全球可再生能源轉(zhuǎn)型現(xiàn)狀

編譯 | 中國(guó)循環(huán)經(jīng)濟(jì)協(xié)會(huì)可再生能源專業(yè)委員會(huì)

REN21《2018可再生能源全球現(xiàn)狀報(bào)告》呈現(xiàn)了蓬勃發(fā)展的可再生能源電力行業(yè)：成本下降、投資上升、創(chuàng)紀(jì)錄的新增裝機(jī)以及創(chuàng)新的商業(yè)模式引起了迅速的變化。得益于多年積極的政策支持，并受到技術(shù)進(jìn)步、產(chǎn)業(yè)高速發(fā)展以及光伏、風(fēng)電成本大幅下降的驅(qū)動(dòng)，全球許多地區(qū)可再生能源電力的價(jià)格已經(jīng)低于新建化石能源電廠和核電廠的電價(jià)。在一些地區(qū)，可再生能源的電價(jià)甚至低于目前在運(yùn)的常規(guī)電廠的價(jià)格。

但是，這種積極的發(fā)展態(tài)勢(shì)并不能代表全局。全球的能源轉(zhuǎn)型中，只有電力行業(yè)在全面推進(jìn)，其他行業(yè)的轉(zhuǎn)型幾乎仍未開始。僅憑電力行業(yè)無(wú)法達(dá)到《巴黎協(xié)定》的減排要求，或?qū)崿F(xiàn)人人都能獲得負(fù)擔(dān)得起的、可靠的現(xiàn)代能源的可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)（SDG 7）。占全球最終能源需求80%的供熱、制冷和交通領(lǐng)域在能源轉(zhuǎn)型中已經(jīng)滯后。

2017年，中國(guó)、歐洲和美國(guó)在全球可再生能源電力和燃料投資中的占比接近75%。這些主要市場(chǎng)的投資令人嘆為觀止并應(yīng)繼續(xù)保持，一些發(fā)展中國(guó)家的規(guī)模也非常可觀。中國(guó)的可再生能源投資規(guī)模龐大，2017年同比增長(zhǎng)30.7%。然而，當(dāng)測(cè)量單位國(guó)內(nèi)生產(chǎn)總值（GDP）的可再生能源投資時(shí)，馬紹爾群島、盧旺達(dá)、所羅門群島、幾內(nèi)亞比紹和許多其他發(fā)展中國(guó)家的水平并不低于發(fā)達(dá)國(guó)家和新興經(jīng)濟(jì)體。全球能源轉(zhuǎn)型需要擴(kuò)大這種積極的趨勢(shì)。

此外，全球經(jīng)濟(jì)強(qiáng)勁增長(zhǎng)加之能源強(qiáng)度改善乏力，導(dǎo)致2017年能源需求上升2.1%（超出過(guò)去5年平均增長(zhǎng)率的兩倍以上）。在氣候科學(xué)家表示溫室氣體排放需要快速下降之時(shí)，2017年與能源相關(guān)的二氧化碳排放量上升1.4%，是過(guò)去四年中首次上升。

不同行業(yè)、地域的能源轉(zhuǎn)型進(jìn)展并不均衡，實(shí)際行動(dòng)和轉(zhuǎn)型承諾之間也存在根本性的脫節(jié)。簡(jiǎn)言之，全球可再生能源轉(zhuǎn)型步履遲緩。

積極的發(fā)展態(tài)勢(shì)表明可再生能源可以在能源系統(tǒng)中扮演中心角色

一、現(xiàn)代可再生能源在全球能源供應(yīng)中的份額在增長(zhǎng)

可再生能源在全球終端能源消費(fèi)中的比例不斷上升，一些技術(shù)的增長(zhǎng)尤為迅速。盡管光伏和風(fēng)電的發(fā)展迅速，可再生能源仍難以滿足日益增長(zhǎng)的能源需求。此外，一些國(guó)家傳統(tǒng)生物質(zhì)能的利用有所下降，盡管這是積極的發(fā)展態(tài)勢(shì)，但卻拉低了全球能源消費(fèi)中可再生能源占比的增速。出于此，自2010年起許多國(guó)家的可再生能源在其終端能源消費(fèi)中的份額出現(xiàn)了下滑（見圖1）。

二、可再生能源電力：光伏新增裝機(jī)破紀(jì)錄，風(fēng)電繼續(xù)增長(zhǎng)

自2016年創(chuàng)下新增裝機(jī)容量的紀(jì)錄后，光伏連續(xù)第二年成為新增裝機(jī)排行的榜首，2017年全球累計(jì)裝機(jī)同比增長(zhǎng)約33%（至少98 GW），達(dá)到402 GW左右。

2017年，全球風(fēng)電新增裝機(jī)容量約為52 GW，累計(jì)裝機(jī)容量提升至539 GW左右，同比增長(zhǎng)約11%。全球海上風(fēng)電市場(chǎng)增長(zhǎng)30%。

總體而言，可再生能源在2017年全球電力裝機(jī)凈增量中的比重預(yù)計(jì)為70%，比2016年提升了7個(gè)百分點(diǎn)。

在應(yīng)用領(lǐng)域方面，我們消耗的大部分能源被用于供熱、制冷和交通，如圖2所示。

圖1 2005-2015年可再生能源在終端能源消費(fèi)總量（TFEC）中的比重

三、與質(zhì)疑相反，全球范圍內(nèi)，更高比例的波動(dòng)性可再生能源（VRE）成功接入電力系統(tǒng)，并未影響電網(wǎng)的穩(wěn)定性。2017年，多個(gè)區(qū)域的可再生能源滲透率達(dá)到顯著水平

如圖3所示，風(fēng)電和光伏滲透率領(lǐng)先的國(guó)家為丹麥（52.9%）、烏拉圭（28.1%）、德國(guó)（26%）和愛爾蘭（25.2%）。

2017年，部分國(guó)家和地區(qū)在短時(shí)間內(nèi)的波動(dòng)性可再生能源滲透率達(dá)到了更高的水平。在某一時(shí)段內(nèi)，南澳大利亞的風(fēng)電出力超過(guò)了電力負(fù)荷，而另一時(shí)段中光伏出力在負(fù)荷中的占比達(dá)到44%。其他國(guó)家和地區(qū)包括德國(guó)（風(fēng)電和光伏的出力占比為66%）、美國(guó)德克薩斯州（風(fēng)電占比為54%）以及愛爾蘭（風(fēng)電占比60%）。

電力系統(tǒng)接入高比例的波動(dòng)性可再生能源需要概念性的轉(zhuǎn)變：政策制定者和規(guī)劃者的視野正在超越單一電網(wǎng)、國(guó)家、城市或行業(yè)的限制，并且在跨行業(yè)、跨地域邊界地整合供給側(cè)和需求側(cè)的解決方案。

舉例來(lái)說(shuō)，中國(guó)鼓勵(lì)可再生能源裝機(jī)規(guī)模大的地區(qū)進(jìn)行供熱、制造和交通行業(yè)的電氣化，幫助減少可再生能源限電（為保持電力供需平衡而限制并網(wǎng)發(fā)電）。

歐盟（EU）正在為4條跨越歐洲的主要輸電線路的建設(shè)提供資金支持，以保證電力富余地區(qū)的電力可以被其他地區(qū)消納或儲(chǔ)存。這種靈活性將降低成本，并可以提高電力結(jié)構(gòu)中波動(dòng)性可再生能源的比例。

四、出于技術(shù)創(chuàng)新、市場(chǎng)變化、有效的政策和新的商業(yè)模式，光伏和風(fēng)電的成本持續(xù)下降

一些國(guó)家光伏競(jìng)標(biāo)的報(bào)價(jià)出現(xiàn)新低。舉例而言，2017年德國(guó)競(jìng)標(biāo)成功的光伏項(xiàng)目的平均價(jià)格低于50歐元/兆瓦時(shí)（60美元/兆瓦時(shí)），較前兩年下降近50%。德克薩斯州150兆瓦的項(xiàng)目報(bào)出了美國(guó)最低的光伏購(gòu)電協(xié)議價(jià)格，電價(jià)有望低至21美元/兆瓦時(shí)。

在加拿大、印度、墨西哥、摩洛哥等多元化市場(chǎng)，陸上風(fēng)電競(jìng)標(biāo)的價(jià)格低至約30美元/兆瓦時(shí)。2017年末，墨西哥陸上風(fēng)電招標(biāo)出現(xiàn)了低于20美元/兆瓦時(shí)的投標(biāo)價(jià)，較2016年的招標(biāo)降低了40%～50%并創(chuàng)下全球新低。德國(guó)國(guó)內(nèi)的紀(jì)錄也低至38歐元/兆瓦時(shí)（約45美元/兆瓦時(shí)）。

德國(guó)和荷蘭的海上風(fēng)電競(jìng)標(biāo)結(jié)果出現(xiàn)了零補(bǔ)貼中標(biāo)（開發(fā)商只能獲得市場(chǎng)電價(jià)，但政府仍會(huì)提供并網(wǎng)和其他支持），這些項(xiàng)目分別將于2024年和2022年開始運(yùn)行。這在短短幾年之前也是不可想象的。

圖2 2015年現(xiàn)代可再生能源占能源消費(fèi)的比重（分行業(yè)）

圖3 2017年波動(dòng)性可再生能源發(fā)電量占比前10名的國(guó)家

如何加快轉(zhuǎn)型

各國(guó)政府在加速能源轉(zhuǎn)型方面發(fā)揮著關(guān)鍵性作用——通過(guò)稅收、補(bǔ)貼和法規(guī)等方式。聯(lián)合國(guó)氣候變化框架公約通過(guò)已25年有余，但可再生能源仍處于不利地位?；剂先栽诶^續(xù)享受著巨額補(bǔ)貼、稅收減免和其他形式的支持。以下是各國(guó)政府和其他參與者為營(yíng)造公平競(jìng)爭(zhēng)環(huán)境應(yīng)采取的關(guān)鍵行動(dòng)，這些行動(dòng)的執(zhí)行可能因當(dāng)?shù)厍闆r而異。

1.設(shè)置優(yōu)先級(jí)：通過(guò)稅收和其他財(cái)政激勵(lì)措施

繼續(xù)補(bǔ)貼化石燃料和核電將扭曲市場(chǎng)，減緩可再生能源轉(zhuǎn)型。這些補(bǔ)貼亟需盡快取消，并且各國(guó)需要（盡早）設(shè)定一個(gè)最后期限。應(yīng)實(shí)施碳定價(jià)和其他政策，以反映化石燃料的真實(shí)成本：二氧化碳排放量增加、空氣污染及其對(duì)健康、生活質(zhì)量產(chǎn)生的影響等。

圖4 2017年底前制定的、在特定年份實(shí)現(xiàn)的可再生能源占最終能源比例的國(guó)家目標(biāo)

2.設(shè)定目標(biāo)：能源系統(tǒng)作為整體，包括所有主要的終端應(yīng)用領(lǐng)域

目標(biāo)具有多種形式，包括實(shí)現(xiàn)可再生能源發(fā)電（或裝機(jī)）的具體貢獻(xiàn)，以及可再生能源的總體份額和具體領(lǐng)域的比重。

許多國(guó)家政府雖然制定了宏大目標(biāo)，但多數(shù)情況下這些目標(biāo)僅僅針對(duì)可再生能源電力，而不是整個(gè)系統(tǒng)范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)100%可再生能源。同樣，許多國(guó)家設(shè)定了100%可再生能源電力目標(biāo)，但是100%可再生能源目標(biāo)是必需的，并不僅限于電力行業(yè)。這可以擴(kuò)展成為供熱、制冷和交通領(lǐng)域100%可再生能源的分行業(yè)目標(biāo)。

3.解放思想：系統(tǒng)性方式的挑戰(zhàn)

更快地向可再生能源未來(lái)轉(zhuǎn)型需要一個(gè)全面的、系統(tǒng)范圍的方式，包括改善能效措施以減少總能源需求。僅僅建造更多的風(fēng)力發(fā)電場(chǎng)或在每個(gè)屋頂上都安裝太陽(yáng)能電池板是不夠的。如果電力來(lái)源不是可再生能源，那么使用電力替代取暖用的天然氣也是不充分的。簡(jiǎn)而言之，可再生能源需要被用于滿足所有領(lǐng)域的能源需求。這意味著，可再生能源供應(yīng)商需要更好地了解每個(gè)終端用能領(lǐng)域的的思維、挑戰(zhàn)和機(jī)遇。所有利益相關(guān)方和當(dāng)?shù)匚镏鳎ɡ绠a(chǎn)消者）的參與也很重要。

4.靈活性設(shè)計(jì)

為最大限度地接入波動(dòng)性可再生資源，能源系統(tǒng)必須具備足夠的靈活性，以適應(yīng)風(fēng)能和太陽(yáng)能的波動(dòng)特性，具體措施包括：集成大量的靈活發(fā)電能力，最大化利用需求側(cè)管理；更短的交易時(shí)間；需求與供應(yīng)匹配更加“智能”（包括數(shù)字化和自動(dòng)化技術(shù)）；以及上述的其他系統(tǒng)解決方案。

在發(fā)展中國(guó)家，有效的能源規(guī)劃意味著從一開始就進(jìn)行靈活性最大化的設(shè)計(jì)，建立一個(gè)去中心化的、高比例利用可再生能源的能源系統(tǒng)。這對(duì)于避免陷入非靈活的化石燃料發(fā)電和核電的風(fēng)險(xiǎn)而言至關(guān)重要。

5.采取政策：加快可再生能源利用

為可再生能源利用創(chuàng)造一個(gè)更好的環(huán)境，需要幾下幾點(diǎn)：

（1）采取措施，推進(jìn)可再生能源與節(jié)能在建筑、供熱和制冷領(lǐng)域的進(jìn)一步結(jié)合。

（2）增加交通領(lǐng)域可再生能源利用的措施。

（3）提升能源普及水平的措施。

（4）鼓勵(lì)創(chuàng)新的措施。