能源转型
能源转型（英语：Energy transition，也称为能源体系转型，英语：Energy system transformation），指的是能源体系中的供给和消费发生的重大结构性变化。目前全球为限制气候变化，正转向使用永续能源。由于许多永续能源都是再生能源，因此也称为再生能源转型 （英语：renewable energy transition）。目前的转型的目的在能快速、可持续地减少使用能源时产生温室气体排放，主要是透过逐步减少使用化石燃料，并尽可能多用低碳电力[2]。先前的能源转型发生在1760年开始的第一次工业革命出现蒸汽机后，所用能源从燃烧木材（柴火和木炭）和其它生物质（比如油脂和干粪）转换为燃烧煤碳，接着在19世纪末的第二次工业革命出现内燃机后改为燃烧石油和天然气[3][4]。
目前世界上四分之三以上的能源是透过燃烧化石燃料而来，但会因此排放温室气体。[5]能源生产和消耗是导致当前大部分人为温室气体排放的原因。[6]为实现2015年《巴黎协议》中设定的目标，全球必须尽快减少温室气体排放，并在本世纪中叶实现净零排放。[7]自2010年代末以来，由于太阳能和风能发电成本迅速下降，得以推动再生能源转型。[8]能源转型的另一目标是减少此产业对健康和环境的负面影响（参见能源产业对环境的影响）。[9]这类影响不仅涉及气候变化，还涉及毒性排放物、资源利用、空气污染造成的健康问题等。[9]:49
目前为建筑物进行暖通空调已朝电气化的方向前进，热泵是迄今为止最有效的技术。[10]为提高电网的灵活性，安装储能和架设超级电网对于利用间歇性、依赖天气的技术尤其重要。[11]然而各国施行的化石燃料补贴会将能源转型的步调减缓。[12][13]
定义
能源转型是用一类能源取代另一类，其中所需技术和行为发生广泛的转变。[14]:202–203典型的例子是从依赖传统生物质、风力、水力和人力等能源的前工业化系统，转变为普遍机械化、使用蒸汽动力和燃煤为特征的工业系统。
联合国政府间气候变化专门委员会（IPCC）并未在其第六次评估报告中为能源转型定义，所定义的是"转型"："在给定时间内从一种状态或状况转变为另一种状态或状况的过程。转型可发生在个人、公司、城市、地区和国家，可以是渐进式变化，也可以是转型性的变化。[15]
名词演化
| 可持续能源 |
|---|
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| 概述 |
| 节约能源 |
| 可再生能源 |
| 可持续交通系统 |
在第一次石油危机（1973年）过后，政界人士和媒体创造出"能源转型"这个名词。美国时任总统吉米·卡特在1977年的国家能源演说中将此概念推广，呼吁"回顾历史以了解我们的能源问题。人类在过去的几百年里使用能源的方式发生过两次转变...因为我们现在使用的天然气和石油即将耗尽，我们必须迅速为第三次变革做好准备 - 即严格节约能源、重新使用煤碳以及太阳能等永久性的再生能源。"[16]这个名词后来在1979年第二次石油危机发生后，于1981年联合国新的和再生能源会议期间成为全球一致采用的说法。[17]
自1990年代起，关于能源转型的争论越来越多将气候变化缓解的作用列入。巴黎协定的缔约方承诺"将全球升温限制在与工业化前水准相比，远低于2°C，最好是1.5°C的程度。 "[[18]而要达到目的，必须快速进行能源转型，降低化石燃料生产以维持在碳预算的规范内。[19]
在此背景下，能源转型包含能源政策的重新定位。隐含的是从集中式发电转向分散式发电模式。还包括尝试透过节能措施和提高效率来取代生产过剩和可避免的能源消费。[20]
在人类使用能源的历史中，从当地供应的木材、水力和风力，到全球供应的化石燃料和核燃料，由于工程研究、教育和标准化迅速扩展，最终导致能源需求增长。整体系统转型的机制跨越所有工程领域的新兴学科"转型工程 "，将为工程师、企业家、研究人员和教育工作者提供必要的知识和技能，协助他们应对能源转型等大规模系统性变革。[21]
过往能源转型案例
研究过往能源转型的方法有两个主要论述。其中之一认为人类在过去经历过几次能源转型，而另一观点则认为"能源补充"更能反映过去三个世纪中全球能源供应的变化。
按时间顺序排列的第一个论述由捷克裔加拿大教授瓦茨拉夫·斯米尔提出广泛描述。[23]强调各国能源结构和全球的经济变化，透过查看特定背景下使用的主要能源百分比数据，一幅世界能源系统的图景显示随时间而发生巨大变化，从使用生物质到煤碳，再到石油，现在主要是煤碳加上石油和天然气的组合。在1950年代以前，能源系统背后的经济机制都是地方性，而非全球性。[24]
科学、技术与环境历史学家让-巴蒂斯特·弗雷索 (Jean-Baptiste Fressoz) 对第二个论述提出广泛的描述。[25]强调"能源转型"首先由政治家而非历史学家采用，用于描述未来要实现的目标，而非用以分析过去趋势的做法。从人类使用的总能源数量来看，可用的能源消耗量都在增加。[26]例如19世纪煤碳使用量增加却没完全取代木材的消耗，而实际上是烧了更多的木材。另一例是20世纪乘用车的出现。这种演变引发石油消耗（用于驱动汽车）和煤碳消耗（用于制造汽车所需的钢材）增加。换句话说，此表示人类史上从未进行过一次能源转换，而是进行多次能源补充。
当代能源转型在动机和目标、驱动因素和治理方面存在差异。在发展进程中，不同的国家能源系统变得越来越紧密整合，最终形成我们今天所见的庞大国际能源系统。能源系统的历史变迁已得到广泛研究。[27]过去的能源转型通常花费很长的时间，动辄以数十年计，但并不一定适于分析当前的能源转型。当前的能源转型在截然不同的政策和技术条件下发生。[28]
当前的能源系统可从历史中汲取许多教训。 [29][30]早期工业过程对大量木柴的需求，加上陆路运输成本高昂，让木材成为稀有资源，而十八世纪的玻璃工厂的运作就像个"专注于森林砍伐的企业"。[31]当英国的木材基本上受耗尽后，不得不以煤碳替代，由此引发的燃料危机带出一系列事件，并在两个世纪后引导工业革命发生。[32][33]同样的，增加泥炭和煤碳使用是导致荷兰黄金时代（大致跨越整个17世纪）发生的重要因素。[34]资源枯竭而引发技术创新及转向新能源的另一例是19世纪的捕鲸业，鲸油最终被煤油和其他石油衍生物取代。[35]为加速目前的能源转型，政府也可对煤矿产区进行收购或是纾困。[36]
当前驱动转型的因素
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健康
于2023年发表的一项研究报告，估计截至2019年，化石燃料每年导致心脏病、中风和慢性阻塞性肺病等疾病，[41]全球因此有超过500万人过早死亡。[42]迄今为止，悬浮微粒空气污染造成的死亡人数最多，其次是对流层臭氧。[43]
气候变化缓解与共同效益
为减轻气候变化的影响，需要迅速转向使用极低碳或零碳能源。[44]:66[45]:11目前依赖燃烧煤碳、石油及天然气取得能源，所排放的二氧化碳占全球此类排放量的89%，[46]:20此类能源占全球一次能源消耗量的78%。[47]:12
虽然人类自1980年代以来就开始知晓气候变化的风险，而控制全球升温在1.5°C以内的碳预算正变得难以企及，全球再生能源的部署仍无法跟上不断增长的能源需求。煤碳、石油和天然气的价格变得更为便宜。风能和太阳能仅在提供特殊关税和补贴的国家才能获得相当大的占有率，且仅发生在发电部门。
布署再生能源还包含有气候变化缓解的共同效益：对就业、工业发展、健康和取得能源产生积极的社会经济影响。以再生能源发电取代燃煤发电厂，每百万瓦平均发电容量为单位计算所能创造的就业人数可增加一倍以上，[48]依不同国家和部署情景而定。能源转型可创造许多绿色就业的机会，[49]（例如在非洲）。[50][51]人们发现对于美国的煤碳产业[52]和加拿大的油砂产业，[53]重新训练其从业者进入再生能源产业的成本微不足道。后者只需将一整年联邦、省和地区对石油和天然气的补贴金的2-6%转移，就足以让从业者获得薪资水平相近的新职位。[53][54]在缺乏电力的农村地区，部署微型太阳能电网可将电力供应显著改善。[55]
绿色转型带来的就业机会与再生能源使用，或是基础设施改善与翻新的活动有关联。[56][57]
能源转型可驱动经济发展
对于许多开发中经济体（例如撒哈拉以南非洲矿产资源丰富的国家）而言，向再生能源转型预计将成为永续经济发展的驱动力。国际能源署 (IEA) 已确定有37种矿物对清洁能源技术非常重要，估计到2050年全球对这些矿物的需求将增加235%。[58][59]非洲拥有大量所谓的"绿色矿物"储量，例如铝矾土、钴、铜、铬、锰和石墨。[60]非洲联盟已制定政策框架 - "非洲矿业愿景 "，目的在利用非洲大陆的矿产储量，追求永续发展和社会经济转型。[61]实现这些目标需要把矿产资源丰富的非洲经济体从商品出口导向转成为高附加价值产品制造导向。[62]
再生能源竞争力
风能与太阳能发电的竞争力于2010年至2019年期间大幅提升。太阳能的发电单位成本已下降达到5%，风能的下降55%，锂离子电池的下降85%。[63]:11陆上风能或太阳能发电加上数小时的储能装置组合的平均成本已经低于天然气尖峰负载发电厂。[64]于2021年，全球再生能源新增发电量于全部新增装置容量中的占比已超过80%。[65]
能源安全
另一重要的驱动因素是能源安全和能源独立，由于2022年俄罗斯入侵乌克兰，[66]能源安全和独立在欧洲和台湾[67]的重要性日益增加。
炼油厂[68]和火力发电厂等集中式设施可能会因空袭而瘫痪，太阳能发电设施也可能会受到攻击，[69]但太阳能和风能[70]等分散式发电设施具有较小的脆弱性。[71][72]太阳能发电设施和电池可减少配置燃料车队的风险。[73][74]然而大型水力发电厂却很脆弱。[75]有人说核电厂不太可能成为军事目标，[76]但另有人的结论是战区的民用核电厂可被敌对势力予以武器化和利用，不仅是为阻碍能源供应（从而摧毁当地的公众士气）也以人为核灾的前景来勒索和胁迫受攻击国家及其国际盟友的政策制定者。[77]
短期解决方案
教宗方济各在其2015年通谕《愿祢受赞颂》中承认，考虑到全球需要取得更大进展才能确定可行的长期解决方案，寻找短期解决方案并暂时转向"危害较小"的替代方案是个道德上合理的选择，并且"国际社会仍未就如何支付…能源转型成本的责任达成一致的看法"。[78]
关键技术与方法
将全球升温控制在2°C以下所需的减排需要将整个系统内转变能源的生产、分配、储存和消费。[79]对一个社会而言，要用一种能源取代另一种，必须将能源系统中的多种技术和行为改变。[14]:202–203
许多气候变化缓解途径所设想的三个主要低碳能源面向为：
- 使用低排放能源发电
- 电气化 - 即增加电力使用，而非直接燃烧化石燃料
- 加速采用改善能源效率的措施[80]:7.11.3
再生能源
低碳能源转型中最重要的能源是风能和太阳能两种。它们每年可减少40亿吨二氧化碳当量的净排放量，其中一半的净生命周期成本低于参考值。[63]:38其他再生能源还包括生物质能、地热能和潮汐能，但目前这些的净生命周期成本较高。[63]:38
迄2022年，水力发电是世界上最大的再生电力来源，占2019年全球总电力产量的16%。[88]然而水力发电严重依赖地理位置，以及此类电厂对环境和社会的影响普遍较高，因此成长潜力有限。风能和太阳能被认为更具可扩展性，但仍需使用大量土地和材料。由于两者成本迅速下降，于近几十年几乎呈指数级增长。[89]风力发电于2019年占全球生产电力的5.3%，太阳能发电的占比为2.6%。[88]
大多数水力发电厂的发电量均可控制，而风能和太阳能的发电则由天气决定。输电电网必须扩展和调整以避免电力遭到浪费。筑坝水力发电是可调度的能源，而太阳能和风能是间歇性再生能源。此类能源需要可调度的备用发电或储能技术来提供持续且可靠的电力。因此储能技术在再生能源转型中也具有关键作用。截至2020年，规模最大的储能技术是抽水蓄能发电，占全球已安装储能容量的绝大多数。其他重要的储能形式是电池和电转气技术。
IEA发布的《电网和安全能源转型（Electricity Grids and Secure Energy Transitions）》报告中强调到2030年，有必要将每年电网投资从3,000亿美元增加到6,000亿美元以上，以将再生能源整合。到2040年，电网必须延伸超过8,000万公里才能将再生能源完全纳入管理，预计再生能源所生产的电力将占未来二十年全球新增电力容量的80%以上。如果未能及时加强电网基础设施，到2050年可能会导致二氧化碳排放量增加58亿吨，全球升温可能会变为2°C。[90][91]
整合间歇式再生能源
将再生能源并入电网后，由于当地电力生产有间歇性的问题，因此有建议"最终需要将不同部门、能源储存、智慧电网、能源需求管理、可持续生物燃料、水电解和衍生产品加以整合。[63]:28"透过超级电网将散布四处的风能和太阳能发电设施连结，将局部天气条件变化造成的影响降低。
在价格波动剧烈的情况下，电力储存和电网扩建可让此种电力价格更具竞争力。研究人员发现"到2030年，将再生能源发电融入电力系统的成本预计将更为便宜" [63]:39 。此外"想在整个供电系统中完全使用可再生能源将更具挑战性"。[63]:28
随着风能和太阳能的高度整合，电力波动问题可透过备载容量解决。大型储能电池可以在几秒钟内做出反应，并且有越来越多利用此种设施来维持电网的稳定。
100%再生能源
本节摘自100%再生能源。
100%再生能源指的是所有能源都来自再生资源。由于气候变化、污染和其他环境问题，以及经济和能源安全问题，导致有将电力、供暖、空气调节和交通采用100%再生能源的构想。将全球一次能源供应转向再生能源，需要能源系统转型，因为当今大部分的能源都来自不可再生的化石燃料。
针对这主题的研究均相当新，在2009年之前发表的研究报告很少，但近年来已受到越来越多的关注。大多数研究报告均表示表全球所有部门（电力、供暖、运输和工业）向100%再生能源转型，不但可行且具有经济效益。[92][93][94][95]全方位、整体性的方法被视为实现100%再生能源系统的重要手段，其核心假设为"唯有聚焦能源系统中电力、供暖、运输或工业等部门的协同效应才能找到最佳解方"[96]
广泛实施大规模再生能源和低碳能源策略的主要障碍被认为主要是在社会和政治层面之上，而非在于技术或经济面上。[97]主要障碍是气候变迁否定论、化石燃料业者游说、政治上不作为、不可持续的能源消耗、过时的能源基础设施和经费不足。[98]
核能发电
在1970年代和1980年代，核能发电在一些国家占有相当大的比例。目前在法国和斯洛伐克，一半以上的电力仍由核能产生。它是一种低碳能源，但伴随有风险和不断增加的成本。核能发电部署速度自1990年代末开始已放缓。许多反应堆已接近其使用寿命期限，除役数量不断增加。德国于2023年4月中旬已将最后三座核能发电厂除役。[100]
经济和地缘政治面
能源转型之后有可能将国家、利害关系人和公司之间和依存关系重新定义。拥有化石资源或再生资源的国家或土地所有者将面临巨大的损失或是收益，具体取决于其能源转型的进展。 于2021年，能源成本占全球国内生产毛额（GDP）的13%。[101]全球竞争成为促进低碳能源转型的驱动力。一个国家开发出的技术创新有可能成为一种经济力量。[102]
影响
能源转型的讨论很大程度上会受到化石燃料产业的影响。[104]纵然环境、社会和经济问题日益严重，石油公司仍能继续开展业务的一种做法是对地方和国家政府进行游说。
史上化石燃料业者游说在降低监管方面做得非常成功。在1988年到2005年期间，世界上最大的石油公司之一埃克森美孚花费近1,600万美元，用于反气候变化游说，并向公众提供有关气候变化的误导性资讯。[105]化石燃料产业透过现有的银行和投资结构取得重要支持，[106]而引发由化石燃料产业撤资的社会运动。这种撤资是出于道德和财务原因，从石油、煤碳和天然气公司的股票、债券或基金中撤出资金的行动。[107]
银行、投资公司、政府、大学、机构和企业在化石燃料产业的投资都面临这种新的道德论点的挑战，许多机构，例如洛克斐勒兄弟基金会、加州大学及纽约市等已开始转向更永续、更环保的投资标的。[108]
国际再生能源机构 (IRENA) 于2024年发表预测，认为全球到2050年有一半以上的能源将由电力提供，全球能源结构中的四分之三以上将来自再生能源。虽然化石燃料被生物质和绿氢取代，但预计仍有12%的占比。这一转变预计将可把须经长途运输而来化石燃料的依赖降低，并增强区域能源市场的重要性来重塑地缘政治权力结构。.[109]
社会和环境面相
影响
再生能源转型可能会给一些依赖现有能源经济或受到转型所需矿物开采影响的人带来负面影响，而引发公正转型的呼吁，IPCC将公正转型定义为"一套目的在确保没有民众、工人、地方、产业、国家或地区在从高碳经济转型到低碳经济的过程中被遗弃或忽视的过程和做法。[15] 使用当地生产的能源可稳定和促进一些在地经济，[110]为社区、州（省）和地区之间的能源贸易创造机会，[111]并提高能源安全。.[112]
煤碳开采在某些地区具有重要的经济影响力，当往再生能源转型，其生存能力会因而降低，对依赖旧有业务的社区造成严重影响。[113]这些社区不仅已面临能源穷困，且当煤碳企业迁移到别处或完全消失时，当地的经济还有崩溃的风险。[114]这种情况让贫穷和脆弱性长期存在，而降低这类社区的适应力。[114]缓解措施包括扩大弱势社区的扶持计划，创立新的培训计划、经济发展机会和提供补贴以协助转型。[115]
能源转型而导致的能源价格上涨可能会对发展中国家如越南和印尼等产生负面影响。[116]
为扩大再生能源基础设施而将所需的锂、钴、镍、铜和其他关键矿物的增加开采，为一些社区带来更多的环境冲突和环境正义问题。[117][118]
劳动力
全球劳动力中有很大部分直接或间接为化石燃料经济所雇用。[119]此外，目前仍有许多产业仍依赖不可持续的能源 (例如钢铁业或水泥/混凝土业)。在经济快速变革时期要让这些劳动力转型，需要深思熟虑和规划。国际劳工运动主张透过公正转型来解决此类问题。
最近，[120]欧洲国家因俄乌战争期间俄罗斯天然气供应遭到切断，这些国家向来对俄罗斯天然气的依赖而陷入能源危机。这显示人类仍严重依赖化石能源，应注意平稳转型，降低因能源短缺而削弱有效转型的工作。
风险和障碍
与全球再生能源转型步伐相关的关键问题之一是各个电力公司如何能适应电力产业不断变化的现实。例如迄今为止，电力公司采用再生能源的步调仍然缓慢，业界对化石燃料发电持续投资也成为转型的绊脚石。[125]
对使用清洁能源尚未制定有完整法规，和对电力短缺的担忧已被认为是越南等依赖煤碳，同时又快速发展经济体能源转型的主要障碍。[116]
按国家/地区举例
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在2000年至2012年之间，煤碳仍是全球总量成长最大的能源。石油和天然气也有相当大的成长，其次是水力和再生能源。再生能源在此期间的成长速度比史上任何时期均快。而对核能的需求下降，部分原因是散播恐惧和媒体对一些核灾难的不准确描述（1979年的三哩岛核泄漏事故、1986年的切尔诺贝利核灾和2011年的福岛第一核电厂事故）。[126][127]而最近煤碳的耗用数量相对于低碳能源有所下降。煤碳占全球一次能源消耗总量的比例从2015年约29%下降至2017年的27%，而水力除外的再生能源占比则从2%上升至约4%。[128]
亚洲
中国
中国是世界上最大的能源消费国（参见世界能源供应与消耗）和全球国内生产毛额（GDP）排名在前国家中工业耗用占比最大的（参见各国GDP产业结构排名），自中华人民共和国于1949年建国以来，确保充足的能源供应以维持其经济成长一直是该国政府的核心措施。[129]中国自1960年代起开始工业化以来，目前已成为世界上最大的温室气体排放国，而中国的煤炭（包括消耗与开采）是导致全球气候变化的主因之一。[130]然而中国于2010年至2015年期间的单位GDP能耗已下降18%，单位GDP二氧化碳排放量已下降20%。[131]以人均排放量计算，中国于2016年的数字是世界排名第51。[132]中国于2020年的人均二氧化碳排放为7.76吨（日本为8.03吨，参见中华人民共和国），而在2022年的人均排放为8.85吨（参见各国人均二氧化碳排放量列表）。中华人民共和国能源政策（英语：Energy policy of China）与其产业政策有关联，中国的能源需求管理是由其工业生产目标所决定。[133]
中国严重依赖进口石油以满足国内消费，与轻工业原材料及电气化的需求，是该国能源政策中的重要成分。电力部门的详细资讯已包含于2021/22年冬季发布的十四五规划中，[134]这将决定该国是否要建造更多燃煤发电厂，而决定全球根据《巴黎协定》所设定的气候目标是否能够实现。[135]印度
印度在参与签署巴黎协定时所设定的自身再生能源目标，预定将其总能源消耗的50%[136]转而使用再生能源。截至2022年，印度中央电力局利用太阳能、风能、水力发电和核能发电等清洁能源发电以达到160吉瓦（GW，十亿瓦），占其总发电容量的40%。根据安永会计师事务所提供的资料，于再生能源国家吸引力指数中，印度排名第三，仅次于美国和中国。
印度自1947年独立开始，建立水力发电厂一直是该国能源设施的重点。印度前总理贾瓦哈拉尔·尼赫鲁 称这类电厂为"现代印度的神殿"，并相信它们是新兴共和国达成现代化和工业化的重要驱动力量。水力发电厂的著名例子包括装置容量2,400百万瓦的泰瑞水力发电综合体、1,960百万瓦的科以纳水力发电项目和1,670百万瓦的斯利赛蓝水坝。最近印度对太阳能发电厂和风能发电厂等再生能源技术给予应有的重视。该国拥有世界排名前5名太阳能发电厂中的3个，包括世界上最大的2,255百万瓦装置容量的巴德拉太阳能发电园区，世界第二大，2,000百万瓦装置容量的帕瓦加达太阳能发电园区和1,000百万瓦装置容量的库诺尔超大型太阳能发电园区。
虽然印度有此正面的转型趋势，但其燃煤发电厂造成的空气污染仍然导致许多人死亡，[137]印度必须减少对传统燃煤发电的依赖（仍占其电力生产的50%左右）。印度也朝汽车产电气化的目标迈进，[138]目标是到2030年把私家车中电动车的占比至少达到30%。
越南
在东南亚，越南在太阳能和风能的开发方面居领先地位，从2017年的占比几乎为零，到2022年已有约20吉瓦的装置容量。[139]东南亚的能源转型可以概括为 - 具挑战性、可实现及须相互依存，表示虽然存在障碍，但如有国际支持，很大程度仍有机会达成。[140]
越南当地民众对改善环境品质的要求日益升高，以及政府设定及推动绿色经济的目标，都被认为是该国推动能源转型的关键动力。[139]发展中国家如越南，能源转型的驱动力被认为是政府吸引国际社会对绿色成长倡议的支持，以及民众对于洁净环境的殷切期盼。[141][142]由于越南有相对有利的投资环境，可望比一些别的东南亚国家联盟（ASEAN）成员国能更快实现能源转型。[143]
欧洲
欧盟
《欧洲绿色协议》是欧盟执行委员会提出的一系列政策倡议，总体目标是在2050年让欧洲达成净零排放的目标。[144][145]另有一影响评估计划将欧盟2030年温室气体减量目标提高到至少50%，甚至是55%（与1990年的水平相比）。协议的目的为审查每项现有法律的气候优点，并引入有关循环经济、建筑翻新、生物多样性、农业和创新。[145]
欧盟执行委员会主席乌苏拉·冯德莱恩表示欧洲绿色协议将成为欧洲的"登月时刻"，因为该计划将让欧洲成为第一个气候中和的大陆。[145]
一项调查发现数码化先进的公司在节能策略上会投入更多资金。在欧盟，59%对基础技术和先进技术进行投资的公司也对能源效率措施进行投资，而美国同类公司中的比例仅为50%。整体而言，企业的数位形象与其在能源效率方面的投资存在巨大差异。[146]
德国
德国在从化石燃料和核能发电向再生能源的转型中扮演着举足轻重的角色。德国的能源转型被称为"die Energiewende"（字面意思是"能源转向"），表明从旧燃料和技术转向新的。德国政府于2010年9月（日本福岛核灾发生前约六个月）发布概述能源转型的关键政策文件， 并同时完成立法。
政策得到德国联邦政府的支持，并导致该国在再生能源，特别是风能发电的大规模扩张。德国的再生能源在总能源中的占比从1999年的5%左右增加到2010年的17%，接近经合组织（OECD）18%的平均值。[147]迄2022年，占比为46.2%，已超过经合组织的平均值。[148]再生能源占比增加的一个重要因素是资本成本的降低。德国在太阳能和陆上风能发电资本成本是全球最低的国家之一。 国际再生能源机构报告称，当前调查所得的再生能源发电平均资本成本为1.1% - 12%，而德国陆上太阳能和风能的资本成本分别约为1.1%和2.4%。[149][150]这与2000年代初期的数字相比有显著下降，当时资本成本分别徘徊在5.1%和4.5%左右。[151]这种成本下降受到多种经济和政治因素的影响。德国政府于2007年—2008年环球金融危机之后透过提供低利贷款以将银行的再融资监管松绑，刺激经济成长。[152]
在此段期间，再生能源产业由于投资和订单量增加，也开始在制造、专案组织和融资方面出现学习效应。再加上各种形式的补贴，大幅降低太阳能和陆上风能发电的资本成本和均化电力成本（LCOE）。当这些技术成熟并融入社会技术系统，预计在未来，经验效应和一般利率成本将成为这些技术竞争力的关键决定因素。[151]
发电业者获得20年固定上网电价保证，保证其收入。地方性的能源合作组织也成立，将控制权与利润分散。大型能源公司在再生能源市场的市占率极小。核能电厂已遭关闭，剩余的9个核能发电厂在2022年提前关闭。
由于对核能发电依赖降低，而导致对化石燃料发电依赖增加。阻碍再生能源有效利用的因素之一是缺乏电力基础设施投资以将电力推向市场，据信必须修建或升级8,300公里的电网才能将情况改善。[147]
德国不同的邦对新的输电网络建设持不同的态度。由于工业部门的电价遭到冻结，能源转型的新增加成本被转嫁给消费者，导致电费上涨。德国于2013年的电价在欧洲名列前茅。[153]但家庭用户的电费在2015年年初有所下降。[154]
瑞士
瑞士的水力发电（占比59.6%）和核能发电（占比31.7%）在生产电力的能源中有甚高占比，该国与能源相关的人均二氧化碳排放量比欧盟平均低28%，与法国大致相当。 瑞士选民于2017年5月21日接受新制定的"2050年能源战略"的能源法案。此能源战略的目标是减少能源消耗、提高能源效率并推广再生能源（例如水力、太阳能、风能、地热能以及生物质燃料）。[155]2006年通过的《能源法》禁止在瑞士建造新的核能发电厂。[155]
英国
英国根据法律规定，其温室气体排放到2050年将减少到净零的程度。[156]为实现此一目标，国家能源政策主要关注该国的离岸风电和提供新型先进的核能发电。再生能源发电（尤其是生物质发电，参见英国再生能源）的增加，加上英国核能发电发电量增至总发电量的20%，英国的低碳电力于2019年已超过化石燃料发电。[157]
为实现净零排放目标，英国的电网也须强化。[158]英国用于工业生产和住宅供热的天然气[159]和用于运输的石油也必须由电力或其他形式的低碳能源取代，[160]例如可持续生物能源作物[161]或是绿氢。[162]
虽然该国主要政党都认同能源转型的必要性，但人们在2020年争论应将多少用于摆脱 COVID-19疫情引发的经济衰退的资金用于能源转型，以及转型能创造多少就业机会（例如提高英国房屋能源效率的改善工作）。[163]有些人认为由于后疫情时代的政府已经累积庞大债务，转型资金将会不足。[164]英国脱欧可能会严重影响能源转型，但截至2020年的形势尚不明朗。[165]英国政府敦促企业赞助2021年联合国气候变化大会，其中包括能源公司，但前提是这类公司须制定有可靠的短期能源转型计划。[166]
参见
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