能源转型：道阻且长 行则将至

  ——《国际能源转型展望2024》报告盘点
  [中国石化报?2024-12-16]
  第29届联合国气候变化大会（COP29）开幕之际，国际可再生能源署（IRENA）发布了《国际能源转型展望2024》报告。在11月27日举办的第二届链博会清洁能源主题活动中，该报告作为推动脱碳的最佳实践之一进行了展示。报告专注于2050年与2030年两个节点，对在2050年实现1.5摄氏度控温目标面临的阻碍与应对措施进行了分析盘点，强调需要在2030年实现可再生能源发电装机容量增至3倍，能源效率提高1倍。本专题聚焦《国际能源转型展望2024》核心观点，探索能源转型的未来发展路径。
  本版文字由 本报记者 王钰杰 整理
  迈向2050年：实现1.5摄氏度控温目标阻碍重重
  2018年10月，联合国政府间气候变化专门委员会（IPCC）在韩国仁川举行的第48届会议中提出1.5摄氏度控温目标，即将全球升温控制在1.5摄氏度内。在1.5摄氏度控温情景下，可再生能源在最终能源消费中的占比将从2022年的17%增加到2030年的68%，到2050年将进一步增加到82%。由于能源效率的提高（部分原因是电气化），最终能源消费将在2022年~2050年间下降8%。
  这一目标在技术和经济上都是可行的。国际可再生能源署的去碳化途径包括电气化和可再生能源发电、提高能源效率、可再生能源（包括生物燃料）的直接利用、氢能、碳捕集与封存（CCS）等。但需要更多政策支持、大规模投资以帮助更多项目投产。全球必须克服阻碍能源转型进展的结构性和系统性障碍，扩大基础设施建设规模，比如电网；并建立适合可再生能源的监管框架和市场制度，提供支持能源转型的机构和人才。
  提高电力系统中可再生能源占比
  目前，各国之间的碳排放差距仍然很大，将能源规划与气候战略制定结合起来有助于缩小这一差距，并减少利益相关方政策方向和投资决策的不确定性。到2050年，电力部门需要进行深度转型。根据国际可再生能源署的设想，到2050年，全球91%的电力供应将来自可再生能源，其中大部分将来自间歇性可再生能源（VRE，如太阳能与风能）。到2050年，电力将占能源消耗的52%。一些国家和地区已确定实现100%可再生能源发电的目标。但完全使用可再生能源发电需要丰富且可调度的可再生能源，经济成本高昂，且无法保证能源安全。
  提高灵活性是实现高比例VRE和广泛电气化的关键。电力系统的灵活性是指在一定时间尺度下，优化调配各类可用资源，以一定成本适应发电、电网及负荷随机变化的能力。要提高灵活性就必须迅速规划电网基础设施的升级、现代化和大规模扩建。提高电力系统运行效率、跨境贸易互联，以及各种形式的储能是提高灵活性的关键。虽然有一系列技术解决方案可容纳高比例的可再生能源，但政策制定者和监管者必须解决部署可再生能源的多重障碍，包括高成本、政策的不确定性、投资者缺乏信心等。政策制定者必须通过明确的目标和战略来解决这些障碍，并通过具体的政策、法规和激励措施来实施。可选方案包括：改善电力市场规则，为提高灵活性创造有利环境；制定政策和激励措施，加速实现电气化。
  此外，电网扩展和储能的目标必须根据对国家发电组合和灵活性资源的综合评估来确定。一般为每10兆瓦可再生能源发电装机容量需要1~2兆瓦的储能设备。但各国的具体情况决定了储能需求，因为储能必须与发电结构和系统能力有效结合。同样，虽然扩展电网是迫切需要，但必须符合国家需求。国际可再生能源署随时准备支持发展中国家评估其电网、储能和灵活性需求。
  在1.5摄氏度控温情景下，发电量必须从2022年的29拍瓦时（PWH，1拍瓦=1015瓦）扩大到2030年的40拍瓦时和2050年的90拍瓦时。可再生能源将提供大部分电力，到2030年和2050年分别占总电力供应的68%和91%，与2022年的29%相比有显著上升。可再生电力的扩张将推动电力行业逐步淘汰化石燃料，化石燃料占全球发电结构的比例将从2022年的61%大幅下降到2030年的24%，到2050年将进一步降到4.4%。
  缩小能源转型投资缺口
  可再生能源投资近年呈上升趋势，但仍集中在少数地区，而且差距正在扩大。只有扩大融资规模，使其覆盖多个国家和地区，才能实现全球能源转型。2023年，全球可再生能源新增投资达到5700亿美元，与2022年相比增长了27%，其中大部分投资集中在中国、美国、巴西、印度和德国。事实上，就能源转型投资而言，占世界一半人口的150多个经济体2023年只获得了10%的投资。非洲国家虽然需求迫切、资源潜力巨大，但未能吸引大量资金流入，因为对这些国家的投资往往被视为高风险投资。
  能源转型投资必须大幅增加，可再生能源发电和电网方面的年度投资必须从2023年的1.29万亿美元增加到2024年~2030年的每年4.5万亿美元，才能实现“阿联酋共识”要求的可再生能源和能源效率目标。全球能源行业年度投资必须整体增长2.5倍以上，才能保证全球还处在实现1.5摄氏度控温目标的轨道上。2023年，能源行业获得了2.6万亿美元的投资，但要实现1.5摄氏度控温目标，到2030年，能源部门的累计投资将需要达到47万亿美元，即在2024年~2030年，平均每年需要6.7万亿美元。但可再生能源投资主要依靠私人资本，可预见的风险越高，资本成本就越高。
  因此，必须协调公共融资和政策以减少或消除风险。私人投资者应考虑眼前经济回报之外的因素，包括短期和长期的气候、环境、社会经济和发展目标。与此同时，需要更多公共资金来降低私人资本的风险，并将资金引入私营部门不愿参与的领域。政府应当进行合理的能源规划，并辅之以强有力的管理，通过减少风险和交易成本，创造有利于私人资本投资的条件。在二十国集团（G20）主席国巴西领导下成立的全球能源规划联盟（GCEP）强调了能源规划在加快能源转型过程中的关键作用。其中，国际合作对于向更广泛的国家输送资金至关重要，如帮助高风险国家的项目降低风险，为重要的基础设施提供资金等。
  确保公正和包容的能源转型
  能源转型的一个关键益处在于其增加全球福祉的潜力。除了积极的气候成果，能源转型还能带来共同利益，如提高经济适应能力、增加就业岗位、提供可靠且负担得起的能源。但国际可再生能源署对能源转型社会经济层面的分析表明，不能想当然地认为这些效益是理所当然的。即使能源转型遵循1.5摄氏度控温情景路径，全球各国在福利方面仍可能存在巨大差距。因此，包容、公平和公正是能源转型的关键。包容代表全球共同繁荣；公平意味着平均分配转型的利益和负担；公正则意味着不遗漏任何人，包括仍严重依赖化石燃料或无法获得能源的人。
  实现社会经济效益最大化应是能源转型的关键目标，但是能源转型本身也可能带来负面的社会经济和环境影响，加剧生物多样性的损失或扩大不平等。需要有针对性的政策、法规和适当的补偿措施（如为受影响社区提供财政支持）来管控这些潜在影响；需要开展国际合作，实现公正、包容的能源转型，使社会经济效益最大化。此外，应在强调公平、社会及环境责任的原则下建立新的资金来源以解决能源获取赤字问题。许多面临最严重能源获取赤字的国家，如撒哈拉以南非洲的部分国家，拥有丰富的可再生能源资源，却无法充分利用这些资源。在推进能源转型的过程中，需要通过负担得起的资金和现有技术使这些国家能实现可持续发展目标，进而实现社会经济效益的最大化。
  2030年：可再生能源发电装机容量增至3倍，能源效率提高1倍
  假如到2030年可以实现可再生能源发电装机容量增至3倍，达到9400吉瓦，同时能源效率提高1倍，那么人类在实现1.5摄氏度控温目标的路上就前进了一大步。
  2023年，新增可再生能源发电装机容量创历史新高，达到473 吉瓦，占新增发电能力的86%，2022年新增可再生能源发电能力为298吉瓦。目前，可再生能源发电能力占全球总发电能力的43%。太阳能发电的年增长率也达到历史最高水平，2023年太阳能发电能力占可再生能源发电能力增长的73%，增加了347吉瓦，比2022年200吉瓦的纪录高出73%。中国、欧盟和美国占2023年新增发电量的83%。太阳能发电凭借持续的成本竞争力、过剩的产能和灵活的可扩展性，将在2030年前继续发挥主导作用。
  2023年，全球风电装机容量达到1017吉瓦，其中约一半在亚洲，新增装机容量达到114.9吉瓦，创新高，其中陆上风电装机容量增加了103.9吉瓦，与2020年的纪录持平，海上风电装机容量仅增加了11吉瓦。全球水电装机容量（不包括抽水蓄能）达到1265吉瓦，占可再生能源发电装机总容量的33%。其他可再生能源发电装机容量为171吉瓦（2023年新增5.2吉瓦），其中生物能源占 87%。除了生物能源和地热能，所有可再生能源发电技术的平准化电力成本的全球加权平均值均有所下降。其中，光伏发电是应用最广泛的技术，平准化电力成本降幅最大。对于许多地区来说，可再生电力成本下降使其成为最经济的发电选择。2023年部署的新项目将在整个生命周期内累计节省至少4090亿美元。
  然而，仍然需要快速增加可再生能源发电装机容量，才能实现可再生能源发电装机容量增至3倍的目标。国际可再生能源署在年度报告中表示，要在2030年前将可再生能源发电装机容量增至3倍，达到11.2太瓦，平均每年需要增加1044吉瓦，而且2024年~2030年的复合年增长率不低于16.4%。考虑到全球80%以上的电力是G20 国家消耗的，电气化将在实现全球能源效率目标方面发挥关键作用。在国际可再生能源署的1.5摄氏度控温情景下，G20国家需要通过电气化满足最终能源消费的32%，高于2022年的25%。
  提高能源效率方面的进展并不顺利。要实现能源效率提高1倍的目标，包括交通、建筑和工业在内的多个领域的电气化程度将是关键。2023年，电动汽车占汽车总销量的比例达到创纪录的18%，但对供热行业去碳化至关重要的热泵销量却下降了3%。
  此外，要实现2030年的目标，全球还面临另一个重要挑战，即实现联合国可持续发展目标：确保人人获得负担得起、可靠和可持续的现代能源。目前，全球仍有6.85亿人用不上电，21亿人使用高污染燃料做饭。按照目前的发展速度，估计到2030年，发展中国家仍将有6.6亿人用不上电，18亿人无法使用清洁燃料做饭，其中大部分生活在撒哈拉以南非洲地区。但可再生能源可以为这些用电需求提供有成本效益的解决方案。
  不过，电气化并不是唯一选择。在1.5摄氏度控温情景下，2030年和2050年，清洁氢用量将从目前微不足道的水平分别增加到最终能源消费的3%和14%以上。到2030年，G20国家将生产和消费全球75%以上的氢气供应。在实现电气化比较困难的行业，如工业与运输，清洁氢及其衍生物将在脱碳方面发挥重要作用。在工业领域，清洁氢可以替代钢铁和化学品生产过程中的化石燃料。在重型运输领域，清洁氢及其衍生物可作为航空和航运燃料。此外，在某些情况下，直接使用可再生能源可能是更好的选择。生物能源的使用预计将发挥越来越大的作用，2030年和2050年分别占最终能源消费的12%和15%。
  全球能源展望一览
  国际能源署（IEA）的《世界能源展望》
  过去10年，化石燃料在全球能源结构中的占比从2013年的82%逐步降至2023年的80%，同期全球能源需求增加了15%，其中40%的增长来自清洁能源。每年有近两万亿美元投资流入清洁能源领域，几乎是石油、天然气和煤炭领域投资总额的两倍。报告预计，2023年~2030年，在现有政策和市场条件下，清洁能源增量将超出全球电力需求增量的20%。到2030年，全球发电厂的煤炭用量将减少10%，石油消耗量将减少50%。届时，能源系统的碳排放量将首次不再增长。
  虽然全球清洁能源发展势头迅猛，但仍面临融资成本过高、电网基础设施不足、系统整合程度较弱、全球能源不平等现象依然存在等多方面挑战。各国有必要加大对新能源领域的投资力度，尤其是在电网和储能方面。
  道达尔能源的《2024能源展望》
  根据各国未来脱碳进程不同的可能性提出了3种可能的情景，并分别命名为趋势情景、动量情景与断裂情景。
  趋势情景下，各国按照当前的发展轨迹继续发展到2030年。风能和太阳能发电、电动汽车和热泵都推动了脱碳技术的逐步提升。然而，基础设施限制（特别是电网）和地缘政治紧张局势限制了它们的大规模部署。该情景估计，到2100年温度将上升2.6~2.7摄氏度。
  动量情景下，中国等致力于到2050年实现净零排放目标的国家将实现最终能源消费的完全电气化，且中国煤炭用量将大幅减少，全球南方国家煤炭用量仅略有增长；所有国家使用天然气作为电力和工业的过渡能源；中国等国家在非电气化领域部署新能源。在这种情景下，由于低碳投资不足，化石燃料仍占全球南方国家能源需求增长的一半。该情景估计，到2100年温度将上升2.2~2.3摄氏度。
  断裂情景下，到2100年全球温度上升不超过2摄氏度。而想实现这一情景，到2030年，印度和全球南方国家的风能和太阳能发电装机容量需要增加80%。2040年后，所有脱碳手段都需要在全球范围内应用，特别是新能源和碳捕集、利用与封存（CCUS）的部署。根据这一情景，到2100年全球温度将上升1.7~1.8摄氏度。要实现这一情景，全球应优先考虑提供可接受减排成本的现有技术。特别是公共决策者应加强国际合作，确保提供可负担的技术，并部署适合发展中国家的金融工具。
  埃克森美孚的《展望2050》
  2050年，石油和天然气仍将占世界能源结构的50%以上，绝大部分石油都将用于制造业、化工生产和重型运输。2030年后，石油需求将趋于平稳，到2050年仍将保持在每日1亿桶以上。但如果缺乏持续投资，全球油气供应将荡然无存，石油产量将以每年约15%的速度自然下降。如果没有新投资，全球石油供应仅在第一年就会每日下降超过1500万桶。按照这个速度，到2030年，石油供应将从每日1亿桶下降到不到3000万桶，这意味着每日石油供应将短缺7000万桶。
  各国政府需要出台政策增加市场透明度，使市场有更多时间适应变化，同时专注于以最低价格减少最多排放的最佳技术。合作将是找到正确技术以降低特定行业排放的关键，各国政府应创造一个公平的市场环境，使所有技术都可以无所畏惧地竞争。
  彭博社的《新能源展望2024》
  更清洁的发电方式可以推动2030年前所需的大部分减排，从而有更多时间解决钢铁和航空等难以减排领域的减排问题，这些领域具有成本竞争力的低碳解决方案尚未实现规模化。实现净零排放目标的途径取决于从现在起到2030年能否实现可再生能源的翻倍增长。无论世界是否走向净零排放，化石燃料占主导地位的时代都即将结束。即使这一转变仅由经济因素推动，没有进一步的政策推动，可再生电力仍可能在21世纪末占发电量的50%以上。
  如果不加大投资力度，这一切都不可能实现，而且未来实现能源转型的成本还会更高。在能源供应方面，每投入1美元用于化石燃料，就需要在未来十年投资3美元用于低碳能源。到2050年，全球能源系统完全脱碳的成本可能高达215万亿美元。