■文/苗紅

熱點關注

全球可再生能源現(xiàn)狀及展望

Present situation and prospects of global renewable energy

■文/苗紅

發(fā)展現(xiàn)狀

進入21世紀以來，全球面臨的能源安全和環(huán)境生態(tài)保護問題日趨嚴峻，可再生能源已經(jīng)成為許多國家的能源戰(zhàn)略的重要組成部分及能源轉型的核心及主流發(fā)展領域。根據(jù)可再生能源應用的不同領域，不難看出，電力系統(tǒng)建設正在發(fā)生結構性轉變，可再生能源發(fā)電已開始成為全球電源建設的主流。其中，風能和太陽能光伏新增發(fā)電容量創(chuàng)下新紀錄，加速轉型進程；可再生能源在供熱與制冷行業(yè)的角色逐步被發(fā)現(xiàn)和認識，但面臨包括低油價的諸多挑戰(zhàn)；可再生能源在交通運輸行業(yè)這樣的新的市場應用嶄露頭角。

可再生能源發(fā)電

在全球對化石能源補貼仍然繼續(xù)、化石燃料價格處于歷史低位，以及可再生能源發(fā)展繼續(xù)面臨諸多挑戰(zhàn)的今天，可再生能源發(fā)展，特別是可再生能源電力發(fā)展仍然交了一份不俗的成績單。據(jù)“21世紀可再生能源政策網(wǎng)絡”最新統(tǒng)計，2015 年全球非水可再生能源年新增裝機 120GW，首次超過新增化石能源發(fā)電裝機。其中風電和太陽能新增裝機分別為63GW和50GW，并連續(xù)六年保持了年增長率達8%以上的強勁勢頭。到 2015 年底，全球累計非水可再生能源裝機達到 785GW，其中風電 433GW、太陽能發(fā)電 227GW，生物質能發(fā)電 106GW，地熱能發(fā)電 13GW，太陽能熱發(fā)電約 4.80GW。根據(jù)聯(lián)合國環(huán)境計劃署（UNEP）統(tǒng)計，雖然 2015 年可再生能源（包括小水電）占世界總發(fā)電裝機容量的比重還不大，但這一比例在不斷攀升，與 2010 年相比提升了約 6 個百分點；同時，2015 年可再生能源的實際發(fā)電量占全球總發(fā)電量的比重達到 10.3%，比 2010年提升了近 4 個百分點。談及全球 2015 年可再生能源發(fā)電的成績單中，就不能不提中國的貢獻。2015年，中國風電新增裝機 31GW，約占全球新增裝機的 50%，累計裝機 145GW；太陽能光伏 15GW，約占全球新增裝機的 30%，累計裝機 43.5GW，無論是新增還是累計裝機都繼續(xù)著領先的勢頭。

可再生能源供熱制冷

可再生能源在全球建筑和工業(yè)供熱制冷服務終端能源消費中的比重約為8%，雖然促進可再生能源供熱制冷的政策還遠遠不及可再生能源電力發(fā)展的支持力度，但在 2015 年前后，越來越多的可再生能源，例如太陽能，接入到區(qū)域供熱系統(tǒng)中，但可再生能源在區(qū)域制冷系統(tǒng)中的應用仍比較罕見。

可再生能源燃料

盡管支持可再生能源在交通運輸行業(yè)發(fā)展的政策仍比較滯后，且受到低油價及一些市場不確定性的挑戰(zhàn)， 2015 年，可再生能源還是滿足了 4% 的全球道路運輸燃料需求，其中液體生物燃料對交通運輸行業(yè)的貢獻還是比較顯著的?？稍偕茉慈剂显谛率袌龊蛻?，如航空生物燃料等領域出現(xiàn)顯著進展。生物甲烷的應用也由于天然氣機動車基礎設施和燃料供應站的擴張會有更多的機會。電動汽車研究進一步推進，輕型和重型電動汽車出現(xiàn)新進展，與此同時，將可再生能源接入電動汽車充電站的方法研究工作也繼續(xù)推進。

更為重要的是，近年可再生能源在應對氣候變化和促進可持續(xù)發(fā)展方面的作用越來越多地獲得了世界各國廣泛共識，特別是在促進經(jīng)濟發(fā)展方面，2015年非水可再生能源（包括小水電）就為全球創(chuàng)造了810 萬個新的就業(yè)崗位。隨著市場和投資及多種創(chuàng)新融資產(chǎn)品的持續(xù)增長，可再生能源技術持續(xù)進步，包括智能電網(wǎng)、可再生能源熱泵、儲能等關乎發(fā)電、供熱制冷等技術應用得到了顯著的發(fā)展，而且隨著可再生能源競爭力不斷增強，可再生能源經(jīng)濟性的改善，也為進一步的規(guī)模化發(fā)展奠定了基礎。

全球對可再生能源發(fā)展的預期

根據(jù)國際可再生能源署的研究，2030 年可再生能源在全球能源構成中的比例可達到36% 以上。截至 2015 年底，已有 170 多個國家制定了可再生能源發(fā)展目標。其中，全球幾個主要的可再生能源發(fā)展主力國家和新興經(jīng)濟體的發(fā)展目標更為雄心勃勃：歐盟作為全球可再生能源發(fā)展的領跑者，2012年就發(fā)布了《能源 2050 路線圖》，提出了以可再生能源為核心的清潔低碳能源轉型路線，未來將繼續(xù)推進風能、太陽能、生物質能以及智能電網(wǎng)的建設，以期在 2050 年實現(xiàn)可再生能源占能源消費總量 50% 的目標。美國也在 2012 年就發(fā)布了《未來可再生能源電力》研究報告，提出了高比例可再生能源發(fā)展情景，2014 年又發(fā)布了《多元化能源戰(zhàn)略》，提出包括可再生能源在內的低碳清潔能源技術發(fā)展思路。美國能源部的相關研究提出，2030年風電將占全部發(fā)電量的 20%，2050 年全部發(fā)電量的 80% 將來自可再生能源。盡管由于特朗普的上臺，美國聯(lián)邦政府層面的可再生能源政策面臨較大的不確定性，但各州政府在發(fā)展可再生能源方面的雄心不減，已有 29個州和華盛頓特區(qū)建立了可再生能源配額制。日本在福島事故后，加快了可再生能源的發(fā)展步伐，日本陸續(xù)出臺了《面向 2030年能源環(huán)境創(chuàng)新戰(zhàn)略》等戰(zhàn)略計劃，提出了推進可再生能源等戰(zhàn)略框架，并提出 2030 年可再生能源發(fā)電比重將達到 22% ～ 24%。中國近年來更是通過不斷完善可再生能源支持政策，已逐步成為全球可再生能源發(fā)展的中堅力量。中國 2050 年高比例可再生能源發(fā)展情景研究指出，2050 年可再生能源可以滿足全國 60% 以上的一次能源需求。印度、巴西等新興經(jīng)濟體也正在加快速度發(fā)展風能、太陽能等可再生能源。2014 年，印度政府提出到 2027年太陽能電力裝機要達到1億千瓦，風電裝機達到1.5 億千瓦。

技術應用及發(fā)展趨勢

從技術應用來看，陸上風電已經(jīng)進入持續(xù)穩(wěn)定的發(fā)展階段，單機功率逐步提高，投資成本逐步降低。但大規(guī)模陸上風電面臨的資源與負荷相比的困境會繼續(xù)存在，在儲能技術取得商業(yè)化應用突破還需時日，長距離架空入地建設輸電網(wǎng)面臨包括投資成本等諸多困難的情況下，通過繼續(xù)完善風電預測水平、可再生能源優(yōu)先調度，同時增強可再生能源與現(xiàn)有基礎設施的融合互動也不失為積極應對風電“出力受限”的措施，例如需求側響應是未來電網(wǎng)企業(yè)應對波動性電源最主要、最經(jīng)濟的手段之一。隨著海上風電項目的開發(fā)，進一步加快了大容量風電機組的發(fā)展。由于受資源條件、負荷需求、整體技術水平等的限制因素，海上風電裝機容量占風電總裝機的比重仍較低，項目主要集中在英國、丹麥、德國、中國等少數(shù)幾個國家。

太陽能發(fā)電是增長最快、潛力最大的新能源。目前晶體硅電池占據(jù)了市場的主導地位，未來的技術進步主要在于提升電池轉換效率、減少電池的硅用量等方面。同時，太陽能發(fā)電應用的創(chuàng)新模式也因其技術特點，將與能源互聯(lián)網(wǎng)、微網(wǎng)，及分布式等新技術新模式更緊密地結合。太陽能熱發(fā)電由于出力穩(wěn)定，正受到越來越多國家的重視。但由于成本較高，未來市場規(guī)模的增長不容樂觀。太陽能熱利用技術成熟，在全球范圍內已得到普及。中國是太陽能熱利用保有量最多的國家。隨著集熱器技術的進步，太陽能熱利用領域正由生活熱水的供應拓展到建筑物供暖與制冷、工農(nóng)業(yè)的熱力供應等領域。

生物質能由于能源產(chǎn)品多樣和用途廣泛，被認為是未來全方位替代化石能源的主力。前面提到的，2030 年全球 36% 的能源消費來自可再生能源，其中生物質將占到 60%，包括發(fā)電、供熱和為交通提供的液體燃料。但由于受到生態(tài)環(huán)境、糧食安全、技術進步、開發(fā)經(jīng)濟性等多重因素的影響，大規(guī)模開發(fā)利用仍面臨嚴峻挑戰(zhàn)。

地熱能熱利用是地熱開發(fā)利用的主要方式，占地熱總利用量的 2/3，其余 1/3 是地熱發(fā)電。地源熱泵是地熱能熱利用最主要的也是增長最快的領域，在許多國家都得到了廣泛應用。中國地源熱泵的供暖（部分制冷）面積已超過2億平方米，隨著對空氣質量提高的呼聲訴求不斷升溫，政府對清潔供暖的發(fā)展目標也會落實成為具體的行動方案，并破解市場規(guī)范和標準缺乏，以及運維服務不到位等難題。地熱發(fā)電項目主要集中在美國、菲律賓、印度尼西亞等高溫地熱資源豐富的國家。

海洋能不同的技術處于不同的成熟化階段。除了潮汐能、波浪能技術相對成熟外，整體上還不具備規(guī)?；⑸虡I(yè)化開發(fā)的條件，已有的項目多數(shù)是處于試點示范階段。目前全球近30個沿海國家在開發(fā)海洋能，英國在技術上處于領先地位。

隨著可再生能源規(guī)模的快速擴大，特別是新能源發(fā)電裝機規(guī)模的不斷增長，由于風能、太陽能等自然條件的不穩(wěn)定性，電力供需平衡的難度也進一步加劇，可再生能源發(fā)展迅速的國家，如中國，近年來棄風棄光現(xiàn)象愈演愈烈，造成巨大的經(jīng)濟損失，也阻礙了能源轉型的整體步伐。未來，基于能源互聯(lián)網(wǎng)的分布式清潔能源多能互補系統(tǒng)將有效解決這一問題。這類項目可高效集成分布式光伏、生物質、水源及地源熱泵、分布式天然氣、儲能、充電樁等多種能源技術，通過源-網(wǎng)-荷-儲整體優(yōu)化配置，實現(xiàn)能源設施互聯(lián)互通、冷熱電氣多能融合等功能，同時，可顯著降低系統(tǒng)冗余容量，降低系統(tǒng)投資成本和運營成本，提高系統(tǒng)運行效率和經(jīng)濟性。

展望未來，國際社會對可再生能源在全球能源轉型方面發(fā)揮更加重要作用的預期不斷增強。發(fā)展可再生能源將為經(jīng)濟發(fā)展創(chuàng)造出新的機會和增長點，也會為生產(chǎn)和制造業(yè)帶來更可預測、更低的能源成本，為人民帶來更清潔的空氣和水。同時，在一些國家和地區(qū)的實踐已經(jīng)證明了，可以通過發(fā)展可再生能源來抑制能源價格波動、降低能源消費成本，提升競爭力，并帶動新的就業(yè)機會。不管以什么借口重回以化石能源為核心的時代的做法都是有悖聯(lián)合國提出的人人享有可持續(xù)能源的美好愿景，有悖人類對未來發(fā)展所需要的更可靠、更具經(jīng)濟性、更清潔能源的訴求。

作者單位：世界資源研究所