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(yáng)能、風(fēng)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(jī)帶來(lái)的一些直接壓力已經(jīng)緩解,但能源市場(chǎng)、地緣政治和全球經(jīng)濟(jì)仍不穩(wěn)定,風(fēng)險(xiǎn)始終存在?;剂蟽r(jià)格較 2022 年的峰值有所回落,但市場(chǎng)緊張且不穩(wěn)定。俄烏沖突、中東局勢(shì)、全球經(jīng)濟(jì)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(dá)到峰值。能源行業(yè)是空氣污染的主要原因,在一些國(guó)家,改善電力供應(yīng)和清潔烹飪的積極趨勢(shì)已經(jīng)放緩甚至出現(xiàn)逆轉(zhuǎn)。
在這種復(fù)雜的背景下,以太陽(yáng)能光伏和電動(dòng)汽車為主導(dǎo)的新清潔能源經(jīng)濟(jì)的出現(xiàn),為未來(lái)的發(fā)展帶來(lái)了希望。2020年以來(lái),在碳減排、經(jīng)濟(jì)效應(yīng)和能源安全等因素作用下,清潔能源投資增長(zhǎng)了40%,清潔能源變革步伐正在加快。2023年,預(yù)計(jì)每售出 5 輛汽車就有 1 輛是電動(dòng)汽車,可再生能源發(fā)電容量預(yù)計(jì)將增加超過(guò) 500 吉瓦 (GW),創(chuàng)下新紀(jì)錄。每天用于太陽(yáng)能部署的費(fèi)用超過(guò) 10 億美元,包括太陽(yáng)能光伏組件和電動(dòng)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(kuò)大。因此,IEA認(rèn)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(lái)了蓬勃發(fā)展。全球主要市場(chǎng)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(guó)《通脹削減法案》將推動(dòng)其電動(dòng)汽車到2030年占新車銷量的50%;歐盟2030年熱泵裝機(jī)量將達(dá)到凈零排放情景所需水平的三分之二;中國(guó)2030年光伏和海上風(fēng)電的新增裝機(jī)容量則將達(dá)到《世界能源展望2021》中預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)的三倍。隨著日本、韓國(guó)和美國(guó)等國(guó)家現(xiàn)有核反應(yīng)堆的使用壽命延長(zhǎng)以及其他幾個(gè)國(guó)家的新建核反應(yīng)堆的支持,核電的前景在主要市場(chǎng)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(fèi) 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(bào)告同時(shí)指出,太陽(yáng)能、風(fēng)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(chǎng)所和設(shè)備的能源供給方式,預(yù)計(jì)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(bào)告的預(yù)測(cè),到2030年,全球電動(dòng)汽車的數(shù)量將是現(xiàn)在的近10倍;太陽(yáng)能光伏發(fā)電量比目前整個(gè)美國(guó)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(guò)化石燃料鍋爐;新建海上風(fēng)電項(xiàng)目的投資將是新建燃煤和燃?xì)獍l(fā)電廠的3倍。值得注意的是,所有這些增長(zhǎng)僅基于世界各國(guó)政府當(dāng)前的既定政策。如果各國(guó)按時(shí)、足額兌現(xiàn)國(guó)家能源和氣候承諾,清潔能源的進(jìn)展將會(huì)更快。
03 能源體系變革呈現(xiàn)“三新”
當(dāng)今世界,不穩(wěn)定、不確定、難預(yù)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(lái),在全球能源供應(yīng)緊張的形勢(shì)下,我國(guó)以能源供給能力和質(zhì)量的持續(xù)提升,實(shí)現(xiàn)了能源供應(yīng)的“量?jī)r(jià)齊穩(wěn)”。
章建華強(qiáng)調(diào),深入貫徹黨中央、國(guó)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(jìn)能源革命,推動(dòng)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(dòng)能源生產(chǎn)消費(fèi)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(qiáng)戰(zhàn)略性前瞻性重大科技攻關(guān),積極推進(jìn)新型電力系統(tǒng)建設(shè),推動(dòng)化石能源清潔低碳的高效利用。三是要建設(shè)韌性堅(jiān)強(qiáng)的能源產(chǎn)業(yè)鏈供應(yīng)鏈,持續(xù)增強(qiáng)能源生產(chǎn)供給和儲(chǔ)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(dòng)供用能模式向多能互補(bǔ)、源網(wǎng)荷儲(chǔ)一體化等轉(zhuǎn)變。
新時(shí)代10年來(lái),在能源安全新戰(zhàn)略指引下,我國(guó)能源發(fā)展取得了一系列突破性進(jìn)展,為規(guī)劃建設(shè)新型能源體系奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。
一是綠色低碳轉(zhuǎn)型站在新起點(diǎn),非化石能源發(fā)電裝機(jī)10年增長(zhǎng)2.8倍,達(dá)到12.7億千瓦,占全部裝機(jī)的49.5%;非化石能源消費(fèi)比重提高7.8個(gè)百分點(diǎn),達(dá)到17.5%。
二是能源安全保障邁上新臺(tái)階,煤、油、氣、核、可再生能源多輪驅(qū)動(dòng)的能源供應(yīng)體系不斷完善,能源生產(chǎn)總量10年增長(zhǎng)了33%,有力保障了能源供需總體穩(wěn)定、能源價(jià)格總體穩(wěn)定,支撐了國(guó)民經(jīng)濟(jì)年均6%以上的增長(zhǎng)。
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(shì),光伏、風(fēng)電關(guān)鍵零部件占到全球市場(chǎng)份額的70%,高效光伏發(fā)電、大容量風(fēng)電、“華龍一號(hào)”核電、新型儲(chǔ)能等新技術(shù)研發(fā)應(yīng)用加快推進(jìn),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(jì)等其它因素
技術(shù)對(duì)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(jì)等其它因素。具體而言,資源的蘊(yùn)藏和經(jīng)濟(jì)可采、人口對(duì)能源的需求與偏好、環(huán)境對(duì)能源活動(dòng)的容納度、政治訴求與政策體系、經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平與趨勢(shì)等,都對(duì)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(guò)技術(shù)擴(kuò)散發(fā)揮作用。
從資源與環(huán)境角度來(lái)看,化石能源不可再生,只會(huì)逐漸減少。歷史上屢次出現(xiàn)的“石油峰值論”就是對(duì)化石能源枯竭的擔(dān)憂。圍繞化石能源的技術(shù)創(chuàng)新時(shí)間最長(zhǎng)、底蘊(yùn)最厚、成果最多,但依然擺脫不了化石能源終會(huì)枯竭的命運(yùn),盡管頁(yè)巖氣(油)革命延緩了這一進(jìn)程。化石能源使用過(guò)程中會(huì)排放大量的二氧化碳,這也被認(rèn)為是造成當(dāng)今氣候變化的罪魁禍?zhǔn)?。人類?duì)石油的擔(dān)憂由原來(lái)的供應(yīng)峰值變成了需求峰值——對(duì)石油的消費(fèi)何時(shí)才能達(dá)峰?枯竭趨勢(shì)和高碳排放促使化石能源終將從主導(dǎo)性能源地位退下,被迅速崛起的可再生能源替代。可再生能源擁有契合當(dāng)今世界能源需求的多種優(yōu)勢(shì):不會(huì)枯竭、清潔、低碳等,將會(huì)成為未來(lái)能源結(jié)構(gòu)中的主導(dǎo)力量。
IEA預(yù)測(cè),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(lái)幾年內(nèi)達(dá)峰,石油需求將在21世紀(jì)30年代中期達(dá)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(fèi)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(yù)測(cè),未來(lái)五年的太陽(yáng)能光伏產(chǎn)能將逐年增加,2026年將超過(guò)天然氣,2027年將超過(guò)煤炭,成為全球最大的電力來(lái)源。
源產(chǎn)能的增加為世界能源清潔低碳轉(zhuǎn)型帶來(lái)了機(jī)遇,但隨著可再生能源占比提高,“可再生能源+儲(chǔ)能”的組合對(duì)儲(chǔ)能電池的原料來(lái)源提出了新的挑戰(zhàn),未來(lái)的礦產(chǎn)需求量和價(jià)格將會(huì)迅速增長(zhǎng)。電池中鋰的使用推動(dòng)了鋰需求的增長(zhǎng),到2040年鋰的需求將增長(zhǎng)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(zhǎng)2.5倍至4倍,其中65%—80%的增長(zhǎng)是由于電動(dòng)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(gè)國(guó)家,有些礦石僅分布在兩三個(gè)國(guó)家,擁有電池礦物豐富儲(chǔ)藏或生產(chǎn)加工技術(shù)能力的國(guó)家和企業(yè)未來(lái)將顯著獲益,而大國(guó)對(duì)關(guān)鍵礦產(chǎn)的競(jìng)爭(zhēng)博弈和生產(chǎn)國(guó)的資源民族主義行為有可能進(jìn)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(diǎn)。全球能源加速轉(zhuǎn)型導(dǎo)致綠色關(guān)鍵金屬需求長(zhǎng)期持續(xù)上升,礦產(chǎn)資源豐富的國(guó)家將會(huì)獲得更多的能源權(quán)力。
世界能源需求增長(zhǎng)還受到人口和經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)的影響。伴隨著全球人口增加和經(jīng)濟(jì)進(jìn)步,能源消費(fèi)需求持續(xù)增長(zhǎng),能源質(zhì)量偏好增多。聯(lián)合國(guó)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示,截至2022年11月,全球人口已達(dá)80億,自2010年以來(lái)增加了10億,自1998年以來(lái)增加了20億。預(yù)計(jì)到2050年全球人口將增加至97億,并可能在21世紀(jì)80年代中期達(dá)到近104億的峰值。人口增加、城市化步伐加快及經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)為能源生產(chǎn)提供了持續(xù)的動(dòng)力。根據(jù)BP能源數(shù)據(jù)庫(kù)公布的數(shù)據(jù),經(jīng)計(jì)算所得,全球一次能源消費(fèi)從2000年的396.88艾焦耳上升到2021年的595.15艾焦耳,增長(zhǎng)近1.5倍。此外,經(jīng)濟(jì)發(fā)展程度不同的國(guó)家對(duì)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(guó)家在討論能源轉(zhuǎn)型方案時(shí)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(dá)國(guó)家認(rèn)為是污染的能源。經(jīng)濟(jì)發(fā)展程度的不一致影響了發(fā)展中國(guó)家與發(fā)達(dá)國(guó)家之間開展氣候國(guó)際合作的成效,能源轉(zhuǎn)型變成了發(fā)展權(quán)之爭(zhēng)。
隨著極端天氣增加,氣候變化已成為全球各國(guó)政府的核心議題之一。目前聯(lián)合國(guó)應(yīng)對(duì)氣候變化的政策框架主要表現(xiàn)為實(shí)施碳中和行動(dòng)計(jì)劃。截至目前,全球超過(guò)130個(gè)國(guó)家和地區(qū)提出了凈零排放或碳中和的目標(biāo)。在全球氣候變化與碳中和的結(jié)構(gòu)性壓力下,各國(guó)政府既要努力實(shí)現(xiàn)零碳目標(biāo),又要考慮本國(guó)能源安全和經(jīng)濟(jì)發(fā)展韌性。因此,在設(shè)計(jì)制定本國(guó)能源政策時(shí),核心是加快推進(jìn)能源轉(zhuǎn)型,實(shí)現(xiàn)碳減排目標(biāo),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(jī)組,推進(jìn)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(lì)民間資本參與清潔能源領(lǐng)域。IEA指出,預(yù)計(jì)到2030年清潔能源投資將從2021年的1.3萬(wàn)億美元上升至2萬(wàn)億美元,但是如果要實(shí)現(xiàn)2050年凈零排放目標(biāo),這一投資額到2030年需達(dá)到4萬(wàn)億美元。
一些發(fā)達(dá)經(jīng)濟(jì)體為未來(lái)十年新制定了政策目標(biāo)和政府計(jì)劃,為加速清潔能源發(fā)展奠定了基調(diào),比如,美國(guó)出臺(tái)的《通脹削減法案》、歐盟發(fā)布的重新賦能歐洲計(jì)劃、澳大利亞出臺(tái)的氣候變化法案等。歐盟發(fā)布的重新賦能歐洲計(jì)劃以保障歐盟能源安全為核心,通過(guò)節(jié)能、能源進(jìn)口多樣化和加速清潔能源轉(zhuǎn)型以提升能源系統(tǒng)抗風(fēng)險(xiǎn)能力。同時(shí),歐盟允許成員國(guó)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(duì)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(jì)的增長(zhǎng)需要技術(shù)來(lái)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(lái)實(shí)現(xiàn)能源利用方式的轉(zhuǎn)型,而政治訴求和政策設(shè)計(jì)又極力促進(jìn)技術(shù)擴(kuò)散和大規(guī)模商業(yè)化。在全球?qū)崿F(xiàn)碳中和目標(biāo)的結(jié)構(gòu)性壓力下,國(guó)家和企業(yè)都承擔(dān)著推動(dòng)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(shì)因素,發(fā)揮技術(shù)創(chuàng)新的催化和倍增效應(yīng),將影響國(guó)家能源產(chǎn)業(yè)的發(fā)展前景,也決定了國(guó)家和企業(yè)在未來(lái)能源產(chǎn)業(yè)中的地位與權(quán)力。
原標(biāo)題:清潔能源如何塑造未來(lái)能源產(chǎn)業(yè)?能源產(chǎn)業(yè)的發(fā)展需要考量哪些變因?