推进清洁能源技术发展与转型
解读国际能源署《能源技术展望2017》报告

　　报告指出，世界正越来越接近能源系统历史性转型，能源技术的提升持续地改变着能源行业，推动着商业模式、能源需求和供给模式以及监管需要的改变。此外，能源安全、空气质量、气候变化以及经济竞争力这些因素越来越多地被纳入能源部门的决策当中。报告强调，为完成《巴黎协定》设定的气候减排目标，世界能源行业必须加快清洁低碳技术发展。

　　大势研判：

　　全球能源转型正在到来

　　一直以来，能源行业都被技术创新所深刻地改变，通过新的技术来改变我们的日常生活并提供新的服务。技术进步影响了消费者对能源服务的需求，包括能源需求总量和不同能源种类的份额。今天，由于技术的进步和不断涌现的政治、经济和环境问题，能源行业正在经历一个历史性的转型，新的政策目标不断出现。

　　以下几组数据足以反映全球能源市场正在迅速变化。2016年，可再生能源提供了全球新增电力需求的一半，而且核电的新增装机容量也达到了1993年以来的最高水平。2016年，全球能源强度降低了2.1%，对化石燃料补贴的改革范围也在扩大。2016年，电动汽车销量再创新高，同比增长40%。

　　但是当前，世界上仍有12亿人缺乏电力供应，27亿人缺乏清洁炊事燃料，所以能源是几十亿人脱贫的关键，从根本上与联合国可持续发展目标息息相关。

　　《巴黎协议》已被全球144个国家批准，这其中包括了大部分的国际能源署成员国，大家共同设立了一个雄心勃勃的气候减排目标，这将深刻影响能源行业的发展路径。越来越多的人开始关注能源相关的空气污染所带来的每年650万人的过早死亡，这正对能源政策选择带来巨大的影响。

　　据报告分析，下一次能源技术革命很可能发生在系统整合领域。数字技术的广泛应用，已经成为一个不可避免的趋势，并且影响着能源行业的商业环境。

　　未来展望：

　　低碳能源唱主角期待颠覆性技术创新

　　今天的电力系统是我们发展的基础，不过该系统经常在很多方面还是由化石燃料主导，而化石燃料还占电力行业大约三分之二的发电量。电力从大规模、集中式的发电机组，通过电网，单向流动到消费者，这些消费者通常离那些发电厂很远。这在相当程度上也许算是国内电力行业现状的一个真实写照。很多国家，无论在物理上还是在市场和管制领域，供应和需求之间都有明显的分割。

　　但是，在实现全球平均气温降低2摄氏度或低于2摄氏度的目标世界里，未来的系统会有很大的不同。

　　首先，未来的电力系统将主要依靠核电、碳捕捉与存储和可再生能源这样的低碳能源。但尤其是，未来发展趋势将向分布式能源系统转移，并要求能源基础设施之间的整合，比如说光伏、电动汽车、小规模储能及分布式热力生产之间的系统整合。

　　另外，系统会产生更多的内部连接：有越来越多的家庭和商业规模的分布式能源，还有分布式储能用户将变成电力生产者。向这样一个数字化、更加分布式的系统转变，要求以一个综合性的方式管理各种能源载体，不仅仅是关于电力的调度管理。

　　未来会出现越来越多的新的电力终端应用，比如在交通领域，这不但可以减少终端部门二氧化碳排放，一旦电力系统足够地低碳化，还可以通过需求侧响应支持间歇式可再生能源并网。

　　在政策支持和技术创新的帮助下，全球能源行业发展的轨迹已产生积极变化的早期迹象，但我们已经取得的进展与达到巴黎协定政策目标之间的差距还是过大。能源行业的很多议题牵一发而动全身，所以我们现在必须考虑实施包含所有技术选项的综合性系统方案以加快能源转型的进度。要在2060年实现碳中和需要前所未有的技术政策和投资，而这仅仅只能保证2100年全球平均温升控制在1.75摄氏度左右，所以，如果要实现巴黎协议更加雄心勃勃的1.5摄氏度温升控制目标，能源行业未来必须能够尽快看到颠覆性技术创新的出现。

　　技术进展：

　　仍需加快推进清洁低碳技术发展

　　该报告模拟了直到2060年的三种不同的情景，作分析时主要以参考情景为主。

　　参考情景考虑了世界各国当前和已经宣布的政策措施，包括《巴黎协议》中各国“国家自主贡献”中的承诺。在此情景下，到2100年全球平均温度将上升大约2.7摄氏度。

　　从参考情景变为在本世纪末将全球平均温升控制在2摄氏度的情景（简称“2DS”情景），意味着要减少累计二氧化碳排放约7600亿吨。

　　这需要采用一系列的技术才能实现。按照国际能源署的研究，能效可以贡献其中40%的减排量，然后是可再生能源的35%，以及碳捕捉与存储的14%。

　　目前清洁能源技术进步的水平距离2DS情景的需要还差得很远。有些技术有进步，但距离发挥出真正的潜力还很远。

　　●总体进展

　　国际能源署的《追踪清洁能源技术进展》报告每年都会评估最新的技术进步和市场发展，跟踪总体进展，并对未来行动提出建议。今年的报告显示，我们选择的26项清洁能源技术中，只有3项处在可以实现能源可持续转型的路径上。15项技术只显示出一定的进步，8项完全没有按照目标进行，需要新的行动。

　　●碳捕捉与存储技术（CCS）

　　全球的CCS项目持续证明它在不同领域的可行性，但因为没有最终投资的决策，计划的项目实际上都停滞了。

　　为了实现2DS的目标，需要在2025年实现每年封存4亿吨二氧化碳，这需要有针对性的政策刺激来推动大型CCS项目的实施。

　　●更高效的燃煤发电

　　2015年，新增燃煤发电装机有30%采用低效的亚临界技术。

　　为了实现2DS目标，到2025年煤炭相关二氧化碳排放必须每年降低大约3%，这主要通过淘汰最低效的技术，以及在2020年之后开始减少没有装备CCS的燃煤发电机组数量来实现。

　　●生物质燃料

　　为了实现2DS目标，到2025年先进的生物质燃料产量需要扩大25倍。许多先进生物质燃料的第一批商业化规模项目正在提高他们的产量，但是需要加快立法鼓励先进生物质燃料的发展和降低交通燃料的碳密度。

　　●建筑

　　去年发展中国家在建筑能源标准上取得的进步是实现2DS目标的积极一步，但是依然有三分之二的国家没有实施强制的建筑能源标准。

　　如果不采取措施挖掘建筑能效的巨大潜力，建筑行业的发展将带来能源需求的大幅增加，特别是在新兴经济体国家。随着建筑部门的持续电气化，能源需求的快速增长将给电力行业带来更大的压力。

　　●核能

　　2016年核电装机增加了1000万千瓦，是1990年以来的最高水平。

　　为了实现2DS目标，并抵消计划中退役的核电站和一些国家退出核电的政策，需要每年新增装机2000万千瓦。而且，2016年只有300万千瓦的新建项目开工，影响未来核电装机的增加。

　　●可再生能源发电

　　2016年，新增可再生能源发电超过1.6亿千瓦，发电量增加了6%。

　　虽然实现了创纪录的增长，但可再生能源发电依然没有达到2DS预期的水平。预计2015～2020年，还将增加30%。为了实现2DS目标，2020～2025年，需要进一步增加40%。

　　●工业

　　为了实现2DS目标，工业部门必须在2014年至2025年保持年能源消费增长低于1.2%，不到2000年以来年均增速2.9%的一半。

　　虽然工业部门在能效和低碳技术使用方面不断进步，但工业产量的增长必须进一步与能源消费和二氧化碳排放“脱钩”。

　　●电器和照明

　　过去两年，照明加速向LED等转变，这令人鼓舞。2015年，LED占居民灯具销量的15%，2016年有望增长到接近30%。但是，在2DS情景中，照明，电器和建筑设备的电力消费需要从过去十年每年3%的增速减半到1.5%。

　　●电动汽车

　　2016年乘用车电气化方面又创新记录，共销售75万辆电动汽车，将全球的保有量提高到200万辆。

　　虽然增速从2015年的70%降到2016年的40%，但电动汽车依然处于实现2DS情景2025年目标的轨迹上，但增速的降低对实现2DS情景在2020年的中期目标产生威胁，并有可能进一步影响2025年目标的实现。

　　●储能

　　2016年，储能技术继续加快应用，几乎达到100万千瓦，这得益于有利的政策环境和电池价格的降低。在2DS情景中，储能在2025年要累计达到2100万千瓦，因此还需要进一步的政策行动。

　　●太阳能光伏和陆上风电

　　2016年，太阳能光伏和陆上风电继续保持强劲增长，并且亚洲、拉丁美洲和中东都实现了创纪录的最低长期合同价格。近年来这两项技术成本的大幅下降，加上持续改善的表现，是这两项技术发展的主要驱动因素。把这些趋势进一步延伸至2025年，国际能源署认为我们正处于实现2DS情景目标的轨迹上，这在发电量上可以得到体现。

　　太阳能和风电同时也是过去15年可再生能源发电量增长的主要来源。

　　可再生能源的地区分布也反映出大部分的新增电力需求来自发展中国家和新兴经济体，他们占了2000～2015年全球新增可再生能源发电量的三分之二。

　　但是,尽管太阳能光伏和陆上风电取得了这些进展，但在其他可再生能源发电技术方面，我们并没有按照目标前进，比如水电、海上风电、太阳能光热、生物质能源、地热发电和海洋能。因此，目前的趋势和政策并不足以实现2025年可再生能源占全球发电量37%的要求。

　　除此之外，我们还需要进一步加快低碳电力的发展力度。这要求电力系统不同利益相关方之间的协调和努力：从设备制造商，到发电企业、输电系统和配电系统运营商，再到监管机构和消费者，同时传统的电力消费者正日益转变为“生产消费者”,比如房屋的业主通过屋顶光伏生产电力。