护难度，还会使海上油气、水电、风电、电网等暴露性基础设施承受着更大的灾害风险。如太平洋岛国在气候危机下常年受到海平面上升和热带风暴的侵扰。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会长时间断电，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损害主要包括两种：一是同能源生产设施相关的损害，热带气旋、暴雨暴雪、强寒潮、沙尘暴、龙卷风、冰雹、台风、海啸等极端天气往往对能源生产设备造成直接损害，特别是飓风、台风等风暴天气会使海上油气平台、沿海核电厂、海上风电、油气码头等能源基础设施面临较高的运营风险。如2021年8月，飓风“艾达”造成美国墨西哥湾多个海上油气平台和炼油厂遭受损坏，致使九成油气生产活动暂停近两周。二是同油气输送管道以及电力输送管线相关的气候损害，特别是承担长距离能源运输的电网系统在极端气候事件面前更为脆弱。飓风、洪水、冰雹等气候灾害所造成的不稳定电压冲击、变压器短路、倒杆断线等事故均严重威胁着区域和全国电网的安全。如2021年冬天，美国得克萨斯州由于遭受冬季风暴导致电力设施损坏，部分电网线路冻结无法供电，电力需求激增的同时电网不堪重负，使该州多地出现了大面积的停电。
  气候危机下能源安全日益密切地嵌入到水—粮食—能源安全纽带中
  极端气候变化带来的是整个生态系统的危机，具有不可低估的纽带传导性和内生关联性，这意味着由气候变化所引起的某种或几种直接风险会导致危机的“级联”恶化。世界经济论坛发布的《2022年全球风险报告》中强调，就未来十年全球最紧要的风险而言，减缓与适应气候变化行动的失败已经成为影响深远的首位风险，而其他风险如生物多样性减损、生计危机、传染性疾病、水资源危机、粮食危机也同气候变化密切相关。可以看出，在气候危机下，能源安全保障已经更加深入地内嵌到多因素安全体系之中，特别是同水与粮食密切相关，从而形成了水、粮食和能源安全纽带（Water—Food—Energy，WFE）。IPCC今年发表的《气候变化2022：影响、适应和脆弱性》报告提到，目前大约33亿到36亿人正居住在对气候变化影响高度脆弱的环境下，到2100年，全球约50%—70%人口将因极端热度和湿度而被暴露在“危害生命的气候条件下”。
  极端气候已让数百万人遭受严峻的粮食危机和日益严重的水资源危机，使能源供应体系和电力传输系统也变得极为脆弱，其中非洲、亚洲、中美洲、南美洲、小型岛屿和两极地区受到的影响最严重。因此，能源安全的实现有赖于水、粮食和能源部门之间的依赖和权衡关系，需要寻求实现资源部门间最大协同效应的解决方案，从而系统性保障能源安全的可持续性。但目前国际社会对于减缓气候变化的关注度与投资力度仍远高于气候适应议题，能源安全的气候适应力提升也受到资金、技术以及观念等因素的阻碍。
  气候适应力转向下能源安全韧性治理的发展态势
  “韧性” (Resilience) 概念原本属于机械学，指系统的抗冲击能力和从冲击中恢复的能力。纳恩·阿夫根（Nairn Afgan）等学者将能源系统韧性定义为“能源系统对来自气候、经济、技术和社会等因素的扰动进行抵御，并在事后复原与复兴的能力”。将韧性理论引入能源安全性研究，意味着不仅关注对风险的“事前规划”，预测能源系统所面临的风险并对风险进行规避；同时还强调风险发生之后能源系统的“事后恢复”，注重风险冲击下的能源系统的承受能力、恢复能力和适应能力。在日益严峻的气候危机面前，能源安全韧性治理强调在提高能源系统气候适应性的同时，能够在最短时间内恢复系统功能，回到系统正常状态，即在气候危机中计划和准备、应对、恢复并更成功地适应破坏性事件的能力。
  在此理念下，越来越多的国际机构开始将韧性治理纳入到能源安全保障中。二十国集团（Group of 20，G20）早在2018年就发布了《针对变化气候的韧性基础设施》报告，倡导通过公私合作来推进具有气候适应力的基础设施建设，特别是高度关注气候与能源基础设施韧性的内在联系。2021年，G20能源部长会议发布了《清洁能源转型的安全》报告，强调清洁能源基础设施也要针对气候和极端天气变化采取适当的防范措施。国际能源署（International Energy Agency，IEA）分别于2021年和2022年发布了《气候韧性：电力部门安全》和《气候韧性的政策准备》报告，同时通过气候灾害评估数据库来提升能源部门气候韧性评估的科学性。国际可再生能源机构（International Renewable Energy Agency，IRENA）于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，通过提高可再生能源发电比例来推动能源转型和碳中和目标的实现，同时也需要关注如何提升可再生能源体系韧性以及对气候灾害的预警应急能力。
  值得注意的是，专门性的气候适应国际组织也逐步出现。2018年10月16日，包括中国、荷兰在内的17国领导人在荷兰海牙正式启动了全球适应委员会（Global Commission on Adaptation，GCA），旨在推动国际社会加强气候适应伙伴关系网络建构，帮助气候脆弱型国家提升在气候危机面前的韧性治理和适应能力。其年度报告《2021年适应状况和趋势》中提到，要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，各国也日益重视能源部门的韧性治理战略。由欧盟委员会和欧洲环境署创办的欧盟气候适应力组织（European Climate Adaptation Platform ，Climate-Adapt），于2021年2月发布《打造气候韧性欧洲：欧盟适应气候变化新战略》报告，旨在实现四个主要目标：使适应更智能、更迅速和更系统，以及加强适应气候变化的国际行动。欧盟特别注重韧性治理中的社会公平维度，其于2022年6月发布的简报《走向“公正的韧性”：在适应气候变化时不让任何人掉队》，特别强调关注目前欧盟国家在气候危机、能源危机、经济危机等多重威胁下显现的能源正义与社会稳定问题。美国全球变化研究计划建立“气候韧性工具包”，来衡量能源部门的脆弱性并规划能源系统整体韧性的提升，包括使供应链多样化以应对多种类型的中断；加强和协调应急响应计划以尽量减少中断的规模和长度；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水供应减少的可能性；制定水电管理计划以解决水文极端情况的可能性等。美国政府已将气候适应下的创新基础建设计划列为重要政策，如“太阳能+储能”一体化技术，用以防止极端天气和其他事件造成的电力中断；在灌溉运河安装太阳能电池板遮阳棚，不仅能增加清洁能源发电，还能减少水分蒸发。中国作为全球气候变化的敏感区和脆弱区，其升温速率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中。2022年6月，生态环境部、国家发展和改革委员会等17部门联合印发《国家适应气候变化战略2035》，旨在“双碳”目标下将适应气候变化全面融入经济社会发展大局，提升气候风险管理和防范水平，建设气候适应型社会，从而使各类城市系统应对内涝、干旱缺水、高温热浪、强风、冰冻灾害等问题的能力明显增强，适应气候变化能力全面提升。
  提升中国能源安全韧性治理能力的重点
  中国目前已经成为世界最大能源消费国及清洁能源的最大装机与投资国，能源生产、运输与利用等各个环节都受到气候变化的潜在多重影响，甚至面临严峻的气候危机挑战。如今年夏季，川渝等地极端高温天气引发干旱，重庆境内51条河流断流，24座水库干涸，导致水电发电量大幅下降，四川省甚至首次启动了突发事件能源供应保障一级（最高级）应急响应。与此同时，重庆市农作物受灾面积达3.67万公顷，高温导致多处发生山火灾害，区域水—粮食—能源纽带的安全状况进一步恶化。在此背景下，我们需要不断提升我国的能源安全韧性治理能力，建构一个韧性、包容、低碳的能源系统。
  系统性完善能源安全韧性治理中的应急管理能力
  能源安全韧性增强，意味着全面提升能源系统应对易变气候和极端天气的适应性和弹韧性，要构建常态化能源应急管理体系，提高气候变化下的灾害防护能力，提升对突发事件的预防、预警、行动与恢复能力。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每个阶段，能源系统的韧性建构体现为全面提升系统的可靠性、承受性、恢复性和学习性能力。
  具体而言，一是在气候危机应对的准备阶段，能源体系的可靠性体现为，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，为气候危机对能源生产、运输、存储和分配所形成的可能性影响进行综合风险评估与应对备案。二是在危机的应对阶段，能源系统具有承受性能力，在气候危机造成的损失全部释放后，仍能保持系统最基本的运行功能。三是在危机恢复阶段，能源系统具有自我恢复能力，在其性能状态降到最低点之后还能及时、有效地恢复能源部门的服务性能。四是在危机适应阶段，能源系统具有从气候危机冲击中学习的能力，在新状态中找到平衡点，并能够通过政策学习进化到一个更好的应急状态。
  强化电网等能源基础设施的气候适应性能力
  目前，能源电力化、数字化和清洁化日益成为全球能源转型的主要态势，电网成为支撑整个能源体系协调稳定工作的重要能源基础设施。电网韧性是整个电网系统对极端事件特别是气候变化下自然灾害或者威胁整个电网系统运行的突发事件的应对能力，即如何避免电网陷入崩溃并在最短时间内恢复整个电网的安全运行。电网韧性治理需要从跨区域协调、数字化智能电网以及分布式微电网发展等多方面着手，提升其气候适应力。
  一是优化电网端协调并强化跨区域的电网协调。中国局部地区的电力紧张背后是中国电力供应的结构性问题，解决这一问题，需要在更大区域范围内调度电力资源。在解决可再生能源的消纳问题上也需要优化跨区输送，因此要重点提升多电网联合并网、消纳和调度技术。另外，电力系统要注重与其他能源系统的耦合，未来电力系统必然需要与其他能源供应系统之间协同配合。二是在绿色和数字双重转型背景下，需要兼顾电网绿色化与数字化建设，高比例清洁能源电力必然要求提升电力系统的智能数字化水平。目前，电网本身数字化升级涵盖从发电端到用电侧的智能感知、智能调配和产业链各方参与，未来需要深入推进能源体制改革并加快适应能源结构转型的电力市场建设。三是注重分布式微电网建设。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配用电系统，同清洁能源及储能技术一起提升能源系统的灵活性。能源系统韧性治理需要让微电网尽快成为可控主体，即通过技术创新来解决自身运行问题，并作为可控主体响应大电网的调控指令，与大电网灵活互动。
  通过多能互补与新型储能提升高比例清洁能源系统韧性
  在气候危机下，碳中和目标的实现有赖于高比例清洁能源使用，但风能、太阳能等的不稳定属性对电网冲击较大，在一定程度上增加了能源系统的脆弱性。因此，接受和消纳大规模高比例风电、光伏发电，亟需提高电力系统的灵活性调节能力。为了提升绿色能源系统的韧性，需要推进多能互补与新型储能技术的创新与应用。
  首先，进一步推进多能互补项目。一是面对终端用户电、热、冷、气等多种用能需求，因地制宜、统筹开发、互补利用传统能源和清洁能源，建设一体化集成供能基础设施。二是利用大型综合能源基地风能、太阳能、水能、煤炭、天然气等资源的组合优势，推进风光水火储多能互补系统建设运行。其次，应用储能技术突破传统电力系统中电力生产和消费即发即用的时间与空间限制，为风电与光伏调峰，从而保障大电网安全、提升全系统的安全性能。持续推进储能技术创新意味着推动新型储能的规模化、产业化、市场化发展，特别是发展大规模地下储能技术，这包括发电—供热—储能一体化增强型地热系统、矿井抽水蓄能、废旧油气田和盐穴地下储库等。2022年7月，我国金坛盐穴压缩空气储能电站作为世界首个“非补燃”压缩空气储能电站正式投产，是新型储能技术的创新应用。
  提升中国在全球能源安全韧性治理与国际合作中的建设性作用
  中国作为全球最大的能源消费国以及世界清洁能源发展引领者，应该不断提升自身在全球能源安全韧性治理与气候适应国际合作中的能动性作用。
  一是利用各种国际多边平台来推进能源韧性治理的议题设置与议程管理，完善气候适应技术体系和能源韧性标准体系，推进区域能源韧性合作与灾害救援。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进高比例清洁电力系统的风险防控，在上海合作组织框架内推动跨境油气管道的韧性安全维护，在中非合作框架内开展节水型发电技术和多能互补的技术培训等。
  二是在绿色“一带一路”建构和南南合作框架下，提升沿线国家的能源系统韧性治理以及能源基础设施的气候适应力。“一带一路”沿线大部分国家和地区处于气候及地质变化的敏感地带，生态环境多样而脆弱，如东南亚及南亚等地区每年都受到台风和洪水灾害影响。中国应进一步将清洁能源生产大国转为清洁能源外交强国，在南南合作中推进应对气候变化和提升能源韧性的相关培训、技术资金援助与项目合作。2022年6月联合国开发计划署呼吁各国在危机时期提升能源弹性治理，建立高效、有弹性的能源系统。中国可推进与联合国在其他沿线国家的三方合作，从而推进能源安全韧性治理项目的国际交流与联合落地。
  三是鉴于全球绝大部分气候融资都致力于缓解气候变化，应进一步倡导区域及全球金融机构投资者加大气候适应性融资力度，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、亚洲发展银行等均开始关注通过资产配置的方式帮助全球实现气候目标，中国需要建立早期气候灾害预警机制，并完善可持续基础设施建设，来减少私营部门对非流动资产表现不确定性风险的担忧，推动全球绿色发展。（来源：《国家治理》周刊2022年9月上）