到2030年可再生能源增长两倍,能效提升一倍*:1.5℃情景的关键指标

发表时间:2023-11-20 16:10来源:中国国际可再生能源署合作办公室



TRIPLING RENEWABLE POWER

DOUBLING ENERGY EFFICIENCY

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COP28主席团、国际可再生能源署(IRENA)和全球可再生能源联盟(GRA)共同编制《到2030年可再生能源发电容量增长两倍,能效改善速率提升一倍:实现1.5°C目标的关键步骤》报告,汇集可再生能源和气候变化领域的全球视角,提供综合政策建议。


*本文标题中的增长两倍、提升一倍的含义以报告完整题目为准(见上)




Tripling renewable power

可再生能源发电装机容量增长两倍


全球升温能否被限制在1.5°C以内,将取决于各国到2030年能否成功减少温室气体排放。IRENA《2023年世界能源转型展望》表明,全球与能源相关的二氧化碳排放量需要从2022年创纪录的36.8亿吨,大幅下降到2030年的230亿吨二氧化碳。

IRENA的1.5°C情景确定了一条技术和经济上可行的途径,以实现与《巴黎协定》目标一致的能源未来。它的结论是,由可再生能源驱动的能效和电气化、清洁氢气、和可再生能源的直接利用正在推动能源转型;但转型力度仍然不足,我们需要一个更快速的、更系统的能源系统转型。

根据IRENA的1.5°C情景,到2030年,全球可再生能源发电装机容量将需要增长两倍以上,从2022年的3382GW增加到11174GW。具体而言,同期太阳能光伏装机容量将从2022年的1055GW增加到5400GW以上,风电装机容量将从2022年的899GW增加到3500GW(陆上3040GW,海上500GW)。可变可再生能源(VRE),如太阳能光伏发电和风力发电,在发电总量中的比例将从2021年的10%上升到2030年的46%,这就要求能源系统的运行具有更大的灵活性。继太阳能和风电之后,发电能力的第三大增长将是水电,到2030年,全球水电装机容量(不包括抽水蓄能)将比2022年的水平增长近17%,1.5°C情景将达到1465 GW。

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在“行动十年”中实现1.5℃目标的关键表现指标


这表明,2020-2030十年中,平均每年可再生能源装机容量需增加约1000GW,是2022年实际新增可再生能源装机容量 (292 GW,包括189 GW太阳能和73 GW风电)的三倍。到2030年,太阳能光伏发电平均每年增加551GW,风电平均每年增加329GW,二者将主导这十年的发电增长。储能能力将随之扩大,全球电池累积储存量将增加21倍,从2020年的17GW增加到2030年的359GW。

然而,这十年可再生能源的增长可能不是线性的,有许多因素影响着增长率。鉴于2022年的年装机量还不到IRENA 1.5℃情景下平均年装机量的三分之一,全球需立即推动可再生能源实现大幅增长

各国和各地区在加快部署可再生能源发电能力方面将遵循不同的轨迹。对于那些投资壁垒较低、可再生能源潜力较高、电力市场更为成熟的国家,应致力于更大程度地增加可再生能源产能和经济脱碳。他们能够通过分享可再生能源技术、专门技能、为扩大可再生能源创造适当条件等方面的经验来协助其他国家。

根据IRENA1.5°C情景,全球太阳能光伏市场将由20国集团国家主导,到2030年的累计装机容量将达到约4530GW,其他地区总累计装机容量需要超过900GW。风电方面,中国、美国、加拿大、巴西和几个欧洲国家的陆上风力潜力很高,而海上风电的大部分扩张将在四个关键市场 (中国、欧盟27国、美国和印度)出现,到2030年其装机容量将占海上风电部署的60%以上。就水电而言,到2030年,G20国家将占全球水电装机容量的79% (超过1150GW),世界其他地区总装机容量须达到305GW。

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1.5℃情景下2022年与2030年全球可再生能源装机发电能力


鉴于发展中国家日益增长的电力需求,包括并网和离网系统在内的可再生能源发电容量必须在发展中国家实现更快速的增长,解决发展中国家能源可及方面的挑战。目前,尽管许多发展中国家可再生能源潜力巨大,但在发电系统部署和获得投资方面落后。例如,在2000-2020年,全球可再生能源累计投资达8410亿美元,但非洲仅获得600亿美元,占比2%。


加快部署可再生能源不仅对气候环境有利,也将带来经济效益。2010年,全球陆上风力发电的加权平均平准化度电成本(LCOE)为0.107美元/千瓦时,比最低化石燃料成本0.056美元/千瓦时高出95%。然而,到2022年,新的陆上风电项目的全球加权平均LCOE为0.033美元/千瓦时,比最便宜的化石燃料选择低52%,为0.069美元/千瓦时。

太阳能光伏发电的进步更为突出。2010年,全球太阳能光伏的加权平均LCOE为0.445美元/千瓦时,比最便宜的化石燃料燃烧方案贵710%。但到2022年,成本将大幅下降至0.049美元/千瓦时,比最便宜的化石燃料选择低29%。

全球海上风电的加权平均LCOE从2010年比最便宜的化石燃料方案贵258%,下降到2022年仅贵17%,成本从0.197美元/千瓦时下降到0.081美元/千瓦时。全球太阳能光热的加权平均LCOE从2010年比最便宜的化石燃料高591%,下降到2022年的高71%。


全球水电的加权平均LCOE在2021-2022年增加到0.061美元/千瓦时,主要是因为在更具挑战性和偏远的地点开发了水电。即便如此,水电仍然比新的化石燃料便宜,地热项目也是如此。2022年,地热全球加权平均LCOE为0.056美元/千瓦时,生物为0.061美元/千瓦时。

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2010-2022年太阳能和风电的成本竞争力


可再生能源还具有更广泛的的经济和环境效益:减少矿物燃料进口依赖、改善国家收支平衡、通过减少矿物燃料带来的价格波动来加强能源可负担性和能源安全。这些无法定价的好处大大提高了可再生能源的竞争力,但在当前的政策中,这些益处并未得到足够重视。

根据IRENA的1.5℃情景,未来的电力系统将整合广泛的可再生能源,每种技术在满足电力需求方面发挥关键作用,太阳能和风电将主导产能扩张。这标志着电力系统供电动态的变革性转变,并对电力系统运行提出了新的挑战。可通过采用新的运营战略和机制,加快扩大智能需求应对计划,以及部署支持电力系统灵活性的技术,包括利用水库和抽水蓄能水电、储能以及部门耦合技术,来满足用能需求。

近年来,由可再生电力生产的氢气——绿氢及其衍生物已被用作难以减排行业的工业原料。氢气也被作为一种能量载体,用于平衡电力需求和可变可再生能源的供应,从而为电网提供更多灵活性。因此,绿氢将助力在电网中融入高比例可再生能源,还可以为季节性储能提供解决方案。


Doubling energy efficiency

能源效率改善速率提升一倍


可再生能源的迅速扩张只是能源转型的一部分。能源转型还应旨在通过一系列能效更高的技术,并辅之以结构和行为的改变,降低整个经济的能源强度。这些措施往往能产生经济和环境方面的协同效益。从私人轿车到集体运输,从客运航空和公路货运到铁路,所有终端用能部门都需要采取一系列措施来推进能源转型,如采用循环经济原则,改进建筑绝缘、热泵和高效电动机等。


IRENA1.5°C情景下,能源效率主要取决于终端用能部门的节能技术和广泛电气化的结合。运输和建筑等终端部门的电气化将使直接用电在最终能源消费总量中所占比例从2020年的22%上升到2030年的29%。


热泵、更高效的电器和电动汽车所体现的技术能效改进,以及灵活、智能的电气化战略和分散式能源的部署,对于建筑和运输等终端部门的脱碳具有极其重要的意义。就工业部门而言,持续提高能源效率对在2050年前保持能耗水平不再上涨十分重要。

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2030年交通和建筑领域的指标


为了实现IRENA1.5°C目标,到2030年,全球能源强度改善的年速度应比目前的水平翻一番,这也符合国际能源署的评估结果。如果达到这一速度,全球最终能源消费在同一时期将经历最小的增长。可再生能源和能源效率是实现气候承诺、能源安全和能源可负担性的最佳工具。各国政府必须加倍努力,保证各方面的投入充足。


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实现1.5℃目标所需的投资



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