近日,國際可(ke)再生(sheng)能(neng)源機構(IRENA)發布(bu)了《全(quan)球可(ke)再生(sheng)能(neng)源展望》報(bao)(bao)告(Global Renewables Outlook : Energy Transformation 2050),報(bao)(bao)告強(qiang)調了到2050年的(de)氣候(hou)安全(quan)投資選擇、轉(zhuan)型所需的(de)政策框架(jia)以及不同地區面(mian)臨的(de)挑戰(zhan),為(wei)創建可(ke)持續的(de)未來能(neng)源體系提(ti)供了路徑。報(bao)(bao)告正(zheng)文共分為(wei)6章(zhang):2050發展路線圖、全(quan)球社(she)會經濟影響、區域能(neng)源轉(zhuan)型的(de)技術經濟環(huan)境、區域社(she)會經濟影響、邁向(xiang)零碳(tan)(tan)、實現社(she)會的(de)脫碳(tan)(tan)轉(zhuan)型。
報(bao)告指出,能源行業(ye)發(fa)展正(zheng)在(zai)經歷(li)深(shen)刻變革,主要體現在(zai):
可(ke)再生能源和(he)相關技術(shu)廣泛應用(yong),在(zai)(zai)全(quan)球新增(zeng)發電(dian)(dian)裝機容量中占主導地位(wei),光伏(fu)、風電(dian)(dian)的成本(ben)將在(zai)(zai)未來10年(nian)變得(de)具(ju)有(you)競爭力。
可再(zai)生(sheng)能(neng)源發(fa)電(dian)(dian)量的(de)增(zeng)長(chang)超(chao)過了(le)電(dian)(dian)力(li)需求(qiu)的(de)增(zeng)長(chang),特別(bie)在2019年化石燃料發(fa)電(dian)(dian)量出現了(le)下(xia)降。
隨著可再生能(neng)源(yuan)發(fa)電成(cheng)本(ben)和電動汽(qi)車、電池等關鍵技術成(cheng)本(ben)的(de)降低,電氣化交通正(zheng)顯(xian)露出(chu)爆發(fa)式增長的(de)前兆。
可(ke)再生能源在建筑和工業等(deng)主(zhu)要(yao)能源消費領(ling)域的(de)增長速度仍(reng)然較慢(man)。
能源效率需要迅速、大幅(fu)度地(di)提高(gao)。
報告描繪了(le)“轉(zhuan)型能源(yuan)情(qing)景”(Transforming Energy Scenario),到(dao)2050年,全球能源(yuan)相關的(de)CO2排(pai)放量將(jiang)減少70%,年均降幅(fu)將(jiang)達到(dao)3.8%。下圖顯示(shi)了(le)為達到(dao)這(zhe)一目標可再生能源(yuan)需(xu)(xu)要(yao)占(zhan)的(de)比例和需(xu)(xu)要(yao)提高的(de)能源(yuan)效(xiao)率。
增加(jia)(jia)可(ke)再(zai)生能(neng)(neng)源(yuan)(yuan)發(fa)電(dian)(dian)對世界能(neng)(neng)源(yuan)(yuan)體系脫碳至(zhi)關重要(yao)。全球能(neng)(neng)源(yuan)(yuan)轉型最重要(yao)的(de)(de)(de)協同(tong)效應(ying)來(lai)自(zi)于(yu)各種低成本可(ke)再(zai)生能(neng)(neng)源(yuan)(yuan)技術的(de)(de)(de)不(bu)斷發(fa)展,以(yi)及在(zai)(zai)運輸、供熱和制(zhi)氫等領(ling)域(yu)(yu)(yu)終端消(xiao)費中(zhong)電(dian)(dian)能(neng)(neng)的(de)(de)(de)廣泛(fan)使用。“轉型能(neng)(neng)源(yuan)(yuan)情景(jing)”為到(dao)(dao)(dao)2050年(nian)可(ke)再(zai)生能(neng)(neng)源(yuan)(yuan)在(zai)(zai)總發(fa)電(dian)(dian)結構中(zhong)的(de)(de)(de)占比(bi)達到(dao)(dao)(dao)86%開(kai)辟(pi)了道路。在(zai)(zai)終端消(xiao)費側,電(dian)(dian)能(neng)(neng)的(de)(de)(de)占比(bi)將從當前的(de)(de)(de)20%增加(jia)(jia)到(dao)(dao)(dao)2050年(nian)的(de)(de)(de)50%,工業和建(jian)筑領(ling)域(yu)(yu)(yu)使用電(dian)(dian)能(neng)(neng)的(de)(de)(de)比(bi)例將翻倍,交(jiao)通(tong)領(ling)域(yu)(yu)(yu)將從如今的(de)(de)(de)1%增加(jia)(jia)到(dao)(dao)(dao)40%。
太陽能(neng)光伏(fu)(fu)和風電(dian)(dian)將(jiang)引領(ling)全球電(dian)(dian)力行業的(de)(de)(de)(de)轉型。風電(dian)(dian)將(jiang)成為(wei)主要的(de)(de)(de)(de)發電(dian)(dian)來(lai)源,提供總電(dian)(dian)力需求的(de)(de)(de)(de)三分之一以上(shang),光伏(fu)(fu)發電(dian)(dian)緊隨(sui)其后,約占(zhan)25%,占(zhan)比比2017年增加10倍。同時,在未來(lai)電(dian)(dian)力系統中,水電(dian)(dian)的(de)(de)(de)(de)調節(jie)能(neng)力將(jiang)為(wei)高比例(li)的(de)(de)(de)(de)間歇性可再生(sheng)能(neng)源并網起到重要的(de)(de)(de)(de)協同作(zuo)用,還可以為(wei)調節(jie)河流流量和防洪發揮作(zuo)用。
由于可(ke)再生能(neng)源(yuan)電氣化(hua)和可(ke)再生能(neng)源(yuan)直接使用的增加(jia),可(ke)再生能(neng)源(yuan)在最(zui)終總能(neng)耗(TFEC)中所占的比例也將(jiang)顯著(zhu)上升。
報告提出(chu)了未來(lai)能源(yuan)的五大技術(shu)支(zhi)柱,分別是:終(zhong)端電能替代(dai)、電力系統靈活性、傳統可(ke)再生(sheng)能源(yuan)、綠(lv)色(se)氫能與航運、航空、重(zhong)工業等關鍵領域(yu)的創新。
在“轉型能(neng)(neng)(neng)源(yuan)(yuan)情景(jing)”下,到2050年(nian)(nian),電(dian)力將成為主要(yao)(yao)的能(neng)(neng)(neng)源(yuan)(yuan)載體,從占終(zhong)(zhong)(zhong)端消(xiao)費(fei)(fei)的20%增(zeng)(zeng)長到接近50%,總用電(dian)量(liang)將增(zeng)(zeng)加一(yi)倍以上(shang)。終(zhong)(zhong)(zhong)端能(neng)(neng)(neng)源(yuan)(yuan)消(xiao)費(fei)(fei)中(zhong)電(dian)能(neng)(neng)(neng)占比的增(zeng)(zeng)速需要(yao)(yao)達到當(dang)前的4倍,從每(mei)年(nian)(nian)0.25個(ge)百(bai)分(fen)點增(zeng)(zeng)加到每(mei)年(nian)(nian)1個(ge)百(bai)分(fen)點。從這(zhe)個(ge)角度看,終(zhong)(zhong)(zhong)端能(neng)(neng)(neng)源(yuan)(yuan)消(xiao)費(fei)(fei)中(zhong)每(mei)年(nian)(nian)需要(yao)(yao)比現(xian)在多實現(xian)1000TWh的電(dian)能(neng)(neng)(neng)替代(相當(dang)于日(ri)本全年(nian)(nian)的發電(dian)量(liang)),為了滿足這(zhe)一(yi)額外(wai)的可(ke)(ke)再生(sheng)電(dian)力需求,每(mei)年(nian)(nian)需要(yao)(yao)增(zeng)(zeng)加超(chao)過(guo)520GW的可(ke)(ke)再生(sheng)能(neng)(neng)(neng)源(yuan)(yuan)發電(dian)裝機。與此同(tong)時,可(ke)(ke)再生(sheng)能(neng)(neng)(neng)源(yuan)(yuan)發電(dian)的比例必(bi)須從目前的26%上(shang)升到2030年(nian)(nian)的57%以及2050年(nian)(nian)的86%。
終端消(xiao)費的(de)(de)(de)電(dian)能(neng)替(ti)代(dai)將推動可再生能(neng)源電(dian)力(li)需求(qiu)的(de)(de)(de)增(zeng)長。“轉型能(neng)源情景”下,交通領域中電(dian)動汽車的(de)(de)(de)數量(liang)將從2019年的(de)(de)(de)800萬輛增(zeng)加到2050年的(de)(de)(de)11億輛。在供暖(nuan)方面(mian),熱(re)泵的(de)(de)(de)能(neng)效(xiao)是傳(chuan)統(tong)供暖(nuan)系統(tong)的(de)(de)(de)2到4倍(bei),到2050年,熱(re)泵的(de)(de)(de)安裝數量(liang)需要增(zeng)加10倍(bei)。這(zhe)些高效(xiao)的(de)(de)(de)電(dian)能(neng)替(ti)代(dai)技術也帶來了(le)能(neng)源效(xiao)率的(de)(de)(de)提高。
靈(ling)活性是(shi)未來(lai)高比(bi)例可再(zai)生能(neng)源(yuan)電(dian)(dian)力(li)系統的(de)(de)關鍵(jian)因素。目前(qian),一些(xie)國家(jia)可再(zai)生能(neng)源(yuan)年發電(dian)(dian)量(liang)占(zhan)比(bi)超過(guo)30%,這意(yi)味(wei)著,間歇性的(de)(de)可再(zai)生能(neng)源(yuan)瞬時滲(shen)透率有時可能(neng)接近甚(shen)至超過(guo)電(dian)(dian)力(li)需求。這些(xie)電(dian)(dian)力(li)過(guo)剩的(de)(de)時段可為(wei)進一步電(dian)(dian)氣化提供新的(de)(de)商機。“轉型(xing)能(neng)源(yuan)情景”中,73%的(de)(de)裝機容量(liang)和超過(guo)60%的(de)(de)發電(dian)(dian)量(liang)將來(lai)自光(guang)伏和風電(dian)(dian),目前(qian)發電(dian)(dian)量(liang)的(de)(de)占(zhan)比(bi)僅為(wei)10%。
電(dian)力系統(tong)必須通過技(ji)術、商業(ye)模式、市(shi)場(chang)設計和系統(tong)運(yun)行的(de)(de)創新來(lai)實現最大的(de)(de)靈(ling)活性。技(ji)術層面,長期和短期儲能(neng)對于(yu)增加(jia)(jia)靈(ling)活性十分重要,固定儲能(neng)(不(bu)包括電(dian)動汽(qi)車(che))需要從目前的(de)(de)約30GWh增加(jia)(jia)到(dao)2050年(nian)的(de)(de)9000GWh。如果算(suan)上(shang)電(dian)動汽(qi)車(che)儲能(neng),儲能(neng)能(neng)力將再增加(jia)(jia)14000GWh,達(da)到(dao)23000GWh。
基于(yu)可(ke)再生(sheng)能源的電(dian)能替代,釋放了電(dian)能使(shi)用(yong)和可(ke)再生(sheng)能源發電(dian)大幅增長之間的潛在協同效應,要有超越電(dian)力系統發電(dian)側(ce)的眼光,利用(yong)所有可(ke)獲得的靈(ling)活性資源來應對新出現的業務挑戰,包括使(shi)用(yong)智能數字設備、信(xin)息技術、主動需求管理、儲(chu)能、電(dian)網互聯和P2X。
向可(ke)再生(sheng)能(neng)源(yuan)的轉型可(ke)以使(shi)(shi)電力行業(ye)的CO2排(pai)放量(liang)比“已(yi)規劃能(neng)源(yuan)情景”減少64%,而終端能(neng)源(yuan)消費的深度電氣化可(ke)以使(shi)(shi)建(jian)筑、交通和(he)工業(ye)領域(yu)的排(pai)放量(liang)分別(bie)減少25%、54%和(he)16%,能(neng)源(yuan)相(xiang)關總的減排(pai)量(liang)將超過60%。