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可再生能源占比將快速增長?。?

中國電工技術(shù)學(xué)會
中國電工技術(shù)學(xué)會科普部
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一、全球可再生能源將成為電力來源中增速最快的能源

可再生能源是電力來源中增速最快的能源,占全球發(fā)電增量的近2/3。

預(yù)計(jì)到2040年,可再生能源將成為全球最大的發(fā)電來源,主要包括風(fēng)能、太陽能、地?zé)崮芎蜕镔|(zhì)能,預(yù)計(jì)2040年將分別占全球發(fā)電量的137%、119%和34%。就全球可再生能源主要發(fā)電區(qū)域看,歐洲仍然是可再生能源發(fā)展的風(fēng)向標(biāo)。截至2040年,歐洲可再生能源發(fā)電量增量將占全球發(fā)電增量的534%;美國占全球發(fā)電增量的345%;中國將超越全球可再生能源發(fā)電增量29%的平均水平,占比達(dá)到299%;印度也將成為全球主要的可再生能源發(fā)電國,發(fā)電增量占比將達(dá)到278%。

圖1 可再生能源(主要)全球發(fā)電占比

圖2 全球主要區(qū)域可再生能源發(fā)電增量占比

二、提升能源效率是發(fā)展可再生能源的關(guān)鍵要素

可持續(xù)推進(jìn)《巴黎協(xié)定》氣候行動(dòng)的重要元素之一是提高能源效率標(biāo)準(zhǔn)。UNEP首席科學(xué)家杰奎琳?麥克格萊德指出,要保證全球變暖2℃溫升以下的目標(biāo),需要提升能源效率。自2016年《巴黎協(xié)定》生效以來,全球189個(gè)提交了NDCs(國家自主貢獻(xiàn))的國家中,已有168個(gè)國家將改善能源效率列為氣候行動(dòng)的優(yōu)先實(shí)施項(xiàng)目。IRENA報(bào)告顯示,通過增加可再生能源部署,可以在2030年前使某些國家的能源強(qiáng)度降低5%~10%(與一般水平相比)。如果同時(shí)提高能源效率和可再生能源潛能,全球能源總需求可以在2030年前降低25%。其中部分目標(biāo)可以通過提高電氣化技術(shù)應(yīng)用,增加部署現(xiàn)代、更高效的爐灶(轉(zhuǎn)換效率提升2~3倍),以及加速向太陽能和風(fēng)能過渡來實(shí)現(xiàn),這些途徑比需要熱轉(zhuǎn)換的技術(shù)更加有效。能源效率和可再生能源可以產(chǎn)生政策協(xié)同作用,越來越多的國家提升能源目標(biāo),進(jìn)一步促進(jìn)可再生能源發(fā)展。

三、未來能源體系發(fā)展可能面臨“多能源、低排放”的雙重挑戰(zhàn)

伴隨能源轉(zhuǎn)型進(jìn)程的加快,能源發(fā)展體系面臨雙重挑戰(zhàn),即對一次能源需求的增加和碳排放的減少。全球即將邁入一個(gè)脫碳和清潔的新能源世界,如何在滿足不斷增長的能源需求的同時(shí),又能大幅降低化石能源消費(fèi)和碳排放,限制全球氣溫上升2℃以下,是現(xiàn)代能源體系面臨的重要挑戰(zhàn)。在《巴黎協(xié)定》框架下,世界各國做出明確承諾,一方面,未來25年要將全球化石能源消費(fèi)占比由近86%降至50%左右,進(jìn)而提升可再生能源及其他清潔型能源的消費(fèi)比重;另一方面,全球能源消費(fèi)總量要在未來20年間再增長35%。

要實(shí)現(xiàn)“多能源、低排放”的新能源體系發(fā)展目標(biāo),需要達(dá)成一個(gè)具有全球共識的解決方案,但到目前為止,聯(lián)合國或國際能源組織仍未形成任何相對具體的共識。為有效應(yīng)對該挑戰(zhàn),一個(gè)可行的方案就是充分發(fā)揮可再生能源和技術(shù)創(chuàng)新的作用,以“一帶一路”倡議和構(gòu)建全球能源互聯(lián)網(wǎng)為發(fā)展背景,通過國際可再生能源合作及電力合作,盡可能完成《巴黎協(xié)定》框架內(nèi)各國承諾的目標(biāo)。

四、中國在全球可再生能源發(fā)展中的角色將愈加重要

中國積極向綠色、低碳、清潔能源轉(zhuǎn)型的態(tài)度和龐大的能源供需規(guī)模決定了中國在全球能源體系和未來可再生能源發(fā)展中日益重要的地位。2017年,僅中國對可再生能源的投資就達(dá)到1266億美元,較2016年同比增長31%。中國是迄今為止世界上最大的可再生能源投資國,尤其體現(xiàn)在對太陽能投資方面。政府間氣候變化專門委員會(IPCC)在報(bào)告中指出,到2050年,全球80%的電力供應(yīng)將來自中低碳能源,而中國可成為未來可再生能源發(fā)展及電力供應(yīng)的重要力量。

中國近年來實(shí)現(xiàn)了可再生能源的快速發(fā)展,其在太陽能光伏發(fā)電和風(fēng)電領(lǐng)域所展示出來的巨大生產(chǎn)能力正在推動(dòng)中國成為全球最大的太陽能電池板制造國及風(fēng)塔制造國。EIA數(shù)據(jù)顯示,中國已成為全球最大且增速最快的可再生能源市場,中國可再生能源專利年登記數(shù)量已超過歐洲專利局,增速全球第一。通過增加可再生能源的經(jīng)濟(jì)吸引力和技術(shù)吸引力,中國對全球可再生能源的推動(dòng)力將大大增強(qiáng)。

五、創(chuàng)新技術(shù)是未來可再生能源更具競爭力的重要因素

可再生能源市場發(fā)展中面臨的重要挑戰(zhàn)即成本和技術(shù)競爭力,與傳統(tǒng)化石能源相比,可再生能源仍面臨成本較高和儲能技術(shù)不成熟的問題??稍偕茉聪乱徊桨l(fā)展的關(guān)鍵在于找到一種既可以實(shí)現(xiàn)電場級儲能又可以實(shí)現(xiàn)成本可控的技術(shù),該技術(shù)的突破可以實(shí)現(xiàn)可再生能源未來的大規(guī)模應(yīng)用。受自然因素的影響,可再生能源可控性仍不高,尤其是伴隨風(fēng)能、光能等能源本身的波動(dòng)而波動(dòng),其波動(dòng)性也會導(dǎo)致系統(tǒng)頻率波動(dòng)性大,進(jìn)而降低電能質(zhì)量。

六、投資是可再生能源持續(xù)發(fā)展的重要依托

IEA指出,預(yù)計(jì)到2035年,在全球能源投資達(dá)到48萬億美元情況下,全球能源需求可能會被完全滿足,其中40萬億美元將被用于開發(fā)和維護(hù)能源基礎(chǔ)設(shè)施,而其余的8萬億美元需要用來提高能源效率。從整個(gè)能源系統(tǒng)及可再生能源體系發(fā)展看,投資是未來能源的可持續(xù)發(fā)展中的重要依托,同時(shí),投資回報(bào)率是目前能源領(lǐng)域發(fā)展和具備可持續(xù)競爭力的最大推動(dòng)力。根據(jù)IEA能源投資報(bào)告,為有效應(yīng)對能源安全和氣候變化,未來數(shù)十年內(nèi)每年都需要增加2萬億美元左右的投資。

未來電力市場面臨的挑戰(zhàn)全球經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)和能源結(jié)構(gòu)的演進(jìn),推動(dòng)能源體系發(fā)生變革,電力和公用事業(yè)在面臨諸多機(jī)遇的同時(shí),也遇到前所未有的挑戰(zhàn)。能源供需結(jié)構(gòu)的改變、全球氣候變化、消費(fèi)者角色的變化、可再生能源的電力滲透、二氧化碳減排力度增加及數(shù)字化等的到來,都對未來電力市場的發(fā)展構(gòu)成挑戰(zhàn)。

一、“再電氣化”成為不可逆轉(zhuǎn)的趨勢

電氣化水平的不斷提高是未來能源轉(zhuǎn)型發(fā)展的重要標(biāo)志。世界電力需求將持續(xù)增長,2050年全球發(fā)電量將達(dá)到479萬億千瓦時(shí),年均增速為2%,其中發(fā)電增量的72%來自非化石能源發(fā)電。在所有電力消費(fèi)部門中,交通領(lǐng)域的電力消費(fèi)增速最快,預(yù)計(jì)年均增速為46%,建筑業(yè)次之,年均增速達(dá)到21%。建筑行業(yè)仍是電力需求最大的部門,將從2015年的96億噸標(biāo)準(zhǔn)油增長到2050年的211億噸標(biāo)準(zhǔn)油,年均增速為23%。

從全球電力需求增長趨勢看,亞太地區(qū)將成為電力需求增量最大的區(qū)域,而非洲將成為電力需求增速最快的地區(qū)。伴隨世界經(jīng)濟(jì)體系的重塑和能源轉(zhuǎn)型,新興經(jīng)濟(jì)體的快速發(fā)展加大了對能源的需求,預(yù)計(jì)2050年達(dá)到244萬億千瓦時(shí),占全球增量的59%。對非洲而言,非洲龐大的人口基數(shù)和未來的經(jīng)濟(jì)增長需求使非洲可能成為全球用電增長最快的地區(qū),預(yù)計(jì)年均增長47%,占全球增量的近13%。歐美等發(fā)達(dá)國家的未來電力市場發(fā)展相對緩慢。

預(yù)測數(shù)據(jù)顯示,到2050年,電力在全球終端能源消費(fèi)中的比例將從現(xiàn)在的20%提高到45%,中國電力在最終能源中的消費(fèi)占比將從目前的21%提高到47%?!霸匐姎饣睂⒉粌H體現(xiàn)在對化石能源的消費(fèi)替代方面,更體現(xiàn)在生產(chǎn)環(huán)節(jié)及意識形態(tài)方面,既要大規(guī)模開發(fā)利用清潔能源,又要提高民眾的環(huán)保及生態(tài)意識。此外,IRENA預(yù)測數(shù)據(jù)顯示,到2050年,可再生能源發(fā)電可以滿足全球電力需求的80%,其中,太陽能光伏發(fā)電和風(fēng)力發(fā)電將占總發(fā)電量的52%。

二、智能電網(wǎng)建設(shè)將進(jìn)一步推進(jìn)電力市場發(fā)展

為應(yīng)對能源轉(zhuǎn)型和氣候變化,未來電力市場改革是重中之重,具體可以從保障電力供應(yīng)、提高發(fā)電效率和降低公眾電力成本等角度出發(fā)進(jìn)行改革,令其成為安全、經(jīng)濟(jì)和環(huán)保的可持續(xù)系統(tǒng)。從可再生能源發(fā)電方面看,可再生能源發(fā)電量正在大幅提升,存在大規(guī)模集成入網(wǎng)和大量小范圍分布式入網(wǎng)等方式。在滿足用戶需求方面,生活智能化及電氣化儲能設(shè)備的廣泛應(yīng)用,推動(dòng)用戶對電力消費(fèi)的要求更加經(jīng)濟(jì)、節(jié)能、環(huán)保及多元化。這些供需結(jié)構(gòu)的變化使電力市場發(fā)展更具靈活性、經(jīng)濟(jì)優(yōu)質(zhì)性、開放性和互動(dòng)性。從廣義來講,即對智能電網(wǎng)的建設(shè)。

智能電網(wǎng)對未來電力市場的發(fā)展具有重要的推動(dòng)作用,不僅可以提供技術(shù)支持、可靠的電力流和信息流,為電力市場提供高效運(yùn)營平臺,也可以不斷推動(dòng)電力市場改革,進(jìn)一步完善電力市場機(jī)制、創(chuàng)新交易模式,最大限度優(yōu)化市場資源配置,進(jìn)而降低發(fā)電及用電成本。

三、低碳或無碳化發(fā)電正在成為現(xiàn)實(shí)

《巴黎協(xié)定》將全球氣候治理的理念確定為低碳綠色發(fā)展,將所有成員國承諾的減排行動(dòng)納入統(tǒng)一的具有法律約束力的框架。英國是實(shí)行電力市場改革最為成功的國家。為順利推進(jìn)電力市場改革,英國政府不斷出臺并深化改革政策,最終確定了2050年實(shí)現(xiàn)無碳化發(fā)電的目標(biāo)及改革路線圖。澳大利亞也相繼通過了碳稅立法案和能源白皮書草案,表明了澳大利亞發(fā)展新能源的決心。歐盟制定了《2030氣候和能源框架》,為2030年設(shè)立了三個(gè)主要目標(biāo),即溫室氣體至少減排40%(與1990年相比)、可再生能源比例提高至32%、能效至少提高27%。該框架符合歐盟2050年的具備競爭力的低碳經(jīng)濟(jì)路線圖、2050能源路線圖和《交通運(yùn)輸白皮書》中制定的長期目標(biāo)。美國區(qū)域溫室氣體減排行動(dòng)是美國第一個(gè)基于市場的強(qiáng)制性的區(qū)域性總量控制與交易的溫室氣體排放交易體系,不僅覆蓋電力行業(yè),且能實(shí)現(xiàn)靈活全面的價(jià)格調(diào)控。除此之外,世界其他發(fā)達(dá)國家及發(fā)展中國家也在不斷推動(dòng)電力市場化改革,加大可再生能源市場發(fā)展,提高清潔化能源消費(fèi)應(yīng)用,降低碳排放,努力向低碳或無碳化目標(biāo)邁進(jìn)。

四、電動(dòng)汽車普及度提高

截至2018年,全球范圍內(nèi)售出電動(dòng)汽車450萬輛,其中2/3的電動(dòng)汽車由電池發(fā)電,1/3為插電式混合動(dòng)力車。中國和美國的電動(dòng)汽車總量約占世界的2/3,共計(jì)有30萬座充電樁。目前,全球至少有150萬個(gè)電動(dòng)汽車充電樁安裝在家庭、企業(yè)、停車場、購物中心和其他地方,隨著未來幾年電動(dòng)汽車庫存的增長,預(yù)計(jì)電動(dòng)汽車充電樁的數(shù)量將迅速增長。同時(shí),隨著電氣化、移動(dòng)化服務(wù)和車輛自動(dòng)駕駛的相互作用,電動(dòng)汽車充電行業(yè)會不斷興起,并對交通運(yùn)輸領(lǐng)域產(chǎn)生深遠(yuǎn)影響。

能源轉(zhuǎn)型中的電力市場發(fā)展正在穩(wěn)步推進(jìn),發(fā)展中存在諸多機(jī)遇,但仍面臨眾多挑戰(zhàn),需要世界各國的通力合作,盡可能地實(shí)現(xiàn)減排目標(biāo),降低碳排放,提高可再生能源利用率,降低電力成本,強(qiáng)化儲能技術(shù),構(gòu)建全球能源互聯(lián)網(wǎng),實(shí)現(xiàn)智能互聯(lián),等等,進(jìn)而推動(dòng)全球電力市場發(fā)展。

總結(jié)

縱觀世界能源形勢和我國能源發(fā)展現(xiàn)狀,能源變革與轉(zhuǎn)型升級發(fā)展已經(jīng)站上了歷史的起點(diǎn),清潔化、低碳化、智能化的未來能源發(fā)展趨勢已經(jīng)成為共識。能源行業(yè)要以習(xí)近平總書記關(guān)于能源“四個(gè)革命一個(gè)合作”重要戰(zhàn)略思想為指引,以構(gòu)建“清潔低碳、安全高效”的現(xiàn)代能源體系為目標(biāo),加快推進(jìn)科技創(chuàng)新和體制機(jī)制創(chuàng)新,持續(xù)推動(dòng)我國能源轉(zhuǎn)型升級發(fā)展和變革,為國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展和人民生活水平提高提供堅(jiān)強(qiáng)的能源保障。

評論
科普要發(fā)達(dá)
太師級
節(jié)能減排,發(fā)展低碳經(jīng)濟(jì),大力支持新能源的使用,是當(dāng)今世界趨勢?。。?
2022-02-21
八年幼兒園博伺厚
太傅級
要高度警惕能源安全!
2022-02-20
科普達(dá)人精英
太傅級
節(jié)能減排,發(fā)展低碳經(jīng)濟(jì),大力支持新能源的使用,是當(dāng)今世界趨勢!
2022-02-19