近日，國際能源署(IEA)發(fā)布《能源技術(shù)展望2017：加速能源技術(shù)變革》報告指出，能源技術(shù)創(chuàng)新是推動全球能源系統(tǒng)轉(zhuǎn)型和應(yīng)對氣候變化問題的核心所在，同時也是實現(xiàn)經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展和能源安全目標(biāo)的重要支撐。盡管種種跡象顯示全球能源系統(tǒng)正處于歷史性的轉(zhuǎn)型時刻，但目前較慢的進展難以滿足2℃目標(biāo)的發(fā)展需求，各國需要積極出臺和實施相關(guān)政策以及加大投資力度，加速低碳技術(shù)的研發(fā)、示范和部署，促進能源系統(tǒng)的轉(zhuǎn)型。報告提出了目前清潔能源轉(zhuǎn)型中存在的四個主要問題，具體如下：

1、需要實施強有力的政策來引導(dǎo)和加速能源系統(tǒng)轉(zhuǎn)型

種種跡象表明全球能源系統(tǒng)正經(jīng)歷轉(zhuǎn)型時期，能源結(jié)構(gòu)發(fā)生顯著變化：在電力部門，2016年可再生能源和核電新增裝機容量滿足了全球大部分的電力需求增量，而且核電的新增裝機容量也達到了1993年以來的最高水平;伴隨新型交通運輸技術(shù)的蓬勃發(fā)展以及生活水平的提高，電動汽車、家用電器、電子設(shè)備等一系列用電產(chǎn)品的需求和銷量將會大幅增加，意味著全球電力需求會進一步增加。

IEA對各種能源技術(shù)轉(zhuǎn)型進展進行了追蹤和分析，結(jié)果表明2016年僅有3種能源技術(shù)(可再生能源、電動汽車和儲能)取得了顯著進展，符合2℃情景目標(biāo)的發(fā)展需求;其他眾多能源技術(shù)由于缺乏恰當(dāng)?shù)恼咧С?，轉(zhuǎn)型的進展速度較為緩慢。能源效率、生物能源和碳捕集與封存(CCS)技術(shù)進步的潛力巨大，但需要強有力的政策支持以促進該技術(shù)領(lǐng)域的投資和創(chuàng)新?？偟膩碚f，目前清潔能源技術(shù)進步的水平距離2℃情景的目標(biāo)需求還有較大差距，只有少數(shù)能源技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)，因此需要繼續(xù)實施強有力的政策來引導(dǎo)和加速能源技術(shù)創(chuàng)新。

2、能源系統(tǒng)集成耦合對于可持續(xù)能源未來發(fā)展至關(guān)重要

各種能源技術(shù)是相互影響的，必須協(xié)同開發(fā)和部署。經(jīng)濟、安全和可持續(xù)的能源系統(tǒng)將具備能源資源多元化特性，以及更多的分布式發(fā)電占比。因此，從系統(tǒng)的角度來看，不僅需要更好地整合和管理各種能源技術(shù)，提高效率降低能源系統(tǒng)成本，還需要更多的技術(shù)和燃料選擇?？沙掷m(xù)的能源系統(tǒng)不能僅靠單項技術(shù)創(chuàng)新，而需要從系統(tǒng)的角度來集成耦合各種能源技術(shù)以提高整個能源系統(tǒng)的效能。而有效的規(guī)劃工具、支持性監(jiān)管框架以及密切的政策對話對實現(xiàn)能源系統(tǒng)集成至關(guān)重要。

集成互聯(lián)的電力系統(tǒng)是能源轉(zhuǎn)型的關(guān)鍵。提高電氣化水平有助于增加電力系統(tǒng)的靈活性、效率和環(huán)境效益。持續(xù)下降的成本和恰當(dāng)?shù)谋O(jiān)管治理推動儲能等系統(tǒng)集成技術(shù)蓬勃發(fā)展。2016年，新增儲能容量(主要是電池技術(shù))增長了50%以上。此外，新興的數(shù)字化技術(shù)的廣泛部署也有助于加速能源系統(tǒng)轉(zhuǎn)型。

能源系統(tǒng)集成和增強的需求響應(yīng)有助于提高能源服務(wù)的效率。智能能源系統(tǒng)可以實現(xiàn)需求響應(yīng)精確控制。先進計量設(shè)施、智能電器或雙向智能電表等技術(shù)可以為消費者提供先進的用能管理，同時能夠激勵消費者在能源系統(tǒng)中發(fā)揮積極主動的角色。這些方法可以刺激更有效的能源利用，并有助于負載管理和系統(tǒng)靈活性。

高效、低碳的能源系統(tǒng)將需要在多個基礎(chǔ)設(shè)施領(lǐng)域持續(xù)的投資。長期協(xié)調(diào)的規(guī)劃才能實現(xiàn)更強大和更智能的基建投資，以確保持續(xù)的系統(tǒng)效率和可靠性。大型市場(如德國和中國)的電力輸送能力已經(jīng)出現(xiàn)瓶頸，不利于電氣化和波動性可再生能源的未來擴張。此外，考慮到二氧化碳的排放量巨大，多數(shù)CCS項目的運輸和存儲基礎(chǔ)設(shè)施不太可能具有經(jīng)濟性。從地方層面到區(qū)域?qū)用娴挠行f(xié)調(diào)和規(guī)劃，有助于緩解這些障礙。

技術(shù)進步需要強有力、協(xié)調(diào)統(tǒng)一的政策支持。雖然新技術(shù)的經(jīng)濟競爭力正在改善，但政策驅(qū)動力并沒有足夠的市場影響力來指導(dǎo)技術(shù)方向選擇。能源安全和可持續(xù)發(fā)展需要充分的市場引導(dǎo)與法規(guī)來鼓勵長期投資。市場本身并不能提供必要的動力。在各個能源部門協(xié)調(diào)統(tǒng)一的政策，應(yīng)在政府和企業(yè)決策包括稅收、國際貿(mào)易、城市規(guī)劃和創(chuàng)新等方面充分考慮能源政策目標(biāo)。

3、更加激進的可持續(xù)能源系統(tǒng)轉(zhuǎn)型目標(biāo)并沒有轉(zhuǎn)化為實際行動

目前面臨的關(guān)鍵挑戰(zhàn)是確保能源領(lǐng)域轉(zhuǎn)型的勢頭，并加快進度。“巴黎協(xié)定”呼吁各國共同努力以實現(xiàn)“聯(lián)合國可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)”顯示出強有力的全球號召力，為實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的長期目標(biāo)提供了一個清晰的政策信號指引，引導(dǎo)能源部門走向可持續(xù)發(fā)展。

當(dāng)前的發(fā)展路徑還不夠完善，深度脫碳化需要更多的努力以及持續(xù)的政治承諾。。報告提供了至2060年能源領(lǐng)域發(fā)展的三種途徑：參考技術(shù)情景(RTS)、2℃情景(2DS)和超越2℃情景(B2DS)。RTS提供了一個基準(zhǔn)情景，考慮了各國現(xiàn)有的與能源和氣候有關(guān)的承諾。2DS和B2DS均符合國際政策目標(biāo)的快速脫碳途徑。2DS情景已經(jīng)是能源技術(shù)展望報告系列的主要氣候情景，被決策者和利益相關(guān)者廣泛用來評估氣候戰(zhàn)略。B2DS情景首次著眼于按照國家在“巴黎協(xié)定”中更遠大的愿景，清潔能源技術(shù)發(fā)展到實際應(yīng)用的極限，能夠起到多大的作用。

 

圖1 2DS情景中各技術(shù)領(lǐng)域在減少CO2排放量方面的基準(zhǔn)貢獻度

現(xiàn)有的技術(shù)創(chuàng)新需要強有力的政策支持以實現(xiàn)全球氣候目標(biāo)。在B2DS情景中，能源行業(yè)將在2060年達到凈零排放，到2100年時全球平均溫升為1.75℃，這是“巴黎協(xié)定”目標(biāo)范圍的中值。這意味著所有可用的政策杠桿在全球各個能源領(lǐng)域的碳減排潛力都需要被徹底釋放，將需要前所未有的政策行動以及所有利益相關(guān)方的努力和參與。

4、協(xié)調(diào)一致行動與有效的技術(shù)組合是經(jīng)濟高效的解決方案的關(guān)鍵

所有領(lǐng)域都需要采用最具成本效益的解決方案。能源供應(yīng)和需求方面都有很多技術(shù)機遇，需要一系列技術(shù)來提供安全和負擔(dān)得起的能源服務(wù)，同時減少排放量。目前的趨勢將使終端用能需求中的電力占比從現(xiàn)在的18%增加到2020年RTS情景中的26%，是所有能源運營商中相對增長最大的。終端電氣化也可以從對化石燃料的直接依賴轉(zhuǎn)向脫碳電力。在2DS和B2DS情景中，電力成為最大的終端能源載體，略高于石油。這種轉(zhuǎn)變在交通運輸方面特別明顯，電力成為B2DS情景中地面運輸?shù)闹饕剂稀?/p>

脫碳能源是清潔能源轉(zhuǎn)型的支柱。到2060年，全球電力部門可以在2DS情景下達到零二氧化碳排放量。這將需要部署大量的技術(shù)組合，包括可再生能源發(fā)電74%(包括配備CCS的可持續(xù)生物能源發(fā)電2%)、核能15%，配備CCS的化石燃料發(fā)電7%，其余來自天然氣發(fā)電。

更高效的建筑用能能夠支持能源系統(tǒng)的轉(zhuǎn)型。從現(xiàn)在到2030年間，高效照明、制冷和電器的快速部署可以節(jié)能50 EJ，相當(dāng)于今天全球電力需求的近四分之三。這些節(jié)能將允許更大規(guī)模的電力轉(zhuǎn)型，而不會給電力部門帶來額外的負擔(dān)。

技術(shù)和政策可以引導(dǎo)交通運輸業(yè)轉(zhuǎn)型并提高可持續(xù)性。電氣化成為運輸部門主要的低碳途徑。這一趨勢已經(jīng)部分形成，在RTS情景中到2030年電動汽車數(shù)量預(yù)計將從現(xiàn)在的200萬輛增長28倍，2DS情景中將這一目標(biāo)擴大到1.6億輛，B2DS情景則進一步預(yù)計將達到2億輛電動汽車，導(dǎo)致道路上90%的汽車在2060年之前將轉(zhuǎn)變?yōu)殡妱悠?。在強有力的政策支持下，需要重大技進步和基礎(chǔ)設(shè)施投資推動交通電氣化快速發(fā)展將。更好的城市規(guī)劃或更多地使用公共交通等減少個人交通需求的政策和技術(shù)，可以使新技術(shù)的部署更加易于管理，并顯著減少所需的投資。

能源密集型產(chǎn)業(yè)在任何可持續(xù)轉(zhuǎn)型戰(zhàn)略中均充當(dāng)重要角色。工業(yè)能源需求是終端用能部門中最高的，RTS情景中預(yù)計到2060年工業(yè)用能需求將增加約三分之二。在提高制造效率、最大限度利用當(dāng)?shù)乜捎觅Y源以及優(yōu)化材料使用中均存在很多機會。尚未商業(yè)化的技術(shù)能夠在工業(yè)脫碳過程中發(fā)揮重要作用，在2DS情景中有助于減少18%的二氧化碳累計排放量，B2DS情景中則減少36%。這表明需要支持鋼鐵、水泥、化工等經(jīng)濟戰(zhàn)略部門的創(chuàng)新。

在供暖制冷方面節(jié)能的潛力很大，但很大程度上尚未開發(fā)。目前建筑和工業(yè)的供暖和制冷占終端能源消費量的40%左右，而交通運輸僅占27%。此外，供暖和制冷需求的近65%依賴于化石燃料。到2060年，隨著能源效率的提高以及向清潔能源(包括脫碳電力和區(qū)域供暖)的轉(zhuǎn)型，供暖和制冷的化石燃料消耗量將減半。

在發(fā)電和燃料轉(zhuǎn)型中，負排放至關(guān)重要。在B2DS情景中，配備CCS的生物能源(BECCS)到2060年將提供近5億千瓦的“負排放”。這些負排放是能源部門在2060年之前實現(xiàn)中性排放的關(guān)鍵。雖然BECCS技術(shù)面臨著巨大的挑戰(zhàn)，但其能夠?qū)崿F(xiàn)能源系統(tǒng)中技術(shù)難度很大或成本很高的減排，這將需要在可持續(xù)生物能源和CCS方面進行大規(guī)模的技術(shù)學(xué)習(xí)和擴張。

創(chuàng)新必須在從早期研究到全面示范和部署的各個階段均得到支持。向新的能源系統(tǒng)轉(zhuǎn)型需要漸進和激進的創(chuàng)新。在創(chuàng)新的所有階段，如從基礎(chǔ)和應(yīng)用研究到開發(fā)、示范和部署階段，各國政府的長期支持均非常重要。將資源分配給各種技術(shù)必須考慮創(chuàng)新的短期和長期機遇及挑戰(zhàn)，同時反映技術(shù)成熟度。

 

圖2 能源技術(shù)創(chuàng)新過程示意圖

各級政府和私營部門之間的國際合作至關(guān)重要。多邊合作可以提高能源技術(shù)創(chuàng)新的成本效益，并在全球范圍內(nèi)樹立信心。全球化正在促進更開放的創(chuàng)新框架以幫助匯集資源、加速研發(fā)和保證示范，并促使成熟技術(shù)的更快部署。增加本地創(chuàng)新能力對于創(chuàng)新技術(shù)的成功部署極其重要，有利于實現(xiàn)當(dāng)?shù)卣吆铜h(huán)境目標(biāo)以及全球可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)。

報告最后針對現(xiàn)存問題，為加快建立清潔和安全的未來能源系統(tǒng)提出了數(shù)個可供決策者采納的建議：

(1)制定發(fā)展愿景

各國政府應(yīng)制定可持續(xù)能源未來發(fā)展的愿景，解決多重能源政策目標(biāo)挑戰(zhàn)，并跟蹤實現(xiàn)目標(biāo)行動進展情況。確保行動路徑和進展能夠滿足實現(xiàn)能源安全、氣候目標(biāo)需求，這對于能源部門如何選擇應(yīng)對多重能源目標(biāo)挑戰(zhàn)的最佳方案并達成一致性的政策目標(biāo)至關(guān)重要。

(2)加強國際合作

加強國際合作以實現(xiàn)全球氣候和可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)。聯(lián)合創(chuàng)新計劃創(chuàng)造了有利于技術(shù)的制造商和用戶的市場機會，同時為全球能源系統(tǒng)的最具成本效益的轉(zhuǎn)型做出貢獻。與當(dāng)?shù)乩嫦嚓P(guān)方合作提高能力以及分享最佳實踐，可以支持適應(yīng)當(dāng)?shù)厍闆r的地方行動。

(3)加大技術(shù)創(chuàng)新的政策支持力度

在技術(shù)創(chuàng)新周期的各個階段，都要加大政策支持力度。公共支持應(yīng)該是可衡量的，并涵蓋創(chuàng)新的各個階段(包括研究、開發(fā)、示范和部署)，以促進漸進和激進的創(chuàng)新，以及針對特定技術(shù)的部署措施。將國際能源署技術(shù)合作計劃、清潔能源部長會議和創(chuàng)新使命等現(xiàn)有舉措適當(dāng)?shù)丶{入所有政策決策過程。

(4)完善市場設(shè)計

調(diào)整政策、金融和市場機制，以支持不斷變化的技術(shù)環(huán)境衍生的新商業(yè)模式。市場設(shè)計和法規(guī)應(yīng)利用更多的能源信息，實現(xiàn)新能源交易模式。應(yīng)在國家、區(qū)域和地方政府以及其他能源利益相關(guān)者之間建立更有效的機構(gòu)對話和協(xié)調(diào)，加快能源領(lǐng)域轉(zhuǎn)型，探索新的解決方案。

(5)重視能源部門的數(shù)字化

決策者應(yīng)該更好地了解能源領(lǐng)域日益普及的數(shù)字化技術(shù)帶來的機遇和挑戰(zhàn)。數(shù)字化和能源領(lǐng)域日益融合，帶來了新的前景和風(fēng)險。因而需要更好的數(shù)據(jù)和更嚴(yán)格的分析，以確保數(shù)字化與不斷變化的能源前景以最明智和最具成本效益的方式實現(xiàn)“互利共贏”。

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