到2030年,全球能源系統(tǒng)將經(jīng)歷重大變革,其中可再生能源在全球電力結(jié)構(gòu)中的占比將接近50%。太陽能、風能以及熱泵等清潔能源技術(shù)將迅速發(fā)展,重新塑造全球的能源供給方式。
01 能源世界仍然脆弱,但能源安全和溫室氣體減排仍可兼顧
全球能源危機帶來的一些直接壓力已經(jīng)緩解,但能源市場、地緣政治和全球經(jīng)濟仍不穩(wěn)定,風險始終存在?;剂蟽r格較 2022 年的峰值有所回落,但市場緊張且不穩(wěn)定。俄烏沖突、中東局勢、全球經(jīng)濟衰退、高通脹、高利率等影響仍將持續(xù)。如今,全球平均地表溫度已比工業(yè)化前水平高出約1.2°C,引發(fā)熱浪和其他極端天氣事件,而溫室氣體排放尚未達到峰值。能源行業(yè)是空氣污染的主要原因,在一些國家,改善電力供應(yīng)和清潔烹飪的積極趨勢已經(jīng)放緩甚至出現(xiàn)逆轉(zhuǎn)。
在這種復雜的背景下,以太陽能光伏和電動汽車為主導的新清潔能源經(jīng)濟的出現(xiàn),為未來的發(fā)展帶來了希望。2020年以來,在碳減排、經(jīng)濟效應(yīng)和能源安全等因素作用下,清潔能源投資增長了40%,清潔能源變革步伐正在加快。2023年,預計每售出 5 輛汽車就有 1 輛是電動汽車,可再生能源發(fā)電容量預計將增加超過 500 吉瓦 (GW),創(chuàng)下新紀錄。每天用于太陽能部署的費用超過 10 億美元,包括太陽能光伏組件和電動汽車電池在內(nèi)的清潔能源系統(tǒng)關(guān)鍵部件的制造能力正在快速擴大。因此,IEA認為將全球變暖限制在 1.5°C 的路徑非常困難,但仍然可行。
02 清潔能源技術(shù)重塑能源供給
化石能源逐漸走向落寞,清潔能源則迎來了蓬勃發(fā)展。全球主要市場轉(zhuǎn)型步伐將加快,清潔能源相關(guān)支持政策正發(fā)揮重大作用。美國《通脹削減法案》將推動其電動汽車到2030年占新車銷量的50%;歐盟2030年熱泵裝機量將達到凈零排放情景所需水平的三分之二;中國2030年光伏和海上風電的新增裝機容量則將達到《世界能源展望2021》中預測數(shù)據(jù)的三倍。隨著日本、韓國和美國等國家現(xiàn)有核反應(yīng)堆的使用壽命延長以及其他幾個國家的新建核反應(yīng)堆的支持,核電的前景在主要市場也有所改善。
在投資方面,目前的化石燃料投資符合既定政策情景(STEPS)所需的水平。今天,每花費 1 美元在化石燃料上,就有 1.8 美元用于清潔能源。到 2030 年,這一數(shù)字在凈零情景(NZE) 中將上升到 10 美元。
報告同時指出,太陽能、風能和熱泵等清潔能源技術(shù)快速發(fā)展,正在重塑從工廠、汽車到家用電器和供暖系統(tǒng)等各種場所和設(shè)備的能源供給方式,預計到2030年,清潔技術(shù)在能源系統(tǒng)中將發(fā)揮“比現(xiàn)在大得多”的作用。
根據(jù)報告的預測,到2030年,全球電動汽車的數(shù)量將是現(xiàn)在的近10倍;太陽能光伏發(fā)電量比目前整個美國電力系統(tǒng)的發(fā)電量還要多;可再生能源在全球電力結(jié)構(gòu)中的份額將從目前的約30%上升至近50%;熱泵和其他電加熱系統(tǒng)的銷量將超過化石燃料鍋爐;新建海上風電項目的投資將是新建燃煤和燃氣發(fā)電廠的3倍。值得注意的是,所有這些增長僅基于世界各國政府當前的既定政策。如果各國按時、足額兌現(xiàn)國家能源和氣候承諾,清潔能源的進展將會更快。
03 能源體系變革呈現(xiàn)“三新”
當今世界,不穩(wěn)定、不確定、難預料因素增加,不斷沖擊著全球能源供應(yīng)鏈產(chǎn)業(yè)鏈的穩(wěn)定。2022年以來,在全球能源供應(yīng)緊張的形勢下,我國以能源供給能力和質(zhì)量的持續(xù)提升,實現(xiàn)了能源供應(yīng)的“量價齊穩(wěn)”。
章建華強調(diào),深入貫徹黨中央、國務(wù)院決策部署,加快規(guī)劃建設(shè)新型能源體系,就是要向縱深推進能源革命,推動能源體系變革呈現(xiàn)“三新”,即能源結(jié)構(gòu)新、產(chǎn)業(yè)體系新、供用能模式新。一是要推動能源生產(chǎn)消費方式的綠色轉(zhuǎn)型,加快主體能源由化石能源向非化石能源的轉(zhuǎn)變。二是要形成現(xiàn)代化能源產(chǎn)業(yè)體系,加強戰(zhàn)略性前瞻性重大科技攻關(guān),積極推進新型電力系統(tǒng)建設(shè),推動化石能源清潔低碳的高效利用。三是要建設(shè)韌性堅強的能源產(chǎn)業(yè)鏈供應(yīng)鏈,持續(xù)增強能源生產(chǎn)供給和儲備調(diào)節(jié)能力,跨區(qū)域輸送和區(qū)域自主平衡并重,推動供用能模式向多能互補、源網(wǎng)荷儲一體化等轉(zhuǎn)變。
新時代10年來,在能源安全新戰(zhàn)略指引下,我國能源發(fā)展取得了一系列突破性進展,為規(guī)劃建設(shè)新型能源體系奠定了堅實基礎(chǔ)。
一是綠色低碳轉(zhuǎn)型站在新起點,非化石能源發(fā)電裝機10年增長2.8倍,達到12.7億千瓦,占全部裝機的49.5%;非化石能源消費比重提高7.8個百分點,達到17.5%。
二是能源安全保障邁上新臺階,煤、油、氣、核、可再生能源多輪驅(qū)動的能源供應(yīng)體系不斷完善,能源生產(chǎn)總量10年增長了33%,有力保障了能源供需總體穩(wěn)定、能源價格總體穩(wěn)定,支撐了國民經(jīng)濟年均6%以上的增長。
三是創(chuàng)新發(fā)展走上新賽道,清潔能源產(chǎn)業(yè)形成全球領(lǐng)先優(yōu)勢,光伏、風電關(guān)鍵零部件占到全球市場份額的70%,高效光伏發(fā)電、大容量風電、“華龍一號”核電、新型儲能等新技術(shù)研發(fā)應(yīng)用加快推進,能源發(fā)展新模式新業(yè)態(tài)不斷涌現(xiàn)。
04 能源產(chǎn)業(yè)的發(fā)展還需要考量資源、人口、氣候、環(huán)境、政治與經(jīng)濟等其它因素
技術(shù)對能源的發(fā)展具有關(guān)鍵性影響,具體到能源產(chǎn)業(yè)的發(fā)展還需要考量資源、人口、氣候、環(huán)境、政治與經(jīng)濟等其它因素。具體而言,資源的蘊藏和經(jīng)濟可采、人口對能源的需求與偏好、環(huán)境對能源活動的容納度、政治訴求與政策體系、經(jīng)濟發(fā)展水平與趨勢等,都對能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展施加各種影響。技術(shù)創(chuàng)新主要是圍繞上述需求而開展,并通過技術(shù)擴散發(fā)揮作用。
從資源與環(huán)境角度來看,化石能源不可再生,只會逐漸減少。歷史上屢次出現(xiàn)的“石油峰值論”就是對化石能源枯竭的擔憂。圍繞化石能源的技術(shù)創(chuàng)新時間最長、底蘊最厚、成果最多,但依然擺脫不了化石能源終會枯竭的命運,盡管頁巖氣(油)革命延緩了這一進程?;茉词褂眠^程中會排放大量的二氧化碳,這也被認為是造成當今氣候變化的罪魁禍首。人類對石油的擔憂由原來的供應(yīng)峰值變成了需求峰值——對石油的消費何時才能達峰?枯竭趨勢和高碳排放促使化石能源終將從主導性能源地位退下,被迅速崛起的可再生能源替代??稍偕茉磽碛衅鹾袭斀袷澜缒茉葱枨蟮亩喾N優(yōu)勢:不會枯竭、清潔、低碳等,將會成為未來能源結(jié)構(gòu)中的主導力量。
IEA預測,在“現(xiàn)行政策情景”中,化石燃料在全球能源結(jié)構(gòu)中的占比將從目前的80%下降至2050年的60%。煤炭需求將在未來幾年內(nèi)達峰,石油需求將在21世紀30年代中期達峰,天然氣需求在2021年至2030年將增加約5%,隨后將趨于穩(wěn)定。在“已公布的承諾情景”中,電力在能源消費中的占比將從2021年的20%上升到2050年的39%,可再生能源發(fā)電量在總發(fā)電量中的比重將從2021年的28%上升至2050年的80%,化石燃料發(fā)電量占比則從2021年的62%下降至2050年的26%。IEA預測,未來五年的太陽能光伏產(chǎn)能將逐年增加,2026年將超過天然氣,2027年將超過煤炭,成為全球最大的電力來源。
源產(chǎn)能的增加為世界能源清潔低碳轉(zhuǎn)型帶來了機遇,但隨著可再生能源占比提高,“可再生能源+儲能”的組合對儲能電池的原料來源提出了新的挑戰(zhàn),未來的礦產(chǎn)需求量和價格將會迅速增長。電池中鋰的使用推動了鋰需求的增長,到2040年鋰的需求將增長25倍至60倍,其中電池用途占鋰總需求的85%—95%。鎳的總需求也將增長2.5倍至4倍,其中65%—80%的增長是由于電動汽車電池使用的增加。全球關(guān)鍵礦石的分布集中于少數(shù)幾個國家,有些礦石僅分布在兩三個國家,擁有電池礦物豐富儲藏或生產(chǎn)加工技術(shù)能力的國家和企業(yè)未來將顯著獲益,而大國對關(guān)鍵礦產(chǎn)的競爭博弈和生產(chǎn)國的資源民族主義行為有可能進一步加劇供需失衡,綠色關(guān)鍵金屬供應(yīng)鏈成為能源地緣政治關(guān)注的焦點。全球能源加速轉(zhuǎn)型導致綠色關(guān)鍵金屬需求長期持續(xù)上升,礦產(chǎn)資源豐富的國家將會獲得更多的能源權(quán)力。
世界能源需求增長還受到人口和經(jīng)濟增長的影響。伴隨著全球人口增加和經(jīng)濟進步,能源消費需求持續(xù)增長,能源質(zhì)量偏好增多。聯(lián)合國統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示,截至2022年11月,全球人口已達80億,自2010年以來增加了10億,自1998年以來增加了20億。預計到2050年全球人口將增加至97億,并可能在21世紀80年代中期達到近104億的峰值。人口增加、城市化步伐加快及經(jīng)濟增長為能源生產(chǎn)提供了持續(xù)的動力。根據(jù)BP能源數(shù)據(jù)庫公布的數(shù)據(jù),經(jīng)計算所得,全球一次能源消費從2000年的396.88艾焦耳上升到2021年的595.15艾焦耳,增長近1.5倍。此外,經(jīng)濟發(fā)展程度不同的國家對能源利用和能源轉(zhuǎn)型有著不同的態(tài)度和意義。發(fā)展中國家在討論能源轉(zhuǎn)型方案時往往低估面臨的挑戰(zhàn)和困難,一些發(fā)展必需的清潔能源卻被發(fā)達國家認為是污染的能源。經(jīng)濟發(fā)展程度的不一致影響了發(fā)展中國家與發(fā)達國家之間開展氣候國際合作的成效,能源轉(zhuǎn)型變成了發(fā)展權(quán)之爭。
隨著極端天氣增加,氣候變化已成為全球各國政府的核心議題之一。目前聯(lián)合國應(yīng)對氣候變化的政策框架主要表現(xiàn)為實施碳中和行動計劃。截至目前,全球超過130個國家和地區(qū)提出了凈零排放或碳中和的目標。在全球氣候變化與碳中和的結(jié)構(gòu)性壓力下,各國政府既要努力實現(xiàn)零碳目標,又要考慮本國能源安全和經(jīng)濟發(fā)展韌性。因此,在設(shè)計制定本國能源政策時,核心是加快推進能源轉(zhuǎn)型,實現(xiàn)碳減排目標,包括提升可再生能源占比,提高能源利用效率,建設(shè)新核電機組,推進CCUS技術(shù)的部署等。除了增加公共資金投入外,政府還需制定政策,鼓勵民間資本參與清潔能源領(lǐng)域。IEA指出,預計到2030年清潔能源投資將從2021年的1.3萬億美元上升至2萬億美元,但是如果要實現(xiàn)2050年凈零排放目標,這一投資額到2030年需達到4萬億美元。
一些發(fā)達經(jīng)濟體為未來十年新制定了政策目標和政府計劃,為加速清潔能源發(fā)展奠定了基調(diào),比如,美國出臺的《通脹削減法案》、歐盟發(fā)布的重新賦能歐洲計劃、澳大利亞出臺的氣候變化法案等。歐盟發(fā)布的重新賦能歐洲計劃以保障歐盟能源安全為核心,通過節(jié)能、能源進口多樣化和加速清潔能源轉(zhuǎn)型以提升能源系統(tǒng)抗風險能力。同時,歐盟允許成員國在能源轉(zhuǎn)型前可以適度的增加化石能源供給,以更好保障能源安全。
對能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展而言,技術(shù)雖然不是決定性因素,但卻是最為重要的因素。人口和經(jīng)濟的增長需要技術(shù)來開發(fā)、生產(chǎn)更多的資源和能源,資源開發(fā)遭遇環(huán)境壓力也需要技術(shù)創(chuàng)新來實現(xiàn)能源利用方式的轉(zhuǎn)型,而政治訴求和政策設(shè)計又極力促進技術(shù)擴散和大規(guī)模商業(yè)化。在全球?qū)崿F(xiàn)碳中和目標的結(jié)構(gòu)性壓力下,國家和企業(yè)都承擔著推動能源清潔化轉(zhuǎn)型、提升能源安全和韌性發(fā)展的任務(wù),利用好既有優(yōu)勢因素,發(fā)揮技術(shù)創(chuàng)新的催化和倍增效應(yīng),將影響國家能源產(chǎn)業(yè)的發(fā)展前景,也決定了國家和企業(yè)在未來能源產(chǎn)業(yè)中的地位與權(quán)力。
原標題:清潔能源如何塑造未來能源產(chǎn)業(yè)?能源產(chǎn)業(yè)的發(fā)展需要考量哪些變因?