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清洁能源如何塑造未来能源产业?能源产业的发展需要考量哪些变因?
日期:2023-12-20   [复制链接]
责任编辑:sy_huamengqi 打印收藏评论(0)[订阅到邮箱]
到2030年,全球能源系统将经历重大变革,其中可再生能源在全球电力结构中的占比将接近50%。太阳能、风能以及热泵等清洁能源技术将迅速发展,重新塑造全球的能源供给方式。

01 能源世界仍然脆弱,但能源安全和温室气体减排仍可兼顾

全球能源危机带来的一些直接压力已经缓解,但能源市场、地缘政治和全球经济仍不稳定,风险始终存在。化石燃料价格较 2022 年的峰值有所回落,但市场紧张且不稳定。俄乌冲突、中东局势、全球经济衰退、高通胀、高利率等影响仍将持续。如今,全球平均地表温度已比工业化前水平高出约1.2°C,引发热浪和其他极端天气事件,而温室气体排放尚未达到峰值。能源行业是空气污染的主要原因,在一些国家,改善电力供应和清洁烹饪的积极趋势已经放缓甚至出现逆转。

在这种复杂的背景下,以太阳能光伏和电动汽车为主导的新清洁能源经济的出现,为未来的发展带来了希望。2020年以来,在碳减排、经济效应和能源安全等因素作用下,清洁能源投资增长了40%,清洁能源变革步伐正在加快。2023年,预计每售出 5 辆汽车就有 1 辆是电动汽车,可再生能源发电容量预计将增加超过 500 吉瓦 (GW),创下新纪录。每天用于太阳能部署的费用超过 10 亿美元,包括太阳能光伏组件和电动汽车电池在内的清洁能源系统关键部件的制造能力正在快速扩大。因此,IEA认为将全球变暖限制在 1.5°C 的路径非常困难,但仍然可行。

02 清洁能源技术重塑能源供给

化石能源逐渐走向落寞,清洁能源则迎来了蓬勃发展。全球主要市场转型步伐将加快,清洁能源相关支持政策正发挥重大作用。美国《通胀削减法案》将推动其电动汽车到2030年占新车销量的50%;欧盟2030年热泵装机量将达到净零排放情景所需水平的三分之二;中国2030年光伏和海上风电的新增装机容量则将达到《世界能源展望2021》中预测数据的三倍。随着日本、韩国和美国等国家现有核反应堆的使用寿命延长以及其他几个国家的新建核反应堆的支持,核电的前景在主要市场也有所改善。

在投资方面,目前的化石燃料投资符合既定政策情景(STEPS)所需的水平。今天,每花费 1 美元在化石燃料上,就有 1.8 美元用于清洁能源。到 2030 年,这一数字在净零情景(NZE) 中将上升到 10 美元。

报告同时指出,太阳能、风能和热泵等清洁能源技术快速发展,正在重塑从工厂、汽车到家用电器和供暖系统等各种场所和设备的能源供给方式,预计到2030年,清洁技术在能源系统中将发挥“比现在大得多”的作用。

根据报告的预测,到2030年,全球电动汽车的数量将是现在的近10倍;太阳能光伏发电量比目前整个美国电力系统的发电量还要多;可再生能源在全球电力结构中的份额将从目前的约30%上升至近50%;热泵和其他电加热系统的销量将超过化石燃料锅炉;新建海上风电项目的投资将是新建燃煤和燃气发电厂的3倍。值得注意的是,所有这些增长仅基于世界各国政府当前的既定政策。如果各国按时、足额兑现国家能源和气候承诺,清洁能源的进展将会更快。

03 能源体系变革呈现“三新”

当今世界,不稳定、不确定、难预料因素增加,不断冲击着全球能源供应链产业链的稳定。2022年以来,在全球能源供应紧张的形势下,我国以能源供给能力和质量的持续提升,实现了能源供应的“量价齐稳”。

章建华强调,深入贯彻党中央、国务院决策部署,加快规划建设新型能源体系,就是要向纵深推进能源革命,推动能源体系变革呈现“三新”,即能源结构新、产业体系新、供用能模式新。一是要推动能源生产消费方式的绿色转型,加快主体能源由化石能源向非化石能源的转变。二是要形成现代化能源产业体系,加强战略性前瞻性重大科技攻关,积极推进新型电力系统建设,推动化石能源清洁低碳的高效利用。三是要建设韧性坚强的能源产业链供应链,持续增强能源生产供给和储备调节能力,跨区域输送和区域自主平衡并重,推动供用能模式向多能互补、源网荷储一体化等转变。

新时代10年来,在能源安全新战略指引下,我国能源发展取得了一系列突破性进展,为规划建设新型能源体系奠定了坚实基础。

一是绿色低碳转型站在新起点,非化石能源发电装机10年增长2.8倍,达到12.7亿千瓦,占全部装机的49.5%;非化石能源消费比重提高7.8个百分点,达到17.5%。

二是能源安全保障迈上新台阶,煤、油、气、核、可再生能源多轮驱动的能源供应体系不断完善,能源生产总量10年增长了33%,有力保障了能源供需总体稳定、能源价格总体稳定,支撑了国民经济年均6%以上的增长。

三是创新发展走上新赛道,清洁能源产业形成全球领先优势,光伏、风电关键零部件占到全球市场份额的70%,高效光伏发电、大容量风电、“华龙一号”核电、新型储能等新技术研发应用加快推进,能源发展新模式新业态不断涌现。

04 能源产业的发展还需要考量资源、人口、气候、环境、政治与经济等其它因素

技术对能源的发展具有关键性影响,具体到能源产业的发展还需要考量资源、人口、气候、环境、政治与经济等其它因素。具体而言,资源的蕴藏和经济可采、人口对能源的需求与偏好、环境对能源活动的容纳度、政治诉求与政策体系、经济发展水平与趋势等,都对能源产业发展施加各种影响。技术创新主要是围绕上述需求而开展,并通过技术扩散发挥作用。

从资源与环境角度来看,化石能源不可再生,只会逐渐减少。历史上屡次出现的“石油峰值论”就是对化石能源枯竭的担忧。围绕化石能源的技术创新时间最长、底蕴最厚、成果最多,但依然摆脱不了化石能源终会枯竭的命运,尽管页岩气(油)革命延缓了这一进程。化石能源使用过程中会排放大量的二氧化碳,这也被认为是造成当今气候变化的罪魁祸首。人类对石油的担忧由原来的供应峰值变成了需求峰值——对石油的消费何时才能达峰?枯竭趋势和高碳排放促使化石能源终将从主导性能源地位退下,被迅速崛起的可再生能源替代。可再生能源拥有契合当今世界能源需求的多种优势:不会枯竭、清洁、低碳等,将会成为未来能源结构中的主导力量。

IEA预测,在“现行政策情景”中,化石燃料在全球能源结构中的占比将从目前的80%下降至2050年的60%。煤炭需求将在未来几年内达峰,石油需求将在21世纪30年代中期达峰,天然气需求在2021年至2030年将增加约5%,随后将趋于稳定。在“已公布的承诺情景”中,电力在能源消费中的占比将从2021年的20%上升到2050年的39%,可再生能源发电量在总发电量中的比重将从2021年的28%上升至2050年的80%,化石燃料发电量占比则从2021年的62%下降至2050年的26%。IEA预测,未来五年的太阳能光伏产能将逐年增加,2026年将超过天然气,2027年将超过煤炭,成为全球最大的电力来源。

源产能的增加为世界能源清洁低碳转型带来了机遇,但随着可再生能源占比提高,“可再生能源+储能”的组合对储能电池的原料来源提出了新的挑战,未来的矿产需求量和价格将会迅速增长。电池中锂的使用推动了锂需求的增长,到2040年锂的需求将增长25倍至60倍,其中电池用途占锂总需求的85%—95%。镍的总需求也将增长2.5倍至4倍,其中65%—80%的增长是由于电动汽车电池使用的增加。全球关键矿石的分布集中于少数几个国家,有些矿石仅分布在两三个国家,拥有电池矿物丰富储藏或生产加工技术能力的国家和企业未来将显著获益,而大国对关键矿产的竞争博弈和生产国的资源民族主义行为有可能进一步加剧供需失衡,绿色关键金属供应链成为能源地缘政治关注的焦点。全球能源加速转型导致绿色关键金属需求长期持续上升,矿产资源丰富的国家将会获得更多的能源权力。

世界能源需求增长还受到人口和经济增长的影响。伴随着全球人口增加和经济进步,能源消费需求持续增长,能源质量偏好增多。联合国统计数据显示,截至2022年11月,全球人口已达80亿,自2010年以来增加了10亿,自1998年以来增加了20亿。预计到2050年全球人口将增加至97亿,并可能在21世纪80年代中期达到近104亿的峰值。人口增加、城市化步伐加快及经济增长为能源生产提供了持续的动力。根据BP能源数据库公布的数据,经计算所得,全球一次能源消费从2000年的396.88艾焦耳上升到2021年的595.15艾焦耳,增长近1.5倍。此外,经济发展程度不同的国家对能源利用和能源转型有着不同的态度和意义。发展中国家在讨论能源转型方案时往往低估面临的挑战和困难,一些发展必需的清洁能源却被发达国家认为是污染的能源。经济发展程度的不一致影响了发展中国家与发达国家之间开展气候国际合作的成效,能源转型变成了发展权之争。

随着极端天气增加,气候变化已成为全球各国政府的核心议题之一。目前联合国应对气候变化的政策框架主要表现为实施碳中和行动计划。截至目前,全球超过130个国家和地区提出了净零排放或碳中和的目标。在全球气候变化与碳中和的结构性压力下,各国政府既要努力实现零碳目标,又要考虑本国能源安全和经济发展韧性。因此,在设计制定本国能源政策时,核心是加快推进能源转型,实现碳减排目标,包括提升可再生能源占比,提高能源利用效率,建设新核电机组,推进CCUS技术的部署等。除了增加公共资金投入外,政府还需制定政策,鼓励民间资本参与清洁能源领域。IEA指出,预计到2030年清洁能源投资将从2021年的1.3万亿美元上升至2万亿美元,但是如果要实现2050年净零排放目标,这一投资额到2030年需达到4万亿美元。

一些发达经济体为未来十年新制定了政策目标和政府计划,为加速清洁能源发展奠定了基调,比如,美国出台的《通胀削减法案》、欧盟发布的重新赋能欧洲计划、澳大利亚出台的气候变化法案等。欧盟发布的重新赋能欧洲计划以保障欧盟能源安全为核心,通过节能、能源进口多样化和加速清洁能源转型以提升能源系统抗风险能力。同时,欧盟允许成员国在能源转型前可以适度的增加化石能源供给,以更好保障能源安全。

对能源产业发展而言,技术虽然不是决定性因素,但却是最为重要的因素。人口和经济的增长需要技术来开发、生产更多的资源和能源,资源开发遭遇环境压力也需要技术创新来实现能源利用方式的转型,而政治诉求和政策设计又极力促进技术扩散和大规模商业化。在全球实现碳中和目标的结构性压力下,国家和企业都承担着推动能源清洁化转型、提升能源安全和韧性发展的任务,利用好既有优势因素,发挥技术创新的催化和倍增效应,将影响国家能源产业的发展前景,也决定了国家和企业在未来能源产业中的地位与权力。

原标题:清洁能源如何塑造未来能源产业?能源产业的发展需要考量哪些变因?
 
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来源:贤集网
 
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