近日,國際(ji)可(ke)再生能(neng)源(yuan)機(ji)構(gou)(IRENA)發(fa)布了(le)《全(quan)球可(ke)再生能(neng)源(yuan)展望》報告(Global Renewables Outlook : Energy Transformation 2050),報告強(qiang)調(diao)了(le)到2050年的(de)氣候(hou)安全(quan)投資選擇、轉型(xing)所需的(de)政(zheng)策框架(jia)以(yi)及不同地區面(mian)臨的(de)挑戰,為創建可(ke)持續的(de)未來能(neng)源(yuan)體(ti)系提供了(le)路(lu)徑。報告正(zheng)文共(gong)分(fen)為6章:2050發(fa)展路(lu)線圖、全(quan)球社會經(jing)濟影響(xiang)、區域(yu)能(neng)源(yuan)轉型(xing)的(de)技術(shu)經(jing)濟環境(jing)、區域(yu)社會經(jing)濟影響(xiang)、邁向零(ling)碳、實現社會的(de)脫碳轉型(xing)。
報(bao)告指出,能源行業發展正(zheng)在(zai)經歷(li)深刻變革,主要體現在(zai):
可再(zai)生能源和相關技術(shu)廣泛應用,在全(quan)球新增發電裝機容量中占主導地位,光伏、風電的成(cheng)本將在未來(lai)10年變(bian)得具有(you)競爭力。
可(ke)再生能源發電(dian)量的增長(chang)超過了電(dian)力需求的增長(chang),特別在2019年(nian)化(hua)石燃料發電(dian)量出現了下降。
隨(sui)著可再(zai)生(sheng)能源發電成本和電動(dong)汽車、電池等關鍵(jian)技術成本的(de)降低,電氣化(hua)交(jiao)通(tong)正顯露(lu)出爆(bao)發式增長(chang)的(de)前兆。
可再生能源在(zai)建筑和工業等(deng)主要能源消費領域的增長速度仍然(ran)較慢。
能源效率需要迅速、大幅度地(di)提高。
報告描繪(hui)了“轉(zhuan)型能(neng)(neng)(neng)源(yuan)情景”(Transforming Energy Scenario),到2050年(nian),全(quan)球(qiu)能(neng)(neng)(neng)源(yuan)相(xiang)關的CO2排放量將減少70%,年(nian)均降幅將達(da)到3.8%。下(xia)圖顯示了為(wei)達(da)到這一目標可再(zai)生能(neng)(neng)(neng)源(yuan)需要(yao)占的比例(li)和(he)需要(yao)提高的能(neng)(neng)(neng)源(yuan)效(xiao)率。
增(zeng)加(jia)可再生(sheng)能源(yuan)(yuan)發(fa)(fa)電(dian)對世界能源(yuan)(yuan)體系脫(tuo)碳(tan)至關重(zhong)要。全球能源(yuan)(yuan)轉型最(zui)重(zhong)要的(de)協同效應來(lai)自于各種(zhong)低成本可再生(sheng)能源(yuan)(yuan)技術的(de)不斷發(fa)(fa)展,以及在運輸、供熱和制氫等領(ling)域終端(duan)消(xiao)費(fei)中(zhong)電(dian)能的(de)廣(guang)泛(fan)使用(yong)。“轉型能源(yuan)(yuan)情(qing)景”為到2050年可再生(sheng)能源(yuan)(yuan)在總發(fa)(fa)電(dian)結構(gou)中(zhong)的(de)占比(bi)達到86%開(kai)辟了道路。在終端(duan)消(xiao)費(fei)側,電(dian)能的(de)占比(bi)將(jiang)(jiang)從(cong)當前的(de)20%增(zeng)加(jia)到2050年的(de)50%,工業和建筑領(ling)域使用(yong)電(dian)能的(de)比(bi)例將(jiang)(jiang)翻倍,交通領(ling)域將(jiang)(jiang)從(cong)如今的(de)1%增(zeng)加(jia)到40%。
太陽(yang)能光伏(fu)和風電將引(yin)領全(quan)球(qiu)電力(li)行業的(de)轉型。風電將成為(wei)(wei)主(zhu)要的(de)發(fa)電來源,提供總(zong)電力(li)需求的(de)三分之一以上,光伏(fu)發(fa)電緊隨其后,約占(zhan)25%,占(zhan)比(bi)比(bi)2017年增(zeng)加(jia)10倍。同時,在(zai)未(wei)來電力(li)系統中,水電的(de)調節能力(li)將為(wei)(wei)高比(bi)例的(de)間(jian)歇性可再(zai)生能源并網起到(dao)重要的(de)協同作用(yong),還可以為(wei)(wei)調節河流流量和防洪發(fa)揮作用(yong)。
由于可再(zai)生(sheng)能源電氣化(hua)和可再(zai)生(sheng)能源直接使用的增加,可再(zai)生(sheng)能源在最(zui)終總能耗(TFEC)中所占的比例(li)也將(jiang)顯著上(shang)升。
報(bao)告(gao)提出了未來能源的(de)五大技(ji)術(shu)支柱(zhu),分別是:終端(duan)電能替(ti)代、電力系統靈活(huo)性(xing)、傳統可再生能源、綠色氫(qing)能與航(hang)運、航(hang)空、重工(gong)業等(deng)關鍵(jian)領(ling)域的(de)創新。
在“轉(zhuan)型能(neng)(neng)(neng)(neng)源情景”下,到(dao)2050年(nian)(nian)(nian)(nian),電(dian)力將成為主(zhu)要的(de)(de)(de)能(neng)(neng)(neng)(neng)源載體,從(cong)占終端消(xiao)費的(de)(de)(de)20%增長到(dao)接近(jin)50%,總(zong)用(yong)電(dian)量(liang)將增加(jia)一倍以(yi)上(shang)。終端能(neng)(neng)(neng)(neng)源消(xiao)費中電(dian)能(neng)(neng)(neng)(neng)占比的(de)(de)(de)增速(su)需要達到(dao)當前(qian)的(de)(de)(de)4倍,從(cong)每(mei)年(nian)(nian)(nian)(nian)0.25個(ge)(ge)百分(fen)點增加(jia)到(dao)每(mei)年(nian)(nian)(nian)(nian)1個(ge)(ge)百分(fen)點。從(cong)這(zhe)個(ge)(ge)角度看,終端能(neng)(neng)(neng)(neng)源消(xiao)費中每(mei)年(nian)(nian)(nian)(nian)需要比現在多(duo)實現1000TWh的(de)(de)(de)電(dian)能(neng)(neng)(neng)(neng)替代(相當于日本全(quan)年(nian)(nian)(nian)(nian)的(de)(de)(de)發(fa)(fa)電(dian)量(liang)),為了滿足這(zhe)一額(e)外的(de)(de)(de)可再(zai)生電(dian)力需求(qiu),每(mei)年(nian)(nian)(nian)(nian)需要增加(jia)超過520GW的(de)(de)(de)可再(zai)生能(neng)(neng)(neng)(neng)源發(fa)(fa)電(dian)裝機。與此同時(shi),可再(zai)生能(neng)(neng)(neng)(neng)源發(fa)(fa)電(dian)的(de)(de)(de)比例必須(xu)從(cong)目(mu)前(qian)的(de)(de)(de)26%上(shang)升到(dao)2030年(nian)(nian)(nian)(nian)的(de)(de)(de)57%以(yi)及(ji)2050年(nian)(nian)(nian)(nian)的(de)(de)(de)86%。
終(zhong)端消費的電(dian)能(neng)(neng)替代將推動(dong)可再(zai)生能(neng)(neng)源(yuan)電(dian)力需求的增(zeng)長。“轉型能(neng)(neng)源(yuan)情景”下(xia),交通領域中電(dian)動(dong)汽車的數量(liang)(liang)將從2019年(nian)的800萬輛增(zeng)加(jia)到(dao)2050年(nian)的11億輛。在供暖方面,熱(re)(re)泵(beng)的能(neng)(neng)效是(shi)傳統供暖系統的2到(dao)4倍,到(dao)2050年(nian),熱(re)(re)泵(beng)的安裝數量(liang)(liang)需要增(zeng)加(jia)10倍。這些高(gao)(gao)效的電(dian)能(neng)(neng)替代技術也帶來了能(neng)(neng)源(yuan)效率的提高(gao)(gao)。
靈活(huo)性是未來高比例可(ke)再生能(neng)源電(dian)(dian)力(li)系統的(de)(de)關鍵因素。目前,一些(xie)國家可(ke)再生能(neng)源年發(fa)電(dian)(dian)量占比超(chao)過30%,這意味著(zhu),間(jian)歇(xie)性的(de)(de)可(ke)再生能(neng)源瞬(shun)時滲透率(lv)有時可(ke)能(neng)接近甚(shen)至超(chao)過電(dian)(dian)力(li)需求。這些(xie)電(dian)(dian)力(li)過剩的(de)(de)時段可(ke)為(wei)進一步電(dian)(dian)氣化提供新的(de)(de)商機。“轉型能(neng)源情(qing)景”中,73%的(de)(de)裝機容量和超(chao)過60%的(de)(de)發(fa)電(dian)(dian)量將來自光伏和風(feng)電(dian)(dian),目前發(fa)電(dian)(dian)量的(de)(de)占比僅為(wei)10%。
電(dian)力(li)系(xi)統必(bi)須通過技(ji)術(shu)、商業模(mo)式、市(shi)場設計和系(xi)統運(yun)行的(de)創新來實現最大(da)的(de)靈活(huo)性。技(ji)術(shu)層面,長期和短(duan)期儲能對于增加(jia)靈活(huo)性十分重要,固定儲能(不包括電(dian)動汽(qi)車)需要從目前的(de)約30GWh增加(jia)到(dao)(dao)2050年的(de)9000GWh。如果(guo)算(suan)上(shang)電(dian)動汽(qi)車儲能,儲能能力(li)將再增加(jia)14000GWh,達到(dao)(dao)23000GWh。
基于可再生(sheng)能源的電(dian)能替(ti)代,釋(shi)放了電(dian)能使(shi)用和可再生(sheng)能源發電(dian)大幅增長之間的潛在協同(tong)效應,要(yao)有超(chao)越(yue)電(dian)力(li)系(xi)統(tong)發電(dian)側的眼(yan)光(guang),利用所有可獲得(de)的靈(ling)活(huo)性資(zi)源來應對新出現的業務(wu)挑(tiao)戰,包括使(shi)用智(zhi)能數字設備、信息(xi)技術(shu)、主動(dong)需求管(guan)理、儲能、電(dian)網互聯和P2X。
向可再生(sheng)能源(yuan)的(de)轉(zhuan)型可以使電力行業(ye)的(de)CO2排(pai)放(fang)量比“已規劃能源(yuan)情景”減少64%,而終端能源(yuan)消費的(de)深度電氣化(hua)可以使建筑、交通和(he)工業(ye)領域的(de)排(pai)放(fang)量分別減少25%、54%和(he)16%,能源(yuan)相(xiang)關總的(de)減排(pai)量將超過60%。