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创纪录的高温和气候变化影响加剧的一年即将结束。 气候影响的频率和强度迅速增加,对世界各国特别是经济基础脆弱的发展中国家产生了重大影响。
对于人类面临的这一严峻挑战,羊群效应是显而易见的。 如今,我们听到越来越多的负面声音,比如“我们不会成功”、“我们注定会失败”。
然而,过去几十年可再生能源的发展实践充分证明,人类可以让积极的改变越来越快地发生。 因为,此时此刻,我们拥有保护这个星球及其居民的所有工具,特别是光伏发电。
COP28面临重大选择:向化石燃料游说者、末日论者和民粹主义者屈服? 或者让工业过去难以想象但现在完全可能且必要的事情发生? 我们每个人都有责任引导碳中和之船驶向正确的方向。
今天,笔者向大家推荐一个NGO组织——新气候研究院( )。 它是一家致力于气候政策和全球可持续发展的非营利组织,在德国科隆和柏林设有办事处。 今天文章中的文字和图片均来自新气候研究所的不同报告。 作者做了一些删除和修改。
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01
没有国家符合电力脱碳要求
电力行业脱碳是实现净零排放的关键一步。 到 2040 年,在一代人的时间内实现电力行业脱碳是一个极其雄心勃勃的目标。 与工业革命以来化石能源的变革相比,二十年、三十年仍然是短暂而紧迫的。
发达国家比发展中国家提前5-10年。 发达国家需要在2030年之前逐步淘汰煤炭,在2035年之前逐步淘汰天然气。发展中国家在电力部门脱碳方面也不甘落后,要求在2040年之前逐步淘汰煤炭和化石天然气,其中许多国家正在推出巨额资金支持。
实现清洁能源的关键是加快可再生能源的部署。 在1.5℃统一基线下,到2035年,各国将实现80%以上的电力来自可再生能源,到2050年,90-100%的可再生电力供应。
也就是说,基于这个目标,人类的碳中和之路并不是一个统一的过程。 2035年之前,光伏、风电、储能的巨大机遇将令人震惊。
注:上图仅供参考。 y 轴代表能量单位(例如 TWh)
为了帮助跟踪全球和国家层面的进展,新气候研究所的一个模型“气候行动追踪器”为电力部门中化石天然气、煤炭和可再生能源的份额设定了基准,这些基准与将升温限制在 1.5°C 相关相位锚定。
新气候研究所专家经过研究一致认为,迄今为止,世界上没有一个国家在结束化石能源发电问题上走在正确的轨道上。
该机构指出,其评估的国家尚未加快逐步淘汰化石燃料的步伐,尽管有一些积极的迹象:
英国有望在 2024 年按照 1.5°C 兼容时间表逐步淘汰煤炭,而欧盟、德国、智利和南非也正在朝着正确的方向前进。 如果废除博尔索纳罗时代的立法,巴西可能会走上正确的道路。
美国和英国的2035年电力部门脱碳目标与届时逐步淘汰化石天然气的需要是一致的,但两国都需要采取更多措施来实现这些目标。
印度和中国目前化石天然气发电水平已达到1.5℃兼容水平,但两国都需要制定长期淘汰战略。
德国和智利在可再生能源部署方面处于领先地位。 尽管该行业在其他地方(中国、印度)蓬勃发展,但其增长速度仍达不到逐步淘汰化石燃料所需的速度。
有很多值得担心的事情:
该机构分析的国家中没有一个有明确的逐步淘汰化石天然气的计划,而且目前化石天然气的份额大于煤炭。
虽然煤炭在大多数国家正在减少,但在其他国家却在增加,避免排放量大幅增加的唯一方法是大幅减少燃煤电厂的利用率。
大多数国家在加速向可再生能源转型方面做得不够,其中日本和墨西哥垫底。
阿联酋呼吁逐步淘汰排放而不是化石燃料。 我们的分析表明,CCS 在化石气体发电中仅发挥很小的作用,而在煤炭发电中则完全没有作用。 作为即将上任的缔约方会议主席,阿联酋可以通过达成一项到 2040 年在全球范围内逐步淘汰化石燃料的全球协议,并在 2035 年之前在国内发挥带头作用,从而对气候雄心产生重大影响。
除煤是重点也是难点。
人们早就知道我们必须让燃煤发电成为过去。 对于发达国家来说,这意味着到2030年逐步淘汰所有煤电,对于世界其他国家来说,这意味着到2040年逐步淘汰所有煤电。
为了实现这一目标,到2030年,煤电需要从目前发电量的三分之一以上迅速下降到个位数。任何地方都没有继续扩大煤电发电的空间。 全球煤炭淘汰正在进行中,但很少有国家获得满分。
02
来自三个国家的经验教训:印度、巴西和印度尼西亚
基于1.5℃的要求,新气候研究所重点关注巴西、印度和印度尼西亚三个发展中国家的未来增长趋势。
研究结果显示,2022年至2030年,上述三个国家的风能和太阳能发电量将分别增长4倍、8倍和13倍。这就要求这三个国家的可再生能源发电量分别增长20%、30%左右。每年 % 和 40%。
在这三个国家中,印度尼西亚的增长曲线将是最陡的,因为该国目前的风电和光伏发展水平最低。 笔者近日介绍,印尼刚刚启动了200亿美元的新能源超级融资计划。
由于地理优势,太阳能在印度具有最大的技术和经济适用性。 到2050年,光伏发电将占全国总发电量的89%。 巴西风电将占比较大,占可再生能源的60%。 印度尼西亚的风电和光伏发电大致相当。
在印度,十年平均每年新增风电容量在2020年代达到峰值约30吉瓦/年,然后从2030年起下降至10-20吉瓦/年左右,这使得风力发电总量和发电量可以增长适度。 与此同时,太阳能光伏发电装机量在 2030 年代迅速增加至每年 200 吉瓦左右,并在整个时间范围内保持不变。
在巴西,新增太阳能光伏发电量将比2010年代的平均水平每年增加约1GW,在未来三十年达到每年7-9GW。 与此同时,风电装机容量的增长将持续到2030年代末,届时风电部署速度将达到最大。 2030年代,风电年均装机容量为7吉瓦。此后,到2040年代,风力发电总量将趋于稳定,所需新增风电容量将降至1吉瓦/年左右
印度尼西亚在风能和太阳能发电容量增加方面也表现出这种“高峰和下降”行为。
上述分析证明,每个国家的风能和太阳能部署高峰日期是不同的。 虽然这个国家样本还不够大,无法得出确切的结论,但它可以帮助避免全球清洁能源竞赛中的瓶颈,如果最大的增长点(以及全球供应链上的最大需求)不完全是,那么能源竞赛可能会减缓能源的发展。各国保持一致。 转型。
注:条形代表十年平均值。 因此,每个十年内的年新增产能可能会有所不同,并且十年内呈平滑的增加/减少趋势。
三个因素可以解释风能和太阳能发电量年平均值随时间的波动:
第一个动力围绕着在能源结构中迅速摆脱化石燃料的迫切需要。 这需要加速部署可再生能源,其中风能和太阳能发电发挥关键作用。 这种动态将在 2020 年代和 2030 年代占据主导地位,推动这些时期大部分太阳能和风能的年度安装。
第二个驱动因素是需要每年持续安装可再生能源,以满足增量因素(例如经济和人口增长)和结构变化(例如电气化)产生的不断增长的电力需求。 尽管这种动态在任何时候都具有相关性,但在 2030 年代和 40 年代,当电气化的“S 曲线”增长真正起飞时,这种动态将更加明显。
第三个驱动因素是增加装机容量以更换老化的太阳能电池板和风力涡轮机。 然而,这一方面不太明显,因为大部分风能和太阳能发电能力尚未部署。 到 2040 年代末,随着现有设施老化并需要更换或更新,更换的需求可能变得更加明显和重要。
总体而言,年度风能和太阳能发电量的轨迹首先描绘了一个快速指数增长的时期,因为化石燃料淘汰和需求增加的前两个动态需要大量新的可再生能源发电量。 在印度,到2030年新增产能将强劲增长,2030年平均新增产能约为220GW/年。 这一部署率将持续到 2040 年代。 与此同时,巴西和印度尼西亚将在 2030 年代达到最大产能增长,然后在接下来的十年内下降。
风能和太阳能成本的下降是过去十年的巨大成功之一。
2010年至2020年,太阳能光伏发电成本下降了85%,而陆上/海上风电成本下降了46/55%(IRENA,2021)。
风能和太阳能可能会继续保持其成本曲线,这将继续对能源系统的转型产生变革性影响。 然而,未来的技术进步本质上是不确定的,风能和太阳能成本持续下降的速度可能会有所不同。
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