近期,“世界工厂”中国拉闸限电波及多个省份,美国油价攀升破每桶80美元大关,欧洲多国天然气短缺引发电力价格飙升,能源危机席卷世界,成为全球关注焦点。新加坡作为全球著名的袖珍型国家,国土面积狭小,石油、天然气、煤炭等资源匮乏,每年能源净进口量占能源消费量比重自2000年以来一直维持在99.8%左右,能源基本依赖于从马来西亚等他国进口。尽管先天条件不足,本土没有石油和天然气的出产,新加坡却能立足实际,因地制宜,凭借自身的地理位置及科技研发优势,发展成为仅次于美国休斯敦、荷兰鹿特丹的世界第三大炼油中心和全球重要的能源贸易枢纽。根据世界经济论坛报告,新加坡在经济发展、环境可持续性及能源安全指标方面的综合评分一直保持稳定。2021世界经济论坛报告评选结果显示,在与全球115个国家和地区的能源系统表现评比中,新加坡能源转型指数位列全球第21位,亚洲第一,超过美国及加拿大等主要经济体。近年来,新加坡政府加大在环境工程和清洁能源等方面的技术及资金投入,加强能源高效利用、清洁能源等高新能源技术的研发,致力于将本国打造成为极具影响力的世界级清洁能源枢纽。然而,在全球能源危机的大背景之下,新加坡的清洁能源发展同样面临着新的机遇和挑战。
二、清洁能源的概念
关于清洁能源的概念,学界认为包含两个方面的含义:一是在开发利用过程中不产生污染的能源,也就是能源本身是清洁的;二是能源开发利用的体系,通过技术的发展达到能源清洁化开发利用的目的,属于能源生产和消费的清洁化(崔国荣等,2021)。
从能源是否可再生来划分,清洁能源包括可再生能源与不可再生能源。一是大部分可再生能源。指消耗后可得到恢复补充,不产生或极少产生污染物的能源,如太阳能、风能,生物能、水能、地热能和氢能等。二是小部分不可再生能源。指在生产及消费过程中尽可能减少对生态环境的污染的能源,包括使用低污染的化石能源如天然气,以及利用清洁能源技术处理过的化石能源,如洁净煤、洁净油等。此外,核能虽然属于清洁能源,但是生产过程中需要消耗铀材料,投资高,在利用过程中产生的环境污染无法完全可控(崔国荣等,2021),故在本文中暂不考虑列入清洁能源。
三、新加坡推动清洁能源的发展历程
新加坡国土面积狭小,传统能源资源匮乏,能源问题是一直困扰新加坡经济社会持续发展的问题。20世纪70年代,面对全球暴发的石油危机,新加坡愈挫愈勇,利用地理优势、邻国资源、税收优惠政策等一系列措施加快能源产业发展。21世纪初,新加坡对能源战略做出了实质性转变,推动能源供给多元化、加快能效变革和绿色发展,成为新加坡能源政策中不可或缺的一部分。过去20年,新加坡推动清洁能源发展的努力从未间断过。
(一)发展之初(1999-2009年)
20世纪90年代,新加坡开始从利用燃料油发电转至利用最清洁的化石原料天然气发电。清洁能源就此登上新加坡能源的大舞台,并在此后20年的历史进程中成为新加坡能源结构中举足轻重的一部分。2000年以来,为了保障能源供应安全,加快能效变革和绿色发展,新加坡政府成立多个与能源管理相关的政府机构。2001年4月,新加坡能源市场管理局(EMA)成立,该机构隶属于新加坡贸工部,是新加坡电力与天然气市场的监管机构。其职能是负责推动新加坡能源市场的有效竞争,保障新加坡能源供应的可靠性,安全性和可持续发展性。2002年,新加坡国家环境管理局(NEA)成立,主要负责维护和改善新加坡整洁和绿色的环境。在能源效率利用方面,新加坡环境管理局负责提高能源效率和节能,改善空气质量,减少温室气体排放。此外,2006 年,新加坡加入国际组织可再生能源和能源效率联盟(Renewable Energy and Energy Efficiency partnership - REEP),致力于加速研发可再生能源和提高能源效率的技术。
2007年,新加坡政府发布全国能源政策报告书。在清洁能源方面,新加坡政府层面明确了其发展方向及策略。第一,为保障能源供应安全,新加坡必须提倡多元化的能源系统。这实质上是减少新加坡对石油的依赖,逐渐形成以管道天然气和液化天然气为主的清洁能源结构雏形,并初步提出以太阳能作为可替代能源。有关数据显示,2000年新加坡天然气发电量仅占总发电量的19%,2020年占比超过90%。第二,大力提高能源效率,降低能源成本,减少环境污染。第三,积极发展清洁能源如太阳能、电池和生物燃油等,并基于工程设计和城市规划能力,推行可持续性发展的能源方案。同时,新加坡总理李显龙表示,2007年至2012年,政府投入1.7亿新元用于清洁能源的研发,尤其是要加强太阳能的研发。第四,政府专门成立清洁能源执行委员会,下设2名联合主席,分别由经济发展局主席及能源市场管理局主席兼任。该委员会具体负责推动和协调清洁能源研发项目,为相关的重点项目提供支持和资助,以便在新加坡建立世界一流的研究中心,培养清洁能源领域专门人才。新加坡清洁能源发展之初,新加坡政府通过一系列措施建立了相关的硬件设施,培养了清洁能源领域的人才,为清洁能源发展奠定了坚实的基础。
(二)“蓝图”阶段(2010年至2020年)
进入到新能源发展的第二个十年,也是清洁能源发展的黄金十年。政府对于清洁能源发展的重视程度再上新台阶,不断出台相关政策。
2010年新加坡政府宣布,2010年至2015年,当局将投资3.5亿新元发展清洁能源,重点开发新产品,研究能源替代方案,力争让新加坡发展成为全球清洁能源枢纽。与此同时,新加坡公布《清洁能源业发展蓝图》,明确五大行动目标。一是实现能源进口的多元化;二是大力发展太阳能、风能等新能源;三是提高能源利用率;四是发展能源工业;五是加强国际间能源领域的合作。综观新加坡清洁能源发展蓝图,思路清晰,涵盖了完整的产业链条。其中,该蓝图涉及科技和经济多个领域,包含推进再生能源技术,开发研制新的清洁能源产品,建立大规模生产设施,培育清洁能源相关人才等。
2014年,新加坡提出《2015永续新加坡发展蓝图》,从绿色经济、生态智慧、零浪费、少车区、全民动员等五个方面做出要求,并承诺在5年内拨款15亿新元,通过各项措施调整企业及人民的日常习惯,以应对未来气候变化、城市化、资源消耗与污染等重大挑战,同时为新加坡创造绿色模范城市的商机和未来。其中提到,推动企业利用太阳能、光伏板、低辐射系数玻璃进行绿色建筑设计,2030年新加坡至少达到80%的绿色建筑覆盖率。到2020年,太阳能光伏装机容量达到350兆瓦。同时,为应对全球气候变化,新加坡在2019年公布《新加坡可持续能源供给2030计划》。其中提出,到2030年,光伏装机容量将从2020年的350兆瓦提高到至少2000兆瓦。届时,光伏电量将满足约35万家庭用户的常年用电需求。由此可见,通过加大太阳能使用、提高天然气效能,新加坡正在朝低碳的、清洁的可持续未来大步迈进。
与此同时,新加坡清洁能源发展在这一阶段也取得了一定的成效。2010年,新加坡政府斥资17亿新元(约合85亿元人民币)在裕廊岛兴建首个液化天然气接收站。2013年,接收站的第一与第二个储藏罐以及主要的码头完工并正式投入运营,每年可处理多达350万吨的液化天然气,清洁能源结构得到进一步优化。同时,良好的软硬件设施、税收优惠政策及可持续发展的声誉吸引了世界各大跨国公司纷纷落户新加坡。例如:美国劳斯莱斯巨额投资研发燃料电池,挪威可再生能源公司投资60亿新元兴建全球最大的太阳能综合设施,澳大利亚公司在裕廊岛兴建世界最大的生物柴油制造厂,全球第一大风能发电生产商丹麦维斯塔斯公司在新加坡建立亚太总部等。在新加坡国内,新加坡淡马锡理工学院成立了东南亚首个燃料电池协会,为燃料电池科技研究和开发提供一站式服务,协助企业发展燃料电池技术。
(三)“绿色计划”阶段(2021年至今)
经过二十年的发展,清洁能源在新加坡已经成为一项全民共识,新加坡能源转型成果显著。2021年世界经济论坛报告显示,新加坡能源转型指数位列亚洲第一,全球排名第21。可以说,作为全球第三大炼油中心和液化天然气贸易枢纽,新加坡在全球能源系统中发挥着至关重要的作用。
2021年2月10日,新加坡政府公布《2030年新加坡绿色发展蓝图》(简称“2030绿色计划”)。该计划由新加坡教育部、国家发展部、永续发展和环境部、贸工部和交通部联合主导,涵盖新加坡各个领域,是新加坡新时代的可持续发展计划,是不折不扣的全民运动。《2030绿色计划》由大自然中的城市、可持续生活、能源策略、绿色经济和具有韧性的未来五个部分组成。关于能源策略,新加坡计划在各个领域采用更加清洁的能源,改变现有能源结构,强化天然气、太阳能、区域电网和低碳替代产品四种能源的研发、使用和能效提高。通过《2030绿色计划》,新加坡描绘了下一个十年的绿色目标,并旨在最终实现净零排放的长期目标。
四、新加坡清洁能源发展现状
新加坡国土面积有限,资源匮乏,既无煤炭,也无可供开发的油气资源。因此,新加坡的化石能源完全依赖于从邻国及其他国家进口。新加坡能源消费结构主要以石油为主,其次是天然气,太阳能、水电等其它清洁能源占较小比重。近年来,新加坡能源消费总量呈缓慢增长趋势。2019年,新加坡能源消费总量(不含电能)达11,688千吨油当量(ktoe),较2015年增长4%。其中石油消费总量达10,025千吨油当量(ktoe),较2015年增长3%,占能源消费总量(不含电能)86%;天然气消费量是1482万吨,占比13%。在行业领域方面,工业能源消耗量最大,其次是交通运输业、商业服务业及其他。以上行业分别占比分别为68%、16%、11%和5%。
在电力能源结构方面,新加坡主要是天然气、石油及少量的可再生能源组成。近年来,新加坡石油的占比在迅速递减,天然气占比已超过电力能源总量95%以上,1.2%左右的煤发电,0.7%左右的重油发电,2.9%的其他类型发电。从电力结构来看,新加坡发电以火力发电为主,光伏发电仍处于起步阶段。截至2018年底,火力发电机组装机占总装机容量的98%。光伏装机容量为156.7兆瓦,占比1.15%。2020年,新加坡光伏装机容量达到428.8兆瓦,较2018年增长174%,超额完成新加坡政府计划在2020年实现光伏装机350兆瓦的目标。目前,新加坡光伏发电站总发电量的2%左右,在新加坡政府大力支持下,预计到2050年,光伏发电预计将会占到总发电量的20%,太阳能可以说是新加坡最有前景的清洁能源。至于风能、水电、生物能等其它清洁能源,由于受国土面积、地理位置、开发成本及研发技术的限制,它们作为可替代能源的稳定性较差,发展之路可谓异常艰难。
从进出口量来看,新加坡能源基本依赖于从邻国及其它国家进口,进口量呈缓慢下降趋势。新加坡能源进口量从2016年的176,940.8千吨油当量下降至2020年的151,230.9千吨油当量,降幅达14.5%。而能源出口量则从2016年的99,335.9千吨油当量下降至2020年的 76,476.9千吨油当量,降幅达23%。其中,绝大部分能源进出口产品为石油石化产品。天然气方面,进口量从2016年的9,700千吨油当量增加到2020年的9,900千吨油当量,增幅2%。液化天然气的进口量不断增加,2020年液化天然气进口量为3,222.5千吨油当量,占天然气进口量的32.5%,较2016年液化天然气占比23.3%有较大幅上升。
五、全球能源危机下新加坡发展清洁能源面临的机遇与挑战
2021年以来,能源危机席卷全球,中国、印度、英国、美国等多国不约而同陷入“能源荒”,从传统能源到清洁能源的转型迫在眉睫。可以说,全球能源危机暴发成了加快淘汰传统能源的催化剂,同时也给新加坡的清洁能源发展带来了机遇和挑战。实际上,在全球能源危机的大背景下,新加坡加快了发展清洁能源进程。当下,新加坡当局正加速建设亚太地区最大的液化天然气交易中心,构架区域电网和致力发展成为为亚洲领先的碳交易和服务枢纽,一系列举措为新加坡的发展带来诸多机遇。然而,新加坡在大力清洁能源的同时也面临着挑战和困难,如马来西亚限制其能源出口、电力供应紧张、太阳能等清洁能源普及进度过慢等。
(一)新加坡发展清洁能源面临的机遇
1.降低对管道天然气的依赖,加速建设亚太地区最大液化天然气交易中心
全球能源危机引发天然气价格暴涨,亚洲液化天然气现货价格翻番,一方面给能源资源匮乏的新加坡带来了压力,同时也加速了新加坡建设亚太地区最大液化天然气交易中心的步伐。根据新加坡能源监管机构——新加坡能源市场管理局公布的数据,2018年,新加坡的天然气进口量中有71.4%为来自印尼和马来西亚的管道天然气,另外的28.6%为液化天然气。随着与马来西亚和印度尼西亚的合同即将到期,新加坡的管道天然气进口量会逐年减少,液化天然气进口量将持续扩大,相关基础设施也将随之扩建。全球天然气价格大幅上涨和需求量增长态势,对新加坡加快建设亚太地区液化天然气交易中心有如下三个方面的影响。
第一,加快新加坡液化天然气基础设施建设步伐。2013年5月,新加坡第一座液化天然气码头投入运营,目前建有4个储罐,此后将逐步扩容到7个储罐,产能可达到每年1,476万公吨。同时,新加坡已经计划在东海岸建设第二座液化天然气码头以确保天然气供应多样化。在新加坡未来的能源结构中,液化天然气很可能会超越管道天然气。第二,坚定新加坡建设亚太地区液化天然气交易中心的信心。根据国际天然气联盟的数据显示,尽管受新冠肺炎疫情影响,全球液化天然气贸易量仍然增长到3.561亿吨,较2019年增长140万吨,刷新历史液化天然气贸易量最高记录。在进口方面,亚洲占全球液化天然气总进口总量的70%,中国、印度、缅甸、韩国都是液化天然气的进口大国。在全球能源危机和追求“碳中和”的大趋势下,天然气在全球能源转型结构中占据着重要的一席之地。预计未来十年,亚洲国家对于液化天然气的需求量至少要增长50%以上。蓬勃发展的市场需求,优越的地理位置都是新加坡建设亚太地区液化天然气交易中心的有力条件。第三,持续推进能源供应多元化,保障新加坡国家能源安全。根据《2030年新加坡绿色发展蓝图》的能源策略,天然气尤其是液化天然气将在新加坡清洁能源中占据主导地位。此外,建设亚太地区液化天然气交易中心能够更好地应对由于全球能源危机导致天然气价格上涨,有效保障新加坡国家能源安全,提高抵御能源风险能力。
2.加强国际间能源领域合作,大力发展低碳电力。
对于新加坡而言,电力行业的节能减碳至关重要。新加坡电力行业碳排放量占据了新加坡碳排放总量的40%,发展低碳电力是实现经济社会可持续发展的重要途径。近年来,新加坡一直致力于构建东南亚乃至国际区域电网,利用区域电网传输可再生能源,发展低碳电力。全球天然气价格上涨,客观上促使了新加坡采取更多措施加快发展低碳电力,逐渐改变以天然气为核心的能源结构,从而改善电源结构,实现电力供给多元化,形成更优的清洁能源体系。
2021年10月25日,新加坡贸工部长颜金勇在2021年新加坡国际能源周上宣布,新加坡计划在2035年前进口4000兆瓦低碳电力,占新加坡电力供应总量的30%左右。前期,新加坡会先从马来西亚半岛进口100兆瓦电力和印度尼西亚布兰岛进口100兆瓦的太阳能电源作为该进口方案的试运行。预计到2027年,区域电网输送低碳电力将高达1200兆瓦,2030年前完成4000兆电力进口。新加坡资源有限,从国外进口各种低碳能源,有利于确保能源供应多样化,保障能源安全和稳定,推动能源转型升级。与此同时,新加坡政府启动两个总值1000万新元基金项目,以加快新加坡研发低碳清洁能源的步伐。一是新加坡能源市场管理局与裕廊集团共同出资600万新元用于新加坡裕廊岛可再生能源研发方案。二是新加坡能源市场管理局与物联网系统供应商Envision Digital公司签署价值400万新元的合作备忘录,围绕可再生能源、城市节能效率和低碳方案,助力新加坡实现零碳目标。
3.加快太阳能资源开发
新加坡地处热带,日照充足,太阳能可以说是新加坡最有前景的可再生能源。新加坡大力发展太阳能,计划2050年实现太阳能发电站总发电量的20%(目前占比大约为2%),2030年新加坡80%的建筑都能成为低能耗绿色建筑甚至是“零能耗”建筑。同样地,全球能源危机的暴发也在一定程度上加快了新加坡政府在太阳能研发的步伐。关于太阳能开发,新加坡目前正在以下几个方面进行大规模的光伏装机。
第一,继续扩大组屋光伏装机容量,并研发在公共基础设施屋顶光伏装机数量。2014年新加坡开始实施SolarNova计划,通过在组屋铺设太阳能板产生太阳能,然后直接输送到国家电网。截至2021年10月,新加坡已实现光伏装机容量550兆瓦。计划到2030年,新加坡光伏装机容量至少将到2000兆瓦,是目前装机容量的六倍光伏发电量,可满足35万个普通家庭的用电量。
第二,在水库或近海区域安装大型浮动太阳能光伏系统。2021年,位于登格蓄水池的新加坡首个大型浮动太阳能光伏系统于7月正式投入运营。这座浮动太阳能厂由12万2000块太阳能板组成,可生产60兆瓦电力,可为当地的五个给水处理厂供电,同时能满足公用事业局每年7%的能源需求。
第三,在全社会倡导发展自给自足的绿色建筑。新加坡在2019年修建了全岛第一家“零能耗”建筑即新加坡国立大学设计与环境学院新楼。该建筑屋顶上覆盖着1200块太阳能电池板,每年可以产生500兆瓦能量,不仅足够满足楼内师生需求,还能将能量反向输回给新加坡国立大学的主电网。(池桢,2021)
此外,新加坡新兴的低碳研发技术也将得到进一步提升。此前,新加坡政府宣布拨付5500万美元作为推动低碳能源技术的项目经费,项目内容包括氢和碳的收集,使用和储存等。
(二)新加坡发展清洁能源面临的挑战
现阶段,尽管新加坡能源转型及清洁能源发展都处于良好的发展态势,但是,覆巢之下焉有完卵。在能源供应紧缺、天然气价格飙涨的全球性危机下,新加坡也未能幸免,首当其冲的就是能源进口受限。新加坡天然气消耗占其能源总消耗的95%,而因土地面积狭小,资源匮乏,新加坡的天然气几乎完全依赖进口。其中70%的天然气是来自于马来西亚和印度尼西亚的管道天然气。新加坡能源管理局10月15日宣布,7月份印度尼西亚供应的天然气量有所减少,减少量占天然气总供应量的16%-20%。该机构最新报告显示,来自印尼的管道天然气供应可能会越来越不稳定,新加坡须寻找长期的能源替代方案。与此同时,马来西亚能源和自然资源部10月23日宣布,马来西亚将限制对新加坡的可再生能源出口,旨在促进马来西亚可再生能源行业的发展,增加马来西亚国内企业太阳能配额。由此可见,在全球天能源需求紧缺的环境下,传统能源出口国更加趋向于关注国内能源需求及安全。
其次,对于新加坡而言,全球能源危机带来最直观的影响是电力价格上涨。新加坡天然气发电量占总发电量的95%,天然气供应量减少和全球范围内的天然气价格飙涨,直接导致了电力批发价格大幅上涨,从之前每兆瓦时143新元飙涨至每兆瓦时418新元。受电力价格上涨影响,10月份新加坡5家电力零售商相继退出新加坡电力零售市场,约有约14万户家庭用电受影响。
综上所述,究其根源,全球能源危机带给新加坡最大的能源挑战即是如何降低对管道天然气和能源进口的依赖,如何更好地开发利用可替代能源如液化天然气、太阳能等,从而实现新加坡能源结构转型升级,保障能源安全,促进经济社会可持续发展。
六、结语
纵观新加坡清洁能源发展历程,无论是从初始十年的全国能源政策报告书还是现阶段的《2030年新加坡绿色发展蓝图》,都是在基于国情的前提下,新加坡政府发挥好顶层设计的领导作用,各级政府部门、企业、社会多方配合,明确权责、逐步有序地提升能效和开发利用清洁能源。同时,新加坡当局又审时度势,不断改进能源策略,以保障能源安全和驱动社会经济可持续发展,并最终向实现能源的转型升级大步迈进。在全世界范围内,新加坡清洁能源发展起步并不早,但其二十年来在清洁能源、绿色变革和可持续发展方面获得的经验和成绩,值得世界各国政府及企业深思与借鉴。
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文章来源“中国—东盟区域发展省部共建协同创新中心、中国—东盟信息港大数据研究院”