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能源結構加快重塑 政策如何跟上變革步伐? |
(時間:2019-11-27 10:14:13) |
IEA執行董事法提赫•比羅爾(Fatih Birol)在不久前的一份聲明中說:“在過去十年中,技術創新的兩個主要領域是通過大幅降低成本來改變能源系統的游戲規則——頁巖革命和太陽能光伏發電的崛起。在大幅降低成本方面,海上風能有可能加入他們的行列!睘榱藴p少對煤炭、石油、天然氣的依賴,蓬勃發展的新能源時代正在勢不可擋地到來。除了政治關系的演變,全球能源的命運還依賴于政府所做出的決定和政策。 ——編者 每一次能源變革都給人類的生產和生活帶來巨大變化,同時也成就了某些國家或地區的經濟騰飛。如美國一手打造的“頁巖氣革命”蔓延全球,在一定程度上改變了世界能源的格局;海上風電資源開發潛力巨大,可以滿足數倍于當前的全球電力需求。然而變革之路沒有終點,只有新的更高的起點。國際能源署(IEA)《世界能源展望2019》11月13日在法國巴黎發布。IEA認為,世界能源發展現狀與目標之間仍存在一系列巨大差距,能源安全仍然至關重要,石油依舊是焦點所在,電力成為現代能源安全的核心。同時強調,頁巖革命和太陽能光伏的發展歷程表明,快速變革是可能,但發展方向和速度需要政策引導。 變革加速度 重新洗牌成現實 頁巖革命的起點是20世紀70年代開始的一項由美國政府資助的研究和開發項目,十年前,幾乎沒人認為美國可以成為石油和天然氣凈出口國。美國的媒體甚至以“頁巖革命是騙局”為題,表示對其發展持樂觀評估的態度是十分錯誤的,甚至拿出鉆探公司的債務報表試圖證明石油工業正在掩蓋頁巖氣生產所面臨的挑戰。 事實上頁巖油氣的發展之路無可阻擋。2008年前后,美國頁巖氣產量暴漲;2009年,美國以6240億立方米的產量首次超過俄羅斯成為世界第一大天然氣生產國;IEA預測2025年,美國頁巖油氣總產量將會超過俄羅斯的油氣總產量。頁巖革命以及上游和中游超過1萬億美元的投資正在將美國夢所期待的變成現實。 轟轟烈烈的頁巖革命使得傳統能源供應鏈重新洗牌,證明了快速變革的可實施性。美國頁巖油氣產量長期保持在較高水平,頁巖油氣的開發利用,成為低碳經濟戰略發展機遇的推動力,重塑了全球能源市場、貿易流向和能源安全形勢,更是世界油氣地緣政治格局發生結構性調整的催化劑。 此外,根據IEA提供的數據,到2030年,美國石油產量增量將占到全球石油產量增量的85%,其天然氣產量增量占全球天然氣產量增量的30%。正是頁巖油氣使美國從油氣進口國轉身一變成為油氣出口國,頁巖革命的快速穩定進一步鞏固了美國作為油氣出口國的地位。 同樣產業前景廣闊、擁有巨大增長空間,經歷著從最初的靠政策和財政支持轉向大規模商業開發的還有太陽能光伏。在墨西哥、沙特等地區,光伏招標電價已經大幅低于火電。光伏裝機成本仍然在快速下降中,日照條件好的區域已經陸續進入平價上網時代,帶給光伏裝機巨大的增長空間。 從全球來看,2018年光伏新增裝機108GW,同比增長9%,2019年光伏新增裝機在120GW左右,同比增長15%左右。2019年GW級市場有望達到16個,歐洲與中東地區將貢獻主要增量。2019年歐洲強勁增長,新興市場持續涌現,預計海外光伏裝機持續增長,有望達到80GW以上,全球光伏有望達到120GW左右。 技術涌現 新業態加快形成 近年來,全球風電項目建設成本持續下降。陸上風電由于技術相對成熟,降本路徑明確,技術有序升級;海上風電仍處于探索階段,全球平均發電平準化度電成本(LCOE)在波動中呈現出下降趨勢,2018年全球海上風電平均單位裝機發電量相比2010年提升了13%。 IEA表示,今明兩年是風電來勢洶洶的一年。行業維持高景氣,增長確定性較強。尤其是海上風電正在加速發展。海上風電資源開發潛力巨大,可以滿足數倍于當前的全球電力需求。盡管海上風電具有波動性,但由于其采用更大的風力機組,可以在遠離海岸的地方獲得更強更穩的風力,因此其運行小時數比太陽能光伏和陸上風電更高。隨著海上裝機量的增加,新的運維經驗框架正在重新建立,逐漸形成規;\維模式,從而進一步降低單位成本。 縱觀全球,雖然目前海上風電僅占全球發電量的0.3%,但潛力巨大。在可持續發展情景中,海上風電與陸上風電聯合發力,成為歐盟的主要發電來源,為歐洲電力行業的全面脫碳鋪平了道路。如果海上風電成為制氫的主要能源,其推廣速度甚至會更快。 此外,還有更多的新技術即將涌現,比如可以開辟新資源和新市場的浮動式風力發電機。IEA發布的《2019年海上風能展望》報告中指出,到2040年,海上風電項目將越來越具有成本競爭力,有望吸引萬億美元投資。浮式風機可能會改變未來海上風電市場,世界上一些最大的經濟體將來可能完全依靠浮式風電場來提供電力。 各國已經開始鉚足力氣陸續啟動新項目。日前,美國首個浮式海上風電項目通過了新英格蘭地區Aqua Ventus 1海上風電場與售電企業簽訂的購電協議(PPA),標志著美國首個浮式海上風電項目已掃清全部障礙,即將正式啟動。 如果事實證明海風電場是可行的,也會隨之產生一系列其他問題。它們是否會減少陸地風力發電場的產能?海面上大量的渦輪機會帶來哪些意想不到的氣候變化?這就需要從國家層面關注和支持浮式海上風電發展。 美國能源部高級研究計劃署(ARPA-E)再次向國家可再生能源實驗室NREL(National Renewable Energy Laboratory)提供570萬美元資金,以支持其在海上浮式風機領域的研究;英國海上可再生能源孵化中心ORE Catapult近期啟動了新一輪的國家“卓越浮式海上風能中心”計劃,以推動下一代海上風能技術發展,計劃最終目標是在英國建立一個國際認可的風能中心,專門研究降低浮式海上風電成本,加速浮式海上風場建設,為英國供應鏈創造就業機會;在制造、安裝和運營各個環節持續推動創新。 美國和英國支持該領域的創新,以期引領未來海上風電發展。中國作為未來海上風電裝機規模最大的國家,自然在產業進步和創新方面也不能落后,必須從政府到企業,高度重視創新技術發展,從追隨到引領,真正形成具有核心競爭力的高質量發展產業。 非洲市場 生產消費潛力巨大 能源變革既有漫長的量變積累,也有飛躍式的質的革命。從世界多樣性而言,各國國情不同,發展階段不一,能源結構各異,不同形式的能源變革正在進行。非洲是今年IEA能源展望的特別關注國家,其對全球能源發展趨勢的影響越來越大。 發展中城市的規劃、設計和管理,建筑材料的使用,居民交通方式的選擇等,都是影響全球能源需求展望的關鍵因素。在IEA的既定政策情景中,從現在到2040年,非洲石油需求增長幅度會大于中國,同時受近年來該地區一系列重大氣田的發現等因素影響,天然氣需求量也將大幅增長。 城市化趨勢對能源需求的影響是深遠的。目前,非洲有6億人用不上電,9億人沒有清潔的烹飪設施。到2040年,非洲將有多達5億的新增人口需要使用空調或其他制冷設施。增長速度遠高于1990年至2010年間中國城市人口的增長速度,但是在此期間,中國鋼鐵和水泥等材料的需求量是迅猛增加的,非洲的基礎設施建設卻并未走上同樣的發展道路。因此,非洲當前的能源政策和投資計劃可能并不能滿足非洲大陸年輕且快速增長的人口的能源需求,政策制定者的關鍵任務是優先解決電力供應、清潔烹飪等問題。 根據目前的政策和計劃,預計到2040年,非洲的石油需求將增長60%,達到約13.2億噸油當量。事實上,由于技術進步和資源稟賦,非洲擁有獨特的利用可再生能源和天然氣等清潔能源的發展機會。對非洲而言,最大的變量是未來其太陽能光伏的增長速度。非洲的風電裝機容量已從2010年的1GW增至去年的5.5GW。IEA預測,到2040年,非洲的風電裝機容量將達到53GW。阿爾及利亞、埃及、索馬里、南非和蘇丹是風電潛力最大的國家。即便如此,這片太陽能資源最豐富的大陸,太陽能光伏發電裝機目前還不到全球總裝機的1%。 非洲未來的能源開發是有資源保證的,但是龐大的開發資金對非洲國家來說很難負擔。得益于能源效率的提高和清潔能源占比的擴大,非洲地區成功的能源結構轉型既不會消耗大量能源,也不會產生更多的二氧化碳排放量。但是要實現這個目標,非洲電力部門的投資將增加近4倍。構建可靠的電力系統將需要大量的投資,調動資本將是非洲未來一段時間的一項艱巨任務,IEA建議非洲各國政府通過采取適當的政策措施,通過多種途徑完成融資。 解決非洲能源問題,必須走清潔發展道路,核心是建設非洲能源互聯網。可加快大型水電、風電、太陽能發電基地和各類分布式電源開發,加強各國電網建設和跨國跨洲互聯,打造覆蓋全非洲的“電力高速公路”,保障電力安全、經濟、清潔、永續供應,從根本上解決無電人口用電問題,實現人人享有可持續能源。 政策調整 仍需方向引領動態跟蹤 幾大差距依舊橫亙在理想的能源路線中——人人享有能源的倡議與仍存在近10億無電人口之間的差距;最新科學研究表明,需要加大全球溫室氣體減排力度與數據顯示2018年能源相關的排放創下歷史新高之間的差距;可再生能源推動能源快速轉型的愿景與當前能源系統對化石能源的依賴程度仍居高不下這一現狀之間的差距;謀求充足穩定的石油供應與地緣政治局勢持續緊張和不確定性增加之間的差距。 以政策調整帶來的能源走向為基礎,IEA設計了三種情景。“當前政策情景”下,IEA認為,2040年前,全球能源需求年均增速為1.3%,進一步提高能效的努力并不能抑制能源需求的不斷增長。雖然這一增速遠低于2018年2.3%的增速,但依舊會導致能源相關排放持續上升,能源安全所涵蓋的各方面壓力將不斷增大。 “既定政策情景”下,2040年前,全球能源需求年均增速為1%,其中一半以上由低碳能源提供,光伏貢獻最大。同時,得益于LNG貿易的增加,天然氣提供了未來三分之一的能源需求增量。2030年至2040年,石油需求會趨于平穩,而煤炭需求量將有所下降。也就是說,以電力為代表的一些能源子部門將經歷快速變革。即便想要實現“凈零”排放的國家在重塑其能源供應和消費的各個環節都做了大量工作,清潔能源技術發展依舊不足以抵消全球經濟發展和人口增長造成的能源環境影響。 “可持續發展情景”則為全面實現可持續能源目標指明了一條道路,提出應對能源系統各個環節進行迅速而廣泛的變革。這個情景描繪了一條完全符合《巴黎協定》的能源發展路徑,并實現能源可及性、清潔空氣等相關的目標。全球能源需求的多樣性意味著沒有簡單或單一的解決方案。多種能源和技術聯合發力,共同提供高效、經濟的能源服務,可以實現大幅減排。 快速發展的能源行業凸顯了對能源安全采取全面綜合、動態跟進思路的重要性。因為傳統的能源安全風險并未消失,無論全球能源如何發展,世界仍然嚴重依賴中東的石油供應。從網絡安全到極端天氣等一系列新型能源安全風險也需要各國保持警惕。 實現能源系統整體轉型需要在更廣泛的能源技術領域取得進展,包括能效、二氧化碳捕集利用和封存、氫能、核能和其他方面。同時,還需要所有相關行業采取行動,而不僅僅是電力行業。既要滿足包括能源可及性在內的日益增長的能源需求,同時又要減少排放,是一項艱巨的任務,需要各界廣泛參與,但各國政府必須發揮引領作用。來自個人、民間組織、企業和投資者的倡議可以產生重大影響,但各國政府才是重塑能源體系、推動全球能源變革的最重要力量。只有政府能夠營造決定能源創新和投資的環境,只有政府能夠向業界傳遞關于能源行業未來發展道路的明確信號和清晰方向。
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