編譯 | 中國循環(huán)經(jīng)濟協(xié)會可再生能源專業(yè)委員會
REN21《2018可再生能源全球現(xiàn)狀報告》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)紀錄的新增裝機以及創(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,全球許多地區(qū)可再生能源電力的價格已經(jīng)低于新建化石能源電廠和核電廠的電價。在一些地區(qū),可再生能源的電價甚至低于目前在運的常規(guī)電廠的價格。
但是,這種積極的發(fā)展態(tài)勢并不能代表全局。全球的能源轉(zhuǎn)型中,只有電力行業(yè)在全面推進,其他行業(yè)的轉(zhuǎn)型幾乎仍未開始。僅憑電力行業(yè)無法達到《巴黎協(xié)定》的減排要求,或?qū)崿F(xiàn)人人都能獲得負擔得起的、可靠的現(xiàn)代能源的可持續(xù)發(fā)展目標(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、歐洲和美國在全球可再生能源電力和燃料投資中的占比接近75%。這些主要市場的投資令人嘆為觀止并應(yīng)繼續(xù)保持,一些發(fā)展中國家的規(guī)模也非常可觀。中國的可再生能源投資規(guī)模龐大,2017年同比增長30.7%。然而,當測量單位國內(nèi)生產(chǎn)總值(GDP)的可再生能源投資時,馬紹爾群島、盧旺達、所羅門群島、幾內(nèi)亞比紹和許多其他發(fā)展中國家的水平并不低于發(fā)達國家和新興經(jīng)濟體。全球能源轉(zhuǎn)型需要擴大這種積極的趨勢。
此外,全球經(jīng)濟強勁增長加之能源強度改善乏力,導(dǎo)致2017年能源需求上升2.1%(超出過去5年平均增長率的兩倍以上)。在氣候科學(xué)家表示溫室氣體排放需要快速下降之時,2017年與能源相關(guān)的二氧化碳排放量上升1.4%,是過去四年中首次上升。
不同行業(yè)、地域的能源轉(zhuǎn)型進展并不均衡,實際行動和轉(zhuǎn)型承諾之間也存在根本性的脫節(jié)。簡言之,全球可再生能源轉(zhuǎn)型步履遲緩。
可再生能源在全球終端能源消費中的比例不斷上升,一些技術(shù)的增長尤為迅速。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的能源需求。此外,一些國家傳統(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,但卻拉低了全球能源消費中可再生能源占比的增速。出于此,自2010年起許多國家的可再生能源在其終端能源消費中的份額出現(xiàn)了下滑(見圖1)。
自2016年創(chuàng)下新增裝機容量的紀錄后,光伏連續(xù)第二年成為新增裝機排行的榜首,2017年全球累計裝機同比增長約33%(至少98 GW),達到402 GW左右。
2017年,全球風(fēng)電新增裝機容量約為52 GW,累計裝機容量提升至539 GW左右,同比增長約11%。全球海上風(fēng)電市場增長30%。
總體而言,可再生能源在2017年全球電力裝機凈增量中的比重預(yù)計為70%,比2016年提升了7個百分點。
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總量(TFEC)中的比重
如圖3所示,風(fēng)電和光伏滲透率領(lǐng)先的國家為丹麥(52.9%)、烏拉圭(28.1%)、德國(26%)和愛爾蘭(25.2%)。
2017年,部分國家和地區(qū)在短時間內(nèi)的波動性可再生能源滲透率達到了更高的水平。在某一時段內(nèi),南澳大利亞的風(fēng)電出力超過了電力負荷,而另一時段中光伏出力在負荷中的占比達到44%。其他國家和地區(qū)包括德國(風(fēng)電和光伏的出力占比為66%)、美國德克薩斯州(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。
舉例來說,中國鼓勵可再生能源裝機規(guī)模大的地區(qū)進行供熱、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)中波動性可再生能源的比例。
一些國家光伏競標的報價出現(xiàn)新低。舉例而言,2017年德國競標成功的光伏項目的平均價格低于50歐元/兆瓦時(60美元/兆瓦時),較前兩年下降近50%。德克薩斯州150兆瓦的項目報出了美國最低的光伏購電協(xié)議價格,電價有望低至21美元/兆瓦時。
在加拿大、印度、墨西哥、摩洛哥等多元化市場,陸上風(fēng)電競標的價格低至約30美元/兆瓦時。2017年末,墨西哥陸上風(fēng)電招標出現(xiàn)了低于20美元/兆瓦時的投標價,較2016年的招標降低了40%~50%并創(chuàng)下全球新低。德國國內(nèi)的紀錄也低至38歐元/兆瓦時(約45美元/兆瓦時)。
德國和荷蘭的海上風(fēng)電競標結(jié)果出現(xiàn)了零補貼中標(開發(fā)商只能獲得市場電價,但政府仍會提供并網(wǎng)和其他支持),這些項目分別將于2024年和2022年開始運行。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的比重(分行業(yè))
圖3 2017年波動性可再生能源發(fā)電量占比前10名的國家
各國政府在加速能源轉(zhuǎn)型方面發(fā)揮著關(guān)鍵性作用——通過稅收、補貼和法規(guī)等方式。聯(lián)合國氣候變化框架公約通過已25年有余,但可再生能源仍處于不利地位?;剂先栽诶^續(xù)享受著巨額補貼、稅收減免和其他形式的支持。以下是各國政府和其他參與者為營造公平競爭環(huán)境應(yīng)采取的關(guān)鍵行動,這些行動的執(zhí)行可能因當?shù)厍闆r而異。
1.設(shè)置優(yōu)先級:通過稅收和其他財政激勵措施
繼續(xù)補貼化石燃料和核電將扭曲市場,減緩可再生能源轉(zhuǎn)型。這些補貼亟需盡快取消,并且各國需要(盡早)設(shè)定一個最后期限。應(yīng)實施碳定價和其他政策,以反映化石燃料的真實成本:二氧化碳排放量增加、空氣污染及其對健康、生活質(zhì)量產(chǎn)生的影響等。
圖4 2017年底前制定的、在特定年份實現(xiàn)的可再生能源占最終能源比例的國家目標
2.設(shè)定目標:能源系統(tǒng)作為整體,包括所有主要的終端應(yīng)用領(lǐng)域
目標具有多種形式,包括實現(xiàn)可再生能源發(fā)電(或裝機)的具體貢獻,以及可再生能源的總體份額和具體領(lǐng)域的比重。
許多國家政府雖然制定了宏大目標,但多數(shù)情況下這些目標僅僅針對可再生能源電力,而不是整個系統(tǒng)范圍內(nèi)實現(xiàn)100%可再生能源。同樣,許多國家設(shè)定了100%可再生能源電力目標,但是100%可再生能源目標是必需的,并不僅限于電力行業(yè)。這可以擴展成為供熱、制冷和交通領(lǐng)域100%可再生能源的分行業(yè)目標。
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轉(zhuǎn)型需要一個全面的、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)電場或在每個屋頂上都安裝太陽能電池板是不夠的。如果電力來源不是可再生能源,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終端用能領(lǐng)域的的思維、挑戰(zhàn)和機遇。所有利益相關(guān)方和當?shù)匚镏鳎ɡ绠a(chǎn)消者)的參與也很重要。
4.靈活性設(shè)計
為最大限度地接入波動性可再生資源,能源系統(tǒng)必須具備足夠的靈活性,以適應(yīng)風(fēng)能和太陽能的波動特性,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;更短的交易時間;需求與供應(yīng)匹配更加“智能”(包括數(shù)字化和自動化技術(shù));以及上述的其他系統(tǒng)解決方案。
在發(fā)展中國家,有效的能源規(guī)劃意味著從一開始就進行靈活性最大化的設(shè)計,建立一個去中心化的、高比例利用可再生能源的能源系統(tǒng)。這對于避免陷入非靈活的化石燃料發(fā)電和核電的風(fēng)險而言至關(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)造一個更好的環(huán)境,需要幾下幾點:
(1)采取措施,推進可再生能源與節(jié)能在建筑、供熱和制冷領(lǐng)域的進一步結(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)鼓勵創(chuàng)新的措施。