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注解:CSP=光热发电;GW=吉瓦;PJ/yr=兆焦耳每年;PV=光伏发电;REmap=国际可再生能源署可再生能源路线图2050;TWh=太瓦时
如上所述,全球四分之一的电力消耗由可再生能源提供(图1.2,第一张图)。但这一比例在电力行业的增长速度快于终端用能行业。加快能源转型不仅需要大幅提高终端用能电气化和可再生能源发电,还需要在电力行业以外应用可再生能源解决方案。在规划、解决方案和各种措施中显然包含终端用能。国际可再生能源署的2050年路线图显示,可再生能源在建筑、工业和交通领域的份额将分别增长至77%、63%和58%(国际可再生能源署,2018a)2。
在REmap情景下,到2050年,可再生能源发电在电力行业的份额将达到85%,风能和太阳能发电将增至64%(图1.2,中间图),要求政策措施确保可靠的电力供应,包括分时电价、顺应市场和新的商业模式。另外互联器,柔性的化石燃料及可再生燃料发电以及需求侧响应都可以更加灵活,从而提高多元可再生能源的份额。
电气化与可再生能源电力和可再生能源部署相结合,在高效的基础上,到2050年可再生能源将占最终能源消费总量的65%(图1.2,第一张图)。
2010~2017年,太阳能光伏(PV)组件价格下降超过80%,全球平准化度电成本(LCOE)a下降73%至0.10美元/千瓦时(kWh)。在2007/2008年~2016/2017年间,陆上风机价格下跌了37-56%,2010年~2017年间,全球陆上风电平准化度电成本下降23%至0.06美元/千瓦时。2017年投运的公用事业规模的太阳能光伏项目,平准化度电成本低至0.05美元/千瓦时;陆上风电项目的成本则低至0.04美元/千瓦时(国际可再生能源署,2018c),与传统发电技术相比具有竞争力。
最近的拍卖和投标结果表明,太阳能光伏和陆上风电的成本将继续下降,平准化度电成本将在0.03~0.04美元/千瓦时之间,到2020年甚至更低。b光热发电(CSP)和海上风电都是新兴技术,2016年和2017年的拍卖结果(未来交付)为0.06美元/千瓦时~0.10美元/千瓦时。
这些数据意味着,随着创新和规模经济推动成本下降和效率提高,到2020年,所有商业化的可再生能源发电技术都将与化石燃料竞争,陆上风电和太阳能光伏项目将日益削弱化石燃料的竞争力。
国际可再生能源署分析表明,2010年至2020年期间,平准化度电成本的学习率(例如,累计装机容量每增加一倍,成本降低的百分比)可能为海上风电14%,陆上风电21%,光热(CSP)30%,太阳能光伏35%(国际可再生能源署,2018c)。
资料来源:国际可再生能源署,2018c.
注解:每个圆代表一个单独的项目或拍卖结果,在拍卖中有一个单一的结算价格。Y轴上圆心是每个项目的成本值。粗线是按年计算的全球加权平均的平准化度电成本,或拍卖价值。对于平准化度电成本数据,经合组织国家和中国的真实WACC为7.5%,世界其他国家为10%。波段代表化石燃料发电的成本范围。LCOE=平均发电成本;USD/kWh=美元/千瓦时;WACC=加权平均资本成本。
a.此框中的所有平准化度电成本数字都排除了地方或联邦财政支持政策的影响。它们是在试运营之年推出的,并且基于国际可再生能源署的可再生能源成本数据库,该数据库包含1.5万个公用事业规模发电项目的成本和业绩的细节。
b.2020年低于0.03美元/千瓦时的震撼拍卖价格并不等同于平准化度电成本计算,因为通常不包括额外的收入流(例如墨西哥的清洁能源证书价值)。
此外,大幅降低技术成本将成为可再生能源及其技术领域投资增加的主要动力。然而,按照国际可再生能源署2050年路线图的设想,到2050年,世界能源体系将更多地基于可再生能源,2015年~2050年期间能源体系累计投资将需要增加30%,从93万亿美元(参考情景)增至120万亿美元(在REmap情景下)。尽早采取行动,对于充分利用现有的经济机会,同时将未来搁浅资产的巨大成本降至最低至关重要。
全球能源转型有益于经济发展。它将显著改善全球福利、经济增长(以GDP衡量)和就业。到2050年,全球经济GDP将增长1%;到2050年GDP增长的累计收益估计为52万亿美元。5与参考情景比较,额外福利将增加15%,主要是由于空气污染对健康的影响减少,以及预期的气候变化影响减少。
有了全面的政策,能源转型也可以促进能源部门的整体就业,因为创造的就业机会多于化石燃料行业失去的就业机会。在REmap情景下,到2050年化石燃料领域将失去740万个工作岗位,但可再生能源、能效和电网改善以及柔性能源领域将创造1900万个新工作岗位,净增加1160万个工作岗位(国际可再生能源署,2018a)。
注解:
2.包括使用来自可再生能源的电力和地区供热。
3.第五章进一步讨论了水电和生物质能发电在提供灵活性方面的作用。
4.经常被讨论的灵活性选项是储能,它有多种形式。截至2017年年中,全球的储能容量约为176吉瓦(GW),拥有4670吉瓦时的电力存储潜力,其中96%为抽水蓄能(国际可再生能源署,2017a)。根据国际可再生能源署的2050年路线图(REmap),到2030年,预计将有11900~15300吉瓦时的常备电力储存,其中只有51%来自抽水蓄能。(有关抽水蓄能的详细信息,请参阅第5章。)此外,如果智能电动势解决方案得到广泛应用,可以实现重要的协同效应,允许更高程度地部署多元可再生能源(国际可再生能源署,2018b)。
5.关于全球能源转型的社会经济影响的进一步讨论,见第2章。
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