编者按：想要在南非德班举行的联合国气候变化会议上朝着新的全球协议迈上一大步，看来是没什么希望了。但是尽管没有达成2009年12月哥本哈根会议上备受期待的全球协议，许多国家都在制定自己的宏大气候目标。其中之一就是当年第15次缔约方会议的东道主——丹麦。
去年，丹麦气候变化政策委员会发现在2050年之前该国有能力让包括交通在内的能源体系摆脱化石燃料，而不用引进核能或者碳捕获与存储等技术。由此，丹麦政府立即制订了到2050年完全摆脱化石燃料的目标。完全摆脱化石燃料可以让丹麦满足关于到2050年实现温室气体减排80%到95%的欧盟政策目标。2011年9月，丹麦新政府上台，提出了更加大胆的短期目标，即到2020年实现50%的电力来自风能，到2035年在电力和能源部门完全不使用化石燃料。
这个委员会的报告是以丹麦的现状为具体依据的，但报告的撰写者们声称同样的方式也适用于其它国家。十分令人瞩目的一点是，实现摆脱化石燃料的总成本只比预计中“一切照旧”方案下的能源费用多出一点点（相当于2050年丹麦GDP的0.5%）。这两种方案在成本上之所以如此接近，主要原因是预期化石燃料价格会上涨。
凯瑟琳·理查德森撰写了一篇经过同行评议的论文，概括出丹麦摆脱化石燃料依赖的路线图。论文刊登在《解决方案》杂志上，本站发表的是缩减版，分为上下两部分。
丹麦气候变化政策委员会2010年报告说丹麦将在2050年之前摆脱对化石燃料的依赖，在1990年排放水平的基础上实现温室气体减排80%。该委员会对“不依赖化石燃料”的定义是：丹麦境内不将化石燃料作为能源使用。进口基于化石燃料的能源是允许的，但丹麦可再生能源的总产量按年平均量来算至少要相当于丹麦的（年）能源需求。
根据2009年的数据，可利用的可再生能源在丹麦能源总产量中占18%，其中规模最大的是生物质能。目前丹麦能源总产量中只有约3%来自风能，但风电在总发电量中则能占到约20%。但是，该委员会得出结论说，丹麦有百分之百可以在2050年实现全部电力来自风能、太阳能、地热能和波浪能等可再生能源的目标。该委员会之所以能够如此乐观，依据就是对显著技术进步的假设，包括电动汽车和“智能电网”（指的是可以将某些能源需求推延到额外能源产出时期的能源系统）两大方面。
丹麦有丰富的风能资源，尤其是海上风能资源，人均生物质资源也比其他欧洲国家多，这为其未来建设脱离化石燃料的能源部门奠定了坚实的基础。其他可再生能源（太阳能、地热能、波浪能）的作用大小则取决于其商业可行性的发展情况。未来的能源生产很大程度上依靠的是不断波动的能源，这就要求需求具有一定的弹性（比如在能源需求中的“智能电网”和“智慧”）。
新基础设施将需要巨大的投入，无论可再生与否，未来的能源都注定比今天更贵。但是，即使继续依赖化石燃料，基础设施投入也是不可或缺的，而且化石燃料也会变得越来越贵。考虑到这一点，丹麦气候变化政策委员会进行的模型计算表明：比起按照目前能源架构运行到2050年，在丹麦完全消灭化石燃料多出的成本还不到该国GDP的1%。
该委员会的分析表明，丹麦可利用的风能总量已经超过了预计中的2050年能源需求，但百分之百依靠风能可能有点行不通，除非能够在能源存储上取得巨大的技术进展。因此，要将风能纳入新的能源体系，唯一的限制就是目前的技术能力，尚且无法把风能等波动性能源纳入体系之中。
另一方面，丹麦的生物质能资源估计不足以满足2050年的能源需求。假设目前的食品生产水平能够维持，丹麦国内的生物能资源（包括废物）只能达到目前能源总量的25%，还不到2050年预期需求量的一半。（除特别注明外，本文中的能源供应/能源需求/能源消费指的都是能源总量。）此外，生物质可持续生产在全球的潜在限制目前还是一个未知数。因此，丹麦气候变化政策委员会根据能够用于能源目的的生物质数量的不同假设值对丹麦能源体系的发展结果进行了分析。
提高能效是摆脱化石燃料战略的一个重要组成部分，对于（电力）转换成本的最小化也十分关键。基础设施投资包括了摆脱化石燃料的主要成本。这些成本都被控制在最低限度，因为能源生产量的设计是要满足实际的能源需求，而非人为的高要求。根据对能效投资的成本效益和能效提高的历史趋势的现有研究，该委员会估计到2050年平均每座房子消耗的能源只有今天的40%，但同时对能源服务的需求则会翻一番。尽管房子或交通工具的单位面积能源消耗会显著减少，但是由于这个新的能源服务需求的增加，2050年丹麦的能源需求总量估计只会减少10%到25%。
该委员会估计到2050年小轿车、大巴车和卡车消耗的能源只有今天的29%。这个能效上的巨大改进主要归功于预期中电力在交通运输中贡献的增加，这是因为电力发动机比内燃发动机的效率高得多。委员会得出结论说到2050年交通运输部门的能源主要依靠电力和生物燃料。这个结论的背后有一个基础认识，即如果国际政策都着眼于减少温室气体排放，生物质的价格就会上升，如果想单靠着生物燃料来满足丹麦未来全部的交通运输能源需求，那么丹麦现有的全部农用地必须都用来种植燃料用作物才行。委员会建议在未来若干年内大力推广电动车辆，尤其为了逐渐树立消费者对这一新技术的信心。另一个当务之急是把沼气引入重型货运中来。由于空运和海运部门都处于国际管理之下，所以并不包括在委员会的评估范围之内。
丹麦气候变化政策委员会分析的核心就是：能源部门包括供求双方，而且双方应该被作为一个整体用到能源体系的转型之中来。他们另一个重要的假设是：在丹麦摆脱化石燃料的成本将受到国际发展情况的影响。因此，委员会考虑了两个情境：第一个是世界制定出一个雄心勃勃的气候政策，基础是把大气中的碳浓度控制在450ppm；第二个是一个“无雄心”的政策情境，即保持现有排放水平稳定不增加，化石燃料的稀缺性将成为能源价格的主要驱动力。
在雄心勃勃情境下，将会有一个全球性政策来满足联合国政府间气候变化专门委员会（IPCC）提出的要求，即要将人为引起的全球温升限制在比工业化前高2摄氏度范围内。这一限制要求工业化国家到2050年实现在1990年基础上温室气体净排放量减少80%到95%。在这一情境下，化石燃料的价格相对较低，但二氧化碳和生物质价位高。化石燃料和二氧化碳的价格来自国际能源机构（IEA）。IEA制定了一个具有和丹麦相同气候目标的未来方案，不同之处是IEA研究的时间段只到2030年。从2030年到2050年的这一段，丹麦气候变化政策委员会是将2010年到2030年这一段的趋势作了直线延伸。生物质价格的制定运用了替代原则，也就是说，生物质的价格等于被它取代的化石燃料价格再加上二氧化碳的价格。按照这个假设，生物质价格将从今天的水平逐渐变化，直至达到2050年的“替代价格”。
在“无雄心”情境下，国际气候政策与今天的并无二致，对化石燃料的需求及其价格都将继续上升。在这一情境下，生物质和二氧化碳的价格被假设为中等。二氧化碳和石油燃料的价格来自IEA在《2009世界能源展望》中提出的参照情境。生物质的价格则来自丹麦能源署的预测。与雄心勃勃情境一样，从2030年到2050年阶段的价格都是2010年到2030年趋势的直线延伸。在这个分析里，2050年将有一些形式的国际二氧化碳配额交易机制投入运行，因此化石燃料的用户除了购买燃料，还要为二氧化碳排放买单。
丹麦气候变化政策委员会的分析表明，由于成本效益型能效行动的发展，2050年丹麦的总能源需求将比今天稍微下降。分析中所用的模型在一个给定的时间选择的都是成本效益最高的能源。
下一部分：丹麦如何实现其宏大的目标
作者简介：凯瑟琳·理查德森，哥本哈根大学副教务长，生物海洋学教授，丹麦气候变化政策委员会主席。该文章最初发表在《解决方案》杂志上，本网站经作者同意发表其缩减版。
图片来源：United Nations Photo
