脱碳化的五大趋势正在重塑全球政治

来源:欧亚新观察

近日,卡内基国际和平基金会网站刊文,对脱碳化的五大趋势及其对全球政治的影响进行了分析。现将该文编译如下,供参考。


脱碳化的五大趋势正在重塑全球政治。这些趋势,包括中国作为电动汽车出口国的崛起,以及最近电池化学方面的创新,可能成为未来10年变革的驱动力。


今年,美国企业和政府预计将在资产、基础设施和企业方面投资1.8万亿美元,致力于使全球经济脱碳。这些投资,加上2000年以来已经投入的数万亿美元,以及由于对清洁技术的经济和政策支持而将流入的数万亿美元,有可能大大改变世界的能源和气候体系。


未来十年,能源、气候和脱碳化的五种趋势可能成为推动变化的因素。它们包括市场、技术、政策和选择:作为一个整体,它们相当于今天代表未来做出的集体决定。



1

化石燃料需求增长已接近峰值


很可能在这个十年结束之前,全球对石油、天然气和煤炭的需求将达到峰值(见图1)。今年9月,国际能源署(IEA)执行主任表示,化石燃料需求“看似持续增长的时代……将在这个十年结束”。可再生能源发电技术和电动汽车(ev)在公路运输中的迅速崛起,意味着化石燃料需求的增长将很快停止,石油、天然气和煤炭的消费将随之下降。


这并不意味着石油、天然气和煤炭的消费量必然会迅速下降,甚至在一开始就会下降。正如这位国际能源机构执行负责人所指出的,“几十年来,化石燃料在全球能源供应中的份额一直稳定在80%左右。”迄今为止,可再生能源和电动汽车只是取代了化石燃料消费的进一步增长。


但化石燃料需求增长的终结意味着几件事。首先,它要求那些监测全球能源变化的人对各种燃料的发展趋势进行分类。到目前为止,中国是全球煤炭消费的最大决定因素,因此必须关注中国在煤炭政策、能源和环境方面的决策。


对石油功能的需求现在面临着被电动汽车稳步增长形式的替代,到 2022年,电动汽车每天将取代公路运输中超过150万桶的石油需求。虽然这两种燃料目前都处于历史最高消费水平,但也很可能处于高位,对经济和政策因素以及需求转移仍然高度敏感。另一方面,天然气的消费量并没有达到峰值,也不可能在这十年内达到。


图1 (1965~2022年)全球每年石油、天然气和煤炭消耗能量(单位:百亿亿焦耳)


然而,如果天然气是全球碳氢化合物市场中唯一的增长功能,那么这一趋势将对全球燃料市场产生深远影响。化石燃料需求的趋缓将影响未来对化石燃料生产的资本投资决策。需求下降将迫使高成本生产商提高运营效率,或减少对新产品的投资,或两者兼而有之。除非所有者确定经济上的持续优势,否则使用寿命长达数十年的资产,比如深水石油平台、炼油厂和石化设施,可能看起来不再那么吸引人。届时,化石燃料生产商,无论是私人实体还是国有企业,都将不得不在相互竞争的战略中作出选择。


在市场萎缩的情况下,他们可以优先考虑增长,以获得更多的市场份额。它们可以优先考虑价值,将现金返还给股东和利益相关者。或者,它们可以将成本放在首位,并希望以较低的成本使其在未来数年内成为首选的边际供应商。并非每个生产商都能体现所有这些特性,或者说,可能体现其中的任何一个特性。高成本生产商,如加拿大页岩油和巴西深水海上石油的生产商,可能会发现自己被全球市场淘汰,或者给公共和私人股东的回报很少。


2

中国汽车产业综合体崛起


二十年来,中国一直是汽车制造大国。根据中国汽车工业协会的数据,2004年,中国生产了300多万辆乘用客车。2022年,中国的汽车产量超过2300万辆,成为迄今为止世界上最大的汽车生产国。然而,中国只是在最近几年才成为引人关注的汽车出口国。


2022年,中国出口了250多万辆乘用车和50多万辆商用车。截至 2023年7月,中国已经出口了210万辆乘用车,超过了2021年全年的出口量。中国的汽车出口量超过了日本和德国,现已成为世界第一大汽车出口国。


这些汽车出口的关键是电动汽车。2022年,中国出口了65万辆所谓的新能源汽车。截至2023年7月,中国已出口61万辆。电动汽车正在推动中国汽车业务的增长,并日益推动出口(见 图2)。


图2 中国乘用客车出口总量


与美国和欧洲的同类车型相比,中国的电动汽车处于不同的价格层级。2022年,中国中型电动汽车的价格低于美国和欧洲小型电动汽车的价格;中国大型汽车的价格也低于欧洲中型电动汽车的价格。此外,这类汽车的销售利润也很可观。瑞士投资银行瑞银最近对比亚迪 Seal(中国中型电动轿车)进行了拆解,分析师估计其毛利率为16%,息税前利润(EBIT)为5%,“与全球大众市场内燃机汽车的利润相似。”


然而,这种价格定位并不意味着质量上的差异。如果说有什么不同的话,那就是严格的成本控制和生产一体化的证明。中国最大的制造商,如比亚迪,在生产电池的同时,还生产大量其他汽车零部件。他们组装汽车、设计软件,甚至购买超大型运输车将汽车运往海外。中国的汽车制造商,尤其是电动汽车制造商,正在成为一个完全整合的综合体,就像之前的美国、德国、日本和韩国一样。


全球汽车销量在2017年达到顶峰,但电动汽车的销量却持续增长。这一趋势表明,电动汽车不仅是汽车行业的增长市场,也是全球汽车行业唯一的增长动力。中国已经是世界上最大的电动汽车生产国和市场,而且有望成为最大的电动汽车出口国,这对其他地方的汽车制造商来说是十年中的挑战。中国的汽车制造综合体已不再是20世纪90年代的“世界工厂”,也不再生产成本低、质量差的产品。相反,它现在生产的是创新的、具有全球竞争力的产品,瞄准的是价值数万亿美元的全球市场的核心,而这个市场对东亚、欧洲和北美的国内和出口经济至关重要。


3

电池化学的变革


锂离子蓄电池可被视为一种通用技术:普遍存在,具有技术改进的内在潜力,能够在整个经济中推广并提高生产率。不仅如此,锂离子电池还因其在成本、规模和理论比能量(译者注:指单位质量或者单位体积的电池所给出的能量,也称为能量密度能量密度)方面的独特组合而成为一个类别的创造者。它是小型摄像机、笔记本电脑、手机以及电动汽车发展的核心。


锂离子电池是一种混合化学物质,需要多种元素才能发挥作用。目前,包括电动自行车和超级跑车在内的汽车电池的主流化学成分是锂、镍、锰、钴氧化物(简称 “锂离子”NMC)。这种化学物质具有高能量密度,但它所需的金属(如镍和钴)可能难以获得甚至极难获得,而且有可能发生快速热失控和危险的火灾,有时甚至是致命的火灾。在过去五年中,由于供需失衡和短缺挤压,所需元素的价格也经历了大幅飙升。


因此,新出现的电池化学物质是重要的技术投资。磷酸铁锂(LFP)是近期第一个值得关注的新产品,它使用丰富而廉价的铁和磷酸盐代替镍和钴。这种化学物质成本较低,但能量密度较低。不过,磷酸铁锂电池正在进入汽车电池领域,特别是在中国,2022年,磷酸铁锂电池将占据中国新能源汽车市场60%以上的份额。此外,磷酸铁锂在电网存储方面也有重要应用,因为重量和空间都不是最重要的考虑因素。


图3   按示范年份计算的替代电池成分的能量密度(单位:Wh/kg)


电池技术的第二个重要发展是钠离子化学。这种电池的能量密度低于锂离子电池,对关键矿物质的依赖程度也更低。


钠是地球上含量第六丰富的矿物质。此外,与效率最高的锂离子电池相比,这种电池还具有一个重大的安全优势:它们可以完全放电,而不会有热失控的风险。这些电池的成本可能比磷酸铁锂电池低50%。在汽车和电网应用领域,中国在钠离子电池的开发和部署方面再次走在世界前列。


重要的是,在过去十年中,两种效率较低的电池化学成分的能量密度有了显著提高(见图3)。一端是高效率的经济性,另一端是低成本的经济性。这将为各种规模的消费者带来丰硕成果:对于超级跑车和壁挂炉等高端产品而言,这意味着对复杂供应链的依赖减少;而对于低速汽车和固定存储等低端产品而言,这意味着成本更低,安全性更高。而低端产品本身也在不断改进,再加上更低的成本和更高的能量密度,将为能源存储创造一个不断增长的市场减少对供应链咽喉的依赖。


2022年俄乌冲突的爆发,无论是为欧洲冬季储存的天然气,还是在美国战略石油储备中储存的石油,都使人们认识到强大的能源储存和弹性能源运输与分配电网的重要性。未来十年的脱碳化进程也将突出廉价、高效的分布式能源储存的重要性。这种能源储存将出现在电网层面,以维护电力系统;出现在运输网络中,以减少对进口化石燃料的依赖;甚至出现在单位层面,单位利用储存的稳定能源运行的设备可以提高战斗力。


4

资金到位


从2023财年到2032财年,《美国通货膨胀削减法案》为气候和能源领域提供了至少3800亿美元,甚至可能多达1万亿美元的资金。支付这些资金的工具正变得越来越成熟,也非常适合为大型资产提供资金,这些资产对气候的积极影响前所未有。


与此同时,必须意识到早期创新以及新技术和新资产的首次部署所需的资金,高于风险资本等极早期资金的融资能力,但一般低于股权资本市场投资或通过债务资本市场标准化融资的成熟门槛。因此,对准备在气候创新方面进行早期投资的基金进行资本化在美国国内和全球都很重要。


如今,全球已有超过300亿美元的“干粉”(译者注:基金备用金)——是指基金手头上已承诺但未分配的现金储备或流动资产的数量——分配给气候技术风险投资和私募股权活动(见图4)。这些资金表明,为风险投资提供资金的机构,包括各大学捐赠基金、养老金和投资基金,这些资本都看到了将资金投入气候技术的长期价值。


图4 可投资的基金备用金和已部署的资本(单位:十亿美元)


其中一半以上的资金用于私人股本。这种分配是有建设性的,因为即使对最新生的想法和最成熟的技术都有充足的资金,但对于那些需要建立第一个设施的技术来说,资金和资金结构上存在差距。正在解决当今最大的脱碳挑战的公司需要避免所谓的“死亡之谷”(译者注:指科研与产业化之间的鸿沟),通过这样做,它们将有助于确保为企业和气候带来积极成果。


这种早期融资对安全的影响是微妙但重要的。几十年来,在美国开发的硬件创新需要海外(通常是亚洲)制造能力才能达到全球规模。美国机构和政府资助了创新,但制造业却流向了其他地方。与此同时,高风险、创新性、但具有系统重要性的能源技术投资一直难以获得资金。商业贷款机构不愿意承担风险,启动资金也不具备投资数十亿美元资产的规模。


在美国,这两个因素都在发生变化,这要归功于两党共同通过的《基础设施投资与就业法案》和《降低通货膨胀法案》,它们为制造业提供了资金,降低了新技术的风险,并在全国范围内进行了部署。这项立法为美国提供了一个机会,但对其他没有美国政府财政广度和深度的国家也是一个挑战。并不是每个国家都像美国一样拥有巨大的市场、源源不断的人才库或丰富的支持机制。


5

土地的利用


通胀飙升和商品短缺使人们周期性地审视利用耕地种植粮食作物与利用耕地种植液体燃料之间的矛盾。这场粮食与燃料之争至少可以追溯到 15 年前,随着俄乌冲突爆发,这场争论再次出现。这种争论往往是两极分化的,其中并非没有原因——人们和经济都必须得到满足,他们处境的重要性不容被忽视。因此,必须清楚地认识到粮食和燃料在土地使用和农产品供应与消费方面的表现。在美国,三分之一的玉米作物用于满足全国约 10% 的公路运输燃料需求(见图5)。


图5 美国玉米作物与玉米用作燃料乙醇(单位:十亿蒲式耳)


对玉米燃料的需求取代了对汽油的需求。但另一个因素——电气化也影响着交通,这是美国交通组合直到本世纪末都没有的。美国的农业政策在很大程度上是由玉米政策和燃料政策组成的。每一项政策都有其既定的政治支持者。


这个问题的两个方面将挑战今天的粮食与燃料的地位,在这种情况下,可以养活数百万人的相当大一部分可耕地和大量的粮食能源被用来生产美国能源供应的一小部分。首先是公路运输的电气化,这将削弱对液体燃料的需求,并可能导致与运输相关的乙醇需求下降。另一种可能的结果是,尽可能地增加燃料混合中乙醇的比例。政策制定者和规划者面临的一个挑战是,利益相关方——汽车电池制造商和农民——都对另一方没有任何内在的兴趣,他们也不一定要为另一方制定战略计划。


其次,未来生物燃料的需求可能会大大增加,不仅来自美国,而且来自所有农业中心。公路运输可能会推动部分需求,但航空是一个更有可能的驱动力。航空业将是最难脱碳的行业之一。电池可能只能为最短、最轻的商业航班提供动力,而氢动力可能需要重新设计机身,这在一个资产寿命长达数十年的行业中是一个艰巨的任务。剩下的一个要素是可持续航空燃料,它利用农业用地和原料供应链。最近的一项学术估计发现,美国将需要大约怀俄明州大小的土地面积来生产足够的生物喷气燃料,以满足该国预计2040年每年300亿加仑的需求。该分析也使用了“边际”农业用地,而不仅仅是最高产的农田。原有关于食物和燃料的争论很可能会扩展到土地和燃料。


6

未来全球体系的五个因素


化石燃料时代还没有结束;事实上,它的终点还很遥远。然而,化石燃料的需求增长时代已经接近尾声,除了工业革命开始以来的战争和经济衰退时期,化石燃料的需求增长几乎没有中断过。对世界化石燃料生产商来说,增长的终结将是一个强制性的功能,对正在使用新的零碳技术的能源消费者来说,这是一个机会。


然而,燃料并不是决定能源地缘政治或一般地缘政治的唯一因素。中国汽车产业的崛起对中国制造商和全球消费者来说既是一个贸易挑战,也是一个机遇。电池创新带来了更具竞争力的电动汽车(再次使中国受益),但也增强了电网运营,并在各地投射影响力。早期技术投资对全球也有好处,美国正在作出协调一致的努力不仅要开发创新成果,还要在国内大规模部署创新成果。最后,农业和土地政策是一个全球性因素,在美国,玉米被用作公路运输燃料,但却在争夺土地——作物、燃料和能源生产之间的争夺。今天,这些因素中的每一个都有一个地理节点,在未来的几十年里,每一个都将产生全球性的影响。



原文题目:Five Trends in Decarbonization That Are Shaping Global Politics

原文出处:

https://carnegieendowment.org/2023/11/09/five-trends-in-decarbonization-that-are-shaping-global-politics-pub-90929

编译:王小白

来源:欧亚新观察

编辑:陈美珊


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