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構中的占比將接近50%。太陽能、風能以及熱泵等清潔能源技術將迅速發(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,改善電力供應和清潔烹飪的積極趨勢已經(jīng)放緩甚至出現(xiàn)逆轉。
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的清潔能源系統(tǒng)關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。全球主要市場轉型步伐將加快,清潔能源相關支持政策正發(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)有核反應堆的使用壽命延長以及其他幾個國家的新建核反應堆的支持,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)等各種場所和設備的能源供給方式,預計到2030年,清潔技術在能源系統(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構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鏈產(chǎn)業(yè)鏈的穩(wěn)定。2022年以來,在全球能源供應緊張的形勢下,我國以能源供給能力和質量的持續(xù)提升,實現(xiàn)了能源供應的“量價齊穩(wěn)”。
章建華強調,深入貫徹黨中央、國務院決策部署,加快規(guī)劃建設新型能源體系,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”,即能源結構新、產(chǎn)業(yè)體系新、供用能模式新。一是要推動能源生產(chǎn)消費方式的綠色轉型,加快主體能源由化石能源向非化石能源的轉變。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,積極推進新型電力系統(tǒng)建設,推動化石能源清潔低碳的高效利用。三是要建設韌性堅強的能源產(chǎn)業(yè)鏈供應鏈,持續(xù)增強能源生產(chǎn)供給和儲備調節(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)劃建設新型能源體系奠定了堅實基礎。
一是綠色低碳轉型站在新起點,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、可再生能源多輪驅動的能源供應體系不斷完善,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)形成全球領先優(yōu)勢,光伏、風電關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、新型儲能等新技術研發(fā)應用加快推進,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
技術對能源的發(fā)展具有關鍵性影響,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。技術創(chuàng)新主要是圍繞上述需求而開展,并通過技術擴散發(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構中的主導力量。
IEA預測,在“現(xiàn)行政策情景”中,化石燃料在全球能源結構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)加工技術能力的國家和企業(yè)未來將顯著獲益,而大國對關鍵礦產(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,綠色關鍵金屬供應鏈成為能源地緣政治關注的焦點。全球能源加速轉型導致綠色關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型有著不同的態(tài)度和意義。發(fā)展中國家在討論能源轉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,能源轉型變成了發(fā)展權之爭。
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構性壓力下,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,在設計制定本國能源政策時,核心是加快推進能源轉型,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,建設新核電機組,推進CCUS技術的部署等。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,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)境壓力也需要技術創(chuàng)新來實現(xiàn)能源利用方式的轉型,而政治訴求和政策設計又極力促進技術擴散和大規(guī)模商業(yè)化。在全球實現(xiàn)碳中和目標的結構性壓力下,國家和企業(yè)都承擔著推動能源清潔化轉型、提升能源安全和韌性發(fā)展的任務,利用好既有優(yōu)勢因素,發(fā)揮技術創(chuàng)新的催化和倍增效應,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?