能源结构的持久性和碳定价的影响*
Rohan Best (民主党) 和 Paul J. Burke (民主党) ^(†){ }^{\dagger}
抽象
能源结构持久性是能源系统的一个决定性特征,原因包括能源基础设施的长期性和地方禀赋的作用。这种持久性在当前的能源类型使用受到过去使用的强烈影响中是显而易见的。我们的分析使用了八种能源类型和大量国家样本的数据,发现了不同程度的能源结构持久性。我们还发现证据表明,碳定价似乎在能源结构从煤炭向可再生能源倾斜方面发挥了关键作用。我们的估计为寻求实施碳定价以将其能源系统向低碳方向转型的政策制定者提供了实证支持。
关键词:碳定价、能源转型、化石燃料、持久性、可再生能源。
1. 引言
能源结构在历史上表现出很大的持久性,过去的能源结构对当前流行的能源结构有相当大的影响。这在图 1 的宏观层面上很明显,该图显示了化石燃料在全球能源结构中的份额具有显著的弹性——这一份额几十年来一直保持在同一 80%80 \% 水平。这种弹性与历史上能源转型通常需要几十年才能发挥作用的证据一致(Grübler 2012;Grübler 等人,2016 年;Sovacool 和 Geels 2016;Fouquet 2016a)。
在国家层面的数据中,化石燃料使用的持续性也很明显。图 2 使用 142 个国家的数据显示,尽管许多国家的能源使用量强劲增长,但 2017 年煤炭在一次能源结构中的份额与 10 年前的相应份额密切相关。大多数点都靠近 y=xy=x 线条,表示关系接近 1:11: 1 。持久性小于 100%100 \% ,因为与 2007 年相比,一些国家/地区的份额在 2017 年较低或较高, y=xy=x 如线下方或上方的点所示。各国煤炭在能源结构中的份额有所减少
图 1 1971-2017 年全球、经济合作与发展组织 (OECD) 和非经合组织国家集团化石燃料在一次能源供应中的份额(% 除以 100)。资料来源:国际能源署 (2019)。

图 2 2007 年和 2017 年 142 个国家煤炭在一次能源供应中的份额(% 除以 100)。将显示一条 y=xy=x 线。2007-2017 年期间煤炭份额增加的国家高于 y=xy=x 该线,而 2007-2017 年期间煤炭份额下降的国家低于 y=xy=x 该线。资料来源:世界银行和 Ecofys(2018 年);国际能源署(2019 年)。
包括澳大利亚、波兰和美国。与 2007 年相比,印度、越南和菲律宾等一些中等收入国家 2017 年的煤炭份额更高。图 2 还表明,碳定价与煤炭份额的减少有关,因为大多数 2007 年碳定价的国家都低于 y=xy=x 碳价线。
在本文中,我们重点关注关键政策方法——碳定价——对能源结构的影响,同时控制能源结构的持续性和其他因素。我们估计各种规格,包括横截面回归和固定效应规范,该规范通过包含国家和时间固定效应来控制未观察到的异质性。我们发现证据表明,碳定价与能源结构从煤炭倾斜有关。尽管迄今为止实施碳定价的水平通常相当低,但情况确实如此。
令人惊讶的是,关于碳定价对能源转型影响的国际证据很少,尽管长期的理论工作表明碳定价应该使能源结构向低碳方向倾斜(Goulder 和 Schein 2013)。之前的一项研究(Best 和 Burke 2018 年)发现,二元碳定价变量与现代可再生能源的采用呈正相关,尽管没有更广泛地探讨对能源结构的影响。目前的论文是第一个在跨国背景下估计碳定价对整体国家能源结构影响的论文。
在没有大规模碳捕获和储存的情况下,大幅减少化石燃料在能源结构中的份额对于减少当地污染和应对气候变化是必要的(联合国 2018 年)。在瑞典和法国等国家,转向零碳能源形式一直是减少二氧化碳排放的主要机制(Burke 2012)。本文的结果为各国能够过渡到更清洁能源形式的政策渠道提供了证据。
我们的结果有助于为国内和国际关于能源结构转型的辩论提供信息。澳大利亚正在经历从煤炭到可再生能源份额的持续替代,这一转变从 2012-2014 年的碳价格暂时提振了下来(O'Gorman 和 Jotzo 2014)。我们的研究结果支持这样一个论点,即如果维持以前的广泛碳定价体系,澳大利亚的能源转型可能会进行得更快。
2. 能源组合持久性
出于技术、基础设施和制度原因,能源转型通常需要时间(Fouquet 2016b)。这些可以相辅相成并导致锁定(Unruh 2000;Seto 等人,2016 年)。由于采用特定技术的回报增加,可能会发生技术效应,因为采用会导致学习效果和成本降低(Arthur 1989)。基础设施效应是由能源基础设施的长期性质引起的,它