图3 2020年欧盟发电装机容量和发电量(预估)
壳牌公司的《天空远景》、DNV-GL的《能源转型展望》、芬兰拉彭兰塔理工大学和能源观察组织的《基于100%可再生能源的全球能源系统——电力部门》等多个报告均对2050年欧洲能源系统做出预测。包括全球风能协会、欧洲风能协会等多个可再生能源行业协会也评估2050年可再生能源在欧洲能源结构中的作用。综合各机构研究报告的预测情景，预计到2050年，欧洲电力部门脱碳需要2000吉瓦的太阳能装机和650吉瓦的风能装机，每年生产大约3000太瓦时的太阳能电力和200太瓦时的风能电力。2050年欧洲终端能源需求约为10000太瓦时，其中50%将来自于太阳能和风能发电。
二、能源转型的政策驱动
(一)根据减排目标加快退煤进程
截至目前，欧洲共有15个国家先后宣布退煤计划，其中比利时、奥地利和瑞典三国已率先实现电力系统去煤。欧洲已明确在2030年或更早的时间节点关闭燃煤电厂总计35.4吉瓦，相当于欧洲在运煤电装机的21%。
为了落实《巴黎协定》中的温室气体减排目标，欧洲各国政府陆续公布了淘汰煤炭的时间表(见表1)。第一个结束燃煤使用历史的欧洲国家为比利时，该国于2016年停止使用煤炭。2020年，奥地利和瑞典相继关停各自国内最后一座燃煤电厂，正式结束燃煤发电历史。
预计到2025年或更早，葡萄牙、法国、斯洛伐克、英国、爱尔兰和意大利等国将结束煤炭使用，随后到2030年，希腊、荷兰、芬兰、匈牙利和丹麦等国也将终止使用煤炭。
在已宣布退煤的欧洲国家中，德国是唯一一个计划在2030年后淘汰煤炭的国家。德国是欧洲最大的经济体、最大的煤炭消费国，德国煤电发电量大约占全国发电量的40%，煤电碳排放量占电力部门的80%。2019年1月，德国煤炭委员会正式宣布，已就淘汰燃煤电厂的时间表达成协议，确定德国最晚将在2038年年底结束煤电。此外，德国还计划到2022年关闭国内约四分之一的燃煤电厂，停运12.5吉瓦煤电装机;2023～2030年间将煤电装机降至17吉瓦，平均每年减少2.4吉瓦。相比此前欧洲国家提出的煤电淘汰计划，德国的煤电淘汰规模最大。2020年7月，德国最终通过退煤法案，确定到2038年退出煤炭市场，并就煤电退出时间表及相关问题给出详细规划。法案规定，在2026年和2029年将对煤炭退出进度进行评估，如果进行顺利，有可能会在2035年前结束煤电。
目前欧洲国家已明确在2030年或更早的时间节点关闭燃煤电厂装机总计35.4吉瓦，相当于欧洲在运煤电装机的21%(或欧盟在运煤电装机的25%)，再加上2030年后德国计划关闭的燃煤电厂，欧洲煤电装机还将在此基础上减少17吉瓦。
其余国家中，捷克、西班牙和北马其顿3国正在就何时终止燃煤发电进行讨论。阿尔巴尼亚、塞浦路斯、爱沙尼亚、冰岛、拉脱维亚、立陶宛、卢森堡、马耳他和瑞士的发电结构中无煤电。挪威国内仅有一个小型热电联产项目，正在考虑清洁替代燃料。
此外还有波斯尼亚-黑塞哥维那、保加利亚、克罗地亚、科索沃、黑山共和国、波兰、罗马尼亚、塞尔维亚、斯洛文尼亚、土耳其共计10国尚未讨论退煤问题，其中波兰、罗马尼亚和保加利亚是欧洲运营燃煤电厂的传统地区，其国内电力结构对煤炭的依赖程度较大。这3国在役硬煤和褐煤电厂装机规模超过40吉瓦，是欧盟未宣布退役的燃煤装机主力。长远来看，对于这些高度依赖煤电的欧洲国家，电力系统脱碳可带来数十亿欧元的清洁能源投资机会，并将助力欧洲碳中和目标的实现。
(二)碳定价机制增加碳排放成本
1.碳排放权交易
欧盟温室气体排放贸易机制是世界首个、也是最大的跨国二氧化碳交易项目。欧洲电力行业是受到排放限额管制、履约减排的重点行业，自2013年其全部通过拍卖获得碳配额。不断改革的碳交易市场正在成为欧洲减少碳排放、实现气候目标的重要措施。
在世界各国减少温室气体排放的诸多实践中，碳排放权交易被认为是最有效的市场经济手段之一。电力行业不仅是碳排放和碳减排的重要领域，也是碳市场覆盖的主要行业。欧盟温室气体排放贸易机制(EU-ETS)于2005年正式启动，是世界首个、也是最大的跨国二氧化碳交易项目，涵盖欧盟成员国以及挪威、冰岛和列支敦士登，覆盖该区域近半数的温室气体排放，为11000多家高耗能企业及航空运营商设置了排放上限。
欧盟碳排放贸易体系从成立到2020年的运行可分为三个阶段，其中第一阶段2005～2007年为试运行，第二阶段和第三阶段分别为2008～2012年、2013～2020年。2013～2020年排放上限在2008～2012年配额总量年均分配基础上每年以线性系数1.74%递减。2018年2月，欧盟批准碳排放贸易体系第四阶段(2021～2030年)改革方案。改革措施包括加速减少配额总量，通过市场稳定储备机制(MSR)收回更多的富余配额甚至可以注销配额，免费分配的配额基准线根据技术进步每五年更新一次等。具体来说，从2019年开始，市场稳定储备机制每年将减少24%的超额排放配额直至2023年;从2021年起配额总量发放上限将从逐年减少1.74%变为减少2.2%，并于2024年起配额上限减少幅度会更大。
欧洲电力行业是主要的温室气体排放行业，因此也是受到排放限额管制、履约减排的重点行业。在欧盟碳市场，从2013年开始，电力部门(利用废气发电和部分中东欧国家的除外)以及捕获、传输和储存二氧化碳的部门全部通过拍卖获得配额。对于电网建设较为落后或能源结构较为单一且经济较不发达的10个成员国，欧盟提供了“减损”选择，允许其在第三阶段的电力部门配额从免费分配逐渐过渡到拍卖，2013年时可以获得最多70%的免费配额，比例逐年递减，到2020年时需要全部通过拍卖获得配额。最终有8个东欧国家(捷克、保加利亚、罗马利亚、爱沙尼亚、匈牙利、塞浦路斯、立陶宛和波兰)采取了此选择，拉脱维亚和马耳他放弃了该方案。
欧洲电力企业可以使用不同类型碳资产(如碳配额EUA、核证减排量CER、减排单位ERU)履约以降低碳减排成本。对于同时拥有煤炭、天然气、生物质等不同发电燃料的电力企业来说，其从事生产经营活动必须考虑到碳资产价格的影响。发电企业需要对发电燃料价格、电价、不同燃料产生的碳排放量和碳资产价格等数据进行综合比较，最终确定最优的生产经营活动(选择何种燃料发电)。
从运行效果看，自2011年起，欧盟碳配额价格一直维持在个位数，进入漫长的低迷期。通过一系列改革，特别是完善强化碳交易体系的措施为碳市场带来了积极的信号，欧盟碳配额价格2018年突破了多年在个位数徘徊状态，到2018年底、2019年初已上涨至20欧元/吨以上。2020年下半年，欧盟碳市场持续升温，交易活跃，碳配额价格连续攀升，7月份已突破30欧元/吨。
碳配额价格上涨最重要的支撑因素来自碳市场参与者对未来气候政策的乐观预期。配额总量是依据气候目标决定的，提高气候目标意味着减排力度进一步加大，配额总量每年递减幅度会更大、下降会更快，进而提高碳配额价格。除气候因素外，市场稳定储备机制亦会对碳交易市场产生巨大影响。自2019年启动以来，该机制有效减少了过剩流通配额，提升了市场信心。欧委会将和各方在今明两年商讨现行市场稳定储备机制的延续问题。如果市场稳定储备机制2024年后仍以24%的比例减少超额的排放配额，那么将进一步推高碳配额价格。
2.碳税
欧洲是全球碳税征收最为成熟的地区。碳税对欧洲国家，尤其对北欧国家减少碳排放、降低能耗、改变能源消费结构产生了积极的促进作用。2018年以来，一些欧洲国家强化了碳税政策，包括取消税收减免、与碳交易制度形成联动等。
碳税是以应对气候变化、减少二氧化碳排放为目的，向化石燃料生产或使用者征收的环境税。它通过增加税赋来提高含碳化石能源价格，以促进能效提高和资源节约利用，相对减少温室气体排放，是国际社会应对气候变化的主要政策措施之一。欧洲几个发达国家是全球碳税征收的先锋，尤其以北欧四国为代表，随后从北欧向爱尔兰、冰岛、西班牙、葡萄牙、爱沙尼亚、法国、瑞士、和英国等国逐步推广开来。总体而言，欧洲是全球碳税征收最为成熟的地区。
截至目前，全球碳税主要分为两类。一类是将碳税作为一个单独的税种，以芬兰、丹麦、瑞典、挪威和荷兰为代表，这些国家碳税历史较长，比较成熟。芬兰是世界上第一个征收碳税的国家。自从芬兰1990年推出对化石燃料按碳含量征收碳税之后，挪威、丹麦、瑞典也纷纷开征碳税，征税对象逐步从一次能源扩大到二次能源如电力等。
另一类并不是将碳税作为一个单独的税种提出，而是将之与能源税或者环境税相结合，主要代表国家是意大利、德国、英国。例如，英国并没有一个确定的税种叫做碳税，但是英国有和碳税功能类似效果相近的税种，如1990年引入的化石燃料税，针对化石燃料进行征税。2004年英国开始征收气候变化税，这是一种全国性税制，针对天然气、煤、液化天然气和电力征收，以减少二氧化碳排放，应对日益严峻的气候形势。
关于税率水平，碳税总体稳定，欧洲发达国家税率水平相对较高。根据世界银行2018年3月发布的数据，北欧国家碳税水平遥遥领先。瑞典、芬兰、挪威的碳税分别为139美元/吨、77美元/吨、64美元/吨，丹麦碳税略低，也达到29美元/吨。碳税作为一个有效的环境经济政策工具，对北欧国家减少碳排放、降低能耗、改变能源消费结构产生了积极促进作用。
碳税征收给出了价格信号，但有时不足以给企业带来巨大的成本压力，或者企业可能采取其他手段转移征税影响，因此，将征税和其他手段相互结合，才能促使这些行业真正采取行动，降低碳排放。如同时运用碳交易和碳税这两种经济手段，全面覆盖各类经济部门，以提升政策效果、增强减排力度。此前有一些欧洲国家同时采用碳交易和碳税，但通常覆盖不同部门。冰岛、瑞典、丹麦等对交通燃料征收碳税，不与欧盟碳交易体系覆盖的工业部门重合。随着各国气候目标不断强化，一些国家逐渐加大政策力度，提升减排效果，使越来越多的企业受到碳交易和碳税的双重管制。2018年，葡萄牙规定碳交易体系下的燃煤电厂同样需要交纳碳税。同年，瑞典取消了碳交易体系下的热电联产等企业享受的碳税豁免或减免，以加快淘汰煤炭的步伐。
(三)激励可再生能源快速发展
依照欧盟可再生能源指令有关规定，各成员国根据国情制定了各自的国家可再生能源行动计划和支持政策，其中绝大多数支持政策集中在发电行业，包括上网电价、溢价补贴、差价合约、绿色证书等。欧洲可再生能源政策机制是激励行业快速发展的关键。
从欧洲可再生能源发展经验来看，一方面，欧洲各国建立了以上网电价为主的补贴政策机制;另一方面，在上网电价政策机制的框架下，不断调整具体电价政策，以实现可再生能源的合理有序开发。
欧盟可再生能源政策发端于1997年的《可再生能源白皮书》。此后，欧盟陆续发布2001/77/EC、2003/30/EC等可再生能源指令，到2009年6月欧盟发布可再生能源指令2009/28/EC，基本上已形成相对完备的可再生能源发展法律框架(见表2)。欧盟委员会要求成员国将可再生能源指令转化为国家立法，并制订相应的国家可再生能源行动计划和支持政策。
表2 欧盟可再生能源指令概述
