通過可再生能源的先進部署加速國家能源轉型的機遇

1、可再生能源的潛力

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主要結論：

正在推進的能源轉型有望對全球能源供需產生深遠影響。如果現(xiàn)行和計劃的政策繼續(xù)實施，可再生能源占一次能源供應的比例將從2015年的15％左右上升到2050年的27％。然而，國際可再生能源署（IRENA）的分析顯示，要實現(xiàn)全球發(fā)展和氣候目標，到2050年，這一比例至少需要上升到一次能源供應的三分之二，而且必須與顯著提高的能效相一致。為了實現(xiàn)這一目標，可再生能源的部署速度必須加快六倍（國際可再生能源署，2018a）。

·加快可再生能源和能效的部署整體上具有經濟效益，盡管這需要比目前的計劃多30％的低碳技術投資。雖然這一投資增加似乎很重要，但必要技術成本的進一步下降將在投資增長方面發(fā)揮作用。

·全球能源轉型所帶來的重大社會經濟效益包括社會福利的改善，這在很大程度上是由減少空氣污染和氣候變化對健康的影響所推動；到2050年，國內生產總值（GDP）每增長1％，能源行業(yè)就將增加1160萬個就業(yè)崗位。

·能源轉型是減緩氣候變化的努力基礎：為了實現(xiàn)《巴黎協(xié)定》目標，到2050年，全球平均氣溫增幅較之工業(yè)化前的水平，至少應該保持低2°C，全球經濟二氧化碳（CO2）排放強度至少需要降至85％。同時增加可再生能源和能效可以實現(xiàn)與能源有關的減排達到90％以上，從而使世界沿著能源轉型之路前進。

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關鍵舉措：

·政府在加速能源轉型方面發(fā)揮著至關重要的作用。根據(jù)國家能力和需要，各國政府有責任建立可行的政策框架，為私營企業(yè)提供長期保障并確保能源轉型的積極環(huán)境。低碳解決方案的市場信號和財政激勵是政策核心。G20成員國的溫室氣體排放量在全球居高不下，需要在此方面加倍改進。

·提早行動對于將溫度上升限制在2°C以下以及將全球能源轉型益處最大化至關重要，同時能最大限度減小擱淺資產風險。

國際可再生能源署最近的報告《全球能源轉型：2050年路線圖》（國際可再生能源署，2018a）描繪了能源體系的根本性轉變，即提高效率，并且以更高水平的可再生能源為基礎。這種轉型——被視為許多國家能源轉型的高潮——有望讓世界變得更加繁榮和更具包容性。

研究顯示，可再生能源占一次能源供應的比例可能從2015年的15％左右上升到2050年的三分之二左右（圖1．1）。按最終能源計算，這將需要可再生能源增長至少6倍。為使可再生能源占據(jù)高份額，在能源使用的各個領域，從電力到供暖和制冷，再到運輸，可再生能源都需要增長。

強化改善能效，降低了消費者的能源成本，并可有效確保2050年的能源需求保持在目前水平。此類改善到2050年，可能需要從預計的每年1．8％（如果現(xiàn)行政策繼續(xù)實施；在圖1．1中，這被稱為參考情景）提高到2．8％（符合國際可再生能源署的路線圖，或國際可再生能源署可再生能源路線圖2050）。當然，這種深刻的轉變需要政府采取協(xié)調一致的行動。

圖1．1 在兩種情景下全球能源供應（一次能源供應總量）：可再生能源及非可再生能源占比

來源：國際可再生能源署，2018a．

注解：EJ／yr＝艾焦耳／年；REmap＝國際可再生能源署可再生能源路線圖2050；TPES＝一次能源供應總量。參考情景綜合考慮了目前和計劃政策的實施結果。

到目前為止，可再生能源占全球發(fā)電量的四分之一，也占2012年以來全球新增電力產能的一半以上。這些數(shù)據(jù)反映了可再生能源電力的顯著經濟成就以及政府的支持政策（國際可再生能源署和國家能源署，2017）。目前，在自然資源富足的地區(qū)，太陽能光伏發(fā)電（PV）、風力發(fā)電、水力發(fā)電、地熱發(fā)電和生物質發(fā)電等技術可提供價格與化石燃料發(fā)電具有競爭力的電力。隨著技術的進步和成本的持續(xù)快速下降，可再生能源發(fā)電發(fā)展迅速。

然而，在終端消費者使用的能源當中，電力本身只占20％左右。剩余的80％主要涉及終端用能行業(yè)，即工業(yè)和建筑的供暖和制冷以及運輸業(yè)。這些行業(yè)的直接用能主要是化石燃料，非化石能源部分，生物質能使用較多，光熱和地熱能使用較少（國際可再生能源署，2018a）。

總體來說，目前可再生能源主要源自生物質能。在REmap情景下，生物質能將繼續(xù)發(fā)揮重要作用，到2050年，生物質能將占可再生能源消費的約三分之一，更具體地說，占交通業(yè)最終用能的22％，建筑用能的14％，工業(yè)用能的19％和發(fā)電用能4％的（國際可再生能源署，2018a）。也就是說，生物質能近年增長不足。需要倍加協(xié)同努力，擴大生物質能的使用范圍，特別在其能夠發(fā)揮關鍵作用的領域，即運輸業(yè)（特別是海運和航空）及各種工業(yè)應用領域。生物質能還必須從經濟適用的可持續(xù)原料中獲取。

盡管國際可再生能源署的2050年路線圖側重于終端用能的電氣化，到2050年將把電力在終端能源中的份額從20％提高到40％，但仍有很大一部分用能需求需要通過非電力能源來滿足。

目前可再生能源在交通運輸業(yè)中所占用能比重僅為3％；在工業(yè)領域的比例稍高，約為10％。在建筑行業(yè)最高，約為三分之一，盡管其中大部分來自傳統(tǒng)的生物質能利用，這意味著生物質能的使用效率較低。

圖1．2 國際可再生能源署2050年路線圖中能源消費，發(fā)電量及可再生能源電力裝機容量

終端用能消費總量（PJ／yr） 發(fā)電量（TWh／yr） 可再生能源電力裝機容量（GW） ＊包括光熱、地熱和氫能

來源：國際可再生能源署，2018a．

注解：CSP＝光熱發(fā)電；GW＝吉瓦；PJ／yr＝兆焦耳每年；PV＝光伏發(fā)電；REmap＝國際可再生能源署可再生能源路線圖2050；TWh＝太瓦時

如上所述，全球四分之一的電力消耗由可再生能源提供（圖1．2，第一張圖）。但這一比例在電力行業(yè)的增長速度快于終端用能行業(yè)。加快能源轉型不僅需要大幅提高終端用能電氣化和可再生能源發(fā)電，還需要在電力行業(yè)以外應用可再生能源解決方案。在規(guī)劃、解決方案和各種措施中顯然包含終端用能。國際可再生能源署的2050年路線圖顯示，可再生能源在建筑、工業(yè)和交通領域的份額將分別增長至77％、63％和58％（國際可再生能源署，2018a）2。

在REmap情景下，到2050年，可再生能源發(fā)電在電力行業(yè)的份額將達到85％，風能和太陽能發(fā)電將增至64％（圖1．2，中間圖），要求政策措施確?？煽康碾娏?，包括分時電價、順應市場和新的商業(yè)模式。另外互聯(lián)器，柔性的化石燃料及可再生燃料發(fā)電以及需求側響應都可以更加靈活，從而提高多元可再生能源的份額。

電氣化與可再生能源電力和可再生能源部署相結合，在高效的基礎上，到2050年可再生能源將占最終能源消費總量的65％（圖1．2，第一張圖）。

2010～2017年，太陽能光伏（PV）組件價格下降超過80％，全球平準化度電成本（LCOE）a下降73％至0．10美元／千瓦時（kWh）。在2007／2008年～2016／2017年間，陸上風機價格下跌了37－56％，2010年～2017年間，全球陸上風電平準化度電成本下降23％至0．06美元／千瓦時。2017年投運的公用事業(yè)規(guī)模的太陽能光伏項目，平準化度電成本低至0．05美元／千瓦時；陸上風電項目的成本則低至0．04美元／千瓦時（國際可再生能源署，2018c），與傳統(tǒng)發(fā)電技術相比具有競爭力。

最近的拍賣和投標結果表明，太陽能光伏和陸上風電的成本將繼續(xù)下降，平準化度電成本將在0．03～0．04美元／千瓦時之間，到2020年甚至更低。b光熱發(fā)電（CSP）和海上風電都是新興技術，2016年和2017年的拍賣結果（未來交付）為0．06美元／千瓦時～0．10美元／千瓦時。

這些數(shù)據(jù)意味著，隨著創(chuàng)新和規(guī)模經濟推動成本下降和效率提高，到2020年，所有商業(yè)化的可再生能源發(fā)電技術都將與化石燃料競爭，陸上風電和太陽能光伏項目將日益削弱化石燃料的競爭力。

國際可再生能源署分析表明，2010年至2020年期間，平準化度電成本的學習率（例如，累計裝機容量每增加一倍，成本降低的百分比）可能為海上風電14％，陸上風電21％，光熱（CSP）30％，太陽能光伏35％（國際可再生能源署，2018c）。

資料來源：國際可再生能源署，2018c．

注解：每個圓代表一個單獨的項目或拍賣結果，在拍賣中有一個單一的結算價格。Y軸上圓心是每個項目的成本值。粗線是按年計算的全球加權平均的平準化度電成本，或拍賣價值。對于平準化度電成本數(shù)據(jù)，經合組織國家和中國的真實WACC為7．5％，世界其他國家為10％。波段代表化石燃料發(fā)電的成本范圍。LCOE＝平均發(fā)電成本；USD／kWh＝美元／千瓦時；WACC＝加權平均資本成本。

a．此框中的所有平準化度電成本數(shù)字都排除了地方或聯(lián)邦財政支持政策的影響。它們是在試運營之年推出的，并且基于國際可再生能源署的可再生能源成本數(shù)據(jù)庫，該數(shù)據(jù)庫包含1．5萬個公用事業(yè)規(guī)模發(fā)電項目的成本和業(yè)績的細節(jié)。

b．2020年低于0．03美元／千瓦時的震撼拍賣價格并不等同于平準化度電成本計算，因為通常不包括額外的收入流（例如墨西哥的清潔能源證書價值）。

此外，大幅降低技術成本將成為可再生能源及其技術領域投資增加的主要動力。然而，按照國際可再生能源署2050年路線圖的設想，到2050年，世界能源體系將更多地基于可再生能源，2015年～2050年期間能源體系累計投資將需要增加30％，從93萬億美元（參考情景）增至120萬億美元（在REmap情景下）。盡早采取行動，對于充分利用現(xiàn)有的經濟機會，同時將未來擱淺資產的巨大成本降至最低至關重要。

全球能源轉型有益于經濟發(fā)展。它將顯著改善全球福利、經濟增長（以GDP衡量）和就業(yè)。到2050年，全球經濟GDP將增長1％；到2050年GDP增長的累計收益估計為52萬億美元。5與參考情景比較，額外福利將增加15％，主要是由于空氣污染對健康的影響減少，以及預期的氣候變化影響減少。

有了全面的政策，能源轉型也可以促進能源部門的整體就業(yè)，因為創(chuàng)造的就業(yè)機會多于化石燃料行業(yè)失去的就業(yè)機會。在REmap情景下，到2050年化石燃料領域將失去740萬個工作崗位，但可再生能源、能效和電網改善以及柔性能源領域將創(chuàng)造1900萬個新工作崗位，凈增加1160萬個工作崗位（國際可再生能源署，2018a）。

注解：

1．包括使用來自可再生能源的電力和地區(qū)供熱。

2．第五章進一步討論了水電和生物質能發(fā)電在提供靈活性方面的作用。

3．經常被討論的靈活性選項是儲能，它有多種形式。截至2017年年中，全球的儲能容量約為176吉瓦（GW），擁有4670吉瓦時的電力存儲潛力，其中96％為抽水蓄能（國際可再生能源署，2017a）。根據(jù)國際可再生能源署的2050年路線圖（REmap），到2030年，預計將有11900～15300吉瓦時的常備電力儲存，其中只有51％來自抽水蓄能。（有關抽水蓄能的詳細信息，請參閱第5章。）此外，如果智能電動勢解決方案得到廣泛應用，可以實現(xiàn)重要的協(xié)同效應，允許更高程度地部署多元可再生能源（國際可再生能源署，2018b）。

4．關于全球能源轉型的社會經濟影響的進一步討論，見第2章。

翻譯：ERR能研微訊團隊

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