最初发表在《能源邮报》上
人们常常忽视了可再生能源在改变世界力量平衡中所起的作用。鹿特丹荷兰过渡研究所（DRIFT）的里克·博斯曼（Rick Bosman）和代尔夫特理工大学的助理教授丹尼尔·斯科尔滕（Daniel Scholten）进行了一次思想实验，对未来的消费者—生产者关系产生了惊人的影响。必须为能源市场和政治战略家阅读。
可再生能源通常被誉为解决与化石燃料使用相关的众多挑战的灵丹妙药。部分是出于充分的理由；尽管大规模利用可再生能源可以减少能源短缺并降低各种污染，但其解决生产国，消费国和过境国之间与能源有关的地缘政治紧张局势的潜力仍有待观察。尽管人们普遍知道化石燃料的地理和技术特殊性的政治含义，但是如果我们转向基于可再生资源的能源系统，那么这些含义到底是什么仍然是高度不确定的。
这对我们的能源系统的未来提出了有趣的问题：可再生能源和支持技术的发展对与能源相关的合作模式以及生产国，消费国和过境国之间的冲突意味着什么？向可再生能源系统过渡是否会为与使用化石燃料相关的地缘政治挑战提供解决方案，还是仅用新挑战替代旧挑战？
转向国内生产的巨大可能性使消费国在推销时可以利用议价表
我们旨在通过使读者进行思想实验来研究这些问题，该实验设想了一个完全依靠可再生能源运行的能源系统，并保持所有其他条件不变。我们基本上问“可再生能源是否能为当代世界提供动力？”，然后探讨在能源生产国，消费国和过境国之间可能会出现哪些政治问题。通过这种方式，我们希望讨论一个在能源转型辩论中目前仍然曝光不足的话题，同时避免对可能与合意性进行讨论的可能性，而这种可能性和可取性往往伴随着对未来蓝图的讨论，同时保留了从此类未来的思想实验中学习的可能性。
可再生能源的地理和技术特征
我们的思想实验首先关注可再生资源及其附属基础设施的地理和技术特征，以及它们如何影响可再生能源系统。在这方面有五个重要的观察结果：
首先，可再生能源尤其是风能和太阳能的可利用性远远超过化石燃料和铀（参见图1）。其次，每个国家都可以使用至少某种形式和数量的可再生能源，无论是风能，太阳能，生物质能，水能发电还是地热发电，所有国家都可以成为能源生产者。第三，由于可再生能源在某些地方比其他地方可以更有效地进行采集，因此某些国家的发电成本可以比其他国家便宜。大多数可再生能源的能源载体，尤其是那些具有最大潜力（太阳能和风能）的能源载体，会影响能源运输和交易的距离。第五，可再生能源生产的很大一部分是断断续续的，发电量可能分布在许多小单元中。可再生能源市场
首先，当每个国家都有能力向国内提供能源（至少是战略性部分），但有些国家能够更有效地收集能源时，则可以假定市场中有许多（潜在）生产者； b）将生产转移到最有效的国家； c）大多数（如果不是全部）国家都面临着制造或购买的决定，即需要从一方面条件更为有利的地区廉价进口电力，另一方面又要确保国内供应的安全。改变生产者和/或转向国内生产的巨大可能性使消费国在推销时可以利用议价表。换句话说，可再生能源市场很可能是买方市场。然而，消费国将不得不处理两个问题：a）虽然资源稀缺可能无法解决，但不能保证在正确的时机获得太阳能和风能，这可能会导致风电少时的电价上涨和太阳b）足够的发电和存储容量成为人们关注的原因，因为电力比化石燃料更难以储存。
其次，以电力为主要能源载体，能源市场变得局限于电网的规模。电力运输的本质意味着紧密集成的基础设施，可以将生产者和消费者实际连接起来（例如，与穿越公海的油轮不同）。在没有电网的可再生能源系统中，几乎没有或没有能源交易。在这方面，与电网规模有关的一些考虑事项很重要：a）远距离负载损失会阻碍电力传输； b）电网越大，可包含的能源就越多； c）电网越大，可平衡和利用可再生资源的地理波动就越大； d）网格越大，越容易受到破坏。结果，电网倾向于跨越国家和大洲，但不跨越全球。因此，可再生能源市场预计将在全国或地区范围内存在。反过来，地缘政治的相互依存关系缩小到了电网的规模，尽管可能存在全球市场，这些市场需要使用可再生能源发电的物质输入和技术。
第三，可再生电力蕴藏着分布式发电的可能性，并带来了不同于集中式操作系统的新商业模式。在国内，各国必须决定是偏爱集中生产还是分散生产电力，以及是否依靠现有的能源公司和电网运营商，或者赋予家庭和地方社区自己的生产和配电网络（无论是否与电网连接）的能力。如果选择分布式方案，则能源市场将面向本地市场，可能涉及私营和公共公司的混合。
以电力为主要能源载体，能源市场变得局限于电网规模
最后，与化石燃料相比，可再生能源发电的可变性可能导致电价波动更大，并且需要存储和平衡容量以建立稳定的能源市场。太阳能电池板和风力涡轮机的边际成本几乎为零。因此，在充满阳光或大风的时候，市场上充斥着极其便宜的电力。当然，反之亦然：在少有阳光或大风的情况下，电价可能会比目前的燃煤电厂提供的价格高得多。而且，日常需求也知道其起伏。为了稳定能源价格，平衡能力具有重要价值（不仅仅是为了运行可靠性）。选项包括大型存储设施，可在需求高峰时交付的可再生能源投资，以及强大的互连能力，可将各种能源连接到同一跨境电网以管理间歇性影响。
（地理）政治含义
考虑到上面讨论的一般含义，很明显，基于可再生能源的能源系统可以以不同的方式形成，并具有不同的地缘政治影响。通过探索两种极端情况，可以最好地解决由此产生的针对生产国，消费者和过境国的战略担忧：集中式大陆方案和分散式国家方案。
大陆方案：控制网格
在这种情况下，购买决策和集中生产和运输占了上风，因为总体成本效率方面的考虑胜过供应安全性。因此，在最便宜的地方生产能源，然后使用长距离高压直流（HVDC）线路通过一个互连的电网将其运输到消费国。例如，在欧洲的情况下，这可能意味着地中海的太阳能（西班牙，意大利，北非）和北风（英国，荷兰，德国）都被馈送到横跨整个大陆的同一“铜板”电网。与2050年欧洲路线图和Desertec类似的能源系统。
与当前基于化石燃料的能源系统相比，大陆情景暗示着国家之间的依存关系发生了变化。在这种情况下，尽管有不同的参与者，但通常由地缘政治学者研究常规能源的生产国，消费国和过境国的分类基本上保持不变。最重要的变化是，虽然那些可以最高效地生产的国家存在较小的依赖性，但消费国和过境国可以选择转向国内生产。因此，关注点从获取外国资源转移到控制运输网，从而能够主导相关市场。这导致了有关谁拥有，管理和保护网格的问题。但是，网格的互连性质使得有针对性的干预措施，例如切断单个国家的措施在很大程度上是行不通的。最后，由于可再生电力将成为主要的能源载体，因此在燃料的可用性和战略储备的维护方面不再具有战略价值，而是在电网容量，存储或平衡能力方面具有战略价值。因此，具有可调度水电，常备储备或互连器容量的充足供应的国家可能对连接到大陆电网的其他国家具有（间接）地缘政治影响。
国家场景：自己动手做
在第二种情况下，由于供应安全的价值高于整体成本考虑因素，因此决策者占上风。因此，设想了一个主要是分散的能源系统，国家或什至当地社区将在很大程度上满足其自身的能源需求。例如，在德国已经出现了这种能源系统的早期迹象，德国有超过50％的新可再生能源是私人，农民和能源合作社拥有的分散式能源系统。
与化石燃料相比，可再生能源发电的可变性可能导致电价波动更大
与当前的化石燃料状况相比，“国家”情景暗示了对能源依赖性以及能源系统组织方式的滑坡。在这种情况下，消费国变成了“生产者”，对跨境能源贸易的需求变得越来越小或根本不存在。结果，生产，消费和运输状态之间的区别开始变得模糊。地缘政治的影响仅限于提供能源生产能力的材料供应。一旦具备了这种能力，国家便拥有了自己的能源供应，从而极大地减少了艰苦的外国能源关系。此外，分布式发电的可能性还暗示着一种商业模式，该模式可能会破坏现有能源公司的地位以及国家电网的运营方式。将会出现将新的（分散的）可再生生产技术整合到现有电网中或建立本地能源市场以及随之而来的法规框架以促进本地各方和/或社区之间的能源贸易的问题。在这种情况下，能源全部移出了地缘政治领域，成为一种“纯粹的”市场商品。
大陆，国家还是其他之间？
这项思想实验向我们表明，基于可再生能源的系统的潜在地缘政治影响在很大程度上取决于在未来可能实现的情景，即各国是更愿意从国外进口廉价的可再生能源还是利用安全的国内资源。当购买决定胜出时，出现了集中式的Continental方案，导致能源依赖关系发生了根本转变，从获取资源到控制电网运营。如果能够做出决定，就会出现分散的国家情景，这将减少跨境能源贸易，进而大大减轻地缘政治紧张局势。无论哪种情况，电力都将成为主要的能源载体。考虑到电力存储的困难和最有效的可再生能源的间歇性，电网基础设施以及储能和平衡能力已成为可再生能源未来的关键战略资产。
当然，最可能的结果是两种情况的混合。在“国家”情景中，仍然存在通过能源和存储跨境贸易以及平衡能力来提高效率的机会。此外，在大陆情景中，各国仍希望通过投资国内发电和存储容量来限制对本国的依赖。各国极有可能在供应安全和效率增益之间取得平衡。社会的重要功能可以由本地能源提供动力，其中可能包括本地存储容量。至关重要的职能可能依赖于间歇性的国内能源生产和对外贸易。当然，仍然存在问题，即应该在哪里保持平衡，以及一个国家能够在多大程度上为这种决定创造空间。
里克·博斯曼（Rick Bosman）是鹿特丹伊拉斯姆斯大学荷兰转型研究所（DRIFT）的研究员。Daniel Scholten是代尔夫特理工大学技术，政策与管理学院基础设施经济学系的助理教授。《网络行业竞争与法规》的执行编辑。本文于2013年10月首次在《政府公报》上发表，并在此得到作者和出版者的允许在此处重新发表。本文是在2013年5月30日至31日在根特的Politicologenetmaal上发表的会议论文的简化版本，若要阅读本文，请单击此处。
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