IEA：滿足長(zhǎng)期氣候目標(biāo)不容易

潘秋杏

國(guó)際能源署(lEA)5月23日公布的一項(xiàng)研究顯示，在2017年，38個(gè)能源細(xì)分領(lǐng)域中僅有4個(gè)滿足長(zhǎng)期的氣候目標(biāo)大多數(shù)領(lǐng)域以目前的進(jìn)度難以達(dá)到目標(biāo)。

IEA通過追蹤太陽能、風(fēng)能、核能、煤炭和天然氣等能源領(lǐng)域及其技術(shù)，以及運(yùn)輸、化學(xué)品和鋁等能源密集型行業(yè)及技術(shù)的動(dòng)態(tài)，以評(píng)估可持續(xù)發(fā)展方案( Sustainable Development Scenario，SDS)目標(biāo)的進(jìn)展，旨在限制全球氣溫上升和遏制污染。

2015年9月，193個(gè)國(guó)家就聯(lián)合國(guó)可持續(xù)發(fā)展議程目標(biāo)( SDGs)達(dá)成一致，但以目前的進(jìn)度不足以實(shí)現(xiàn)與能源相關(guān)的目標(biāo)。

IEA的可持續(xù)發(fā)展方案(SDS)就實(shí)現(xiàn)聯(lián)合國(guó)可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)中與能源相關(guān)的內(nèi)容提出了方案和目標(biāo)。

IEA的研究稱，去年太陽能光伏、照明、數(shù)據(jù)中心和網(wǎng)絡(luò)以及電動(dòng)汽車等四個(gè)領(lǐng)域取得了“巨大進(jìn)步”。其中太陽能光伏發(fā)電量增長(zhǎng)率達(dá)歷史新高，LED成為各地家庭照明的主要來源，電動(dòng)汽車銷量躍升了54%。

IEA分析發(fā)現(xiàn)，能源效率提高的步伐已經(jīng)放緩，例如碳捕捉和封存等技術(shù)的進(jìn)展停滯不前。這導(dǎo)致去年全球能源相關(guān)的二氧化碳排放量增加了1.4%。此外，陸上風(fēng)能和儲(chǔ)能方面進(jìn)展也有所放緩。

“迫切需要政府，行業(yè)和其他利益相關(guān)方采取更積極的行動(dòng)來推動(dòng)能源技術(shù)的進(jìn)步，以減少溫室氣體排放。”IEA執(zhí)行主任法提赫一比羅爾( Fatih Birol)在報(bào)告中說，“世界不存在能源問題，而是排放問題，這是我們應(yīng)該集中精力的地方。”

光伏快速增長(zhǎng)

2017年A陽能光伏發(fā)電量的增長(zhǎng)率達(dá)到34%，刨下歷史新高，超過了年均增長(zhǎng)17010的目標(biāo)。光伏發(fā)電量的增長(zhǎng)帶動(dòng)了2017年可再生能源發(fā)電量的增長(zhǎng)。

自201 0年以來，太陽能光伏大型應(yīng)用系統(tǒng)的價(jià)格下降了70%。預(yù)汁2017年太陽能光伏發(fā)電量增長(zhǎng)超過三分之一，達(dá)到416TWh，幾乎占世界總發(fā)電量的2010。

2017年光伏產(chǎn)能增長(zhǎng)了95-98GW，其中中國(guó)新增光伏裝機(jī)53 GW，超過“十二五”規(guī)劃中提出的目標(biāo)。自2012年以來，中國(guó)在全球光伏中的份額已從10%增長(zhǎng)到55%以上。

盡管年度市場(chǎng)飆升，但隨著中國(guó)和東南亞的競(jìng)爭(zhēng)加劇和制造產(chǎn)能增長(zhǎng)，未來幾年平均光伏價(jià)格預(yù)計(jì)將繼續(xù)下降。中國(guó)企業(yè)目前占全球光伏組件制造業(yè)的三分之二以上。

IEA預(yù)計(jì)，越來越多國(guó)家發(fā)布強(qiáng)有力的政策支持、持續(xù)的成本降低以及中國(guó)空前的市場(chǎng)動(dòng)態(tài)，將推動(dòng)未來五年太陽能光伏的快速增長(zhǎng)。

電動(dòng)汽車銷量創(chuàng)歷史新高

2017年，全球電動(dòng)汽車銷量創(chuàng)歷史新高，達(dá)110萬輛，全球庫存超過300萬輛。2017年全球銷售額增長(zhǎng)54%，其中中國(guó)占全球電動(dòng)汽車銷量的近一半，挪威是人均擁有量最高的國(guó)家。

不過，目前電動(dòng)汽車的普及率還不到全球汽車總量的1%。為了達(dá)到可持續(xù)發(fā)展方案的目標(biāo)，在2030年之前，全球乘用車的存量中，電動(dòng)汽車占比至少為14%，這要求電動(dòng)汽車存量在201 7年到2030年間年均增長(zhǎng)40%左右。

而在2017年，全球電動(dòng)汽車的存量增長(zhǎng)了57%，高于40010。但隨著絕對(duì)庫存數(shù)量的增加，保持高增長(zhǎng)率將變得越來越困難。因此，持續(xù)和廣泛的政策支持對(duì)于維持增長(zhǎng)至關(guān)重要。

碳捕獲與封存項(xiàng)目進(jìn)展緩慢

截至2017年底，只有兩項(xiàng)大型的碳捕集、利用和封存(carbon capture utilisation and storage，ccus)電力項(xiàng)目運(yùn)行，預(yù)計(jì)每年的二氧化碳捕獲量達(dá)到240萬噸。而在2030年之前，需要達(dá)到每年捕獲3.5億噸目標(biāo)。

2017年初，德克薩斯州的Petra Nova項(xiàng)目的捕獲作業(yè)按計(jì)劃開始運(yùn)作。該改造項(xiàng)目是燃煤電廠中最大的燃燒后碳捕集系統(tǒng)，每年可捕獲高達(dá)140萬噸二氧化碳并用于強(qiáng)化采油( EOR)。

Petra Nova項(xiàng)目和2014年開始運(yùn)營(yíng)的加拿大“邊界大壩”(Boundary Dam CCUS project)可以為將來的項(xiàng)目提供經(jīng)驗(yàn)。

然而，密西出比州坎伯縣( Kemper County)的ccus項(xiàng)目被宣告停止開發(fā)，讓ccus遭遇了沖擊。該電廠計(jì)劃使用整體煤氣化聯(lián)合循環(huán)(IGCC)技術(shù)?？蓪⒏咚值暮置焊咝У赜糜诓糠侄趸疾都?。該計(jì)劃在七年的籌備和幾十億美元的投資之后，于2017年被擱置，工廠現(xiàn)在使用天然氣作為燃料。

IEA稱，坎伯縣項(xiàng)目的問題在于IGCC技術(shù)而不是二氧化碳捕獲系統(tǒng)，但被一些人認(rèn)為ccus在發(fā)電應(yīng)用方面是有很大問題的。

現(xiàn)在有七個(gè)發(fā)電項(xiàng)目的ccus計(jì)劃處于早期發(fā)展階段：其中中國(guó)有四個(gè)，韓國(guó)兩個(gè)，英國(guó)一個(gè)。Petra Nova項(xiàng)目、“邊界大壩”項(xiàng)目以及部署中的七個(gè)項(xiàng)目大約能捕獲1300萬噸二氧化碳。但是距離2030年從發(fā)電中捕獲3.5億噸二氧化碳的目標(biāo)還有一段距離。達(dá)到此目標(biāo)需要促進(jìn)CUS項(xiàng)目的融資，降低ccus的成本并繼續(xù)改進(jìn)技術(shù)。

目前有幾項(xiàng)技術(shù)創(chuàng)新項(xiàng)目來嘗試降低ccus的成本，正在試點(diǎn)范圍內(nèi)進(jìn)行測(cè)試。例如，德克薩斯州的電力公司NET Power的50兆瓦清潔能源工廠，徹底摒棄了傳統(tǒng)以水蒸氣為工質(zhì)的熱能循環(huán)過程，選用全新的以高壓高溫超臨界二氧化碳為介質(zhì)的Allam循環(huán)過程。該項(xiàng)目將于2018年投入使用，并有可能實(shí)現(xiàn)零排放。

康涅狄克州的燃料電池能源公司( Fuel Cell Energy)則利用熔融碳酸鹽燃料電池系統(tǒng)( Molten Carbonate FuelCells，MCFC)捕獲二氧化碳。MCFC工作時(shí)，可以從煙道氣流中捕集二氧化碳的同時(shí)產(chǎn)生電力，從而規(guī)避傳統(tǒng)碳捕獲技術(shù)產(chǎn)生額外負(fù)載的成本。

陸上風(fēng)電步伐放緩

2017年，陸上風(fēng)電裝機(jī)容量約下降了10%，保持了2016年下降的趨勢(shì)。而可持續(xù)發(fā)展方案要求直到2030年，陸上風(fēng)電新建裝機(jī)容量的年均增長(zhǎng)率為12%。因此，陸上風(fēng)電仍需要改善。

2017年，并網(wǎng)陸上風(fēng)電裝機(jī)容量也有下降，從2016年的56GW下降到44GW，而2015的并網(wǎng)裝機(jī)容量為6.5GW。

中國(guó)陸上風(fēng)電因消納問題而放緩，短期內(nèi)并未出現(xiàn)明顯的反彈跡象。在美國(guó)，逐步取消生產(chǎn)稅收抵免和減少企業(yè)稅收的信號(hào)，給市場(chǎng)帶來挑戰(zhàn)，因?yàn)樗鼈兛赡軙?huì)導(dǎo)致中期缺乏經(jīng)濟(jì)吸引力和融資。

在巴西，宏觀經(jīng)濟(jì)和金融挑戰(zhàn)已經(jīng)使得陸上風(fēng)電的增長(zhǎng)放緩。印度的新拍賣系統(tǒng)預(yù)計(jì)將促進(jìn)產(chǎn)能增長(zhǎng)，但運(yùn)營(yíng)和電網(wǎng)整合的問題阻礙陸上風(fēng)電廠滿負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)。在歐洲，2020年后可再生能源發(fā)展的政策不確定性依然存在。

儲(chǔ)能規(guī)模增長(zhǎng)基本不變

在2017年，新增的公共事業(yè)儲(chǔ)能規(guī)模(不包括抽水蓄能)保持半穩(wěn)，約為620MWh，但低于2016年的增長(zhǎng)速度。2017年的部署速度不足以達(dá)到可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)，這需要在2030年之前增加80GW的總存儲(chǔ)容量。政策支持和使更多存儲(chǔ)技術(shù)具有成本效益是至關(guān)重要的。

2017年抽水蓄能容量增長(zhǎng)超過7 GW。然而，抽水蓄能只集中在少數(shù)幾個(gè)地方，其增長(zhǎng)仍將受到地理因素的限制。

鋰電池的主導(dǎo)地位仍在繼續(xù)。在2016年至2017年間，鋰離子電池單位成本下降了22%，使得電池成本持續(xù)下降。雖然在2017年，活性材料的價(jià)格大幅上漲，特別是鈷(超過兩倍)和鋰(增長(zhǎng)了一半)，但它們對(duì)電池價(jià)格沒有實(shí)質(zhì)性的影響，即使在價(jià)格持續(xù)上漲的情況下，鈷和鋰材料的成本也只占整個(gè)電池成本的幾個(gè)百分點(diǎn)。

雖然固態(tài)和鋰空氣電池不是最佳的儲(chǔ)能技術(shù)，但這些技術(shù)的進(jìn)展很可能會(huì)在長(zhǎng)期內(nèi)影響到電力應(yīng)用。從中期來看，電動(dòng)汽車中不太受歡迎的其他技術(shù)，如鋰鐵磷酸鹽電池( LFP)，會(huì)受到激勵(lì)，因?yàn)榈兔芏鹊膽土P對(duì)這個(gè)領(lǐng)域的影響較小。

隨著儲(chǔ)能規(guī)模的擴(kuò)大，特別是電動(dòng)汽車電池的增長(zhǎng)，鈷和鋰供應(yīng)的限制會(huì)對(duì)生產(chǎn)規(guī)模的擴(kuò)大構(gòu)成風(fēng)險(xiǎn)。因此跟蹤鈷和鋰的生產(chǎn)規(guī)模也將變得越來越重要。這也符臺(tái)增加電動(dòng)汽車電池密度的目標(biāo)，因?yàn)楦呙芏鹊碾姵厥褂酶倩虿皇褂免?。鎳含量較高且鈷含量較低的鋰離子混合物需要付出更多的努力，例如鎳一錳一鉆622( NMC622)和811( NMC811)電池，這些電池仍處于商業(yè)應(yīng)用的前期階段。