風(fēng)電的開發(fā)利用、投資、技術(shù)、并網(wǎng)以及社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益

國(guó)際可再生能源署發(fā)布《風(fēng)電的未來—風(fēng)電的開發(fā)利用、投資、技術(shù)、并網(wǎng)以及社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益》

執(zhí)行摘要

通過實(shí)現(xiàn)能源部門的脫碳和減少碳排放來遏制氣候變化，是國(guó)際可再生能源署（IRENA）能源轉(zhuǎn)型路線圖的核心。這些路線圖研究并提供了一條積極的、但在技術(shù)上和經(jīng)濟(jì)上可行的低碳技術(shù)部署途徑，以實(shí)現(xiàn)可持續(xù)的清潔能源的未來。

在2019年版全球能源轉(zhuǎn)型報(bào)告中，國(guó)際可再生能源署探討了兩套面向2050年的能源開發(fā)方案。第一套方案是按照目前和規(guī)劃的政策制定能源發(fā)展途徑（參考案例），第二種是更清潔且適應(yīng)氣候變化的途徑，主要基于對(duì)更為雄心勃勃但可實(shí)現(xiàn)的可再生能源和能源效率措施（可再生能源路線圖（REmap）方案），這種發(fā)展路線與政府間氣候變化專門委員會(huì)（IPCC）2018年報(bào)告的1．5攝氏度（°C）的碳預(yù)算水平保持一致。

本報(bào)告概述了基于國(guó)際可再生能源署的氣候韌性途徑（REMAP案例）中風(fēng)電在全球能源系統(tǒng)轉(zhuǎn)型中所發(fā)揮的作用，尤其是未來30年為實(shí)現(xiàn)巴黎氣候目標(biāo)所需的風(fēng)電增長(zhǎng)規(guī)模。

主要結(jié)論

—加快可再生能源開發(fā)利用，結(jié)合深度電氣化和提高能效，到2050年可實(shí)現(xiàn)巴黎氣候目標(biāo)所需的與能源相關(guān)的二氧化碳（CO2）減排量的90％以上。在所有低碳技術(shù)選項(xiàng)中，風(fēng)電的加速部署加上深度電氣化，將有助于將2050年需要的總排量減少超過四分之一（將近63億噸CO2）。

—要實(shí)現(xiàn)巴黎氣候目標(biāo)，就需要在各個(gè)部門和技術(shù)領(lǐng)域顯著提速。風(fēng)能和太陽(yáng)能將引領(lǐng)全球電力行業(yè)的轉(zhuǎn)型。陸上和海上風(fēng)能裝機(jī)量將超過總電力需求的三分之一（35％），到2050年成為主要的發(fā)電來源。

—只有在未來30年內(nèi)大幅增加風(fēng)電裝機(jī)容量，才能實(shí)現(xiàn)這一轉(zhuǎn)型。這意味著與2018年的裝機(jī)容量（542吉瓦）相比，需要在2030年之前將全球陸上風(fēng)電裝機(jī)容量增加到三倍（達(dá)到1787吉瓦），并在2050年之前將此裝機(jī)容量增加到十倍（達(dá)到5044吉瓦）。對(duì)于海上風(fēng)電，到2030年，累計(jì)發(fā)電量將增加近10倍（至228吉瓦），到2050年甚至?xí)懈蠓仍鲩L(zhǎng)，2050年海上風(fēng)電總裝機(jī)容量將接近1000吉瓦。

—風(fēng)電行業(yè)需要為未來三十年風(fēng)能市場(chǎng)的這種大規(guī)模增長(zhǎng)做好準(zhǔn)備。在未來20年內(nèi)，陸上風(fēng)電的容量安裝將增加超過4倍，達(dá)到200吉瓦，而2018年僅為45吉瓦。每年增加的海上風(fēng)電容量安裝將具有更高的增長(zhǎng)需求－從2018年的4．5吉瓦增長(zhǎng)添加到2050年的45吉瓦，增長(zhǎng)約10倍。

—在區(qū)域?qū)用?，亞洲將成為推?dòng)風(fēng)電裝機(jī)容量發(fā)展的主導(dǎo)力量，成為風(fēng)電（陸上和海上）的世界領(lǐng)導(dǎo)者。亞洲（主要是中國(guó)）將繼續(xù)主導(dǎo)陸上風(fēng)電行業(yè)，到2050年，亞洲裝機(jī)容量將占全球總裝機(jī)容量50％以上，其次為北美（23％）和歐洲（10％）。對(duì)于海上風(fēng)電，亞洲將在未來幾十年內(nèi)占據(jù)領(lǐng)先地位，到2050年，亞洲裝機(jī)容量60％以上，其次是歐洲（22％）和北美（16％）。

—擴(kuò)大風(fēng)能投資是未來幾十年加速全球風(fēng)電裝機(jī)容量增長(zhǎng)的關(guān)鍵。這意味著與2018年（670億美元／年）相比，從現(xiàn)在到2030年，全球平均每年陸上風(fēng)電投資將增加一倍以上（1460億美元／年），而在2030～50年的余下時(shí)間，這一增長(zhǎng)將達(dá)到三倍以上（2110億美元／年）。對(duì)于海上風(fēng)電，與2018年的投資（194億美元／年）相比，從現(xiàn)在到2030年，全球平均年投資將需要增加三倍（610億美元／年），到2050年，這一增長(zhǎng)將達(dá)到五倍以上（1000億美元／年）。

—規(guī)模經(jīng)濟(jì)的提高、更具競(jìng)爭(zhēng)力的供應(yīng)鏈和技術(shù)的進(jìn)一步革新將繼續(xù)降低風(fēng)電的成本。在全球范圍內(nèi)，陸上風(fēng)電項(xiàng)目的總安裝成本在未來30年將繼續(xù)大幅下降，與2018年的平均1497美元／kW相比，到2030年，平均安裝成本將下降至800～1350美元／千瓦（kW）范圍內(nèi)，到2050年降至650～1000美元／kW范圍內(nèi)。對(duì)于海上風(fēng)電項(xiàng)目，全球加權(quán)平均總安裝成本將在未來幾十年內(nèi)進(jìn)一步下降，到2030年將處于1700～3200美元／kW之間，到2050年將處于1400～2800美元／kW之間。

與所有化石燃料發(fā)電源相比，陸上風(fēng)電的平準(zhǔn)化電力成本（LCOE）已經(jīng)具有競(jìng)爭(zhēng)力，并且隨著安裝成本和性能的不斷改善，將進(jìn)一步下降。在全球范圍內(nèi)，陸上風(fēng)的LCOE將繼續(xù)從2018年的平均每千瓦時(shí)0．06美元下降到2030年的0．03至0．05美元／千瓦時(shí)和2050年的0．02至0．03美元／千瓦時(shí)之間。海上風(fēng)電的LCOE已經(jīng)在某些歐洲市場(chǎng)具有競(jìng)爭(zhēng)力（例如在德國(guó)和荷蘭實(shí)行零補(bǔ)貼拍賣，法國(guó)實(shí)行較低價(jià)拍賣），而在其他歐洲市場(chǎng)（尤其是英國(guó)）則即將進(jìn)入競(jìng)爭(zhēng)市場(chǎng)。到2030年，海上風(fēng)電將在世界其他市場(chǎng)中具備競(jìng)爭(zhēng)力，其費(fèi)用將降至化石燃料（煤和天然氣）的低成本范圍。到2030年，海上風(fēng)電的LCOE將從2018年的平均0．13美元／千瓦時(shí)降至0．05美元至0．09美元／千瓦時(shí)之間，到2050年將降至0．03美元至0．07美元／千瓦時(shí)之間。

—持續(xù)的革新和技術(shù)改進(jìn)早就了更大容量的風(fēng)力渦輪機(jī)、增加的輪轂高度和轉(zhuǎn)子直徑，這有助于增加同一地點(diǎn)的裝機(jī)容量。陸上應(yīng)用風(fēng)力渦輪機(jī)尺寸的持續(xù)增長(zhǎng)勢(shì)頭將繼續(xù)，從2018年的平均2．6兆瓦增至2025年的4～5兆瓦。對(duì)于海上應(yīng)用，目前最大的渦輪機(jī)尺寸約為9．5兆瓦，這一尺寸很快會(huì)被超越，預(yù)計(jì)2025年投產(chǎn)的項(xiàng)目將包括額定功率為12兆瓦及以上的渦輪機(jī)（盡管部分交貨期較長(zhǎng)的老項(xiàng)目可能有較低的額定功率）。研究和開發(fā)將有可能在未來10～20年內(nèi)將這一數(shù)字提高到15～20兆瓦。結(jié)合改進(jìn)的風(fēng)力渦輪機(jī)技術(shù)、更高輪轂高度和更大掃掠面積的更長(zhǎng)葉片的部署，可以提高給定風(fēng)資源的裝機(jī)容量系數(shù)。就陸上風(fēng)電場(chǎng)而言，全球加權(quán)平均容量系數(shù)將從2018年的34％上升至2030年的30～55％，以及2050年的32～58％。就海上風(fēng)電場(chǎng)而言，將取得更大的進(jìn)展，相較于2018年43％的平均值，2030年項(xiàng)目容量系數(shù)在36～58％之間，2050年則在43～60％之間。

—風(fēng)力渦輪機(jī)基臺(tái)的技術(shù)發(fā)展是加快部署海上風(fēng)力的關(guān)鍵因素，這樣有助于獲得更好的風(fēng)力資源。懸浮基臺(tái)是一種有可能“改寫規(guī)則”的技術(shù)，可以有效地利用深水域中豐富的風(fēng)電資源，從而為海上風(fēng)電市場(chǎng)的未來快速發(fā)展鋪平道路。業(yè)內(nèi)專家估計(jì)，到2030年，全世界可安裝約5至30吉瓦的海上懸浮裝機(jī)容量，根據(jù)各個(gè)地區(qū)的發(fā)展速度，到2050年，海上懸浮風(fēng)電場(chǎng)可占據(jù)全球海上風(fēng)電裝機(jī)容量（約1000吉瓦）的5～15％。

—技術(shù)解決方案（運(yùn)用適當(dāng)?shù)南到y(tǒng)靈活性措施（例如儲(chǔ)能）和電網(wǎng)的擴(kuò)建和加固），以及改善的市場(chǎng)條件和商業(yè)模式，對(duì)為未來電網(wǎng)一體化不斷上升的風(fēng)電份額做好準(zhǔn)備至關(guān)重要。為有效管理大規(guī)?？勺兛稍偕茉?，必須在能源系統(tǒng)的所有部門靈活利用能源，包括從發(fā)電到輸配電系統(tǒng)、儲(chǔ)能（電能和熱能）以及日益增加的靈活需求領(lǐng)域（需求側(cè)管理和部門對(duì)接）。在全球范圍內(nèi)，要在2050年之前整合60％的可變可再生能源發(fā)電量（其中35％來自風(fēng)電），相較于2018年在電網(wǎng)和電池存儲(chǔ)方面的投資（2970億美元／年），從現(xiàn)在開始到2050年左右，每年平均對(duì)電網(wǎng)、發(fā)電充裕性和一些靈活性措施（即儲(chǔ)能）的投資將需要增加四分之一以上，達(dá)到3740億美元／年。

—如果有健全的政策作為支持，這種轉(zhuǎn)變可以帶來社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益。到2030年，風(fēng)電產(chǎn)業(yè)可雇用374萬(wàn)人，到2050年可雇用超過600萬(wàn)人，與2018年的116萬(wàn)個(gè)工作崗位相比，分別高出近三倍和五倍。然而，為最大限度地獲益于能源轉(zhuǎn)型的成果，需要全面的政策框架。開發(fā)利用政策需要與并網(wǎng)和扶持政策協(xié)調(diào)一致。在扶持性政策的保護(hù)下，需要特別關(guān)注工業(yè)、勞工、金融、教育和技能政策，以最大限度地實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)型獲益。教育和技能培訓(xùn)政策可以對(duì)石油和天然氣部門的現(xiàn)有專業(yè)知識(shí)予以保留和重新分配，以便為海上風(fēng)電基臺(tái)結(jié)構(gòu)的安裝提供支持。同樣，建立在國(guó)內(nèi)供應(yīng)鏈基礎(chǔ)上的健全的行業(yè)和勞工政策，可以通過利用現(xiàn)有經(jīng)濟(jì)活動(dòng)來支持風(fēng)電產(chǎn)業(yè)發(fā)展，以促進(jìn)收入和就業(yè)增長(zhǎng)。

—釋放風(fēng)電的巨大潛力對(duì)于實(shí)現(xiàn)氣候目標(biāo)至關(guān)重要。只有通過緩解阻礙市場(chǎng)增長(zhǎng)的當(dāng)前障礙（在不同的規(guī)模上－技術(shù)，經(jīng)濟(jì)，社會(huì)政治和環(huán)境），通過制定正確的政策、戰(zhàn)略、商業(yè)模式和金融工具，確保風(fēng)能在未來三十年快速增長(zhǎng)，才能實(shí)現(xiàn)向低碳可持續(xù)能源的未來轉(zhuǎn)型。